Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1989 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

(21)4239454/23-03

(22)04.05.87

(46) 30.03.89. Бюл. I 12

(71)Донецкий политехнический институт

(72)Г.М.Тимошенко, Т.А.Устименко, С.А.Селивра, А.Ф.Яценко

и О.В.Ткаченко

(53) -622.233.5 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 699167, кл. Е 21 С 3/00, 1977. Авторское свидетельство СССР № 1154455, кл. Е 21 С 3/20, 1983.

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

(57) Изобретение относится к устройствам ударного действия для разрушения горных пород. Цель - повышение срока службы за счет обеспечения автоматического вывода его из автоколебательного режима при потере контакта инструмента с забоем. Гидрав- . лическое устройство ударного действия содержит ударный механизм, распределитель с клапаном 17; клапан запуска и инструмент 35. Ударный механизм имеет корпус 1 и поршень-боек

19

а

(Л

30

it

со со

(ПБ) 2, образующие камеры прямого хода 3, обратного хода 4 и следящую 5. Клапан запуска выполнен в виде поршня 10 со штоком 11, расположенного в корпусе 12 и образующего с ним поршневую 13, штоковую 14 и сливную 15 камеры. Корпус 1 выполнен с двумя дополнительными перемычками 6 и 7 и образует с ПБ 2 камеры запуска 8 и сливную 9. Проточка 34 расположена на ПБ 2 с возможностью сообщения камер 8 и 3. Камера 18 сообщена напорной магистралью 29. Камеры 13, 14

1

Изобретение относится к горной промьшшенности, а именно к гидравлическим устройствам ударного действия для бурения скважин.

Цель изобретения - повышение срока службы устройства за счет обеспечения автоматического вывода его из автоколебательного режима работы при потере контакта инструмента с забоем

На чертеже изображено предлагаемо устройство.

Гидравлическое устройство ударного действия содержит ударньп механизм, корпус 1.которого образует с поршнем - бойком 2 камеры прямого 3 и обратного 4 хода и следящую 5. Корпус 1 выполнен с двумя дополни- т ельными перемычками 6 и 7 и образуе с поршнем-бойком 2 камеры запуска 8 и сливную 9.

Устройство снабжено клапаном запуска, выполненньм в виде поршня 10 со штоком 11, расположенного в корпусе 12 и образующего с ним порш- , невую 13, штоковую 14 и сливную 15 камеры. Распределитель клапанного типа состоит из корпуса 16 и клапана 17, образующих напорную 18 и сливную 19 камеры и камеру 20 управле- ния. I

Следящая камера 5 сообщена со

сливной каме рой 9 каналом 21 , площадь проходного сечения которого вьшолнена меньше рабочей площади по

шня

-бойка в камере 5. Камеры 3 и 4

и 15 сообщены соответстренно с камерами 8,3 и 5. При потере контакта инструмента 35 с забоем проточка 34 разобщает камеры 3 и 8. Давление в камерах 14 и 18 становится равным давлению в напорной магистрали 29, а в камере 13 снижается. В результате этого поршень 10 переместится вверх и камеры 5 и 20 соединятся со сливной магистралью 31. Клапан 17 и ПБ 2 останутся в нижнем положении до обеспечения контакта инструмента с забоем внешней силой. 1 ил.

5

15 20

25 ЗО

35

ударного механизма соединены с камерой 18 распределителя каналами 22 и 23 соответственно. Камера 9 ударного механизма соединена с камерой 19 распределителя каналом 24.

Поршневая 13, штоковая 14 и сливная 15 камеры клапана взвода сообщены соответственно с камерами запуска 8, прямого хода 3 и следящей 5 ударного механизма каналами 25-27.

Следящая камера 5 ударного механизма сообщена с камерой 20 управления распределителя каналами 27 и

29,а его сливная камера 19 через канал 30 - со сливной магистралью 31 . Сливная камера 15 клапана запуска соединена со сливной магистралью 31 через канал 32.

В корпусе 1 ударного механизма выполнена демпфирующая камера 33. Поршень-боек 2 вьшолнен с проточкой 34, расположенной с возможностью сообщения камеры 8 запуска с камерой 3 прямого хода. В корпусе 1 ударного механизма установлен инструмент 35.

Устройство работает следующим образом.

Под действием внешней силы на корпус ударного механизма, инструмент. 35, находящийся в контакте с разрушаемым материалом, вдвигается в корпус, перемещая поршень-боек 2 вверх.При этом камера 3 прямого хоДа сообщает3

ся проточкой 34 с камерой 8. При (Подаче рабочей жидкости по магистра ли 29 в напорную камеру 18, жидкост по каналу 23 поступает в камеру 4, где давление возрастает до уровня подводимого, а по каналу 32 - в камру 3 прямого хода, откуда по проточке 34 - в камеры 8 и 9, по каналу 21 - в следящую камеру 5.

Поскольку потери давления в проточке бойка малы, то давление жидкости в полости 13 клапана запуска равно давлению в штоковой камере 1 .. Так как площадь поршневой поверхно- сти со стороны камеры 13 больще площади рабочей поверхности со стороны камеры 14, то поршень удерживается в крайнем нижнем положении (или занимает его, если до подачи давления он находится в верхнем положении), отверстие 32 закрыто, камера 5 соединяется с камерой 20 управления посредством каналов 27 и 28 и сливной камерой 15.

Давление в камере 20 становится равным давлению в камере 18. Площад клапана 17 распределителя со стороны камеры 20 больше площади рабочей по- верхности клапана в напорной камере 18, следовательно, клапан 17 перемещается в верхнее положение, перекрывая доступ рабочей жидкости из магистрали 29 в камеру 3 прямого хода и открывая отверстие 30, в результате чего камера 9 соединяется со сливной магистралью 31.

Давление жидкости, действующее на поршневые поверхности бойкая состо роны камер 5 и 3, становится ниже давления в камере 4 обратного хода, боек 2 начинает совершать холостой ход. При этом расход жидкости, вытесняемой из камеры 5 через канал- 21 и из камеры 3 через проточку 34, поступает по каналу 24 в сливнуюмагистраль 31 .

Давление в камере 20 управления равно давлению в камере 5. Площадь поперечного сечения канала 21 меньше рабочей площади поршня-бойка 2 в камере 5. Поэтому давление в камере 5 вьше давления в камере 3, а давление в камере 20 больше давления, деист- вующего на рабочую поверхность клапана 17 со стороны канала 22. Клапан 17 удерживается в верхнем положении.

194

Когда хвостовик поршня-бойка 2 вхдит в камеру гидравлического демпфирования, давление в последней резко возрастает, боек тормозится, объемный расход жидкости, вытесняемой в сливную магистраль 31, сокращаемся, давление в камере 5 и камере 20 управления снижается. Клапан 17 распределителя под действием силы, действующей со стороны камеры 18, перемещается вниз, открывая подвод жидкости к каналу 22 и перекрьгоая сливное отверстие 30. Давление в камере 3, а следовательно, в камере 5 возрастает Поскольку площадь поршня-бойка со стороны этих камер больше рабочей площади поршня-бойка 2 в камеры 4, то поршень-боек 2 совершает прямой ход. При этом давление в следящей камере 5, а также в камере 20, ниже давления в камере 18 на величину потерь давления в каналах 22 и 21, проточке 34 бойка. Поэтому клапан 17 удерживается в крайнем нижнем положении. В конце своего перемещения поршень-боек 2 наносит удар по инструменту 35, боек резко тормозится. Давление в камерах 18, 3, 9, 5 и 20 выравниваются, и клапан 1-7 распределителя под действием силы, действующей на рабочую поверхность поршня со стороны камеры 20, перемещается вверх. Далее цикл работы гидроударника повторяется.

Если при прямом ходе поршня-бойка 2 перед инструментом 35 отсутствет преграда, то ход бойка не ограничен хвостовиком инструмента. При продолжении движения поршня-бойка прточка 34 входит в камеру 8. Камера 3 при этом становится гвдравличес- ки замкнутой от камеры 8. Давление в последней резко понижается, в то время как давление в камере 3 становится равным подводимому.

Давление в камере 3, а следова г тельно, в камере 14 клапана запуска равно давлению в камере 18, а давление в поршневой полости 13 снижается. В результате этого поршень 10 клапана запуска перемещается вверх, открьтая отверстие 32 и сливную магистраль 31. Камеры 5 и 20 соединены со сливной магистралью 31. Клапан распределителя находится в крайнем нижнем положении. Поршень-боек 2 остается также в нижнем положении.

514691

Запуск устройства в работу может быть вьшолнен только тогда, когда под действием внешней силы инстру - мент 35, будучи прижат к разрушаемому материалу, перемещает поршень-боек 2 в положение, при котором проточка ЗА входит в камеру 3. После этого устройство вводится в рабочий режим.

Формула изобретения

Гидравлгг-1еское устройство ударного действия, включающее ударный механизм, поршень-боек которого образует с корпусом камеры прямого хода, .обратного хода и следяр1ую, сообщенную с камерой управления распределителя клапанного типа, и инструмент, о т- личающееся тем, что, с целью повышения срока .службы устройства за счет обеспечения автоматичес

0

5

0

196

кого вывода его из автоколебательного режима работы при потере контакта инструмента с забоем, устройство снабжено клапаном запуска, вьтолнен- ным в врзде поршня со штоком, расположенного в корпусе и образующего с- ним поршневую, штоковую и.сливную камеры, причем корпус ударного механизма вьшолнен с двумя дополнительными перемычками и образует с поршнем-бойком камеры запуска и сливную, при этом поршень-боек выполнен с проточкой, расположенной с возможностью сообщения камеры запуска с камерой прямого хода, причем камеры запуска и сливная сообщены между собой, при этом поршневая, штоковая и сливная камеры клапана запуска сообщены соответственно с камерами запуска, хода и следящей ударного механизма.