Пневмогидроударник Советский патент 1979 года по МПК E21B37/00 E21B1/26 

(54) ПНЕВМОГИДРОУДАРНИК

Настоящее изобретение относится к горной промышленности, а именно к ударным устройствам, которые могут быть использованы в бурильных машинах ударного действия.

Известные пневмогидроударники содержат подвижный корпус со штоком, аккумулятор, клапан и блок управления 1.

Эти устройства имеют сложную конструкцию распределительного устройства и аккумулятора.

Наиболее близким по технической сушпости и достигаемому результату к настояш,ему изобретению является пневмогидроударник, содержащий корпус, в камерах которого с возможностью возвратно-поступательного перемеш.ения установлен поршень-боек, приводимый в действие плунжером рабочего .хода,и механизм управления со ступенчатым золотником 2.

Недостатком известного устройства является относительно низкий КПД, который объясняется тем, что переброска золотника для переключения поршня-бойка с рабочего хода на обратный осуществляется при определенном положении поршня-бойка, что в

случае непостоянства величины внедрения инструмента в массив, обусловленного неоднородностью его состава, приводит к неполной передаче энергии рабочему инструменту, т. е. снижает КПД.

Целью настоящего изобретения является повышение КПД пневмогидроударника.

Для достижения поставленной цели камера пневмогидроударника, образованная корпусом, плунжером рабочего хода и поршнем-бойком, постоянно сообщена со сливом и с переливной камерой, которая образована корпусом механизма управления и торцом ступени меньшего диаметра золотника.

На фиг. 1 - общий вид пневмогидроудар5 ника; на фиг. 2 - его гидрокинематическая

схема; на фиг. 3 - разрез А-А фиг. 1.

Пневмогидроударник включает инструмент 1, установленный в передней части ствола 2 с навинченной пружиной 3. В хвостовой части ствола установлен поршень-боек 4, который поджимается плунжером рабочего хода 5, расположенным в корпусе 6. Ствол 2 и корпус 6 стягиваются посредством полухомутов 7. Корпус совместно с поршнем-бойком 4 и плунжером рабочего хода 5 образует камеру 8. К задней части корпуса 6 крепится пневмоаккумулятор 9, который вместе с корпусом 6. крышкой 10 и плунжером рабочего хода 5 образует гидравлическую камеру II. В корпусе б выполнены три канала: канал постоянного давления 12, управляющий канал 13 и сливной канал 14, а в верхней части его расточено отверстие, в которое запрессована гильза 15 с расположенным в ней ступенчатым золотником 16. Золотник 16 поджимается плунжером управления 17, который размеп ен в крышке 18. Золотник 16 своим торцом ступени меньшего диаметра совместно с гильзой 15 и корпусом образует переливную камеру 19. Камера 8 иневмогидроударника постоянно сообщена со сливо.м 20 и с переливной камерой 19. В пневмогпдроударнике выполнены полость обратного хода 21, тормозная полость 22. Золотник 16 образует с гильзой 15 управляющую камеру 23 и напорную камеру 24. Пневмогидроударник работает следующим образом. В исходном положении в аккумулятор 9 закачан пол давлением газ, в результате плунжер рабочего хода 5 прижат к порп1нюбойку 4, который упирается в инструмент 1, удерживаемый пружиной 3. Кольцевая проточка на плунжере соединяет канал постоянного давления 12 с камерой 8. При включенном гидроприводе, рабочая жидкость от насоса поступает в напорную камеру 24 золотника 16, по каналу постоянного дав.лепия 12, через кольцевую проточку плунжера рабоче1о хода 5 в камеру 8 и на слив. Двигатель в этот мо.мент разгружен и потребляет минимальное количество энергии. Зол(ггник 16 может находиться в любом положении. При статическом поджатии к разрушаемой среде инструмент , поршень-боек 4 и плунжер рабочего хода 5, преодолевая сог.ротивление аккуму;1ятора 9 и сжимая газ, перемещаются вправо на величину зазора между буртом инструмента 1 и стволом 2. При этом кольцевая проточка плунжера рабочего хода 5 отсечет канал постоянного давления 12 от камеры 8 и соединит с управляющим каналом 13, то есть в напорной камере 24 золотника 16 и в управляющей камере 23 плунжера управления 17 давление будет одинаковое. Конструктивные параметры плунжера управления 17 и золотника 16 подобраны таким образом, что усилие, действующее со стороны управляющей камеры 23, больше силы, действующей со стороны напорной камеры 24, вследствие чего золотник займет .leisoe крайнее положение, независимо от его первоначального расположения. В этом положении золотник 16 отсекает камеру обратного хода 21 от камеры 8, а кольцевой проточкой соединяют камеры 21 и 24. Рабочая жидкоеть под давлением поступает в камеру об)атного хода 21 и перемещает порщень-боек 4 совместно с плунжером )абочего хода 5 вправо. При этом происходит вытеснение жидкости из камеры 8 на слив и из гидравлической ка.меры 11 в аккумулятор 9, сжимая при этом газ. Перемещение вправо или взвод поршнябойка 4 происходит до тех пор, пока плунжер рабочего хода 5, отсекая управляюший канал 13 от канала постоянного давления 12, не соединит его ео сливным каналом 14. Сила, постоянно действующая со стороны напорной камеры 24, перебросит золотник 16 в правое крайнее положение, вытесняя жидкоеть из управляющей камеры 23 на слив и отсекая камеру обратного хода 21 от напорной камеры 24, одновременно соединяя е камерой 8. Поршень-боек 4 совместно с плунжером рабочего хода 5 резко затормаживаются и затем под действием энергии сжатого газа в аккумуляторе 9, ускоренно двигаясь влево, соверн ают рабочий ход. На протяжении веего рабочего хода происходит вытеснение рабочей жидкости из камеры обратного хода 21 в камеру 8 через переливную камеру 19. Когда кольцевая проточка плунжера рабочего хода 5, имеющая длину больщую, чем раестояние между каналом поетоянного давления 12 и управляющим каналом 13 на величину макеилшльного внедрения инструмента, необходимого для полной передачи ему энергии, соединит эти каналы, давление в камерах 24 и 23 будет одинаковое. Несмотря на это золотник 16 сохраняет евое правое крайнее по; ожение, так как на левую торцовую часть золотника 16 действует сила, обусловленная скоростным потоком рабочей жидкости через переливную камеру 19. После соударения поршня-бойка 4 с инструменто.м 1 и полной передачи энергии инструменту 1 при соответствующей величине внедрения его в объект разрушения, действие силы скоростного потока прекращаетея и золотник 16 под действием силы со стороны управляющей камеры 23, которая, как уже было сказано, больще силы, действующей на него со стороны напорной камеры 24, займет левое крайнее положение. С этого момента цикл повторяется. В случае прострела инструмента порщеньбоек 4 совместно с плунжером рабочего хода 5 продолжают двигаться вперед вместе с инструментом 1. При этом кольцевая проточка плунжера рабочего хода 5 отсекает канал постоянного давления 12 от управляющего 13 и соединяет его с камерой 8,