Перфоратор Советский патент 1985 года по МПК E21B1/30 

Изобретение относится к горной втехнике, а именно к перфораторам, предназначенным для бурения шпуров и скважин в породах различной крепости, преимущественно при добыче полезных ископаемых открытым и подземным способами. Известен перфоратор, содержащий корпус, поршень-ударник, совершающий возвратно-поступательное движение внутри корпуса, поворотный механизм, выполненный в виде пневмодвигателя, ротор которого соединен с буксой, а статор через систему каналов корпуса соединен с подводящей мигистралью и клапанное воздухораспределительное устройство 1. Недостатками перфоратора являются сложность конструкции из-за наличия дополнительных каналов в корпусе для подвода сжатого воздуха в камеры холостого и рабочего ходов в процессе работы перфоратора и малая ударная мощность из-за значительных потерь в потоке сжатого воздуха при подводе его в камеры прямого и обратного ходов. Кроме того,клапанное воздухораспределительное устройство не надежно в работе из-за переохлаждени места установки золотника клапана и .его примерзания к корпусу в процессе длительной работы перфоратора. Наиболее близким к предлагаемому является перфоратор, включакнций цилиндр, закрытый по торцам крышкой и буксой, размещенные в цилиндре храпово-геликоидальный механизм со стержнем, поршень-ударник с поворотной гайкой и воздухораспределительно устройство И. Недостатками известного перфоратора являются сложность конструкции из-за наличия каналов в цилиндре для прохода сжатого воздуха, при клапанном воздухораспределении малая ударная мощность при значительных потерях в потоке энергоносителя, что делает весь перфоратор трудоемким в изготовлении и не надежным в процесс эксплуатации. Цель изобретения - упрощение конструкции при одновременном повьшении надежности работы путем размещения .воздухораспределительного устройства в стержне храпово-геликоидального ме хаиизма. Поставленная цель достигается тем что в перфораторе, включающем цилинд 612 закрытый по торцам крьшжой и буксой, размещенные в цилиндре храпово-геликоидальный механизм со стержнем, поршень-ударник с поворотной гайкой и воздухораспределительное устройство, стержень выполнен с осевым воздухоподвод)щим каналом и радиальными окнами, при этом в поворотной гайке и в поршне-ударнике выполнена система каналов для соединения осевого канала стержня с камерами прямого и обратного хода.. На фиг. 1 показан перфоратор, общий вид, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1j на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1. Перфоратор состоит из цилиндра 1, к которому по торцам присоединены крышка 2 и букса 3. В крышке 2 закреплена трубка 4. Внутри цилиндра 1 совершает возвратно-поступательное движение поршень-ударник 5, в котором, закреплена поворотная гайка 6. Поршень-ударник 5 в верхней части снабжен кольцевыми полостями 7 и 8 и отверстиями 9, служащими для подвода сжатого воздуха в камеру 10 обратного хода, а в нижней части имеет шлицы 11, взаимодействующие со шлицами поворотной буксы 12. Поворотная гайка 6 снабжена осевыми отверстиями 13 и радиальными каналами 14. В верхней части цилиндра 1 установлен храповый механизм, состоящий из венца 15, собачек 16, установленных в поворот- , ном стержне 17. В стержне 17 выполнен осевой канал 18 и соединенные с ним радиальные окна 19. Осевой канал 18 .соединен с подводящей магистралью через полость 20 крьш1ки 2. Трубка 4 установлена в канале 18 стержня 17 и проходит через центральное отверстие 21 поршня 5. Внутри буксы 3 установлена поворотная букса 12, соединенная с гран-буксой 22, в шестигранное отверстие 23 которой устанавливается хвостовик у бурового инструмента или штанга для коронки (не показано). Зубчатый венец 15 храпового механизма закреплен от поворота в цилиндре t шпонкой 23 и разделен с камерой 24 прямого хода шайбой 25. На боковой поверхности ципиндра 1 выполнено вьпслопное отверстие26, в зоне выхода которого установлен глушитель 27 шума. Перфоратор работает следующим образом. Перед началом работы поршень-уда ник 5 находится в нижнем положении (фиг, 1). При подаче сжатого воздух он проходит через полость 20 крьшки 2, осевому каналу 18 и радиальным окнам 19 стержня 17, попадает в полость 7 и через каналы поршня-ударника 5 попадает в камеру 10 обратно хода. При этом поршень-ударник начи нает движение вверх. Одновременно с этим воздух из камеры 24 удаляется в .атмосферу через выхлопные каналы 26 и глушитель 27, Поднимаясь вверх поршень-ударник 5 с помощью поворотной гайки 6 и стержня 17 поворачивается вокруг своей оси и с помощью шлицевой поверхности буксы 12 поворачивает гран-буксу 22, а вмест с ней и буровой инструмент, установленный в отверстии 23, При этом стержень 17 остается неподвижньм, так как собачки 16 храпового механи ма, взаимодействуя с зубьями венца 15, препятствуют его повороту. Так осуществляется холостой ход поршняударника 5, После того, как окна 19 стержня 17 вскрываются полостью 8 псршня-ударника 5, сжатый воздух через каналы 13 подается в камеру прямого хода 24 и заполняет ее, В этот момент выхлопные отверстия 26 перекрыты наружной поверхностью поршня-ударника 5 и в камере 24 возрастает давление. Под действием этого давления поршень-ударник 5 останавливается начинает двигаться вниз и в конце наносит удар по хвостовику бурового инструмента. Удаление сжатого воздуха из камеры 10 при прямом ходе поршня-ударника 5 осуп}ествляется также через отверстие 26, потому что оно в данный момент вскрыто другой стороной поршняударника 5, При прямом ходе поршняударника 5 поворачивается стержень 17 под действием гайки 6, так как собачки 16 проскальзьшают по зубьям венца 15,а поршень-ударник 5 с буксой 12 остается неподвижным, т,е, буровой инструмент в данный момент не поворачивается. После нанесения удара по буровому инструменту порщень-ударник 5 начинает двигаться вверх и цикл повторяется. Предлагаемый перфоратор позволяет исключить сверление в корпусе дополнительных каналов для подвода сжатого воздуха в камеры прямого и обратного хода, чт( значительно упрощает конструкцию цилиндра. Кроме того, центральная подводка энергоносителя в камеры прямого и обратного хода снижает потери энергии сжатого воздуха и более точно производится момент отсечки подачи его в камеры перфоратора в процессе работы. Это способствует повышению ударной мощности по сравнению с известными устройствами.

15

17

23

iput,Z

w

w

ПЕРФОРАТОР, включающий цилиндр, закрытый по торцам крышкойи буксой, размещенные в цилиндре xpkпово-геликоидальный механизм со стержнем, поршень-ударник с поворот;ной гайкой и воздухораспределительное устройство, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции прр одновременном повышении надежности работы путем размещения воздухораспределительного устройства . в стержне храпово-геликоидального механизма, стержень выполнен с осевым воздухоподводящим каналом и радиальными окнами, при этом в поворотной гайке и поршне-ударнике выполнена система каналов для соединения осевого канала стержня с камерами ПРЯМОГО и обратного ходов. (Л