Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1988 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к гидравлическим устройствам ударного действия для бурения скважины.

Цель изобретения - повышение КПД устройства за счет снижения утечек рабочей жидкости.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого размешен инструмент 2, боек 3 и кла- пан 4 распределительного устройства. Боек 3 образует с корпусом 1 камеру прямого хода 5, обратного хода 6 и следящую камеру 7, связанную дросселем 8 с камерой 5 прямого хода, в которой выполнена полость 9 гидроторможения бойка 3. В бойке 3 выполнена полость 10, связанная каналом 11 с камерой 6 обратного хода и каналом 12 со следящей камерой 7. Внутри полости 10 размещен с возможностью осевого перемещения золотник 13, имеющий отверстия 14 соеди- нения каналов 11 и 12 и пояски 15 для их перекрытия, т. е. золотник выполнен с возможностью сообщения каналов 11 и 12. Клапан 4 образует с корпусом 1 напорную 16, сбросную 17 камеры и камеру 18 управления. Напорная камера 16 связана каналом 19 с камерой 6 обратного хода и отверстием в седле клапана 4 с камерой 5 прямого хода. Сбросная камера 17 посредством канала 20 соединена с камерой 5 прямого хода, а отверстием в седле клапана 4 со сливной магистралью 21. Камера 18 управления каналом 22 связана со следящей камерой 7, а запорным элементом 23 - со сливной магистралью 21. Напорная магистраль 24 служит для подачи жидкости к гидроударному механизму. Устройство работает следующим образом. В исходном положении запорный элемент 23 открыт. Рабочая жидкость, поступающая из напорной магистрали 24 в напорную камеру 16 по переводному каналу 19, попадает в камеру 6 обратного хода и через отверстие в седле клапана 4 в камеру 5 прямого хода и далее через дроссель 8, следящую камеру 7, каналу 22 в камеру 18 управления. Так как запорный элемент 23 открыт, то давление в камере 18 управления меньше, чем в камере 5 прямого хода и клапан 4 находится в крайнем верхнем (по чертежу) положении. Боек 3 пере.ме- щается в крайнее нижнее положение, так как площадь поршневой поверхности бойка 3 со стороны камеры 5 прямого хода больше, чем со стороны камеры 6 обратного хода. Золотник 13 находится в крайнем нижнем положении. При закрытии запорного элемента 23 давление в камере 18 управления становится равным давлению в камере 5 прямого хода 5, а так как площадь поршне- вой поверхности клапана 4 со стороны камеры 18 управления больше, чем со стороны напорной камеры 16, то клапан 4

S

5

0 0 0 5

0

5

5

0

перемещается вниз, закрывая доступ жидкости из напорной камеры 16 в камеру 5 прямого хода, при этом камера 5 прямого хода через канал 20, сбросную камеру 17 и отверстие в седле клапана 4 соединяется со сливной магистралью 21. Давление в камере 5 прямого хода снижается и боек 3 под действием давления со стороны камеры 6 обратного хода начинает совершать обратный ход. В период обратного хода боек 3 вытесняет жидкость из камеры 5 прямого хода в сливную магистраль 21, а из следящей камеры 7 через дроссель 8 в камеру 5 прямого хода, в результате чего давление в следящей камере 7 и камере 18 управления больше, чем давление в камере 5 пря.мого хода. Это обеспечивает надежное удержание клапана 4 в крайнем нижнем положении. В конце обратного хода хвостовик бойка 3 входит в полость 9 гидроторможения. Давление в полости 9 гидроторможения резко возрастает, боек 3 начинает останавливаться.

При этом золотник 13 под действием сил инерции начинает перемещаться из нижнего положения в верхнее. Следящая камера 7 посредством каналов 11 и 12 и отверстий 14 в золотнике 13 соединяется с камерой 6 обратного хода. Это обеспечивает поддержание высокого давления в следящей ка.мере 7 и камере 18 управления до полного переброса золотника 13 в верхнее положение, когда он своими поясками перекрывает доступ жидкости из камеры 6 обратного хода в следящую камеру 7. В период переброса золотника 13 клапан 4 находится в крайнем нижнем положении, что обеспечивает дополнительное перемещение бойка 3 вверх и создание участка гидравлического закрытия камеры 5 прямого хода со стороны полости 9 гидроторможения. После переброса золотника 13 в верхнее положение давление в следящей камере 7 и камере 18 управления резко снижается и клапан 4 под действием давления со стороны полости 9 гидротор.можения начинает перемещаться вверх, открывая доступ жидкости из напорной магистрали 24 через напорную камеру 16 в полость 9 гидроторможения. Боек начинает совершать прямой ход. В процессе переброса клапана 4 камера 5 прямого хода соединена со сливной магистралью 21, однако утечки жидкости из напорной камеры 16 через камеру 5 прямого хода в сливную магистраль 21 незначительны, так как полость 9 гидроторможения фодолжает быть гидравлически закрыта, благодаря дополнительному участку, образованному хвостовиком бойка 3 в период переброса золотника 13. К моменту выхода хвостовика бойка 3 из полости 9 гидроторможения клапан 4 уже находится в крайнем верхнем положении, закрывая доступ жидкости из сбросной камеры 17 в сливную магистраль 21. Боек 3

продолжает совершать прямой ход. При этом давление в следящей камере 7 ниже, чем давление в камере 5 прямого хода, благодаря наличию гидравлического сопротивления дросселя 8. Это обеспечивает удержание клапана 4 в крайнем верхнем положении. Золотник 13 удерживается в верхнем положении силой инерции. В конце прямого хода боек 3 наносит удар по инструменту 2 и останавливается.

При этом давление в следящей камере 7 становится равным давлению в камере 5 прямого хода, так как через дроссель 8 прекращается расход жидкости. Золотник 13 начинает перемещаться вниз под действием сил инерции и соединяет камеру 6 обратного хода со следящей камерой 7. В процессе переброса золотника 13 жидкость из следящей камеры 7 по каналу 22 поступает в камеру 18 управления. При этом давление в следящей камере 7 остается практически равным давлению в камере 5 прямого хода, так как основной расход жидкости поступает в следящую камеру 7 не через дроссель 8, а через канал 11, камеру 10, отверстия 14 в золотнике 13 и канал 12 в бойке 3. Благодаря высокому давлению, в камере 18 управления время, на переключе

ние клапана 4 значительно уменьшается, что обеспечивает снижение утечек жидкости из напорной камеры 16 через камеру 5 прямого хода в сливную магистраль 21. После переключения клапана 4 давление в камере 5 прямого хода снижается, так как она соединяется со сливной магистралью 21 и боек совершает обратный ход. Далее цикл повторяется.

Формула изобретения

Гидравлическое устройство ударного действия, включающее корпус, образующий с бойком камеры прямого, обратного ходов и

следящую камеру, связанный с напорной и сливной магистралями распределитель клапанного типа с камерой управления, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД за счет снижения утечек рабочей жидкости, устройство снабжено золотником, нри этом

боек выполнен с полостью, сообщенной каналами со следящей камерой и камерой обратного хода, а золотник размещен в полости бойка с возможностью осевого перемещения, при этом золотник выполнен с возможностью сообщения каналов бойка между собой.

Изобретение относится к горной про.м-ти и нозволяет повысить КПД за счет снижения утечек рабочей жидкости. Устр-во включает корпус 1, образуюш,ий с бойком 3 камеры, (К) прямого 5, обратного 6 ходов и следящую 7 К, связанный с напорной 24 и сливной 21 магистралями распределитель 2 клапанного типа с К управления 18. Боек 3 имеет полость 10, сообщенную каналами 11, 12 с К 7 и 6. В полости подвижно размещен золотник 13, выполненный с возможностью сообщения каналов 11 и 12 между собой. Рабочая жидкость из магистрали 24 поступает в К 18. Боек 3 опускается. В итоге клапан 4 перекрывает доступ жидкости из К 16 в К 5. Далвение в К 5 снижается и боек 3 совершает обратный ход, в конце которого он входит в полость 9 гидроторможения, выполненную в К 5. Боек 3 останавливается, а золотник 13 поднимается вверх. Клапан 4 начинает перемещаться вверх, а боек 3 совершает прямой ход. В конце хода боек 3 ударяет по инструменту 2 и останавливается. Золотник 13 опускается и соединяет К 6 и 7, а жидкость поступает в К 18. Происходит переключение клапана 4, давление в К 5 падает. Боек 3 совершает обратный ход. 1 ил. п fS (Л 4 СО