Устройство для пробивания скважин в грунте Советский патент 1987 года по МПК E02F5/18 

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в воздухораспределительной трубке установлена неподвижная трубка с окнами, закрепленная в воздухораспределительной втулке и размещенная в осевом отверстии ударника.

Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для образования скважин в грунте, и может быть использовано при прокладке подземных коммуникаций

Известно устройство для пробивания скважин в грунте, содержащее корпус, .ступенчатый ударник с продольным отверстием и воздухораспредели- тельную втулку, имеющую впускной ка- нал, которая соединена с воздухо- подводящим шлангом, камеру рабочего кода, постоянно сообщенную с впусным каналом СО,

Недостатком данного устройства является малая долговечность ударника, обусловленная наличием таких концентраторов напряжения, как радиальные отверстия в стенках ударника и рез- кое изменение формы ударника в месте окончания его продольного глухого отверстия, что приводит к быстрому выходу его из строя,,,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для пробивания скважин в грунте, содержащее корпус с размещенным в нем ступенчатым ударником с осевым от- вёрстием и расточкой, выполненной в отверстии, воздухораспределительную втулку- с выхлопными каналами, соединенную со шлангом, камеру рабочего хода, постоянно сообщенную с впуск- ным каналом втулки, воздухораспределительную трубку с кольцевым выступом, расположенную с возможностью осевого перемещения между ударником и втулкой 123,

Недостатком известного устройст- ;ва является эксплуатационная ненадежность, что обусловлено возможностью заклинивания воздухораспределительной тдубки на втулке в ре-

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздухораспределительная трубка выполнена в виде стакана, закрытьш торец которого размещен в глухом отверстии воздухораспредилительной втулки.

зультате быстрого нагрева от трения при возвратно-поступательном движении трубки по втулке, так как они имеют большую площадь контакта.

Цель Изобретения - повыщение эксплуатационной Надежности устройства за счет снижения площади поверхностей контактирующих элементов.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для пробивания скважин в грунте;, содержащем корпус с размещенным в нем ступенчатым ударником с осевым отверстием и расточкой, выполненной в отверстии, воздухораспределительную втулку с выхлопными каналами, соединенную со шлангом, камеру рабочего .хода, постоянно сообщенную с впускным каналом втулки, воздухораспределительную трубку с кольцевым выступом расположенную с возможностью осевого перемещения между ударником и втулкой, в воздухораспределительной втулке.выполнено глухое отверстие, сообщенное с выхлопным каналом втулки, йри этом воздухораспределительная трубка-размещена в глухом отверстии, а в ее стенке выполнены окна.

Кроме того, в воздухораспределительной трубке установлена неподвижная трубка с окнами, закрепленная в воздухораспределительной втулке и размещенная в осевом отверстии удар- нИка. Причем воздухораспределительная трубка выполнена в виде стакана, закрытый торец которого размещен в глухом отверстии воздухораспределительной втулки.

На фиг, 1 показано предлагаемое устройство,общий вид, продольный разрез; на фиг, 2 - реверсивный ход устройcTBaj на фиг,3 - устройство с неподвижной трубкой, имеющей окно, на фиг,4 - то же, с неподвижным патрубком, раз313

мещенным в глухом отверстии втулкн| на фиг. 5 - то же, с воздухораспределительной трубкой с закрытым торцом.

Устройство для пробивания скважин в грунте содержит корпус 1, ударник

2,имеющий сквозное осевое отверстие

3,расточку 4 и воздухораспределителную трубку 5, имеющую окна 6 и кольцевой выступ 7.. Подвод сжатого воз- духа осуществляется через шланг 8,. соединенный с воздухораспределительной втулкой 9, имеющей впускной клапан 10, выхлопной канал 11 и глухое отверстие 12, сообщающееся с выхлоп- ным каналом 11 через выточку 13. Воздухораспределительная втулка 9 через гайку 14 и упругий элемент 15 соединена с втулкой 16, жестко связанной

с корпусом 1 и имеющей каналы 17, со общающиеся с атмосферой. Ударник 2 и воздухораспределительная втулка 9 образуют камеру 18 рабочего хода, а ударник 2 и втулка 16 - заднюю камеру 19. Ударник 2 и корпус 1 обра- зуют переднюю камеру 20.

В глухом отверстии 12 может быть размещена неподвижная трубка 21, установленная в трубке 5 и входящая в осевое отверстие 3 ударника 2. В стен ках трубки 21 выполнены впускные окна 22 и выхлопные окна 23.

Воздухораспределительная втулка может быть выполнена с коротким патрубком 24, имеющим впускные окна 25 и входящим при заднем положении ударника 2 в воздухораспределительную трубку 5 (фиг. 4).

Воздухораспределительная трубка 5 может быть выполнена в виде стакана и иметь закрытый задний торец 26 (фиг. 5), при этом она и глухое отверстие 12 в воздухораспределительной втулке 9 имеют наименьшие осевые размеры, так как при переднем положении ударника 2 не требуется, чтобы воздухораспределительная трубка 5 перекрывала выточку 13. Расточка 4 ударника 2 имеет верхний торец 27 и нижний 28.

Устройство для пробивания скважин в грунте работает следующим образом.

Сжатый воздух через впускной канал 10 подается в камеру 18 рабоче- го хода. Ударник 2 начинает двигаться вперед (фиг. 1)-, при этом передняя камера 20 через осевое отверстие 3, воздухораспределительную трубку

4

5 (которая во время движения ударника остается неподвижной), окна 6, выточку 13 И выхлопные каналы 11 постоянно сообщается с атмосферой.

В конце прямого хода ударник 2 верхним торцом 27 расточки 4 перемещает воздухораспределительную трубку

5вперед (фиг. 2) и наносит удар по корпусу 1, внедряя его в грунт. Обратному смещению корпуса 1 устройства во время прямого хода ударника препятствуют силы трения со стороны стенок скважины, действующие по всей боковой поверхности корпуса. При переднем положении воздухораспределительной трубки 5 сжатый воздух из камеры 18 рабочего хода через окна

6и осевое отверстие 3 поступает в переднюю камеру 20. Так как задняя камера 19 постоянно сообщена с атмосферой, а площадь ударника со стороны передней камеры 20 больше его площади со стороны рабочей камеры 18, то ударник 2 начинает двигаться назад. В конце обратного хода ударник 2 перемещает нижним торцом 28 расточки 4 воздухораспределительную трубку 5 в заднее положение (фиг.2), при этом происходит выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 20 в атмосферу. Далее цикл повторяется.

Для реверсирования устройства необходимо сместить в осевом направлении воздухораспределительную втулку 9 с воздухораспределительной трубкой 5 (фиг. 2). Механизм реверса представляет собой винтовую камеру, состоящую из воздухораспределительной втулки 9 и гайки 14. Вращением щлан- га 8 воздухораспределительная втулка 9 может быть установлена в крайнее переднее или заднее положение, соответствующие прямому или обратному ходу устройства.

Впуск воздуха в переднюю камеру 20 при обратном движении устройства производится раньше, чем при прямом, и ударник 2 останавливается давлением сжатого воздуха в этой камере, не ударяя по корпусу. Выхлоп воздуха происходит наоборот позже, поэтому при давлении назад ударник 2 наносит удары по втулке 16. Под действием этих ударов устройство движется fto скважине в обратном направлении.

В предлагаемом устройстве на протяжении практически всего рабочего хода ударника 2 воздухораспределительная трубка 5 остается непод513087

вижной, обеспечивая постоянное сообщение передней камеры либо с атмосферой (при прямом ходе ударника),, либо с камерой 18 рабочего хода (при обратном хода ударника). Благодаря j таким затяжным впуску и выхлопу воз духа площадь проходного сечения осевого отверстия 3 ударника 2 (через которое осуществляется управление передней камерой) может быть выпол- 0 нена минимальной, не превышающей суммарной площади впускных каналов,

Движение ударника 2 назад под действием постоянного впуска сжатого воздуха в переднюю камеру 20 поэволя- J5 ет выполнить минимальной разность диаметров ударника 2 со стороны передней 20 и рабочей 18 камер, а боковую поверхность ступеней ударника 2 - гладкой цилиндрической.20

Таким образом, благодаря тому, что в устройстве управление передней ка.6

мерой 20 осуществляется только через сквозное осевое от1зерстие 3 малого диаметра в ударнике 2, разность диаметров ступеней ударника 2 выполнена минимальной. Устройство при этом не имеет существенных концентраторов напряжений в деталях, воспринимающих ударные нагрузки.

Кроме того, так как воздухораспределительная трубка 5 в процессе движения ударника 2 остается неподвижной и на нее не передаются ударные нагрузки (это достигается размещением воздухораспределительной трубки 5 в воздухораспределительной втулке 9, которая связана с деталями, воспринимающими ударные нагрузки через упругий элемент), использование устройства позволит повысить его экс- плуатационнуто надежность, а также увеличить энергию удара за счет увеличения хода ударника.

9и.

Фиг. 2

25

Vlll.

9иг.5