Погружной пневмоударник Советский патент 1993 года по МПК E21C3/24 E21B4/14 

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, а именно, к буровым инструментам может найти применение в горной промышленности и геологоразведке.

Известен погрузной пневмоударник, имеющий корпус, соединительную муфту, распределительную гильзу со штоком; снабженным обратным клапаном, ступенчатый ударник с центральным выхлопным кана- . лом, инструмент с выхлопной трубкой и систему бесклапанного питания рабочих камер и выхлопа из них. Недостатком аналогаявляется снижение ударной .мощности при нарастающем противоплав- лении в буримой скважине и все это в итоге приводит к резкому снижению энергии уда- ра. ..- .-

Кроме того, недостатком известного устройства является то, что в инструменте за-, креплена трубка с помощью уплотняющего . элемента, размещенного в его выточке., Это приводит к тому, что при работе пневмоу- дарника на воздушно-водяной смеси происходит недов ыхлоп из камеры холостого . хода, а также ненадежность крепления трубки и трудоемкость ее замены при износе. .; .;... .- .

Целью изобретения является повышение надёжности и удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмоударнйке, состоящем из корпуса, соединительной муфты, ударника с центральным выхлопным каналом, распределительной гил ьзы, в задней стенке которой

х

Ю v|

О

ел о

со

закреплен шток, на последнем установлен обратный клапан и питающефазрядный элемент, в передней части корпуса закреплен сменный буровой инструмент, взаимодействующий с трубкой. Предложено на ударнике и трубке выполнить резьбовую нарезку, профиль которой определен соотношением

Н 2(г-у7г.

s

16

где г - радиус округленна профиля при вершине и впадине; выбираемый из нормального рядэ.значений; ,

s-.шаг резьбы, выбираемый из нормального ряда значений;

Н - высота профиля, 1 Н 1,5 и между ними установлен эластично-упругий элемент, толщина которого S равна высоте профиля Н. Авторы претендуют на следующие отличительные признаки:

- на ударнике и соответственно на трубке выполнена резьбовая нарезка, профиль которой определен соотношением:

н-2(г-у ) ,;:

. , - : :. -, .16:. .. ,.: ....- -. Этот признак авторам не известен. Между трубкой и ударником установлен эластично-упругий элемент. Этот. признак Широко известен из техники (см ,, например, патент В-ии № 934166). Однако, в известном устройстве этот элемент демпфирует по гладкой соприкасающейся поверхности. Вследствие чего несущая способность соединения недостаточная.

В предложенном нами устройстве демпфирующий элемент установлен между резьбовыми поверхностями, многократно увеличивая опорную площадь и, стало быть, многократно повышает надежность соединения. Выполнение специальной резьбовой, нарезки на трубке и соответственно на ударнике, между которыми .размещен эластично-упругий элемент, толщина которого равна высоте профиля, позволяет повысить надежность крепления и кроме этого при эксплуатации пневмоударника изношенную трубку .легко заменить в производственных условиях без применения специального оборудования, что удобно и

ЭКОНОМИЧеСКИ ВЫГОДНО;

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает существенными отличия МИ. - . ; ;-.- . .. : .- ... :

Ь .Техническое решение подтверждено примером конкретного выполнения, где на фиг. 1 представлен общий вид пневмоударника в разрезе; на фиг. 2 изображен местный вид резьбового соединения в увеличенном масштабе.

Погружной пневмоударник состоит из корпуса 1, соединительной муфты 2, ударника 3 с центральным выхлопным каналом 4, распределительной гильзы 5, в задней стенке которой закреплен ступенчатый шток 6с разрядным осевым 7 и радиальным 8 каналами и полостью 9. На ступенчатом штоке 6

установлены обратный клапан 10, закрывающий входное отверстие в соединительной муфте 2 при неработающем пневмоударни- ке, питающе-разрядный элемент 11 с внут- риклапанной полостью 12, образованной

меньшей и большей ступенями питающе- разрядного;элемента 11 и ступенчатого што- ка 6 и постоянно соединенной с атмосферой через разрядные каналы 8, полость 9, каналы 7 и 4. На наружной поверхности штока

6 в зоне размещения меньшей ступени пи- тающе-разрядного элемента 11 выполнена круговая канавка 13. В передней части корпуса 1 закреплен сменный буровой инструмент 14е выхлопным каналом 15, Ударник 3

разделает полость корпуса 1 на камеру 16 сетевого давления и управляемые камеры 17 рабочего хода и 18 холостого хода ударника 3. Трубка 19 закреплена в ударнике. При этом на внешней поверхности трубки

19 и на внутренней поверхности центрального выхлопного канала ударника 3 выполнена резьбовая нарезка 20 для закрепления трубки 19 в ударнике 3, профиль которой определен соотношением ...

.-;. .,-.-. .. . -

.H-2(r-. )

. ; .- .- ./ .- 16 : :- : . , Между внутренней поверхностью ударника 3 и внешней поверхностью трубки 9: установлен эластично-упругий элемент 21, толщина которого равна высоте профиля .резьбовой нарезки.

Устройство работает следующим обраЗОМ. , ; ;; ; . : . -. -. . .- ,

Сжатый воздух, отжимая обратный клапан 10, поступает через каналы в гильзе 5 в камеру сетевого давления 1-6. Из нее через каналы в головке ударника 3 в камеру 18 холостого хода. При этом камера Т7 рабочего хода находится под атмосферным давлением. Под действием разности сил давления, определяемых соотношением рабочих площадей со стороны камер 16 и 18, ударник 3 начинает движение назад, совершая Холостой ход,

По мере перемещения ударника, трубка 19 выйдет из отверстия 15 инструмента 14, из камеры 18 начнется выхлоп. Давление а ней резко падает. Ударник 3 продолжает движение назад по инерции до подачи ежатого воздуха в камеру 17 рабочего хода, давление в которой будет резко нарастать как от уменьшения объема ее, так и от питания из камеры 16 сетевого давления. Вследствие этого сработает питзюще-разрядный элемент 11, который разобщит камеру 17 с атмосферой и соединит ее с магистральным давлением. Ударник остановится и поменяет направление движения. Начнется прямой ход ударника. Питание камеры 17 через разрядно-питающий элемента 11 будет производиться до момента выхода штока 7 из выхлопного канала 4 ударника. Резкое па- денке давления в камере 17 выхлопе вызовет перекидку элемента 11 в положение разрядка камеры 17 через разрядный тракт: канавку 13, полость 12, каналы 8, полость 9 и каналы 7 и 4, Ударник достигнет инструмента 14 и нанесет по нему удар. Цикл повторится.

При ударном взаимодействии ударника и инструмента трубка 19 испытываетосевые инерционные ударные нагрузки, приводящие к деформации упруго-эластичного элемента 21, удерживающего трубку от смещения в месте крепления. В прототипе элемент установлен между трубкой и инструментом 14 в расточке и удерживается од

ной ступенью расточки, площадь которой ограничена прочностью инструмента, Вследствие этого надежность крепления трубки недостаточна. Крепление трубки по- средстгвом резьбы, как предлагается по данной заявке, выполненной соответственно в ударнике и на трубке и через промежуточный упруго-эластичный элемент, позволяет многократно увеличить опорные поверхности элемента и тем самым резко повысить надежность крепления. Существенно и то, что при креплении трубки в ударнике достигается более полный выхлоп из камеры холостого хода, так как выхлопной тракт становится более прямоточным. Кроме того, крепление трубки на резьбе позволяет легко заменять ее в процессе эксплуатации путем простого вывинчивания. В то же время как в прототипе замена трубки требует расточки ее и последующей установки с применением специального оборудования.

Предложенное техническое решение надежней и удобней в эксплуатации, улучшает динамику пневмоударника, особенно при работе на воздушно-водяной смеси, конструктивно-технологически простое и обладает явными преимуществами перед известными устройствами.

Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин и может найти применение в горной промышленности и геологоразведочной технике. Сущность изобретения: по- гружной пневмоударник содержит корпус с соединительной муфтой, распределительную гильзу со штоком, имеющим осевой канал, обратный клапан, размещенный между штоком и муфтой ступенчатый ударник с трубкой и с центральным выхлопным каналом, разделяющий полость корпуса на камеру сетевого давления и управляемые камеры рабочего и холостого ходов, в нем между распределительной гильзой и обратным клапаном на штоке установлен ступенчаты и питающе-разрядный элемент, образуя со штоком внутреннюю полость и на нем в зоне меньшей ступени питающе- разрядного элемента выполнена канавка, при этом на трубке и соответственно на ударнике выполнена резьбовая нарезка, профиль которой определен соотношением Н 2(г- У 2 s / ), и между ними установ : ; ..- 16 - ... .- лен эластично-упругий элемент, где г - радиус скруглений профиля при вершине и впадине, s - шаг резьбы, мм, Н - высота профиля, мм. 2 ил. 3 (Л С

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Логружной пневмоударник, содержащий корпус, соединительную муфту, распределительную гильзу со штоком, имеющим обратный клапан, ступенчатый ударник с центральным выхлопным каналом, инструмент с выхлопным каналом, еы- хлопную рубку, систему бесклапанного питания рабочих камер и выхлопа из них, о тли ч а ю щ и и с я тем, что выхлопная трубка посредством уплотняющего упругоэ- ластичного элемента закреплена в центральном выхлопном канале ступенчатого ударника и установлена с возможностью размещения в выхлопном канале -инструмента, при этом на внутренней поверхности центрального выхлопного канала ударника и соответственно на внешней поверхности выхлопной трубки выполнена резьбовая нарезка для закрепления трубки в ударнике,

профиль которой определяется из соотношения

Н 2(г-у ).

Т7

16

где г- радиус скругления профиля при вершине и впадине, выбираемый из нормального ряда значений, мм;

5 - шаг резьбы, выбираемый из нормального ряда значений, мм;

Н - высота нормали профиля нарезки,

ММ.. причем уплотняющий упругоэластичный элемент .размещен в резьбовой .нарезке между внешней поверхностью трубки и внутренней поверхностью ударника, а толщина уплотняющего упругоэластичного эле мента равна высоте профиля резьбовой нарезки.