Устройство ударного действия для образования скважин в грунте Советский патент 1978 года по МПК E02F5/18 E02D17/146 

(54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ Кроме того, многопозиционный золотниKOBbiii привод состоит из поршня, соединенного с воздухораспределительным золотником, при этом поршень выполнен с фигурной прорезью на боковой поверхности, а пат рубок имеет палец, который установлен в фигурной прорези поршня. На фиг, 1 показано предлагаемое устрой ство, ПРОДОЛЬНЫЙ разрез; на фиг, 2 ман разрез А-А на фиг, 1 ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1; на фкг, 4 - разрез В-В на фиг, 1 tnpn движении устройства попрямолинейной траектории); на фиг, 5 - то же, при отклонении устройства; на фиг, 6 то же, при реверсе устройства; на фиг, 7 развертка наружной поверхности поршня. Устройство состоит из корпуса 1, ударни ка 2 со смещенным центром тяжести, возду хораспределительного патрубка 3 с обоймой 4, воздухоподводяшей магистрали 5 и пульта управления 6, Внутри патрубка 3 смонти рованы пневкштический двигатель 7 вращени ударника, связанный со шлицевым валом 8 мпогопозиционный воздухораспределительный золотник, 9 связанный с поршнем Ю, Еааим действующим с пальцем Ни пружиной 12, В патрубке выполнены канал а для подвода воздуха Б полость Г ударника, канал & для подачи воздуха к звуковому сигнализатору 13, канал с для сообщения полости поршня Ю с атмосферой, канал d для подачи возд ха к золотнику 9, каналы f и К , сообщающие двигатель 7 с воздухоподводящей магистральюЗолотник 9 имеет канал I для избирательного сообщения подводящих к двигателю сжатый воздух каналов | и К с воздухоподводящей магистралью. Хвостовик золотника 9 выполнен со шлицами, взаимодействующими с поршнем Ю, На поршне Ю вы- полнена фигурная прорезь с выступами а и О. на Канадой из сторон, смещенными один относительно другого. В прорезь 1 входит палец 11, закрепленный в патрубке. Этот палец обуславливает поворот поршня пр одновременном его осевом йеремешении. На валу 8 ударника неподвижно закреплен диск 14 с прорезью тп . Диск вращается в расточке патрубка. Вал кинематически связан с ударником так, что центр тяжести ударника и прорезь в диске лежат в одной плоскости. При этом прорезь диска, открывая канал в патрубке, обеспечивает подачу сжатого воздуха в звуковой сигнализатор, сигнал которого свидетельствует о том, что центр тяжести ударника находится а заранее определенном положении (например, в нижнем). Механизм реверса образован патрубком с окном и обоймой 4, контактирующей С ударником 2 и вьшолненной с выступом, перекрывающим в одном из положений окно Tt патрубка. На пульте управления 6 установлены двухпозиционный кран 15, питающий устройство от сети сжатого воздуха, и указатель режимов работы 16, Указатель режимов работы связан с многопозиционным золотником, имеющим конструкцию,аналогичную золотнику переключателя режимов. Устройство работает следующим образом. При первом открытии крана 15 сжатый воздух по воздухоподводящей магистрали 5 и каналам и патрубка поступает в полость Г ударника, обеспечивая движение его вперед. При открытии окна Q ударника воэ, дух поступает в переднюю камеру D устрой ства и обеспечивает движение ударника назад в силу разницы рабочих площадей уда{ нйка со стороны передней камеры D, и полости Г , Таким образом, при открытии крана 15 всегда обеспечивается возврахно- ю- ступательное движение ударника. Одновременно с этим сжатый воздух по каналу el поступает в полость Е перед поршнем 10 и вызывает его осевое перемещение. Поршень Ю, сжимая пружину 12, перемещается (вправо на фиг, 1) и одновременно поворачивается на определенный угол, взаимодействуя своей прорезью . с пальцем 11, При отключении сжатого воздуха поршень перемещается в обратном направлении под действием усилия пружины 12 (влево на фиг, 1) и поворачивается также на определенный угол Направление скосов прорези таково, что поворот поршня при его перемещении в ту или иную сторону осуществляется в одном направлении. При этом поршень за каждый цикл лодачи и выключения воздуха поворачивает золотник 9 на определенный угол и обеспечивает переход с одного режима работы устройства на другой. Одновременно на пульте управления срабатывает золотник указателя 16 режимов работы, который работает синхронно- с золотником переключателя режимов работу и имеет аналогичные поршень и пружину,; При отсутствии давления сжатого воздуха золотник 9 занимает одно из промежуточных между рабочими положений. Кран 15 при этом закрыт. При следующем открытии крана 15 золотник 9 поворачивается и соединяет канал f двигателя с воэдухоподводяшей магистралью (см, фиг, 4), Двигатель обеспечивает вращение ударника, например, вправо. Ударник в свою оч.ередь, взаимодействует за счет сил трения с обоймой 4, перекрывающей окно т патрубка. Ударни1Г, поворачиваясь, наносит удары по головной части корпуса и обеспечивает прямолинейное движен устройства вперед. Прорезь m диска 14 при совмещении с каналом Ь открывает доступ воздуха из полости Г по каналу Ь к звуковому сигнал затору, сигналы которого свидетельствуют о нахождении центра тяжести ударника в определенном положении. Промежуток вре- мели между сигналами соответствует ооному обороту ударника. Кран выключается в тот момент, когда центр тяжести находится в положении, соответствующем требу мому направлению отклонения устройства. Например, при необходимости отклоне 1ия устройства вниз (см, фиг, 1) центр тяжест ударника должен находиться вверху; соответствующий этому положению ударника момент- закрытия крана наступит тогда, когда после звукового сигнала пройдет время, равное половине времени одного оборота ударника. Таким образом, при перекрытии крана после работы устройства в режиме прямого хода ударник имеет вполне определенное положение центра тяжести. При последующем открытии крана каналы f и к. двигателя перекрыты (см, фиг,5 Ударник совершает только возвратно-поступательное движение и наносит удары по одному и тому же месту корпуса, что предопределяет поворот устройстВа в грунте. Эффективность поворота определяется времене работы устройства в этом режиме. После по ворота устройства на требуемую величину .краном 15 прекращается подача воздуха. При .ем открытии крана 15 золотник j9 обеспечивает подачу воздуха в канал К. двигателя (см. фиг. б), при этом направление его вращения изменяется на обратное (по сравнению с режимом прямого хода устройства), например влево. Ударник 2, вращаясь в обратную сторону, увлекает обойму 4, которая открывает окно П патрубка 3. При этом воздух в переднюю ка. меру подают раньше, поэтому ударник наносит удары по хвостовой части корпуса, т,е, обеспечивается реверс устройства. Если после корректировки траектории движения устройства .необходимо продолжить даль нейшее его движение вперед, то работа в реверса осуществляется в течение короткого промежутка времени (практически несколько секунд/, т.е. в этом случае окна Т1 патрубка не успевают открываться. Посл перекрытия и последующего открытия крана 15 устройство работает в ранее описанном режиме прямого хода. Указатель 16 режимов работь при открытии крана 15 показывает заданный режАм оаботы устройства Применение предлагаемого устройства позволяет проходить не только криволинейные скважины, но и практически прямолинейные скважины в неоднородных грунтах. Пои этом определяются незначительные отклонения устройства . от требуемого направления с помощью известной рао« положен11ой вне скважины аппаратуры и вышеуказанным способом проводится коррекция его дальнейщей траектории движения. Передача команд управления по воздухоподводящей магистрали значительно упрощает эксплуатацию устройства, а оснащение пульта управления показателем ре- ишета работы облегчает управление устройс1 вом и повышает надежность проходки скважин по требуемой траектории. Формула изобретения 1.Устройство ударного действия для образования скважин в грунте, содержащее корпус, ударник с внутренней полостью и смещенным центром тяжести, воздухораспределительный патрубок, привод вращения ударника и воздухоподводящую магистраль, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности дистанционного управления движением устройства по требуемой траектории одной воздухоподводящей магистралью, оно снабжено механизмом определения положения центра тяжести ударника относительно продольной оси устройства, состоящего из диска с прорезью извукового сигнализатора, причем диск жестко смонтирован на валу привода вращения ударника и размещен в полости воздухораспределительного патрубка, которая сообщена со эву- KOBbisr сигнализатором посредством канала, выполненного в теле патрубка, и механиэмами переключения и указания режимов работы устройства, выполненными в виде мне- гопозиционных золотниковых приводов, сообщенных общей воздухоподводящей магистралью, 2,Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что многопозиционный золртниковый привод состоит из поршня, coieдиненного с воздухораспределительным золот ником, при этом порщень выполнен с фигурной прорезью на боковой поверхности, а патрубок имеет палец, который установлен в фигурной прорези порщня.

u

to

VCb

CO

А-А

d

т.

€

фиг. г

фугЛ

Фиг, 5

6-В

13

фиг. 8-В

Фиг. 6 .