Бурильное гидравлическое ударное устройство Советский патент 1986 года по МПК E21B6/04 

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическим механизмам ударного действия, импользуемым прибурении горных пород. Цель изобретения - повышение эффективности работы устройства за сче снижения утечек. На фиг.1 и 2 представлено бурильное устройство, продольное сечение; на фиг.З - узел 1 на фиг.1. Бурильное устройство содержит переднюю головку 1, крышку 2, корпус механизма 3 передач, промежуточной части 4, цилиндра 5 и задней головки 6. Поршень-ударник 7 может совершать возвратно-поступательное движение внутри цилиндра 5. Поршень 7 состоит из цилиндрического штока с двумя час тями цилиндра 8 и 9, Часть поршня 7 предназначена, чтобы передавать удары к держателю 10, который предназначен для закрепления рабочего инструмента (не показан). Вращающийся патрон 11 снабжается кольцевым зубчатым колесом 12, которое взаимодействует с зубчатым колесом 13. Промьшочная жидкость подается к осевому отверстию держателя и к буровому инструменту через промывочную головку 14. Стопорное кольцо 15 монтируется между промывочной головкой 14 и ведущей втулкой 16. Опорный элемент 17 вставляется в задней части патрона 11. Опорный элемент 17 снабжается кольцом 18 для остановки у заднего торца поверхности вращающегося патрона 11. Опорный поршень 19 с возможностью обеспечения смещения и поворотного движения размещается в промежуточной части 4. Поверхность 20 опорного поршня ограничивает подвижную ограничивающую стенку тормозящей или демпфирующей камеры 21. Тормозящая камера 21 ограничивается сзади при помощи поверхности 22 в корпусе устройства. СиЛа подачи, подаваемая к бурильному молотку, передается к бурильному

инструменту через гидравлическую жидкость под давлением в тормозящей камере 21, Предпочтительно, чтобы поверхность поршня 20 на опорном поршне 19 и аккумулятор 23 имели такие размеры, чтобы сила, действующая спереди на опорный поршень 19 существенно превьш1ала силу подачи. При таких размерах положение, в котором находится держатель 10, а следовательно, и ракания от камеры 21. В кольцевых канавках 29 и 30 на наружных концах зазоров располагаются уплотняющие кольца 31 и 32, каналы 33 и 34 проходят от внутренних сторон канавок 29 и 30 к дренажному кана-пу 35, в.котбром располагается сменная втулка 36 с сквозным отверстием, который образует дроссельное отверстие. Канал 37 пода ет вытекающее масло к сливной магист982бочий инструмент, когда поршень ударяет по держателю, остается неизменным независимо от изменений в силе подачи. Эта направленная вперед сила передается к поверхности 24 на крышке 2 через кольцо 18 на втулке опорного элемента 17, патрон 11 и упорный подшипник 25. Когда бурильный инструмент и держатель 10 отскакивают от породы во время работы бурильного устройства, держатель 10 ударяет по втулке опорного элемента 17. Импульсы отдачи передаются к опорному поршню 19 и затем к гидравлической жидкости, находящейся в тормозящей камере, и жид-, кость работает в данном случае в качестве детали, воспринимающей импульсы отдачи. Аккумулятор 23 или другие соответствую1дие пружинящие средства постоянно подсоединяются к демпфирующей жидкости при помош;и гидравлического столба жидкости в канале 26. Если сила отдачи превышает определенную величину, то втулка опорного элемента 17, а следовательно, также и опорный поршень 19 выходят из контакта с патроном 11. При помощи этого устройства демпфируется влияние отдачи на бурильное устройство. Держатель 10 и бурильный инструмент затем возвращаются при помощи давления в тормозящей камере 21 в положение, которое не зависит от силы подачи. Вращение поворотного патрона 11 и держателя передается к опорному поршню 19 при помощи втулки опорного элемента 17. Жидкость под давлением в тормозящей камере 21 таким образом обеспечивает упорную подушку для держателя 10 и бурильного инструмента. Узкие зазоры 27 и 28 образованы между относительно перемещающимися поверхностями (поворот и осевое пере ещение) опорного поршня 19 и его цилиндра, который образован в промежуточной части 4 корпуса. Эти зазоры 27 и 28 образуют узкие каналы проте312рали. Таким образом два зазора 27 и 28 образуют два ограничителя, которы соединяются параллельно друг с другом и соединяются последовательно с дроссельньм отверстием втулки 36. Дроссельное отверстие представляет сопло с острой кромкой отверстия, т.е. сопло, которое имеет острую входную кромку. Преимущество представляет наличие малых утечек из камеры 21, так как вытекающее масло уносит тепло из камеры. Утечка однак не должна быть слишком большой, так как утечка представляет потери энергии. Описанная комбинация ограничителей 27,28,36 имеет два основных преимущества: обеспечивает относительно малые изменения в потоке утеч ки при изменении вязкости и уменьшае удар при действительной ширине зазора за счет потока утечки. Если вязкость уменьшается, поток через зазор 27 и 28 увеличивается и вследствие увеличения потока, который проходит через отверстие ограничителя 36, падение давления на отверстии ограничител увеличивается. Таким образом падение давления на зазорах 27 и 28 уменьшается и уменьшающееся падение давления стремится уменьшить поток через зазоры. В результате увеличения пото ка утечки будет сравнительно мало. Зазоры 27 и 28 будут изменяться от одного бурильного молотка к Другому бурильному молотку вследствие допусков. По причине наличия ограничительного отверстия во втулке 36, изменения в потоке утечки между буриль ньми инструментами будут сравнительн малы, даже когда зазоры будут отличаться на большую величину. В буриль ном молодке, в котором ширина зазора составляет 0,015 мм и отверстие втул ки 36 имеет диаметр 0,5 мм, поток утечек составляет 1,2 л/мин. Когда ширина зазоров удваивается, то поток утечки увеличивается до 1,7 л/мин, и увеличивается очень мало. 8 В камере 21 существует нормальное давление насоса, которое обычно составляет вьш1е 200 бар, но возникающий при работе пики давления могут превьш ать то значение в несколько раз. Эти пики будут иметь место, даже когда канал 26 между камерой 21 и аккумулятором 23 короткий, прямолинейный и широкий, как показано на фиг.1, так как повьш1ения давления производятся очень быстро. Пики давления однако будут демпфироваться в зазорах, так что уплотняющие кольца 31 и 32 не будут подвергаться чрезмерным пикам давления. Давление, подаваемое к уплотняющим кольцам,представляет давление в канале 35, которое ниже, чем давление в камере 21. Формула изобретения 1. Бурильное гидравлическое ударное устройство, содержащее напорную и сливнул магистрали, поршень-ударник, рабочий инструмент с наковальней, опорный элемент для поддержки рабочего инструмента и установленный с возможностью скольжения в цилиндре опорный поршень, образующий с корпусом демпфирующую камеру, сообщенную с напорной магистралью, а также зазоры между поверхностями контакта опорного поршня и корпуса, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства за счет снижения утечек, в корпусе выполнен дренажный канал, который сообщен через указанные зазоры и дроссельное отверстие со сливной магистралью. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что дроссельное отверстие выполнено с острой входной кромкой. 3.Устройство по ПП.1 -И 2, отличающееся тем, что дроссельное отверстие выполнено в сменной втулке.

Изобретение относится к горному делу, а именно к гидравлическим механизмам ударного действия, используемым при бурении горных пород. Цель изобретения- повьппение эффективности работы устр-ва за счет снижения утечек. Устр-во содержит напорную и сливную магистрали, поршень-ударник, рабочий инструмент с наковальней, опорЛ J 1211 /7 п . 27 r92i ный элемент 17 для поддержки рабочего инструмента и опорный поршень (ОП) -. 19. Последний установлен с возможностью скольжения в цилиндре и образует с корпусом демпфирующую камеру (ДК) 21, сообщенную с напорной магистралью. В корпусе выполнен дренажный канал 35. Он сообщен через зазоры между поверхностями контакта ОП 19 и корпуса и дроссельное отверстие, выполненное с острой входной кромкой, со сливной магистралью. Причем дроссельное отверстие вьшолнено в сменной втулке 36. Это обеспечивает относительно малые изменения в потоке утечки при изменении вязкости. Импульсы отдачи при работе устр-ва передаются (У) в ОП 19 и затем к гидравлической жидкости, находящейся в ДК 21. Жидкость под давлением в ДК 21 обеспечивает упорную подушку для рабочего инструмента. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. см 21,

19 21 7 27

29 33

3 3S 28