Погружной пневмоударник Советский патент 1992 года по МПК E21B4/14 E21C3/24 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к погружным пневмоудзрникам для бурения скважин.

Известен .пневмоударник, содержащий корпус, ударник, камеры прямого и обрат- ного хода и клапан подачи энергоносителя в камеры прямого хода впускного клапана.

Недостатком данного устройства является относительно низкая надежность клапана-пружины, так как при замыкании витков в пружине она выходит из строя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является погружной пневмоударник, содержащий корпус, размещенный в корпу- се ударник, делящий его полость на камеры рабочего и холостого хода, корпус клапанной коробки с каналами для впуска энергоносителя в камеру рабочего хода, обратный клапан, впускной клапан и пружину.

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, обусловленная малой пропускной способностью впускного клапана.

Целью изобретения является повыше- ние надежности работы за счет автоматиче- ского регулирования количества подаваемого энергоносителя в камеру рабочего хода в зависимости от сетевого давления,

Указанная, цель достигается тем, что в погружном пневмоударнике, содержащем корпус, размещенный в корпусе ударник, делящий его полость на камеру рабочего и холостого хода, корпус клапанной коробки с каналами для впуска энергоносителя в камеру рабочего хода, обратный клапан, впускной клапан, пружину, обратный клапан охватывает корпус клапанной коробки и установлен на последнем с возможностью размещения между ними ограничительной упругой прокладки, с образованием полости, связанной с камерой рабочего хода посредством дросселирующего канала, выполненного в корпусе клапанной короб- ки, при этом впускной клапан выполнен в виде подпружиненного относительно корпуса клапанной коробки кольца, установленного на обратном клапане с возможностью перемещения относительно последнего, а обратный клапан установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса клапанной коробки совместно с впускным клапаном.

Такая конструкция пнеемоударника с подпружиненным клапаном позволяет повысить надежность работы за счет того, что энергоноситель дополнительно поступает в камеру рабочего хода до тех пор, пока не начнется выхлоп из камеры рабочего хода.

Замкнутый объем в полости, связанной с камерой рабочего хода через дросселирующий канал, выполненный в корпусе клапанной коробки, позволяет задемпфировать работу клапана, т.е. исключить его колебания, так как в данном объеме устанавливается среднее давление, что не позволяет впускному клапану-кольцу вибрировать в процессе работы. Упругая прокладка в нижней части обратного клапана позволяет регулировать ход впускного клапана-кольца в процессе работы в зависимости от сетевого давления. Если давление энергоносителя большое, что под действием этого давления, которое воздействует на обратный клапан, сжимается упругая прокладка и уменьшается ход впускного клапана-кольца, а значит, и меньшее количество энергоносителя подается в камеру рабочего хода. Если давление малое, то ход впускного клапана-кольца увеличивается.

На чертеже изображен погружной пневмоударник, общий вид, разрез.

Устройство содержит корпус 1, размещенный в корпусе ударник 2 с каналом 3. делящий полость корпуса 1 на камеры рабочего 4 и холостого 5 хода, корпус клапанной коробки 6 с каналами 7 для впуска энергоносителя в затрубное пространство между корпусом 1 и рабочим цилиндром 8. В корпусе клапанной коробки 6 выполнены кана- лы 9 для дополнительного впуска энергоносителя в рабочую камеру 4, а также дросселирующий канал 10. Кроме того, устройство содержит обратный клапан 11, в нижней части которого установлена упругая прокладка 12, впускной клапан 13, установленный на обратном клапане 11 с возможностью перемещения относительно последнего, пружину 14, одновременно воздействующую на впускной 13 и обратный 11 клапаны, зазор 15 между впускным клапаном 13 и корпусом клапанной коробки 6, проточку 16 в рабочем цилиндре 8, выхлопное отверстие 17, выхлопной клапан-трубку 18 и хвостовик 19.

Погружной пневмоударник работает следующим образом.

Во время запуска пневмоударника энергоноситель сжимает пружину 14, обратный клапан 11 упирается в упругую прокладку 12 и сжатый воздух поступает в затрубное пространство между рабочим цилиндром 8 и корпусом 1 в камеру 5 холостого хода, где находится ударник 2. Одновременно сжатый воздух давит на впускной клапан 13 и он перекрывает зазор 15, так как давление в камере 4 невелико, в этот момент происходит выхлоп из нее. Ударник 2 начинает перемещаться в сторону камеры 4 рабочего

хода. После открытия ударником 2 выхлопного отверстия 17, так как он достиг конца клапана-трубки 18, при попадании выступа ударника 2 в проточку 16 цилиндра 8 подается энергоноситель в камеру 4 рабочего хода, давление в ней повышается и впускной клапан 13 открывает зазор 15, через который производится дополнительный впуск энергоносителя. Этот зазор 15 будет открыт до тех пор. пока давление в камере 4 не упадет после выхлопа из камеры 4 через каналы 3 и выхлопное отверстие 17. Так как через зазор 15 происходит дополнительная подача энергоносителя, то среднее давление в камере 4 остается одинаковым и почти равным сетевому практически на всем пути движения ударника 2 до выхлопа. Благодаря высокому давлению в камере 4 удается получить высокую энергию удара для данного давления сети. Затем цикл по- вторяется.

Для исключения колебания обратного клапана 11 во время работы в корпусе клапанной коробки 6 выполнен дросселирующий канал 10. Так как давление воздуха в камере 4 колеблется от сетевого до атмосферного, это приводит к неправильной работе впускного клапана 13. Если давление энергоносителя изменяется, то необходимо автоматически регулировать величину зазо- ра 15. В данной конструкции это происходит за счет упругой прокладки 12, которая сжимается больше, когда давление в сети энергоносителя повышается. При этом обратный клапан 11 опускается ниже и вели- чина зазора 15 уменьшается, тем самым уменьшается и подача энергоносителя в камеру 4. Это необходимо для ограничения энергии удара и сохранения прочности деталей при работе пневмоударника на высо ком давлении.

При уменьшении давления увеличиваются зазор 15 и подача энергоносителя.

Конструкция такого погружного пневмоударника позволяет получить повышенную энергию удара при повышении надежности клапанного узла, а следовательно, и большую производительность бурения, что может составить значительный экономический эффект, особенно в твердых породах.

Формула изобретения Погружной пневмоударник, содержащий корпус, размещенный в корпусе ударник, делящий его полость на камеры рабочего и холостого хода, корпус клапанной коробки с каналами для впуска энергоносителя в камеру рабочего хода, обратный клапан, впускной клапан, пружину, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет автоматического регулирования количества подаваемого энергоносителя в камеру рабочего хода в зависимости от сетевого давления, обратный клапан охватывает корпус клапанной коробки и установлен на последнем с возможностью размещения между ними ограничительной упругой прокладки с образованием полости, связанной с камерой рабочего хода посредством дросселирующего канала, выполненного в корпусе клапанной коробки, при этом впускной клапан выполнен в виде подпружиненного относительно корпуса клапанной коробки кольца, установленного на обратном клапане с возможностью перемещения относительно последнего, а обратный клапан установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса клапанной коробки совместно с впускным клапаном.

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к погружным пневмоударникам для бурения скважин. Цель изобретения - повышение надежности в работе за счет автоматического регулирования количества подаваемого энергоносителя в камеру рабочего хода в зависимости от сетевого давления. Погружной пневмоу- дарник включает корпус 1 с ударником 2, который делит его полость на камеры рабочего 4 и холостого 5 ходов. Корпус клапанной коробки 6 с каналами 7 и каналами 9 для дополнительного впуска энергоносителя в камеру 4, рабочего хода .обратный клапан (ОК) 11 с упругой прокладкой 12 и впускной клапан (ВК) 13, установленный на ОК 11с возможностью перемещения относительно последнего и совместно с ОК 11, пружина 14 одновременно воздействует на ВК 13 и ОК 11. ВК 13 установлен с образованием зазора 15 между ним и корпусом клапанной коробки 6. При повышении давления в камере рабочего хода 4 ВК 13 открывает зазор 15 для дополнительного впуска энергоносителя в эту камеру. Этот зазор 15 открыт до тех пор, пока давление в камере 4 не падает. Если давление энергоносителя изменяется, то на это реагирует ОК 11, который перемещается в осевом направлении совместно с В К13, и тем самым осуществляется изменение величины зазора 15, что, в конечном итоге, приводит к изменениям энергетических показателей работы пневмоударника. 1 ил. . -7 сл с хг ю к о 4