Перфоратор Советский патент 1986 года по МПК E21B6/04 B25D16/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к конструкциям буровых пневматических машин ударного действия.

Цель изобретения - повышение надежности работы перфоратора путем отключения ударного узла при возрастании крутящего момента на вращателе.

На фиг. 1 изображен перфоратор, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Перфоратор состоит из корпуса 1, в котором перемендается ударник 2. В верхней части корпуса 1 размещен клапан воздухораспределительного устройства 3, перекрывающий канал 4 камеры прямого хода и канал 5 камеры обратного хода. В корпусе расположен управляющий золотник 6, перекрывающий канал 7. Этот канал 7 соединяет полость 8 обратного хода цилиндра с проточкой 9, сообщающейся с атмосферой. Вьпие ударника 2 находится полость 10 прямого хода цилиндра,которая, как и полость 8 обратного хода цилиндра, может сообщаться с ат.чосферой через выхлопное отверстие 11. В нижней части корпуса 1 расположен гфащатель, состоящий из статора 12, ротора 13, распределителя 14 и втулки 15. Питание вращателя осуществляется сжатым воздухом по каналу 16. Каналы 17 и 18 соединяют диаметрально противоположные рабочие камеры вращателя, образуемые статором 12 и ротором 13, с торцовыми по- лосгями 19 управляющего золотника 7. В торцовых полостях 19 расположены упругие э;1ементы - пружины 20.

Перфоратор работает следующим образом.

(.жатый водух поступает из сети в канал 4 камеры прямого хода, открытый клапаном 3. Одновременно клапан 3 закрывает канал 5 камеры обратного хода. Под действием сжатого воздуха в полости 10 прямого хода ударник 2 из своего верхнего положения в корпусе 1 перемещается вниз. При своем движении вниз ударник 2 открывает выхлопное отверстие 11, сжимая одновременно воздух в полости 8 обратного хода цилиндра. Давление из полости обратного хода по каналу 5 передается клапану 3. Поскольку в рабочей полости 10 прямого хода шлиндра давление упало после открытия ударником 2 выхлопного отверстия 11, снизилось давление в канале 4. В то же время давление в полости 8 обратного хода увеличилось, а следовательно, и в канале 5, закрытом клапаном 3. Клапан 3 перебрасывается, перекрывая канал 4 и открывая канал 5. В это время ударник 2 наносит в конце своего прямого хода удар по хвостовику инструмента 21. Теперь сжатый воздух поступает по каналу 5 в полость 8 обратного хода и заставляет ударник 2 двигаться вверх, соверщая

обратный ход. В процессе своего движения ударник 2 перекрывает выхлопное отверстие 11 и начинает сжимать воздух в полости 10 прямого хода. Давление из полости 10 прямого хода по каналу 4 передается клапану 3. При дальнейшем обратном ходе ударник 2 открывает выходное отверстие 11 и полость 8 обратного хода соединяется с атмосферой. Давление в полости 8 падает, падение давления по каналу 5 достигает клапан 3 и он перебрасывается, вновь открыв канал 4 и закрыв канал 5. Сжатый воздух начинает поступать в полость 10 прямого хода, начинается прямой ход. Цикл повторяется. В процессе работы ударного узла перфоратора, включающего корпус

1с каналами 4, 5, 11 ударник 2 и воздухо- распределение с клапаном 3, осуществляется вращение инструмента 21 вращателем. Сжатый воздух к вращателю подается по каналу 16. Эксцентрично расположенный ротор вращателя 13 с запрессованным в нем распределителем 14 образует со статором 12 рабочие камеры, одна из которых при неподвижном роторе с помощью распределителя 14 постоянно сообщена с атмосферой, а другая с каналом 16, подающим сжатый

воздух. При обкатывании ротором 13 статора 12 рабочие камеры перемещаются по кругу и каналы 17 и 18, начинающиеся в торцовой стенке статора 12, попеременно попадают в камеры со сжатым воздухом или в камеры, соединенные с атмосферой.

При этом если канал 17 сообщается с рабочей камерой, находящейся под давлением сжатого воздуха, то канал 18 через другую рабочую камеру сообщается с атмосферой, и наоборот. Через канал 17 сжатый воздух попадает в соответствующую

торцовую полость 19, а другая торцовая полость 19 через канал 18 сообщается, с атмосферой. Под действием разности давлений управляющий золотник 6 смещается в сторону низкого давления. При дальнейшем

вращении ротора канал 17 соединяется с атмосферой, а по каналу 18 поступает сжатый воздух. Управляющий золотник 6 смещается в другую сторону. В процессе работы вращ.ателя управляющий золотник 6 совершает колебательные движения с частотой, равной произведению скорости вращения инструмента на число зубьев ротора 13. Чтобы уменьп ить амплитуду колебаний управляющего золотника 6, он с торцов подперт пружинами 20 (или упругими элементами другого вида). Амплитуду колебаний

можно ограничить также соответствующей массой управляющего золотника 6, но введение упругого элемента расширяет диапазон регулирования амплитуды колебания за счет изменяемой величины предварительного под- жатия пружин 20.

При уменьшении скорости вращения инструмента 21 (и ротора 13 соответственно) от внешнего воздействия на инструмент

время воздействия разности давлений на управляющий золотник в одну сторону увеличивается, и увеличивается амплитуда колебаний управляющего золотника 6. При достижении критической скорости вращения инструмента управляющий золотник 6 в своих крайних положениях открывает канал 7, сообщающий полость 8 обратного хода с атмосферой, и нарущать работу воздухораспределителя. Ударный узел прекращает свою

чей камерой вращателя, находящейся под давлением, а другая полость - с рабочей камерой вращателя, сообщенной с атмосферой. Управляющий золотник 6 смещается в сторону меньщего давления, открывает 5 канал 7 и соединяет полость обратного хода 8 через канал 7 и проточку 9 с атмосферой. Соединение полости обратного хода 8 с атмосферой через канал 7 приостанавливает переброску клапана 3 на обратный

работу. По мере увеличения скорости враще- ю прекращает работу ударного узла.

ния инструмента 21 амплитуда колебаний управляющего золотника б уменьщается и в конце концов канал 7 постоянно перекрывается золотником 6. Работа ударного узла восстанавливается. При остановке вращения

Ударник 2 перестает наносить удары по невращающемуся инструменту, чем предотвращается забивка неподвижной буровой коронки в горную породу.

Управляющий золотник 6 может быть

инструмента, например при заклинивании бу- 5 расположен выще в корпусе 1 так, чтобы ровой коронки, одна из торцовых полос- канал 7 соединял верхнюю часть полости 10 тей 19 будет постоянно сообщена с рабо- прямого хода с атмосферой.

чей камерой вращателя, находящейся под давлением, а другая полость - с рабочей камерой вращателя, сообщенной с атмосферой. Управляющий золотник 6 смещается в сторону меньщего давления, открывает канал 7 и соединяет полость обратного хода 8 через канал 7 и проточку 9 с атмосферой. Соединение полости обратного хода 8 с атмосферой через канал 7 приостанавливает переброску клапана 3 на обратный

Ударник 2 перестает наносить удары по невращающемуся инструменту, чем предотвращается забивка неподвижной буровой коронки в горную породу.

Управляющий золотник 6 может быть

12

(Риг. 2

20

фиг. 3

Составитель С. Дементьев

Техред И. ВересКорректор А. Тяско

Тираж 470Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4