Машина ударного действия Советский патент 1984 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к области ударных машнп, а более конкретно - к машинам, предназначенным для использования в строительстве, нанример к самодвижущимся машинам ударного действия для пробивания скважин в грунте. По основному авт. св. № 1052627 известна маи1ина ударного действия, которая состоит из корпуса, рабочего инструмента, ударника, воздухонодводящего рукава и пневматического пульсатора с приводом. Ударник размещен во внутренней плоскости корпуса и разделяет эту полость на две рабочие камеры: переднюю и заднюю. Передняя рабочая камера, образованная стенками корпуса, ударником и хвостовиком рабочего инструмента, сообщена каналом малого проходного сечения с задней рабочей камерой, образованной стенками корпуса и ударником. Задняя рабочая камера посредством воздухоподводящего рукава постоянно сообщена с рабочей полостью пневматического пульсатора. Пневматический пульсатор соетоит из корпуса пульсатора и вытеснителя. Вытеснитель посредством механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение, связан с двигателем, например электрическим. На боковой стенке корпуса пульсатора предусмотрено компенсационное отверстие, посредством которого рабочая полость пульсатора может сообщаться с внещней средой (атмосферой)... Известная машина работает следующим образом. При включении двигателя вытеснитель пневматического пускателя перемещается возвратно-поступательно вдоль оси корпуса по периодическому закону. При этом давление воздуха в рабочей полости пульсатора, в воздухоподводящем рукаве и в задней рабочей камере машины изменяется (при установившемся режиме) по некоторому периодическому закону с периодом, равным периоду движения вытеснителя. Учитывая, что передняя и задняя рабочие камеры машины сообщены между собой каналом малого проходного сечения, давление в указанных камерах не совпадает. Под действием периодически изменяющейся разности давления в передней и задней рабочих камерах ударник соверщает возвратно-поступательное движение и наносит удары по хвостовику рабочего инструмента. Неизбежные при работе мащины утечки воздуха из рабочей полости пульсатора компенсируются через компенсационное отверстие, выполненное на боковой стенке корпуса пульсатора. Машина обладает многими весьма ценными эксплуатационными качествами. Она предельно проста, имеет достаточно высокий коэффициент полезного действия. Благодаря герметичности эта мащина не чувствительна к засорению и может работать в любой среде, например под водой. Вследствие отсутствия выхлопов сжатого воздуха из рабочих камер машина обладает улучшенными шумовыми характеристиками. Указанная машина имеет довольно высокую удельную мош.ность 1. Недостатке м известной машины является то, что она не оснашена средствами, обеспечиваюш.ими реверсирование. Необходимость в реверсировании возникает, например, при создании самодвижушихся машин для пробивания скважин в грунте (машин типа пневмопробойников). Целью изобретения является повыщение эффективности действия машины путем обеспечения ее реверсирования. Указанная цель достигается тем, что предлагаемая мащина снабжена средством, позволяющим изменять форму диаграммы давления воздуха в рабочей полости пульсатора, которое может быть выполнено в виде замкнутой камеры, сообщенной с рабочей полостью пульсатора посредством канала с установленным в нем выключателем, или в виде дополнительного отверстия в боковой стенке корпуса пульсатора с выключателем. Выключатель может быть выполнен в виде пробкового крана или вентиля. На фиг. 1 и 2 схематически представлены два варианта выполнения реверсивной машины ударного действия. Мащина, представленная на фиг. 1, состоит из полого корпуса 1, ударника 2, подвижно размещенного внутри корпуса, воздухоподводящего рукава 3 и пневматического пульсатора. Ударник 2 разделяет внутреннюю полость корпуса на две рабочие камеры: переднюю 4 и заднюю 5. Передняя и задняя рабочие камеры сообщены между собой каналом (не показан) малого проходного сечения, который может быть выполнен, например, в ударнике в виде отверстия, ще и т.п. Основными элементами пневматического пульсатора являются корпус пульсатора 6 и вытеснитель 7. Рабочая полость 8 пульсатора, образованная стенками корпуса и вытеснителя, посредством воздухоподводящего рукава 3 постоянно сообщена с задней рабочей ка.мерой 5. Вытеснитель может перемещаться вдоль оси корпуса. Возвратно-поступательное движение вытеснителя осуществляется с помощью специального механизма, например кривошипно-щатунного. В качестве привода может быть применен двигатель любого типа, например электрический. На боковой стенке корпуса 6 пульсатора выполнено сквозное компенсационное отверстие 9. Пневматический пульсатор оснащен дополнительной замкнутой камерой 10 расчетного объема, которая посредством канала 11 сообщена с рабочей полостью 8 пульсатора. Имеется устройство 12, обеспечивающее открывание и закрывание указанного канала, которое может быть выполнено в виде пробкового крана, вентиля и т.п.

Реверсивная машина ударного действия, представленная на фиг. 1, работает следующим образом.

При включенном двигателе вытеснитель 7 пневматического пульсатора перемещается возвратно-поступательновдольоси

корпуса по периодическому закону. При этом давление воздуха в рабочей полости 8 пульсатора, в воздухоподводящем рукаве 3 и в задней рабочей камере 5 машины изменяется (при установившемся режиме) по некоторому периодическому закону с периодом, равным периоду движения вытеснителя. Так как передняя 4 и задняя 5 рабочие камеры машины сообш,ены каналами малого проходного сечения, давление в указанных камерах не совпадает. Под действием периодически изменяюш,ейся разности давлений в каналах 4 и 5 ударник 2 совершает возвратно-поступательное движение и при закрытом канале П наносит удары по рабочему инструменту передней части корпуса 1. Под действием этих ударов корпус 1 машины внедряется в грунт. Обратному перемещению корпуса 1 препятствуют силы трения между корпусом 1 и грунтом. В результате образуется скважина с уплотненными стенками. Во время работы машины рабочая полость 8 пульсатора при каждом рабочем цикле сообщается через компенсационное отверстие 9 с окружающей средой.

Переключение машины с режима «Прямой ход на режим «Обратный ход осушествляется простым способом. С этой целью при помощи устройства 12 открывается канал 11, сообщающий рабочую полость 8 пульсатора с дополнительной камерой 10. В результате того, что к объему рабочей полости 8 пульсатора добавляется объем дополнительной камеры 10, степень сжатия в рабочей полости 8 пульсатора уменьшается на расчетную величину. Это приводит к изменению формы диаграммы давления в рабочей полости 8 пульсатора и к изменению режима работы машины. В режиме «Обратный ход машина работает так же, как и в режиме «Прямой ход, с той лишь разницей, что ударник 2 наносит удары не по передней части корпуса 1, а по задней. Под действием этих ударов машина по готовой скважине движется в обратном направлении.

Таким образом, машина способна пробивать «глухие скважины и может быть возвращена из скважины, например в случае встречи с непреодолимым препятствием. Энергия ударов в режиме «Обратный ход зависит от величины объема дополнительной камеры.

На фиг. 2 схематически представлен другой пример выполнения реверсивной мащины ударного действия. Она COOTOJIT lu .корпуса 1, ударника 2, воздухоподволящего рукава 3 и пневматического пульсатора, оснащенного приводом. Во внутренней полости корпуса 1 размещен с возможностью перемещения в основном направлении ударник 2, который разделяет полость корпуса I на две рабочие камеры: переднюю 4 и заднюю 5.

Передняя рабочая камера сообщена с задней камерой посредством канала (не показан) малого проходного сечения, который может быть выполнен, например, в ударнике 2 в виде отверстия, щели и т.п. Задняя рабочая камера 5 посредством воздухонодводящего рукава 3 сообщена с рабочей полостью пульсатора 6.

Основными эле.ментами пульсатора являются корпус 7 и вытёcнитev ь 8. Корпус 7 пульсатора может быть выполнен в виде, напри.мер, цилиндра, а вытеснитель 8 - в виде, например, поршня. Вытеснитель может перемещаться вдоль оси корпуса.

Вытеснитель кинематически связан с двигателем посредством механизма, обеспечивающего возвратно-поступательное движение, например кривошипно-щатунного механизма. В качестве привода может быть применен двигатель любого типа, например электрический.

На боковой стенке корпуса 1 пульсатора предусмотрено два отверстия: основное компенсационное 9 и дополнительное 10. Посредством указанных компенсационных отверстий рабочая полость 6 пульсатора может сообщаться с внешней средой (атмосферой). Пульсатор оснащен устройством 11, обеспечивающим открывание и закрывание дополнительного компенсационного отверстия 10. Устройство 11 может быть выполнено в виде пробкового крана, вентиля и т.п.

Реверсивная мащина ударного действия, представленная на фиг. 2, работает следующим образом.

При включении двигателя вытеснитель 8 перемещается возвратно-поступательно вдоль оси корпуса 7 пульсатора по периодическому закону. При этом давление воздуха в рабочей полости 6 пульсатора, в воздухоподводящем рукаве 3 и задней рабочей камере 5 машины изменяется (при установившемся режиме) по некоторому периодическому закону с периодом, равным периоду движения вентиля. Учитывая, что передняя 4 и задняя 5 рабочие камеры машины сообщены между собой каналом .малого проходного сечения, давление в указанных камерах не совпадает.

Под действием периодически изменяющейся разности давления в передней 4 и задней 5 рабочих камерах ударник 2 совершает возвратно-поступательное движеиис и при открытом дополнительном компенсационном отверстии 10 наносит удары по передней части корпуса 1 машины. Под действием этих ударов машина внедряется в грунт. Обратному ее перемеш,ению препятствуют силы трения между корпусом и грунтом. В результате образуется скважина с уплотненными стенками. Во время работы машины рабочая полость 6 пульсатора при каждом рабоче.м цикле сообщается с внешней средой через основное 9 и дополнительное 10 отверстия. Переключение машины с режима «Прямой ход на режим «Обратный ход осуществляется простым способом. С этой целью оператор с помощью устройства 11 закрывает дополнительное отверстие 10. В результате того, что дополнительное отверстие 10 закрыто, импульс сжатия в pal8 бочей полости пульсатора 6 становится более продолжительны.м. Это приводит к из.менению формы диаграммы давления возл.х; в рабочей полости пульсатора и к изменению режима работы машины. Б режиме «Обратный .ход .машина работает так же, как и в режиме «Прямой ход, с той лишь разницей, что ударник 2 наносит удары не по передней части корпуса 1, а по задней. Под действием этих ударов .машина движется по готовой скважине в обратном направлении. Таким образом, .машина способна пробивать «глухие скважины и может быть возвращена из скВажины, например в случае встречи с непреодолимым препятствием. Энергия ударов в режиме работы «Обратный ход зависит от расстояния между основным 9 и дополнительным 10 компенсационными отверстиями.

I. МАШИНА УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ по авт. св. № 1052627, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности действия машины путем обеспечения ее реверсирования, она снабжена ср.едством для изменения формы диаграммы давления воздуха в рабочей полости пульсатора. 2.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что средство для изменения формы диаграммы давления воздуха в рабочей полости пульсатора выполнено в виде замкнутой камеры, сообш,енной с рабочей полостью пульсатора посредством канала с установленным в нем вык тючателем. 3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, что средство для изменения формы диаграммы давления воздуха в рабочей полости пульсатора выполнено в виде дополнительного отверстия в боковой стенке корпуса пульсатора с выключателем. 4.Машина по пп. 2 и 3, отличающаяся тем, что выключатель выполнен в виде пробкового крана или вентиля. (Л 7 О5 оо оо