Устройство ударно-вращательного действия Советский патент 1986 года по МПК E21B6/04 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано в конструкции устройств ударно-вращательного действия для разрушения горных пород и искусственных материалов.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности устройства путем обеспечения автоматического перераспределения приводной мощности между ударным механизмом и вращателем.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство ударно-вращательного действия включает буровой инструмент 1, который установлен во вращателе 2 с гидромотором 3 и взаимодействует с поршнем- бойком 4, соприкасающи1Яся со ступенчатым плунжером 5. Последние размещены во втулке 6 и корпусе 7, совместно с которыми образуют гидравлические камеры: управляемую обратного хода 8, вспомогательную 9, постоянно сообщенную со сливом, и прямого хода 10, постоянно сообщенную с напором. В корпусе 7 также размещены ступенчатый золотник 11 управления с пробкой 12 и совместно образуют две гидравлические камеры: управляющую 13 и переливную 14. Гидромотор 3 имеет напорную полость 15 с подклю- ченным гидроаккумулятором 16 и сливную полость 17. В корпусе выполнен ряд каналов: канал 18 соединяет сливную полость гидромотора 3 со вспомогательной камерой 9; канал 19 - управляющую камеру 13 со вспомогательной камерой 9 или с камерой 10 прямого хода; канал 20 - напорную магистраль с камерой 10 прямого хода; канал 21 - напорную магистраль с межпояс- ковой полостью золотника 11; канал 22 - вспомогательную камеру 9 со сливной магистралью; канал 23 - переливную камеру 14 с напорной полостью 15 гидромотора 3; канал 24 - камеру 8 обратного хода с напорной магистралью или с переливной камерой 14.

Устройство работает следующим образом,

При включении источника питания рабочая жидкость под давлением поступает по напорной магистрали в каналы 20 и 21 и далее в камеру 10 прямого хода, фиксируя ступенчатый плунжер 5 и поршень-боек 4 в левом крайнем положении. Канал 19 со- единяет камеру 10 прямого хода с управ

5 Q 5 0

о

5

ляющей камерой 13 золотника 11. В результате рабочая жидкость, воздействуя на торец золотника 11, фиксирует последний также в левом крайнем положении. При этом камера 8 обратного хода через канал 24 и меж- поясковую полость золотника 11 соединяется с напорной магистралью. Поступающая рабочая жидкость перемещает порщень- боек 4 вправо, так как площадь камеры 8 больще площади камеры 10. Происходит обратный ход поршня-бойка 4 с вытеснением рабочей жидкости, находящейся во вспомогательной камере, в сливную магистраль.

При соединении канала 19, а значит, и управляющей камеры 13 ступенью меньшего диаметра ступенчатого плунжера 5 со вспомогательной камерой 9, соединенной со сливной магистралью, ступенчатый золотник 11 управления под действием результирующей силы на поясок больщего диаметра перемещается вправо. В этом положении канал 24 соединяет камеру обратного хода 8 с переливной камерой 14, которая каналом 23 соединяется с напорной полостью 15 гидромотора 3.

Под действием силы со стороны камеры 10 прямого хода плунжер 5 и, соответственно, поршень-боек 4 совершает прямой ход с последующим нанесением удара по инструменту 1. Одновременно происходит вытеснение рабочей жидкости из камеры 8 обратного хода по каналу 24 через переливную камеру 14 и канал 23 в напорную полость 15 под некоторым давлением, определяемым моментом сопротивления вращению бурового инструмента 1. При этом во вспомогательной камере 9 освобождается объем и происходит отсасывание рабочей жидкости по каналу 18 из сливной полости 17 гидромотора 3 и частично по каналу 22 из сливной магистрали. Осуществляется поворот бурового инструмента 1.

При соударении порщня-бойка 4 с инструментом 1 ступенчатый плунжер 5 открывает управляющий канал 19 и соединяет управляющую камеру 13 с камерой 10 прямого хода, соединенной с напорной магистралью каналом 20. Под действием давления жидкости ступенчатый золотник 11 управления занимает исходное положение, которое приводит к соединению камеры 8 обратного хода с напорной магистралью.