Устройство ударного действия для образования скважин в грунте Советский патент 1987 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горной и строительной технике а более конкретно к устройствам, используемым для образования скважин в уплотняемых грунтах при бестраншейной прокладке коммуникаций.

Известно устройство ударного действия для образования скважин в грунте, включающее корпус с разменденным в нем ступенчатым ударником, имеющим сквозное осевое отверстие и расточку, выполненную в стенке отверстия, воздухораспределительную втулку с глухим отверстием, выхлопным и впускным каналами, воздухораспределительную трубку с окнами и выступом, установленную в отверстии ударника и отверстии втулки с возможностью осевого перемещения,

Так как переброска воздухораспределительной трубки в известном устройстве осуществляется стенками расточки ударника, то обратный ход ударника делится на два участка.

На первом участке, длина которого равна длине расточки, ударник перемещается равноускоренно, при этом воздухораспределительная трубка остается неподвижной, а передняя камера соединена с магист

ралью сжатого воздуха.

На втором участке происходит равноза- медленное перемещение ударника совместно с воздухораспределительной трубкой, во время которого передняя камера соединена с атмосферой и кинетическая энергия, приобретенная ударником на первом участке об- ратного хода, гасится давлением воЗлТ,уха в камере рабочего хода.

В реальных мащинах оба участка обратного хода ударника имеют длину одного порядка.

Больщая протяженность перемещения воздухораспределительной трубки в известном устройстве является причиной следующих его недостатков.

Увеличенная длина воздухораспределительной втулки, в глухом отверстии кото- рой перемещается воздухораспределительная трубка.

Увеличенная вероятность отказа устройства, вызванная незначительной (по сравнению с остальными элементами устройства) долговечностью воздухораспреде- лительной трубки, что обусловлено значительными выделениями тепла, возникающего в результате трения воздухораспределительной трубки о стенки глухого отверстия воздухораспределительной втулки, тем более, что для обеспечения работоспособности известного устройства силы трения, действующие между воздухораспределительной трубкой и воздухораспределительной втулкой, должны быть больще сил трения, действующих между воздухораспределительной труб- кой и ударником.Последнее условие является необходимым для исключения возможности преждевременного случайного перемещения воздухораспределительной трубки под дейст

Ю ,с

0

5

0

5 е

0

вием сил трения между воздухораспределительной трубкой и ударником и инерции воздухораспределительной трубки.

Цель изобретения - повыщение надежности работы устройства за счет умень- щения износа трущихся поверхностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство ударного действия для образования скважин в грунте по авт. св. № 1308718 снабжено пружиной, размещенной на воздухораспределительной трубке в расточке осевого отверстия ударника, причем длина пружины меньще длины расточки осевого отверстия.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в момент окончания обратного хода ударника, общий вид; на фиг. 2 - то же, в момент окончания прямого хода ударника.

Устройство содержит корпус 1, ударник 2, имеющий сквозное осевое отверстие 3. с расточкой 4 и уступ 5, воздухораспределительную трубку 6, имеющую окна 7 и выступ 8.

На воздухораспределительной трубке 6 в расточке 4 размещена пружина 9, длина которой меньще длины расточки 4. Подвод сжатого воздуха осуществляется через щланг 10, соединенный с воздухораспределительной втулкой 11. имеющей впускные каналы 12, выхлопные каналы 12, выхлопные каналы 13 и глухое отверстие 14, сообщающееся с выхлопными каналами через выточку 15. Воздухораспределительная втулка через гайку 16 и упругий элемент 17 соединена с втулкой 18, жестко связанной с корпусом и имеющей каналы 19, сообщающиеся с атмосферой. Ударник и воздухораспределительная втулка образуют камеру 20 рабочего хода, а ударник и втулка 18 - заднюю камеру 21. Ударник и корпус образуют переднюю камеру 22.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух через впускные каналы 12 подается в камеру 20 рабочего хода. Ударник 2 начинает двигаться вперед (фиг. 1), при этом передняя камера 22 через осевое отверстие 3, воздухораспределительную трубку 6 (которая во время прямого хода ударника удерживается на месте усилием сжатия пружины 9), окна 7, выточку 15 и выхлопные каналы 13 постоянно сообщается с атмосферой. В конце прямого хода ударник 2 уступами 5 перемещает воздухораспределительную трубку 6 вперед (фиг. 2) и наносит удар по корпусу, внедряя его в грунт. При переднем положении воздухораспределительной трубки (фиг. 2) сжатый воздух из камеры 20 рабочего хода через окна 7 и сквозное осевое отверстие 3 поступает в переднюю камеру 22. При этом, ударник 2 начинает двигаться назад. На участке Li хода ударника, равном разности длин расточки осевого отверстия и пружины, ударник движется равноускоренно, а воздухораспределител,.ная трубка 6 остается неподвижной. Затем ударник 2 уступом расточки 4 через пружину 9, опирающуюся на выступ 8, перебрасывает воздухораспределительную трубку 6 на расстояние L2 в заднее по- ложение, (фиг. 2), при этом окна 7 соединяются с выточкой 15 и из передней камеры 22 происходит выхлоп. Начинается этап равнозамедленного движения ударника назад за счет кинетической энергии, приобретенной им на участке LI хода, который заканчивается полной остановкой ударника в крайнем заднем положении (фиг. 1). На участке равнозамедленного перемещения ударника воздухораспределительная трубка

пределительная втулка 11 может быть установлена Б крайнее переднее или заднее положения, соответствующие прямому или обратному ходу устройства. Впуск воздуха в переднюю камеру 22 при обратном движении устройства производится раньще, чем при прямом, и ударник останавливается давлением сжатого воздуха в этой камере, не ударяя по корпусу. Выхлоп воздуха происходит, наоборот, позже, поэтому при движении назад ударник наносит удар по втулке 18. Под действием этих ударов устройство движется по скважине в обратном направлении.

Вследствие того, что фиксация воздухо6 остается неподвижной, а пружина 9 ежи- 5 распределительной трубки в процессе прямомается, надежно удерживая воздухораспре-го хода ударника обеспечивается пружиной

делительную трубку 6 в крайнем заднем(а не силами трения, как в известном

положении.устройстве), то в предлагаемом устройстве

Для реверсирования устройства необхо-существенно уменьшены силы трения, дейстдимо сместить в осевом направлении возду-вующие между воздухораспределительной

хораспределительную втулку 11. Механизм20 трубкой и стенками глухого отверстия

реверса в предлагаемом устройстве пред-воздухораспределительной втулки, а следоставляет собой винтовую пару, состоящуювательно,уменьщен износ трущихся поверхиз воздухораспределительной втулки 11 иностей, долговечность воздухораспределигайки 16. Вращением шланга 10 воздухорас-тельной трубки и безотказность устройства.

пределительная втулка 11 может быть установлена Б крайнее переднее или заднее положения, соответствующие прямому или обратному ходу устройства. Впуск воздуха в переднюю камеру 22 при обратном движении устройства производится раньще, чем при прямом, и ударник останавливается давлением сжатого воздуха в этой камере, не ударяя по корпусу. Выхлоп воздуха происходит, наоборот, позже, поэтому при движении назад ударник наносит удар по втулке 18. Под действием этих ударов устройство движется по скважине в обратном направлении.

Вследствие того, что фиксация воздухо