Гидропневматический ударный механизм для образования скважин в грунте Советский патент 1977 года по МПК E02F5/18 

(54) ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ

Изобретение относится к гидропневматическому ударному механизму для образования скважин в грунте путем его уплотнения, который может быть использован для бестраншейной прокладки труб и кабелей.

Известен гидропневматический ударный механизм, имеющий заостренный с одного конца цилиндр, где поступательно перемещается боек, сообщающий ему удары. Боек совместно с цилиндром образует напорную и сливную гидравлические камеры и заполняемую сжатым газом камеру рабочего хода, при этом он взаимодействует с подпружиненным золотником, который служит для поочередного подсоединения гидравлических камер к сливной и напорной магистралям при взводе и рабочем ходе бойка 1.

Однако этот ударный механизм не обладает достаточной ударной мощностью и надежностью действия.

Более близким техническим решением к предлагаемому является гидропневматический ударный механизм для образования скважин в грунте, содержащий цилиндр, в котором размещен аксиально подвижный боек, образующий с ним напорную и сливную гидравлические камеры и заполняемую сжатым газом камеру рабочего хода и взаимодействующий с расположенным коаксиально ему подпружиненным золотником, служащим для поочередного подсоединения гидравлических камер к сливной и напорной магистралям при взводе и рабочем ходе бойка 2.

В этом механизме в период рабочего хода бойка жидкость под давлением продолжает поступать от насоса в напорную камеру, что создает дополнительные гидравлические сопротивления движению бойка и снижает ударную мощность механизма.

Золотник и взаимодействующие с ним детали механизма подвержены быстрому износу, так как имеют сопрягаемые поверхности, что влияет на надежность действия механизма. Кроме того в конце рабочего хода бойка при перекрытии втулкой пазов золотника и при дальнейшем движении золотника под действием бойка в напорной камере возникает гидравлический удар, отрицательно сказывающийся на ударной монтности и надежности действия механизма.

Цель изобретения - повышение ударной мощности и надежности действия механизма.

Эта цель достигается благодаря тому, что сливная камера отделена от напорной подвижной перемычкой, взаимодействующей с золотником, который расположен между ней и поршнем бойка и сопряжен с внутренней поверхностью цилиндра, образуя с ней сливную полость, где размещена пружина, и напорную полость, периодически сообщаемые через отверстия в золотнике со сливной и напорной магистралями.

На чертеже изображен предложенный гидропневматический ударный механизм.

Гидропневматический ударный механизм включает цилиндр 1, боек 2 с выступом 3 на штоке 4, поршень 5 с выступом 6, подвижную перемычку 7 с упорами, трубчатый золотник 8, расположенный коаксиально бойку 2 между перемычкой 7 и поршнем 5, и пружину 9 сжатия. Цилиндр 1 и боек 2 в совокупности образуют камеру 10 рабочего хода, заполненную сжатым до определенного давления газом, напорную 11 и сливную 12 гидравлические камеры, соединенные соответетвенно с напорной 13 и сливной 14 магистралями.

Трубчатый золотник 8 совместно с цилиндром I образует кольцевую напорную полость 15, которая соединена через отверстие 16 с напорной камерой II, и кольцевую сливную полость 17, которая через отверстие 18 соединена со сливной магистралью 14. Напорная полость 15 имеет возможность посредством сливного отверстия 19 соединяться со сливной полостью 12.

Гидропневматический ударный механизм для образования скважин в грунте работает следующим образом.

Под действием давления сжатого газа, находящегося в камере 10 рабочего хода, боек 2 находится в крайнем левом положении. При этом под действием выступа на поршне 5 трубчатый золотник 8 и подвижная перемьгчка 7 также находятся в крайнем левом положении. Отверстие 19 перекрыто трубчатым золотником 8, вследствие чего напорная камера 11 отсечена от сливной камеры 12.

Рабочая жидкость по напорной магистрали 13 поступает в напорную камеру П. Усилие, действующее на боек 2 со стороны напорной камеры 11, превосходит усилие, действующее на него со стороны камеры 10 рабочего хода, вследствие чего происходит взвод бойка 2, т. е. перемещение в правое положение. При этом золотник 8 удерживается в крайнем левом положении под действием давления жидкости в кольцевой напорной полости 15.

В конце взвода подвижная перемычка 7 и трубчатый золотник 8 посредством выступа 3 на н1токе 4 перемещаются вправо, происходит перекрытие золбтником 8 напорной магистрали 13 и одновременное открытие отверстия 19, а

также вытеснение жидкости из кольцевой напорной полости 15 золотника 8 в напорную камеру 11. Обладающий инерцией боек 2 продолжает двигаться вправо, перемещая подвижную перемычку 7 и трубчатый золотник 8 в крайнее правое положение, при котором напорная камера 11 отсоединяется от напорной магистрали 13 и кольцевой полости 15 золотника и соединяется через отверстие 19 со сливной камерой 12.

Под действием результирующего усилия, действующего на боек 2 со стороны камеры 10 рабочего хода, он движется влево. Происходит рабочий ход бойка 2. Трубчатый золотник 8 в этот период удерживается в крайнем правом положении усилием пружины 9. В конце рабочего хода бойка 2 выступ 6 на поршне 5 воздействует на трубчатый золотник 8 и перемещает его и подвижную перемычку 7 в крайнее левое положение, разобщая при этом посредством золотника 8 напорную камеру 11 от сливной

12 и соединяя ее с напорной магистралью 13. Далее цикл повторяется.

Формула изобретения

Гидропневматический ударный механизм для образования скважин в грунте, содержащий цилиндр, в котором размещен аксиально подвижный боек, образующий с ним напорную и сливную гидравлические камеры и заполняемую сжатым газом камеру рабочего хода и взаимодействующий с расположенным коаксиально ему подпружиненным золотником, служащим для поочередного подсоединения гидравлических камер к сливной и напорной магистралям при взводе и рабочем ходе бойка, отличающийся тем, что, с целью повыщения его ударной мощности и надежности действия, сливная камера отделена от напорной подвижной перемычкой, взаимодействующей с золотником, который расположен между ней и порщнем бойка и сопряжен с внутренней поверхностью цилиндра, образуя с ней сливную полость, где размещена пружина, и напорную полость, периодически сообщаемые через отверстие в золотнике со сливной и напорной магистралями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР № 407013, кл. Е 21 С 3/00, 1971. i2 7В 9 17 15 IS tl 6 I I I/ / / / / / / 5 /