Гидравлическая бурильная машина Советский патент 1992 года по МПК E21C3/20 

ГТ71

Изобретение относится к области горной промышленности, к гидравлическим бурильным машинам (ГБМ) ударно-вращательного действия для бурения шпуров и скважин. Цель - повышение надежности работы машины и КПД работы ее гидросистемы при одновременном обеспечении регулировки частоты ударов при различном направлении или остановке вращения бурового инструмента. ГБМ содержит гидроударник 1, гидромотор 4 вращения инструмента 5, гидротурбину 2 вращения гидрораспределителя (ГРП), установленного в сливной гидромагистрали 18 (ГМ) гидроударника 1. Гидротурбина 2 своим входом подсоединена к ГМ 18 и параллельно через обратный гидроклапан 15 (его выход 20) и гидродроссель 16 - к сливной ГМ 11 гидромотора 4. Гидродроссель 16 подсоединен к гидроклапану 15 параллельно. К сливной ГМ 18 гидроударника 1 подсоединен гидроаккумулятор 12. При работе ГБМ достигается устойчивый запуск в работу гидротурбины 2 при любом направлении вращения инструмента 5 за счет жидкости, поступающей от золотника 7 через регулятор 14 потока в гидротурбину 2 при установке гидродросселя 8 в сливной ГМ 11 гидромотора 4. 1 ил. ел

//

4

О ч4

О О

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим бурильным машинам (ГБМ) ударно-вращательного действия для бурения шпуров и скважин.

Целью настоящего изобретения является повышение надежности работы машины и КПД работы ее гидросистемы при одновременном обеспечении регулировки частоты ударов при различном направлении или остановки вращения бурового инструмента.

На чертеже показана принципиальная гидрокинематическая схема ГБМ.

ГБМ содержит гидроударни.к 1, гидротурбину 2 вращения гидрораспределителя 3 гидроударника 1, гидромотор 4 вращения бурового инструмента 5, редуктор 6, трехпо- зиционный золотник 7, гидродроссель 8, на- порные гидромагистрали 9 и 10, соответственно, гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5 и гидроударника 1, сливную гидромагистраль 11, сливной 12 и напорный 13 гидроаккумуляторы и регулятор 14 потока, состоящий из обратного гидроклапана 15 и регулируемого гидродросселя 16, а также сливной гидролинии 17 гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5 и сливной гидромагистрали 18 гидроударника. Направление вращения бурового инструмента 5 осуществляется переключением трехпозиционного золотника 7. Питание гидромотора4 вращения бурового инструмента 5 и гидроударника 1 осуществляется от напорных гидромагистралей, соответственно 9 и 10. Питание гидротурбины 2 осуществляется от объединенного потокаотработаннойжидкостигирдоударника 1 и гидромотора 4 вращений бурового инструмента 5. Причем, сливная гидролиния 17 гидромотора вращения буро- .вого инструмента 5 через трехпозиционный золотник 7 и через регулятор 14 потока соединена со сливной гидромагистралью 18 гидроударника 1, гидроаккумулятором 12 и входом гидротурбины 2, а через трехпозиционный золотник 7 и гидродроссель 8 со сливной гидромагистралью 11. Обратный гидроклапан 15 в регуляторе 14 потока своим входом 19 соединен через золотник 7 со сливной гидролинией 17 и, соответственно, с гидромагистралью 11 гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5, а выход 20 гидроклапана 15 соединен с гидроаккумулятором 12 и со сливной гидромагистралью 18 гидроударника 1, при этом камера 21 рабочего хода бойка 22 посредством распределителя 3 соединена с магистралью 18, а камера 23 обратного хода - с магистралью 10.

Управление циклом работы ГБМ осуществляется подачей жидкости по напорным гидромагистралям 9 и Ю.соответственно к гидромотору 4 вращения бурового инструмента 5 и гидроударнику 1. Трехпозиционный золотник 7 служит для остановки и включения реверсивного вращения бурового инструмента 5. Отработанная жидкость от гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5 отводится на трехпозиционный золотник 7, а далее делится на два параллельных потока - один из которых через гидродроссель 8 направлен в сливную гидромагистраль 11, а другой через регулятор

14 потока,объединяясь со сливом гидроударника 1 и гидроаккумулятором 12, направлен к гидротурбине 2. Гидродроссель 8, установленный в сливной гидромагистрали 11 создает перепад давления, достаточный

для открытия обратного гидроклапана 15, и тогда основная часть жидкости от гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5 поступит в гидротурбину 2, а оставшаяся часть жидкости будет проходить через гидродроссель 8 в сливную гидромагистраль 11. Жидкость, поступившая в гидротурбину 2, запускает ее в работу. Гидротурбина 2 начнет вращать гидрораспределитель 3 с малой скоростью вращения. Вращающийся

гидрораспределитель 3 при этом будет соединять камеру 21 рабочего хода бойка 22 поочередно с напорной 10 гидромагистралью и со сливной гидромагистралью 18. При соединении гидрораспределителем 3

камеры 21 рабочего хода бойка 22 гидроударника 1 со сливной гидромагистралью 18 происходит обратный ход бойка 22, так как камера 23 обратного хода постоянно соединена с напорной гидромагистралью 10. В

это время жидкость из камеры 21 рабочего хода бойком 22 вытесняется в гидроаккумулятор 12, гидротурбину 2 и регулятор 14 потека. Жидкость, поступившая от гидроударника 1 к обратному гидроклапану 15,

закроет его. Тогда весь поток отработанной жидкости от гидроударника ,1 заряжая гидроаккумулятор 12, устремится к гидротурбине 2, которая значительно увеличит скорость вращения гидрораспределителя 3.

При соединении гидрораспределителем 3 камеры 21 рабочего хода с напорной гидромагистралью 10 происходит рабочий ход и боек 22 наносит удар по буровому инструменту 5. Рабочий ход бойка 22 происходит

вследствие разности сечений бойка 22 в камерах 21, 23 рабочего и обратного хода. В это время гидроаккумулятор 12, установленный в сливной гидромагистрали 18 гидроударника 1, разряжаясь, подпитывает

гидротурбину 2, которая продолжает вращать гидрораспределитель 3 с той же скоростью. При отключении питания гидроударника 1 обороты гидротурбины 2 снизятся, обратный гидроклапан 15 откроется и к гидротурбине 2 начнет поступать жидкость от гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5. Гидротурбина 2 будет продолжать вращать гидрораспределитель 3 на малых оборотах до подачи питания гидроударнику 1. При отключении золотником 7 вращение бурового инструмента 5 жидкость из напорной гидромагистрали 9 по сливной гидролинии 17 через регулятор 14 потока поступит в гидротурбину 2, которая будет вращаться. При таком исполнении гидротурбина 2 будет иметь постоянное вращение, а гидроударник 1 может быть в любой момент включен в работу подачей жидкости в напорную гидромагистраль 10 и имеет функциональную возможность независимой работы от гидромотора 4 вращения бурового инструмента 5. Частота ударов в гидроударнике 1 регулируется изменением скорости вращения гидрораспределителя 3 регулируемым гидродросселем 16. После закрытия обратного гидроклапана 15 гидротурбина 2 получает питание только от отработанной жидкости гидроударника 1 и вращает гидрораспределитель 3 с максимальной скоростью, а значит и частота ударов, необходимо изменить скорость вращения гидрораспределителя 3. Это достигается регулированием гидродросселя 16. При открывании гидродросселя 16 происходит отвод жидкости от сливной гидромагистрали 18 гидроударника 1 через гидродроссели 16 и 7 в сливную гидромагистраль 11. Приуменьшении количества жидкости поступающей в гидротурбину 2 снизится скорость вращения гидрораспределителя 3. При полностью открытом гидродросселе 16 достигается наименьшая частота ударов в гидроударнике 1 за счет снижения скорости вращения гидрораспределителя 3. Если потребуется увеличение частоты ударов в гидроударнике 1 необходимо закрывать гидродроссель 16 и тогда в сливную гидромагистраль 11 будет отводится меньшее количество жидкости, а в гидротурбину 2 увеличится поток жидкости, что

вызовет увеличение скорости вращения гидротурбины 2. Таким образом, после запуска гидротурбины 2 жидкостью, поступающей от гидромотора 4 вращения бурового

инструмента 5, в гидротурбину 2 начинает поступать дополнительный расход отработанной жидкости от гидроударника 1, что

вызовет закрытие обратного гидроклапана 15 и увеличение скорости вращения гидрораспределителя 3. Регулируемым гидродросселем16достигаетсяперераспределение жидкости от слива гидроударника 1 в сливную гиДромагистраль 11 и гидротурбину 2, что приводит к варьированию частоты ударов гидроударника 1.

Формула изобретения

Гидравлическая бурильная машина, включающая гидроударник со сливной и напорной гидромагистралями, редуктор, гидромотор вращения бурового инструмента, гидротурбину вращения гидрораспределителя, установленного в напорной гидромагистрали гидроударника, регулируемый гидродроссель, гидроаккумулятор, подсоединенный к сливной гидромагистрали гидроударника, и сливную гидромагистраль

гидромотора вращения бурового инструмента, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы машины и КПД работы ее гидросистемы при одновременном обеспечении регулировки частоты

ударов при различном направлении или остановки вращения бурового инструмента, машина имеет обратный гидроклапан, причем сливная гидромагистр аль гидромотора вращения бурового инструмента соединена с входом обратного гидроклапана, а регулируемый гидродроссель подсоединен параллельно обратному гидроклапану, при этом выход последнего сообщен с гидротурбиной и со сливной гидромагистралью гидроударника.