Способ реверсирования погружного пневматического ударного устройства для образования скважин в грунте и устройство для его осуществления Советский патент 1978 года по МПК E02F5/18 

При использовании такого способа требуется отсасывающее средство, подключаемое к магистрали. Этот способ управления эффективен для ударных устройств с большими радиальными размерами рабочих камер, а при достаточно малых размерах камер он не осуществим.

Целью изобретения является повышение надежности управления.

Для этого сжатый воздух из магистрали после отключения удаляют путем сообщения ее с атмосферой. В устройстве для реализации способа золотник выполнен двухступенчатым с воздухопропускными окнами на каждой из них и расположен коаксиально между ступенями патрубка, которые соединены между собой перемычкой и снабжены воздухопропускными окнами, а управляющий вентиль имеет сообщаемое с атмосферой отверстие и заслонку для его перекрывания.

На фиг. 1 показано ударное устройство, соединенное с ресивером и настроен -:сдля работы в режиме прямого хода,; на фиг. 2 - ударное устройство с ресивером, настроенное для работы в режиме обратного хода; на фиг. 3 дан частичный вид ударного устройства по месту расположения воздухораспределителя; на фиг. 4 - вид по стрелке А на фиг. 3; на фиг. 5 - развертка по диаметру золотника воздухораспределителя и взаимное положение упоров патрубка и золотника воздухораспределителя; на фиг. 6 - развертка по диаметру Д на фиг. 3 и взаимное положение упоров патрубка и золотника.

Для работы в режиме прямого или обратного хода сжатый воздух подается от ресивера 1 (см. фиг. 1) по магистрали 2 к ударному устройству 3, которое содержит цилиндр 4, ударник 5 с полостью бис окнами 7 и патрубок 8, прикрепленный гайкой 9 к хвостовой части цилиндра 4. Ударник 5 и цилиндр 4 образуют переднюю рабочую камеру 10, а задней рабочей камерой является полость 6. В гайке 9 выполнены отверстия 11 для выхлопа отработанного в устройстве воздуха.

На подводящей магистрали 2 установлен управляющий вентиль 12 с заслонкой 13. Вентиль 12 выполнен тройниковым и одно из его отверстий 14 выходит в атмосферу, а два других через магистраль 2 подсоединены соответственно к устройству 3 и ресиверу 1.

При подаче сжатого воздуха в заднюю камеру 6 ударник 5 движется вперед и наносит удар по передней части цилиндра 4, перемещая устройство вперед. В переднем положении ударника 5 его окна 7 выходят за переднюю торцовую кромку патрубка 8 и сообщают заднюю камеру 6 с передней камерой 10. Давление сжатого воздуха в обеих камерах становится одинаковым. Площадь ударника 5 со стороны передней камеры 10 больще площади ударника со стороны задней камеры 6, поэтому сила, действующая на ударник 5 со стороны передней камеры 10, больще силы, действующей со стороны задней камеры 6. Ударник движется в обратном направлении до момента открытия окон 7 задней кромкой патрубка 8. При открытии окон 7 происходит

ВЫХЛОП воздуха из передней камеры Ю в атмосферу. Затем ударник 5 останавливается и. вновь начинает двигаться вперед. Пикл повторяется.

При работе устройства в режи.ме пря. J или обратного хода заслонку 13 устанав.;ивают в горизонтальное положение (см. фиг. 1), перекрывая отверстие 14 и обеспечивая подачу сжатого воздуха в рабочие камеры устройства 3. При реверсировании устройства заслонку 13 вентиля 12 резко устанавливают в

0 вертикальное положение (см. фиг. 2), тем самым отключая подачу сжатого воздуха в устройство 3. Магистраль на участке от вентиля 12 до устройства 3 соединяют с атмосферой. Тогда сопротивление воздущному потоку со стороны магистрали 2 будет меньще, че.м со стороны устройства 3, в результате чего создается разность давления в рабочей камере 6 по отношению к магистрали.. Под воздействием разиости давления происходит переключение золотникового распределителя в положение реверса. При последующей подаче сжатого воздуха в устройство 3 оно работает в режиме реверса.

Для переключения работы устройства с режима реверса на прямой ход необходимо операции повторить, т. е. подать сжатый воздух в устройство, а затем подсоединить его к атмосфере.

Распределитель выполнен в виде двухступенчатого патрубка 8, (см. фиг. 3), размещенпого больщей ступенью в полости 6 ударника

Q 5 и несущего подпружиненный золотник 15. Передняя часть патрубка 8 состоит из двух коаксиально расположенных цилиндров 16 и 17. В боковых стенках каждого из них размещены окна 18 и 19, причем на цилиндре 17 большего диаметра выполнена проточка 20, в

которую выходит окно 19. На цилиндре 17 выполнены два ряда yfiopoe 21, 22. Золотник 15 размещен между цилиндрами 16, 17 и по обе стороны установлены пружины 23 и 24.

Золотник 15 устанавливается в положение

реверса под воздействием перепада давления в рабочих камерах при отключении подачи сжа,того воздуха. Ои выполнен двухступенчатым, с окнами 25 и 26 в боковых стенках каждой ступени и с двумя рядами упоров 27 и 28. Золотник 15 образует с патрубком 8 полость

5 29.

Принцип работы устройства заключается в

следующем.

При атмосферном давлении золотник 15 находится в нейтральном положении (см. фиг. 3). При подаче сжатого воздуха он перемещается

вперед. Окно 25 выходит за торцовую кромку цилиндра 16 патрубка 8. Упоры 27 золотника 15 проходят линию упоров 21 цилиндра 17 патрубка 8. Окно 19 цилиндра 17 перекрыто стенкой золотника 15. Под действием сжатого воздуха, поступающего в заднюю камеру б, ударник 5 движется вперед и в конце своего хода наносит удар по передней части цилиндра 4. В конце хода ударника 5 (см. фиг. 1) открываются окна 7 и воздух поступает из задней камеры 6 в переднюю 10, в результате чего

0 после нанесения удара ударник 5 движется в обратном направлении, так как площадь его со стороны передней камеры 10 больше его площади со стороны задней камеры 6. Когда окно 7 ударника 5 выйдет за заднюю торцовую кромку больщей ступени патрубка 8, произойдет выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 10 через отверстие 11 в атмосферу Ударник 5 начинает двигаться вперед и цикл повторяется. Устройство при этом работает в режиме прямого хода, т. е. перемещается вперед и пробивает скважину в грунте. При необходимости остановки устройства отключают сетевое давление магистрали 2. Положение заслонки 13 в вентиле 12 при этом не меняется. Сжатый воздух постепенно выходит из устройства через рабочие камеры 6, 10 и отверстие 11 в гайке 9. Давление падает; и пружина 23 перемещает золотник 15 вправо, который занимает нейтральное положение. Воздух, оставщийся в устройстве 3 и магистрали 2, постепенно стравливается через зазоры между деталями в атмосферу. Работа устройства при его реверсировании происходит следующим образом. Сжатый воздух подают в магистраль 2 и устройство 3, в задней камере 6 которого создается номинальное давление. Золотник 15 при этом находится в прежнем положении. Затем часть .магистрали 2, находящуюся между устройством 3 и заслонкой 13, соединяют с атмосферой посредством поворота последней. Под действием разности давления в задней рабочей камере 6, магистрали 2 и пружины 23 золотник 15 перемещается вправо и, пройдя нейтральное положение, сжимает пружину 24 и зани.мает крайнее заднее положение. При этом движении золотник 15 своими упорами 28 взаимодействует с упорами 22 цилиндра 17 патрубка 8, в результате чего золотник 15 разворачивается относительно него. В этот момент на золотник 15 действуют две противоположные силы: сила сжатия пружины 24 и давление сжатого воздуха в камере 6. По мере утечки воздуха из задней камеры б устройства 3 давление воздуха падает и сила, действующая со стороны задней камеры 6 на золотник 15, уменьщается. В конечном счете сила пружины 24 превыщает противодействующее усилие и золотник 15 смещается влево, занимая нейтральное положение. Однако из-за того что золотник 15 развернулся, его упоры 27 окажутся против упоров. 21. При установке заслонки 13 вентиля 12 в горизонтальное положение и последующей подаче сжатого воздуха в магистраль 2 и устройство 3 золотник 15 смещается влево. При движении золотника 15 его упоры 27 взаимодействуют с упорами 21. Золотник 15 разворачивается так, что его окно 26 устанавливается против окна 19. Сжатый воздух подается через окно 25 в заднюю камеру 6 устройства 3 и ударник 5 движется вперед. При совмещении окна 7 ударника 5 с проточкой 20 и окном 19 сжатый воздух поступает в переднюю камеру 10 и затормаживает движение ударника 5 до момента подхода его к передней части цилиндра 4. Затем ударник 8 5движется вправо за счет разности усилий, действующих со стороны передней 10 и задней 6рабочих камер (аналогично выщеописанномх при прямом ходе). Объем передней камеры 10 увеличивается, заброс ударника 5 назад осуществляется более энергично, поэтому в конце своего хода он ударяет по гайке 9. Устройство 3 движется в обратном направлении. Переключение устройства на работу в режиме прямого хода аналогично переключен1 ю на реверс. Применение предлагаемого способа повыщает эффективность и надежность управления. Перепад давления в задней камере 6 относительно пневмомагистрали 2 составляет в реальных конструкциях 2-3 ати. Формула изобретения 1.Способ реверсирования погружного пневматического ударного устройства для образования скважин в грунте, согласно которому подают сжатый воздух по магистрали к рабочим камерам устройства, отключают его ioдачу, удаляют по меньщей мере из магистрали для создания перепада давления в рабочих камерах устройства, вызывающего перемещение золотника распределителя в положение реверса, и повторно подают сжатый воздух в магистраль, отличающийся те.м, что, с целью повышения надежности управления, удаление сжатого воздуха из магистрали после отк.почения осуществляют путем сообщения ее с атмосферой. 2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее размещенный в цилиндре аксиально подвижный ударник, образующий в нем рабочие камеры, циклически сообщаемые с источнико.м сжатого воздуха с помощью распределителя, который выполнен в виде смонтированного в хвостовой части цилиндра двухступенчатого патрубка, размещенного болыией ступенью в полости ударника и несущего подпружиненный золотник, устанавливаемый в положение реверса под воздействием перепада давления в рабочих камерах при отключении подачи сжатого воздуха, для чего служит установленный на магистрали управлякмцхи вентиль, отличающееся тем, что золотник выполнен двухступенчатым с воздухопропускными окнами на каждой из них и расположен коаксиально между ступенями патрубка, которые соединены между собой перемычкой и снабжены воздухопропускными окнами, а управляющий вентиль имеет сообщаемое с атмосферой отверстие и заслонку для его перекрывания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство № 301098, кл. Е 02 F 5/18, 1970. 2.Заявка № 2164048, кл. Е 02 F 5/18, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

1 ta t 5 s -s- n f

//// ./ / r/

(3

II 17 гз zj ii zi го is a ге is 21 гя я г

//;//./. Л/,/7,/.

иг.5

ifui.S