Пневмоударник Советский патент 1981 года по МПК E21B1/30 

Изобретение относится к горным машика;ми может быть применено при бурении шпуров и скважин. Известно устройство ударного действия, содержащее корпус с камерами прямого и обратного ходов, уда ник , воздухораспределительное устройство с коробкой и полым цилиндри ческим золотником. Однако малый периметр впускной цели приводит к недостаточной ударной мощности уст ройства. Наиболее близким к. описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому зффекту является пневмоударник, включающий корпус, поршень и распределительную коробку с кольцевым упругим клапаном и с прорезью по образующей. Недостаток указанного пневмоудар ника состоит в том, что клапан имее постоянную толщину стенки по всему периметру кольца Вследствие этого в моме;нт перекрытия клапаном впускных отверстий изгиб свободных концов клапана затруднен, и для полного перекрытия впускной щели участками клапана вблизи его прорези требуются значительные перепады давления. При этом увеличивается расход энергоносителя и ухудшается динамика пневмоударн1вс а. Дйя снижения расхода сжатого воздуха в предлагаемом пневмоударнике клапан выполнен переменного поперечного сечения с возрастанием от прози к середине. На фиг.I показан описываемый пневмоудар ник, продольный разрез; на фиг.2 - то же, сечение по А-А на фиг.i. Пневмоударник состоит из корпуса 1 и соединенной с ним буксы 2, в которых размещен двухступенчатый поршень 3. На меньшей ступени поршня выполнена проточка 4. На впетпей поверхности корпуса установлена воздухораспределительная коробка 5 с ка36

налами 6 и 7. Кольцевой упругий Knanaft fi с переменной толщиной стенки расположен в распределительной коробке в предварительно поджатом состоянии и установлен с переменным зазором по отношению к наружной поверхности корпуса, в котором имеются впускные отверстия 9. В крьппке 10 закреплены водяной штуцер 11 и трубка 12, а в кожухе 13 находится шту- цер 14 для подвода энергоносителя в камеру 15 пряйого кода, которая периодически сообщается через выхлопные окна 16 с полостями глушителя 17 шума. Камрра обратного хода выполнена из двух полостей 18 и 19, .которые соединены между собой каналами 20. Камера обратного хода сообщается с магистралью через радиальные каналы 21 и штуцер 22, Хвостовик 23 установлен в буксе и связан со ставом бурильных штанг.

Пневмоударник включается в работу в следующей последовательности.

Сначала энергоноситель подается по штуцеру 14 во внутреннюю полость кожуха 13 и крьппки 10 и через каналы 7 к наружной поверхности клапа1 а 8. Так как камера 15 прямого хода сообщается с атмосферой через выхлопные окна 16 и глушитель 17 шума, то .давг ление снаружи клапана (в области каналов 7) оказывается выше,чем во внутреннем зазоре (в области отверстий 9), и клапан 8 перекрывает впускные отверстия 9.

Для запуска пневмоударника энергоноситель через штуцер 22, радиальные каналы 21 и проточку 4 на поршне 3 поступает в полости 18 и 19 камеры обратного хода. Происходит обратный ход поршня. После перекрытия радиальных каналов 21 цилиндрической поверхностью поршня 3 подача энергоносителя в камеру обратного хода прекращается и на некотором . пути энергоноситель работает с расширением, а затем поршень открывает выхлопные окна 16, сообщающие камеру обратного хода с полостями глушителя 7 шума.

При обратном ходе поршня давление в камере 15 прямого хода повышается и клапан 18 под действием внутренни сил упругости открывает впускные- от4

верстия 9, образуя внутренний зазор. Камера 15 сообщается с магистралью, поршень тормозится,и начинается прямой ход.

Нарастание скорости движения поршня сопровождаешься падением давления в камере прямого хода и во внутреннем зазоре, в результате чего клапан 8 начинает сжиматься, уменьшая проходное сечение впуска внутреннего зазора. В конце прямого хода поршень открывает выхлопные окна 16, давление в камере 15 резко падает и клапан перекрывает впускные отверстия

9. Одновременно начинается впуск

энергоносителя в камеру обратного хода. Поршень наносит удар по хвостовику -23, и цикл повторяется.

Выполнение клапана переменного сечения позволяет уменьшить жесткость свободных концов клапана и, тем самым обеспечивает полное перекрытие зазора при одной величине перепада давления, что снижает расход энергоносителя. Кроме того клапан имеет наибольшую толщину стенки в сечении, противоположном прорези, что повышает его долговечность.

Установка клапана 8 по отношению

к наружной поверхности корпуса 1 с переменным зазором, уменьшающимся к середине клапана, обеспечивает при перекидке клапана первоначальное прижатие его к уплотняемой поверхности в средней утолщенной части, а затем распространение контакта к свободШ)1М концам клапана с последующим замыканием прорези. Такое выполнение снижает тангенциальные

напряжения в клапане, повышает надежность и улучшает динамику пневмоударника.

Формула изобретения

, ПневмоударНик,включающий корпус, поршень и распределительную коробку с кольцевым упругим клапаном и с прорезью образующей, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода сжатого воздуха, клапан выполнен переменного сечения с возрастанием от прорези к середине.

Фиу. /

/J

w

г.2