Устройство ударного действия для механогидравлического разрушения горных пород (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

2. Устройство ударного действия для механогидравлического разрушения горных пород, включающее корпус с бойком и рабочим инструментом, имеющим осевой канал с плунжером, связанный через распределительный элемент с источником рабочей жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения горной породы за счет обеспечения независимости мощности гидравлического импульса от углубки инструмента, боек выполнен с осевой полостью и снабжен размещенным в этой полости с возможностью взаимодействия с плунжером подпружиненным толкате тем, а распределительный элемент выполнен в виде полого цилиндрического золотника, установленного концентрично плунжеру с возможностью взаимодействия с толкателем, причем в исходном положении расстояние между золотником и толкателем выполнено меньщим расстояния между плунжером и толкателем на величину хода золотника.

1. Устройство ударного действия для механогидравлического разрушения горных // /// /// fff f/i Ш i7/Г/77) ФигА пород, включающее корпус с бойком и рабочим инструментом, имеющим осевой канал с плунжером, связанный через распределительный элемент с источником рабочей жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разрущения горной породы за счет обеспечения независимости мощности гидравлического импульса от углубки .инструмента, боек выполнен с осевой полостью и снабжен размещенным в этой полости с возможностью взаимодействия с плунжером подпружиненным толкателем, а распределительный элемент в виде цилиндрического золотника, установленного с возможностью взаимодействия с бойком, причем в исходном положении расстояние между золотником и бойком выполнено меньшим расстояния между плунжером и толкателем на величину хода золотника.

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для механогидравлического разрушения горных пород. Известно устройство ударного дйствия для механогидравлического разрушения гор.вых пород, включающее корпус, боек, рабочий инструмент с плунжером и источник рабочей .жидкости 1. Наиболее близким .к изобретению является устройство -ударного действия для механогидравлического разрушения горных пород, включающее корпус с бойком и раб.очим инструментом, имеющим осевой канал с плунжером, связанный через распределительный элемент с источником рабочей жидкости 2. Однако зависимость мощности гидравлического и.мпульса от углубки инструмента в этих устройствах снижает эффективность разрушения горной породы. Цель изобретения - повышение эффекТИВНОСТ11 разрушения горной породы за счет обеспечения независимости мощности гидравлического импульса от углубки инструмента. Цель достигается за счет того, что по первому варианту в устройстве ударного действия для механогидравлического разрущения горных пород, включающем корпус с бойком и рабочим инструменто.м, имеющим осевой канал с плунжером, связанный через распределительный элемент с источником рабочей жидкости, боек выполнен с осевой полостью и снабжен размещенным в этой полости с возможностью взаимодействия с плунжером подпружиненным толкателем, а распределительный элемент выполнен в виде цилиндрического золотника, установленного с возможностью взаимодействия с бойком, причем в исходном положении расстояние между золотником и бойком выполнено меньшим расстояния между плунжером и толкателем на величину хода золотника. Цель достигается за счет того., что по второму варианту в устройстве ударного действия для механогидравлического разрушения горных пород, включающем корпус с бойком и рабочим инструментом, имеющим осевой канал с плунжером, связанный через распределительный элемент с источником рабочей жидкости, боек выполнен с осевой полостью и снабжен размещенным в этой полости с возможностью взаимодействия с плунжером подпружиненны.м толкателем, а распределительный элемент выполнен в виде полого цилиндрического золотника, установленного концентрично плунжеру с возможностью взаимодействия с толкателем, причем в исходном положении расстояние между золотником и толкателе.м выполнено меньшим расстояния между плунжером и толкателем на величину хода золотника. На фиг. 1 и 2 показаны варианты выполнения предлагае.мого устройства. Устройство содержит корпус I с бойком 2 и рабочи.м инструментом 3, имеющим осевой канал 4 с плунжером 5, связанный через распределительный элемент 6 и канал 7 с :1сточником рабочей жидкости. Боек 2 выполнен с осевой полостью 8 и снабжен размещенным в этой полости с возможностью взаимодействия с плунжером 5 подпружиненны.м пружиной 9 толкателе.м 10. Но первому варианту (фиг. 1) распределительный элемент 6 выполнен в виде цилиндрического золотника 11, подпружиненного пружиной 12 и установленного с воз.можностью взаимодействия с бойком, причем в исхОлТ,ном положении расстояние между золотником 11 и бойком 2 выполнено меньшим расстояния между плунжером 5 и толкателем 10 на величину хода золотника. По второму варианту (фиг.2) распределительный элемент 6 выполнен в виде полого цилиндрического золотника 13, подпружиненного пружиной 14 и установленного концентрично плунжеру 5 с возможностью взаимодействия с толкателем 10, причем в исходном положении расстояние между золотником 3 и толкателем 10 выполнено меньшим расстояния между плунжером 5 и толкателем 10 на величину хода золотника. По первому варианту (фиг. 1) устройство работает следующим образом. В исходном положении инструмент 3 прижат к массиву. Рабочая жидкость, поступая через канал 7 подвода рабочей жидкости и золотник 11, заполняет сквозной осевой канал 4 и с небольшим рас.ходом истекает через зону контакта инструмента 3 с массивом. При воздействии усилия на боек 2 последний вместе с толкате пем 10 перемешается в направлении-торца инструмента 3. Так как расстояние между золотником 11 и бойком 2 меньше расстояния между толкателем 10 и плунжером 5 на величину хода золотника 11, боек 2 сначала воздействует на золотник 11 и перемешает его вниз, преодолевая сопротивление пружинь 12. Перемещаясь, золотник 11 отсекает осевой канал 4 от канала 7 подвода рабочей жидкости, прекращая подачу жидкости в осевой канал 4. Продолжая движение вниз, боек 2 наносит удар по торцу инструмента 3. В это же время толкатель 3, продолжая движение по инерции и преодолевая сопротивление пру-жины 9, наносит удар по плунжеРУ 5. . Под воздействием удара инструмент 3 внедряется в массив, деформируя его и производя интенсивное трещипообразование в зоне контакта. В это же время под воздействием удара плунжер 5 нарастающим импульсом под большим давлением направляет рабочую жидкость в зону контакта. В момент, когда деформация, а следовательно, н трещинообразование в массиве достигают максимального значения, давление рабочей жидкости также достигает максимума. Жидкость под большим давлением проникает в трещины, и, воздействуя на их стенки как гидроклин, производит разрушение массива. После нанесения удара боек 2 и толкатель 10 совершают холостой ход, перемещаясь вверх, при этом пружина 9 перемешает толкатель относительно бойка, золотник 11 под воздействием пружины 12 также перемещается вверх и соединяет осевой канал 4 с каналом 7. Рабочая жидкость заполняет осевой канал 4 и воздействует на плунжер 6, возвращает его в исходное положение. Далее рабочий цикл повторяется. По второму варианту (фиг. 2) устройство работает следующим образом. В исходном положении инструмент 3 прижат к массиву. Рабочая жидкость, поступая через канал 7 подвода рабочей жидкости и золотник 13, заполняет осевой канал 4 и с небольшим расходом истекае-т через зону контакта инструмента с массиво.м. При воздействии усилия на боек 2 последний вместе с толкателем 10 перемещается в направлении торца инстру.мента 3. Так как расстояние между золотником и толкателем меньше расстояния между толкателем 10 и плунжером 5 на величину хода золотника 13, толкате ть 10, воздействуя на золотник 13, перемещает его вниз, предапевая сопротивление пружины 14. .Перемещаясь, золотник отсекает осевой канал от канала 7, прекращая подачу жидкости в осевой канал. Продолжая движение вниз, боек 2 наносит удар по торцу инструмента 3. В это же вре.мя толкате«1ь 10 продолжает движение по инерции и, преодолевая сопротивление пружины 9, наносит удар по плунжеру 5. Под воздействием удара инструмент 3 внедряется в массив,деформируя его и производя интенсивное трещинообразование в зоне контакта. В это же время под воздействием удара плунжер 5 нарастающим и.мпульсом под больщим давление.м направляет рабочую жидкость в зону контакта. В момент, когда деформация, а следовательно, и трещинообразование в массиве достигают максимального значения, давление рабочей жидкости также достигает максимума. Жидкость под большим давлением проникает в трещины и, воздействуя на их стенки как гидроклин, производит разрушение массива. После нанесения удара боек 2 и толкатель 10 совершают холостой ход, перемещаясь вверх. При этом пружина 9 перемещает толкатель 10 относительно бойка 2. Золотник 13 под воздействием пружины 14 также перемещается вверх и соединяет осевой канал с каналом 7 подвода рабочей жидкости 9. Рабочая жидкость заполняет сквозной осевой канал, воздействует на плунжер 5 и возвращает его в исходное положение. Далее рабочий цикл повторяется. Мощность гидравлического импульса устройства максимальна при любой углубке инструмента, что повыщает эффективность разрущения горной породы.

/// ////// /// //////

Фиг.г