Вибратор, преимущественно для вибробурового станка Советский патент 1979 года по МПК E21B7/24 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности, к нневматическим вибраторам, применяемым в вибробуровых станках. Оно может быть использовано и в других областях промышленности, где требуются вибрационные и виброударные нагрузки с низкими предударными скоростями и значительной энергией единичных ударов, а также где требуется вторично использовать или отводить в сторону отработанный энергоноситель. Вибраторы могут быть выполнены с частотой колебаний от 10 до 100 Гц.

Известен вибратор, включающий корпус, ударник, манжету-клапан, установленную с возможностью периодического прилегания к элементу герметизации и образования герметизированной силовой камеры 1.

Его недостатком является то, что в нем отработанный энергоноситель, в частности, сжатый воздух, бесполезно стравливается в атмосферу, создавая дополнительный источник шума.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является вибратор, преимущественно для

вибробурового станка, включающий корпус, ударник и, по меньшей мере, одну манжетуклапан, установленную с возможностью периодического прилегания к элементу герметизации и образования герметизированной

силовой камеры 2.

Его недостатком является то, что отработанный энергоноситель не используется для очистки скважины от продуктов разрушения.

Целью изобретения является использование отработанного энергоносителя для очистки скважин от продуктов разрушения.

Для достижения указанной цели вибратор снабжен, по меньп ей мере, одной унлотнительной манжетой, образующей с манжетой-клапаном выхлопную полость, которая постоянно сообщена с буровым ставом, например, посредством трубопровода (рукава). Эта уплотнительная манжета может быть выполнена в виде диафрагмы, и элемент герметизации выполнен непосредственно на этой диафрагме. При двухкамерном исполнении вибратора, при установке уплотннтельных манжет и манжет-клапанов непосредственно на ударнике образованные

выхлопные полости могут быть сообщемпы между собой посредством общего кожуха, который закреплен на ударнике.

Такое решение позволяет примсч.пть манжетно-клапанные вибраторы на вибробуровых станках для колебания рабочего органа, то есть става с буровым инструментом. Это позволяет упростить и удешевить Bii6робуровые станки, повысить их надежность и экономичность за счет использования энергоносителя не только для очистки екважи1Из1, но и для нривода вибратора.

На фиг. 1 - разрез однокамерного внбратора; на фиг. 2 - разрез двухкамерного вибратора (стрелками указаны направления подвода и отвода отработанного энергоносителя) .

Однокамерный вибратор состоит из корнуса 1, ударника 2, манжеты-клапана 3 с выхлопнымн окна.ми 4, которая установлена в корпуее 1 с возможностью периодического прилегания к элементу герметизации, в частности, к нижней поверхности ударника 2, и образования герметизированной еиловой камеры 5. Подвод энергоносителя, например сжатого воздуха, осущеетвлен через калиброванный канал 6 в ударнике 2, к которому присоединен рукав 7. Для энергичного возврата ударника в нижнее положение установлены пружины растяжения 8. Вибратор снабжен, по меньшей мере, одной уплотнительной маижетой 9, образующей с манжетойклапаном 3 между корпусом 1 и ударником 2 выхлопную полость 10, которая посредством канала 11 и рукава 12 постоянно сообщена с буровым ставом (на чертеже не показан).

Двухкамерный вибратор состоит из кориуеа 13, ударника 14, в котором установлены манжета-клапан 15 камеры прямого хода 16 и манжета-клапан 17 камеры обратного хода 18. В ударнике 14 установлена уплотнительная манжета, выполненная в виде диафрагмы 19, которая расположена непосредственно над элементом герметизации 20. Диафрагма 19 совместно с манжетойклапаном 17 образует выхлопную полоеть 21 камеры обратного хоДа 18. Со етороны камеры прямого хода установлена уилотнительная манжета 22 в виде диафрагмы, на которой непосредственно выполнен элемент герметизации 23. Диафрагма 22 совместно с манжетой-клапаном 15 образует выхлопную полоеть 24 камеры прямого хода 16. Выхлопные полости 21 и 24 посредством каналов 25 и 26 и иолость 27 сообщены между собой. Полоеть 27 образована по периферии ударника 14 и закрыта кожухом 28, который закреплен на нем. К кожуху прикреплен рукав 29 отвода отработанного .энергоносителя к буровому етаву. Подвод энергоносителя осущеетвлеи через рукав 30, который также прикреплен к кожуху 28 и поередством трубки 31 сообщен с клапанным

распределительным устройством 32, размещенпым внутри ударника 14.

Вибратор работает следующим образом. При нодаче энергоносителя последний по5 ступает в силовую камеру 5 (фиг. 1) и воздейетвует на корпус 1 и ударник 2, первый начинает двигаться вниз, второй - двигаться вверх. Когда элемент герметизации, в частности нижняя новерхность ударника 2,

д отойдет от уплотпительной поверхноети манжеты-к.папана 3, откроются выхлопные окна-4 и из еиловой камеры 5 произойдет выхлоп в выхлопную полость 10, и из нее но каналу 11 и рукаву 12 отработанный энергоноситель постугп1т в буровой став и иой5 дет на очистку забоя. Чем больше объем выхлопной полости 10, тем энергичнее и нолнее разрядится силовая камера 5. Для нормальной работы вибратора необходимо, чтобы еечения каиал-а 11 и рукава 12 были

минимум в 2-3 раза больше еечення калиброванного канала 6 нодвода энергоносителя в силовую камеру. После выхлопа под действием пружин растяжения 8 ударник займет первоначальное положение, при этом произойдет герметизация силовой камеры,

5 ее зарядка свежим энергоносителем и цикл повторится.

Двухкамерный вибратор (фиг. 2) работает аналогичным образом, с той разницей, что обратный ход совершается под действием давле П1и в камере обратного хода 18. Подвод в камеры 16 и 18 происходит через клапанное распределительное устройство 32, вьпюлненное -с клапаном двухстороннего действия, перекидывающимся в результате разноети давлений в рабочих камерах. Во время работы отработанный эне11гоноситель из камер 16 и 18 через выхлопные полости 21 и 24, каналы -25 и 26, полоеть 27 и рукав 29 поступает в буровой став.

Исполнение вибратора с наиравл.енным выхлопом позволяет экономичнее иепользовать энергоноситель, снизить niyM от выхлопа. Применение их на вибробуровых станках позволит повысить надежность, упростить .конструкцию и снизит их стоимость.

Формула изобретения

1. Вибратор, преимущественно для вибробурового станка, включающий корпус, ударник и, по меньшей мере, одну манжету-клапан, установленную с возможностью периодического прилегания к элементу герметизации и образования герметизированной силовой камеры, отличающийся тем, что, с целью использования отработанного энергоносителя для очистки скважины от продуктов разрушения, он снабжен, но меньшей мере, одной уплотнительной манжетой, образующей с манжетой-клапаном выхлопную полость, которая иостояшю с буровым ставом, например, посредством трубопровода (рукава).

2.Вибратор по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительная манжета выполнена в виде диафрагмы.

3.Вибратор по пп. 1 и 2, ог,1ичающийся тем, что элемент герметизации выполнен непосредственно на диафрагме.

4.Вибратор по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что при исполнении вибратора двухкамерным и при установке уплотнительных

манжет и манжет-клапанов непосредственно на ударнике образованные выхлопные -полости сообн1,ены между собой посредством общего кожуха, который закреплен на ударнике.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке К° 1944082, кл. В 65 G 27/22, 1973.

2..Авторское свидетельство СССР по заявке Х« 2030067, кл. В 65 G 27/22, 1974.

2J so 1S в 17

,

22 гЗ

S

зг 15 -5 1