Устройство для бурения шпуров Советский патент 1993 года по МПК E21C5/08 E21C5/16 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно, к устройствам для бурения шпуров под анкерную крепь.

Цель изобретения - упрощение конструкции. При этом обеспечивается компактность устройства, снижение его веса и трудоемкости изготовления.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается выполнением клапана-регулятора в виде редукционного клапана, а также гидравлическим соединением напорной гидромагистрали гидравлического двигателя податчика с входом, а напорной гидромагистрали гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента- с выходом редукционного клапана, причем сливные гидромагистрали и. гидравлического двигателя податчика, и гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента гидравлически соединены с выходом гидрораспределителя.

Такое техническое решение позволяет использовать редукционный клапан в качестве регулятора потока рабочей жидкости и, в частности, менять направление последнего. Указанные выше особенности гидравлического соединения редукционного клапана, гидрораспределителя, гидродвигателя вращателя бурового инструмента и гидродвигателя податчика между собой позволяют осуществлять обратную связь между гидроприводами вращения бурового инструмента и его подачи и, таким образом, автоматически регулировать режим работы устройства в зависимости от конкретных условий бурения. Упрощение конструкции предлагаемого устройства, при достижении того же положительного эффекта, что и в прототипе,

00

8

О

00

ел

обеспечивается за счет исключения целого ряда элементов, имеющихся в последнем.

На чертеже изображена схема предложенного устройства.

Устройство для бурения шпуров содержит вращатель бурового инструмента с реверсивным гидравлическим двигателем (ГДВ) 1, податчик, например, винтовой, с реверсивным гидравлическим двигателем (ГДП) 2, клапан-регулятор, выполненный в виде редукционного клапана 3, и гидрораспределитель 4, входы которого соединены соответственно с выходом гидравлического насоса 5 и баком для рабочей жидкости б. С соответствующими выходами гидрораспределителя 6 соединены напорная 7 и сливная 8 гидромагистрали (ГМ) ГДВ 1. В сливной ГМ 8 параллельно друг другу установлены дроссель 9 и обратный клапан 10. Редукционный клапан 3 содержит вход 11. плунжер 12 с конической частью 13, пружину 14, выход 15. Конической частью 13-клапан 3 разделен на две полости: бесштоковую 16 и штоковую 17. С выходом 11 редукционного клапана 3 гидравлически соединена напорная ГМ 18 ГДП 2, а с выходом 15 клапана 3 - напорная ГМ 7 ГДВ 1. Сливная гидромагистраль 19 ГДП 2 гидравлически соединена с тем же выходом гидрораспределителя 4, с которым гидравлически соединена, сливная ГМ8ГДВ1.

Устройство для бурения шпуров работает следующим образом.

Устройство устанавливают в месте бурения. В исходном положении за счет пружины 14 редукционный клапан 3 полностью открыт.

При включении устройства золотник гидрораспределителя 4 перемещается в позицию 1. При этом рабочая жидкость под давлением поступает от гидравлического насоса 5 через канал распределителя 4 и напорную ГМ 7 поступает в ГДВ 1., В результате буровой инструмент начинает рабочее вращение, при этом рабочая жидкость по ГМ 8, через обратный клапан 10 и канал распределителя 4 поступает на слив в бак 6. Одновременно рабочая жидкость из напорной ГМ 7 через выход 15, бесштоковую полость 16, штоковую полость 17, вход 11 редукционного клапана 3 и напорную ГМ 18 поступает в ГДП 2, обеспечивая поступательное движение на забой бурового инструмента. Из ГДП 2 рабочая жидкость по сливной ГМ 19 через канал распределителя 4 поступает в бак 6.

Дроссель 9 и обратный клапан 10, установленные параллельно друг другу в сливной ГМ 8 ГДВ 1, обладая определенным

сопротивлением, создают в напорной ГМ 7 первоначальный подпор, обеспечивая нормальную работу ГДП 2 в пусковой период. При попадании породных прослойков

или бурении по породе усилия бурения возрастают, что увеличивает давление в напорной ГМ 7. Это, в свою очередь, повышает давление в бёсштоковой полости 16 редукционного клапана 3, в результате чего плунжер 12, сжимая пружину 14, перемещается вниз. Коническая часть 13 плунжера 14 уменьшает зазор проходного отверстия так, что количество жидкости, поступающее по ГМ 18 к ГДП 2, сокращается, что вызывает

5 уменьшение скорости подачи бурового инструмента на забой.

При дальнейшем увеличении усилия бурения давление в бёсштоковой полости 16 редукционного клапана 3 соответственно

0 возрастает, и коническая часть 13 плунжера 14 может полностью перекрыть проходное отверстие клапана 3, что вызывает прекращение подачи бурового инструмента. При этом вращение бурового инструмента про5 должается, что позволяет избежать его поломки или заклинивания.

После прохода породного прослойка усилие бурения уменьшается, что снижает давление в бёсштоковой полости 16 редук0 ционного клапана 3. Пружина 14 отжимает плунжер 12 вверх, увеличивая проходное отверстие клапана 3 и, следовательно, количество жидкости, поступающее через него в ГДП 2, В результате скорость подачи бурово5 го инструмента к забою возрастает. Таким образом осуществляется автоматическое регулирование режима бурения в зависимости от конкретных условий работы.

После окончания бурения золотник гид0 рораспределителя 4 перемещают в позицию П. При этом рабочая жидкость от гидравлического насоса 5 через канал распределителя 4, дроссель 9, ГМ 8 поступает к ГДВ 1, вал которого начинает вращаться в

5 обратную сторону, причем скорость вращения невелика за счет малого проходного сечения дросселя 9. Обратный клапан 10 при этом закрыт.

Одновременно рабочая жидкость от на0 coca 6 через канал распределителя 4 и ГМ 19 поступает в ГДП 2, откуда затем отводится на слив через ГМ 18, вход 11, штоковую полость 17, бесштоковую полость 16. выход 15 редукционного клапана 3, ГМ 7 и канал

5 гидрораспределителя 3, поступая в бак 6. Так как полость 16 соединена со сливом, редукционный клапан 3 полностью открыт. За счет малого проходного сечения дросселя 9 основной объем рабочей жидкости под давлением проходит через ГДП 2, обеспечивая быстрый отвод бурового инструмента в исходное положение. Происходящее при этом медленное вращение бура облегчает вывод его из шпура. При необходимости отвода бурового инструмента из шпура без его вращения, дроссель 9 следует из схемы устройства исключить.

Формула изобретения Устройство для бурения шпуров, включающее вращатель бурового инструмента с реверсивным гидравлическим двигателем, податчик с реверсивным гидравлическим двигателем, гидрораспределитель, входы которого гидравлически соединены соответственно с выходом гидравлического насоса и с баком для рабочей жидкости, гидравлически соединенные с соответствующим выходом гидрораспределителя напорную и сливную гидромагистрали гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента, установленные параллельно друг другу в сливной магистрали гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента, дроссель t

обратный клапан, напорную и сливную гидромагистрали гидравлического двигателя податчика и клапан-регулятор, отличи ю- щ е е с я тем, что, с .целью упрощения конструкции, клапан-регулятор выполнен в виде редукционного клапана, при этом напорная

гидромагистраль гидравлического двигателя податчика гидравлически соединена с входом редукционного клапана, а напорная гидромагистраль гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента гидравлически

соединена с выходом редукционного клапана, причем сливная гидромагистраль гидравличе- скогоо двигателя податчика гидравлически со-ч единена с выходом гидрораспредёлителя, с которым гидравлически соединена сливная

гидромагистраль гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента.

Сущность изобретения: устройство для бурения шпуров содержит вращатель буро- .вого инструмента с реверсивным гидравлическим двигателем, гидрораспределитель, дроссель, обратный клапан и клапан-регулятор. Входы гидрораспределителя гидравлически соединены с входом гидравлического насоса и с баком для рабочей жидкости. Выходы гидрораспределителя гидравлически соединены с напорной и со сливной гидромагистралями гидравлического двигателя вращателя бурового инструмента. Клапан-регулятор выполнен в виде редукционного клапана. Напорная гидромагистраль гидравлического двигателя подат- чика гидравлически соединена с входом редукционного клапана. Выход редукционного клапана гидравлически соединен с напорной гидромагистралью гидравлического двигателя вращателя бурового инструмен- та; 1 ил,