Устройство для формирования силовых импульсов Советский патент 1976 года по МПК B06B1/18 G01N3/36 

гидроцилиндра 7, который может располагаться как на одной раме с устройством, так и отдельно от него.

Благодаря тому, что упругий элемент с полостью, заполненной средой, обладает нелинейной жесткой характеристикой и расположен между инерционными подпружиненными массами таким образом, что продольными боковыми стенками касается их, при деформации его подпружиненными инерционными массами он приобретает форму эллипса и обеспечивает параболическую зависимость между величиной изменения объема полости внутри упругого элемента и возникающим давлением среды, заключенной в этой полости. Это давление, изменяющееся в виде импульсов определенной амплитуды и длительности, одновременно воспринимается поршнем силового гидроцилиндра, непосредственно связанного с полостью упругого элемента. Под импульсным воздействием поршня на жестко связанную с ним штангу в последней формируются силовые импульсы, которые перемещаются по штанге к коронке со скоростью звука в материале штанги.

Таким образом, силовые импульсы формируются в штанге без механического соударения поршня со штангой с коэффициентом передачи энергии от гидропульсатора до бурового инструмента не ниже 0,85-0,90.

Предлагаемое устройство работает в режиме резонанса частот вынужденных колебаний плунжера 3 гидропульсатора и собственных колебаний инерционных подпружиненных масс 4 с некоторым сдвигом по фазе. При одповременном воздействии масс 4 и плунжера 3 на сосредоточенный объем среды в упругом элементе 6 в последнем резко повышается давление среды, создается импульсная нагрузка на поршень 3 силового гидроцилиндра 7, который передается на жестко связанную с поршнем 8 буровую штангу и коронку (на чертежах не показана), вызывая разрушения горной породы.

Формирование силовых импульсов в штанге бурильной машины с помощью предлагаемого устройства позволяет снизить шум благодаря сосредоточенному объему сжимаемой среды в замкнутой полости, т. е. ие связанной с атмосферой или с сливной полостью, а также благодаря ликвидации соударений поршня с торцом буровой штанги за счет жесткого соединения их между собой. Кроме того, использование предлагаемого устройства с одним только реактивным гидравлическим сопротивлением вместо существующих ударных узлов бурильных машин с активным сопротивлением позволяет повысить КПД гидросистемы в предлагаемом устройстве не менее чем до 0,85-0,90. Благодаря такому относительно высокому КПД гидросистемы нагрев ее элементов при длительной работе ие превышает допустимых норм.

Формула изобретения

Устройство для формирования силовых импульсов, содержащее корпус, в котором размещены инерционные массы, поджатые пружинами, упругий элемент и возбудитель колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и снижения шума ударных узлов, формирующих импульсы, например, в штангах бурильных машин, возбудитель колебаний выполнен в виде гидропульсатора, соединенного с полым упругим элементом, например, гидравлическим шлангом, заполненным средой, который имеет нелинейную жесткую характеристику и расположен между инерционными массами так, что продольными боковыми стенками касается их.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Алимов О. Л., Бойков В. В. и др. Установка для бурения шпуров. Фрунзе, «Илим, 1971, с. 123, 155.

2.Патеит США № 3625484, кл. 259-1, 1971 (прототип).

Фиг.1