Ледобур Советский патент 1983 года по МПК F25C5/02 

Изобретение относится к устройствам .для образования скваж.ин во ;1ьду водоемов и может быть использовано для сверления льда, например, при рыбной ловле или при тфоведеиии исследовательских работ. Известен ледобур, состоящий из коловорота, опорного грибка и режущего устройства, выполненного в виде ложкообразного бурильного элемента с режущей кромкой 1. Для извлечения ледяной крошки на режущем элементе устанавливается дополнительная полка, укрепленная параллельно основной полке под углом к горизонтальной плоскости 1). Недостатком; известного устройства является то, что при работе необходимо часто вынимать бур из скважины для освобождения его от ледяной крощки. Известен ледобур, содержащий коловорот, шнек с шарнирной заслонкой и бурильную головку с поворотными ножами 2. Однако, так какизвестный ледобур накопляет некоторый столб ледяной крощки над заслонкой, то при значительной высоте этого столба ледяная KpoujKa настолько спрессовывается, что ледобур заклинивается и бывает трудно его извлечь из скважины, поэтому при работе этим ледобуром приходится часто его вынимать по мере накопления крошки Кроме того, шарнирная заслонка при контакте с водой примерзает в определенном положении и пере стает работать. Применение поворотных ножей усложняет конструкцию. Изменение угла наклона ножей возникает при переходе oV верхних (твердых) слоев льда к нижним (мягким), когда ножи легко врезаются в них, при этом увеличивается толщина снимаемой стружки и ледобур заклинивается. Данное устройство не устраняет полностью всех недостатков, так как перестановка ножей во время сверления одной скважины создает неудобства в работе. Наиболее близк-им к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является ледобур, содержащий коловорот, опорный грибок, шнек и бурильную головку с ножами. Ножи выполнены плоскими, а режущее устройство в виде бурильной головки, режущие кромки которой отогнуты и выполнены в виде плоских ножей f3. Однако при бурении известным ледобуром приходится прикладывать большое усилие, так как при наличии плоских ножей часть режущей кромки ножей, наиболее удаленная от оси бура, имеет больший угол резания по сравнению с углом резания режущей кромки ножей, расположенной около .оси. При бурении лезвие ножа срезает лед по винтовой поверхности резания с щагом, равным величине подачи ледобура за один оборот. Угол наклона этой поверхности резания к горизонту уменьшается при удалении от центра лунки к стенкам, поэтому удаленная от центра часть режущей -кромки плоского ножа расположена к поверхности резания под большим углом, чем режущая часть, расположенная около ос.й. Следовательно, при удалении от центра увеличивается угол резания, а вместе с этим увеличивается и усилие, прикладываемое к ледобуру. Шнек выполнен прямым и при малых оборотах не может tpaHcnopTHpOBaTb ледяную крошку из лунки. Известно, что при работе вертикального механического шнека благодаря большому числу оборотов транспортируемый материал центробежной силой отбрасывается к стенкам лунки, при этом трение, возникающее между материалом и лункой,, препятствует вращению материала вместе со щнеком и последний, проскальзывая по поверхности шнека, транспортируется вверх. Так как известное устройство приводится во врадениевручную с небольшим числом оборотов, поэтому транспортирования ледяной крошки не происходит и вся масса вращается вместе со шнеком. Цель изобретения - повышение надежности работы за счет умеяьшения усилий резания и обеспечения удаления ледяной крошки из лунки. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем коловорот, опрр.ный грибок, шнек и бурильную головку с ножами, шнек выполнен в виде косого геликоида, а каждый нож образован частью винтовой поверхности. При таком выполнении ледобура иожи всей своей винтовой поверхностью скользят по аналогичной поверхности срезаемого льда, что и препятсвует их врезанию, толщина же срезаемой стружки всегда постоянна и равна шагу винтовой поверхности ножа, деленному на число ножей. Для уменьшения усилия резания пластинчатые ножи образованы винтовой поверхностью подобно лопастям судового гребного винта с шагом, равным величине требуемой подачи ледобура за один оборот. При этом угол резания остается минимальным и постоянным по всей длине ножа в отличие от плоского ножа, у которого угол резания увеличивается по мере удаления от оси бура. На фиг. 1 изображен ледобур, общий вид на фиг. 2 -; разрез А-А на фиг. 1 (сечение по ножу у кромки-, расположенной око.ло оси бура с углом резания о(); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (сечение по ножу у кромки, наиболее удаленной от оси бура, где пунктиром для сравнения изображен вариант с плоским ножом с упщэ.м резания о().

Ледобур состоит из коловорота 1, опорного грибка 2, шнека 3 и бурильной головки- 4 с ножами 5, с образованными винтовой поверхностью, лопасть шнека наклонена к горизонтали на угол/.

Ледобур работает следующим образом.

При вращении за коловорот I ножи 5 срезаЮт лед, который в виде ледяной крошки шнеком 3 транспортируется из лунки наверх. Применение шнека в форме косого геликоида, даже при малом числе оборотов, обеспечивает скатывание крошки под своим весом, она прижимается к стенкам скважины и далее процесс транспортирования происходит так же, как описано выше. Так как у косого геликоида образующая шнека на.клонена к оси, то это препятсвует попаданию крошки в центральную зону. В связи с вышеуказанным за счет применения шнека в виде косого геликоида улучшается удаление ледяной крошки из скважины.

Применение предлагаемого леДобура облегчает бурение скважин во льду и обеспечивает . удаление из скважины ледяной

крошки.:

ЛЕДОБУР, включающий коловорот, опорный грибок, шнек к бурильную головку с ножами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет уменьшения усилий резания и обеспечения удалени я ледяной крошки из лун. ки, шнек выполнен в виде косого геликоида, а каждый нож образован частью винтовой поверхности. (Л сь 4 О 00 00

А-А

(Риг. 2