Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте Советский патент 1991 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к горному делу и строительной технике и предназначено для образования скважин в грунте и искусственных насыпях при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций (забивания труб, устройства свай, прокладки кабелей).

Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения потерь энергии сжатого воздуха в передней камере.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез; ла фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - устройство в момент выхлопа, продольный разрез, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг 5 - воздухораспределительный патрубок в положении реверса.

Устройство состоит из корпуса 1 с наковальней 2. Внутри корпуса 1 размещен с возможностью продольного перемещения ударник 3, имеющий передний 4 и задний 5 центрирующие непрерывные направляющие выступы, разделяющие внутреннюю полость корпуса 1 на три камеры переднюю камеру 6, ограниченную наковальней 2, внутренней поверхностью корпуса 1 и передним центрирующим выступом 4, промежуточную камеру 7 выхлопа, ограниченную внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ударника 3 между передним 4 и задним 5 центрирующими выступами, и заднюю выхлопную камеру 8

В ударнике 3 выполнены дополнительная малая 9 и основная большая 10 внутренние полости и ряд окон 11, соединяющих малую полость 9 с передней камерой б, ряд окон 12, соединяющих полость 9 с промежуточной камерой 7 выхлопа, ряд окон 13,соединяющих промежуточную камеру 7 выхлопа с задней выхлопной камерой 8 При этом площадь поперечного сечения промежуточной камеры 7 выхлопа Sn в больше суммарной площади каждого ряда окон 11, 12, 13 So у не менее чем в два раза, т.е. Sn в 3 2 So у.

Для нормального выхлопа (как и подачи в переднюю камеру) воздуха активное проходное сечение должно располагаться в зоне нахождения окон, и окна всех рядов должны располагаться вдоль продольной оси ударника 3.

В корпусе 1 смонтирована гайка 14, в которой с помощью эластичного амортизатора 15, имеющего отверстия 16, служащие для пропуска отработанного воздуха из выхлопной камеры 8, установлен патрубок 17 с центральным отверстием 18. На патрубке 17с помощью упругого элемента - втулки 19 установлена гильза 20 с расточкой 21 и аксиальными отверстиями 22. В гильзе 20 жестко закреплен удлинитель 23, имеющий глухое торцовое отверстие 24 и окна 25, соединяющие отверстие 24 с большой внутренней полостью 10 ударника 3 или малую внутреннюю полость 9 ударника 3 с промежуточной камерой 7 выхлопа

Механизм реверсирования смонтирован на патрубке 17 и состоит из втулки 26,

вкладышей 27, пружины 28 и ограничительной гайки 29 Втулка 26 имеет расточку 30 В режиме Прямой ход устройство работает следующим образом

Сжатый воздух через отверстие 18 в патрубке 17, расточку 21 и отверстия 22 в гильзе 20 поступает в большую полость 10 ударника 3 Вкладыши 27 под действием сжатого воздуха выдвигаются в расточку 30 фиксируя патрубок 17 в переднем рабочем положении Далее воздух через окна 25, отверстие 24, малую полость 9 и отверстия 11 попадают в переднюю камеру 6

Так как площадь поперечного сечения ударника 3, принимающего давление роздуха со стороны передней камеры 6 больше поперечного сечения ударника 3, принимающего давление воздуха со стороны большой полости 10, ударник 3 двигается вправо, в сторону гайки 14.

По мере движения ударника 3 окна 25 в

удлинителе 23 перекрываются, после чего движение ударника 3 продолжается за счет работы расширения сжатого воздуха, заключенного в передней камере 6 Далее отверстия 12 ударника совмещаются с окнами 25, а отверстия 13 открываются в выхлопную камеру 8. благодаря чему происходит выхлоп отработанного воздуха из передней камеры 6 через отверстия 11, промежуточную камеру 7 выхлопа, отверстия 13, выхлопную камеру 8 и отверстия 16 в атмосферу

После выхлопа отработанного воздуха ударник 3 под действием сжатого воздуха в

полости 10 останавливается и начинает движение в сторону наковальни 2 разгоняется и наносит по ней удар В процессе движения ударника 3 вперед вновь открываются окна 25, и цикл повторяется, а устройство

внедряется в грунт под воздействием ударов ударника 3 по наковальне 2

Реверсирование хода устройства осуществляется следующим образом. Прекращается подача сжатого воздуха

в устройство, при этом фиксаторы 27 выдвигаются из расточки 30. Натяжением шланга патрубок 17 перемещается в крайнее заднее положение, затем подается воздух который, воздействуя на гильзу 20. удержи

вает патрубок 17 в этом положении, пока в корпусе 1 имеется давление.

Перемещение патрубка 17 в крайнее заднее положение способствует смещению окон 25 в сторону гайки 14 в новое фиксиро- ванное положение, при котором впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 6 и выхлоп отработанного воздуха происходят так же, как и при прямом ходе. Но ввиду того, что окна 25 смещены, впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 6 происходит раньше, что влечет торможение и остановку ударника 3 до момента нанесения им удара по наковальне 2. а выхлоп отработанного воздуха происходит в другой зоне выхлопной камеры 8, что позволяет ударнику 3 нанести удар по гайке 14 до торможения.

После удара цикл повторяется. Таким образом, устройство движется по образованной скважине.

При снятии давления в системе пружина 28 разжимается и возвращает патрубок в крайнее переднее положение, устройство подготовлено для работы вперед

Благодаря системе воздухораспределе- ния сжатый воздух по внутренним каналам ударника 3 поступает в переднюю камеру б исключая этапы расширения и последующего сжатия воздуха до первоначального давления, на котором расходовалась энергия сжатого воздуха, т е. повышается энергия и частота ударов устройства сокращается длительность рабочего цикла

Формула изобретения

1. Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте. включающее корпус с наковальней, размещенные в корпусе ударник с передним центрирующим выступом, внутренней полостью и рядом окон, сообщающих последнюю с передней камерой, воздухораспределительный патрубок с центральным и радиальными каналами и размещенной на нем посредством упругого элемента гильзой и выхлопную камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности за счет снижения потерь энергии сжатого воздуха в передней камере, оно снабжено управляющим элементом в виде удлинителя с окнами, причем ударник выполнен с промежуточной камерой выхлопа с дополнительной внутренней полостью и двумя дополнительными рядами окон для сообщения дополнительной полости с промежуточной камерой выхлопа и промежуточной камеры выхлопа с выхлопной камерой соответственно, передний центрирующий выступ выполнен непрерывным а гильза выполнена с рядом аксиально расположенных отверстий, при этом удлинитель установлен в гильзе жестко.

2Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем что оно выполнено с различным числом окон в удлинителе и в ряде, сообщающем дополнительную полость с промежуточной камерой выхлопа.

3Устройство поп1 отличающее- с я тем. что оно выполнено с площадью поперечного сечения промежуточной камеры выхлопа (5пв). соотносящейся с площадью сечения каждого из рядов окон ударника (S0 у) согласно выражению

S п в S2Soy

Изобретение относится к горному делу и м.б. использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Цель изобретения - повышение производительности за счет снижения потерь энергии сжатого воздуха в передней камере. В корпусе 1 размещены наковальня 2 и ударник (У) 3 с непрерывным центрирующим выступом 4, который разделяет корпус на переднюю камеру (К) 6, промежуточную К 7 выхлопа и выхлопную К 8. В У3 выполнены полая 9 и большая 10 полости, сообщенные с К 6, К 7, К 8 рядами окон 11, 12, 13 соответственно. На патрубке 17 посредством упругого элемента-втулки 19 установлена гильза 20 с рядом аксиальных отверстий 22. В гильзе 20 жестко закреплен удлинитель 23 с окнами 25. Число окон 25 не равно числу окон в ряде окон 12. Площадь поперечного сечения S_п @ _в @ промежуточной К 7 не менее, чем в два раза превышает суммарную площадь сечения S_о @ _у @ каждого из рядов окон 11, 12, 13. При подаче сжатого воздуха в корпус 1 У 3 наносит удары по наковальне 2 и устройство движется в грунте, формируя скважину. При этом вкладыши 27 выдвигаются в расточку 30 и фиксируют патрубок 17 в переднем рабочем положении. Реверс устройства достигается отключением подачи сжатого воздуха и натяжением шланга. При этом патрубок 17 перемещается в крайнее заднее положение и фиксируется. В переднюю К 6 воздух поступает без промежуточного цикла расширения сжатия благодаря конструкции системы воздухораспределения. Это приводит к сокращению потерь энергии сжатого воздуха. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

7

Фие.2

1 25 12 h- 22 20 19 13 j 8 28

23

ФигЛ

1 12 1 3 1020 22 21

2tf 23

25

19 18 2817 30 21 Фиг. 5

/J 5 15 16 W

29

26