Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1979 года по МПК E21B6/02 E21B1/26 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к гидравлическим устройствам ударного действия и может быть использовано в горной промъшшенности в установках для бурения скважин, в отбойных молотках, а также в других устройствах, ударного действия.

Известно устройство ударного действия, содержащее корпус, в котором установлен ударник, совершающий осевое возвратно-поступательное перемещение под действием энергоносителя, подаваемого в рабочие камеры устройства через распределительный элемент 1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому устройству является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус, в котором с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения установлен ступенчатый ударник, образующий с внутренней поверхностью корпуса рабочие камеры, при этом в одной из камер расположен с возможностью передвижения распределительный клапан, образующий своей наружной поверхностью со стенками камеры кольцевые полости, а в корпусе выполнена система

сливных каналов и каналов для подачи рабочей жидкости в рабочие л амеры и .закреплен инструмент 2.

К недостаткам известного устройства относится то, что в конце обратного хода происходит удар распределительного клапана о корпус , машины, что создает опасность поломки.

Цель изобретения - повьпиение надежности устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что в рабочей камере с установленным распределительным клапаном выполнена дополнительная кольцевая полость, которая имеет возможность периодического сообщения с рабочей камерой и со сливным каналом и в которой размещен один конец распределительного клапана.

Дополнительная кольцевая полость может быть сообщена со сливным .каналом посредством окон и расточек, которые выполнены в корпусе, и проточки, которая выполнена на наружной поверхности ударника, а с рабочей камерой - посредством окон, одной из указанных расточек и проточки на ударнике. В корпусе может быть выполнена дополнительная камера,охватывающая хвостовик ударника и постоянно сообщенная со сливным каналом. На чертеже изображено предлагаемое устройство, продольный разрез. В корпусе 1 устройства установлен ступенчатый ударник 2. В корпусе образованы рабочие камеры 3 и 4, кольцевые полости 5 и 6, дополнительная кольцевая полость 7, окна 8, расточки 9 и 10 и дополнительная камера И, которая охватывает хвостовик ударника 2. Кольцевая полость 5 открыта в рабочую камеру 4. В рабочей камере 4 с возможностью перемещения установлен распределительйый клапан 12, имеющий стуненчатую наружную поверхность В корпусе выполнены система сливных каналов 13 низкого давледая, которая непосредственно связана с наконечником 14 шланга, н система каналов 15 высокого давления для подачи рабочей жидкоста, которая связана с наконечником 16. Ударник 2 имеет проточку 17, головку 18 и рабочие поверхности, образовашаге буршками 19-21. Ударник выполнен с центрадьнбш сквозным каналом (на чертеже не показан), через который посредством трубы 22 подают буровой раствор к отверстию 23 инструмента 24 У противоположных концов ударника расположены камеры 25 и 26, которые посредством каналов 27 и 28 сообщены с атмосферой. Эти каме ры позволяют сливаться буровому раствору при возвратно-поступательном перемещении ударника2 Канал 15 высокого давления соеданен с гидро1шевмат11ческим аккумулятором 29, а сп1шной канал низкого давления соединен с аккумулятором 30 (на чертеже показаны аккумуляторы мем бранного типа, но могут быть использованы акк муляторы любых других типов). Канал 15 высокого давления непосредственно сообщен с рабочей камерой 3 и кольцевой полостью 5. Сливной 13 низкого давления непосредственно сообщен с кольцевой полостью 6 и расточкой 10. Устройство имеет двигатель 31 ротационного типа, который через зубчатую передачу 32 и 33 и втулку 34 со шлицами, установленную в корпусе 1, передает вращательное движение инструменту 24. Устройство работает следующим образом. При перемещении распределительный клапан 12 перекрьшает и открьюает связь между .кольцевой полостью 5 и рабочей камерой 4. Кольцевая полость 6 также может перекрываться и открываться по отношению к камере 4 при помощ15 клапана 12. Камера 4, полости 5 и 6 и клапан 12 имеют такие размеры, по одна из полостей 5 и 6 всег да закрыта относительно камеры 4 при помощи клапана 12, тогда как полость огносительнЬ этой камеры открьгта. В камерах 3, 4 и 11 ударник 2 имеет рабочие поверхности, образованные буртиками, имеющие такие размеры, что давление в камере 3 высокого давления, действующее на поверхность 19 ударника 2, заставляет ударник сделать рабочий ход в наяравлеяии инструмента 24, если камфа 4 при пЬмощи клапана 12 соединена со сливным каналом 13 низкого давления, и холостой ход, если камера 4 соединена с каналом 15 высокого даяяешм. Объем камеры И увеличивается во время работего хода ударника 2. За счет этого давлшие в канале 13 низкого давления уыеш таекя, умбЕ{ЬШЗЯ потери давления, когда рабочая жидкость вытекает из камеры 4. Вьшолвеняая в нижней части камеры 4 кольц ая полость 7 может попеременно сообщаться через кольцевую проточку 17 на наружной поверхности ударника 2, окна 8 и расточку 9 с камерой 4, а с каналом 13 низкого давления сообщена через окна 8, расточки 9 и 10 и проточку 17. Когда клапан 12 находится в таком положении, что кольц-евая полость 5 закрыта, дополнительная полость 7 сообщается с камерой 4 и полость 6 - с каналом низкого давления 13. Клапан 12 согласно изобретению может во время рабочего хода перемещаться ударняком 2 до тех пор, пока ударник не сталкивается с инструментом 24. Клапан 12 тем 4 одол5кает движение в Ш1фавлении рабочего хода за счет кинетической энергии. На чертеже ударник 2 показан в таком положении, когда столкнулся с ияструмектом 24 н начинает холостой ход. Кольцевая полость 5 высокого давления имеет такой размер, что связь с камерой 4 открывается после того, как ударник 2 ударяет инструмент 24 за счет разницы скоростей между ударником и клапаном. После удара ударник 2 может свободно отскакивать в направлении холостого хода, что необходимо для обеспечения достаточной скорости отдачи. Кольцевая полость 7 теперь соединена со сливным каналом 13 низкого давления через окна 8, расточку 9, проточку 17 и расточку 10. Когда ударник 2 возвращается, проточка 17 открьгаает сообщение полости 7 с камерой 4, а канал 13 низкого давления у расточки 10 закрывается головкой 18 ударника, поэтому в полость 7 попадает высокое давление. За счет того, что клапан 12 на чертеже имеет несколько большую толщину стенки у конца, обращенного к полости 7, то здесь больше рабочая поверхность, чем у другого конца, поэтому сила действует на клапан 12, который и перемещается в том же самом направлении, что и ударник во время холостого хода, до тех пор, пока не закроется полость 5 высокого давления. 567 Камера 4 затем открывается, соединяясь с каналом 13 через полость 6. Начинается новый рабочий ход, так как на поверхность 19 ударника в камере 3 действует жидкость высокого давления. Механическое соединение между ударником 2 и клапаном 12 смягчается при помоида гидрав лики и соответствующей конструкции некоторых элементов. С этой целью ударник 2 имеет двойные кольцевые буртики 20 и 21, обращенные к камере 4. Радаица между радиусами этих буртиков такова по сравнению с толщиной стенок клапана 12 у его кошта, обращенного к укаэайным буртикам, что образуется кольцевая камеЬа между буртиками, внутренней стенкой корпуса и указанным концом клгшана 12, когда ударник и клапан достигают верхнего положе,ния. Внутренний радиус клапана 12 несколько больще, чем радиус буртика 21, так что Камера, закрывается при некотором промежутке между краем буртика 21 и внутренним краем торца клапана. Формула изобретения 1. Гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус, в котором с возможиостью осевого возвратш -поступательного перемещения установлен ступенчатый ударник, образуюощй с внутренней поверхностью корпуса рабочие камеры, цри зтом в одной из камер расположен с возможностью передвюкения распределительный клапан, образуюпдай своей наружной поверхностью со стенками камеры кольцевые полости, а в корпусе выполнена система сливных каналов и каналов для подачи рабочей жидкости в рабочие камеры и закреплен инструмент, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в рабочей камере с установленным распределительным клапаном выполнена дополнительная кольцевая полость, которая имеет возможность периодического сообщения с рабочей камерой и со сливным каналом и в которой размещен один конец распределительного клапана. 2.Устройство ноп. 1,отличающееся тем, что дополнительная кольцевая полость сообщеш1 со сливным каналом посредством окон н расточек, которые вьшолнены ъ KopiTyce, и проточки, которая выполнена на наружной поверхности ударника. 3.Устройство по шт. 1и2,отличающеес я тем.что, дополнитГеьная кольцевая полость сообщена с рабочей камерой посредством окон, одной из указанных расточек я проточки на ударнике. 4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в корпусе выполнена дополнительная камера, охватывающая хвостовик ударника и постонно сообщенная со сливным каналом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Финляндии № 48423, кл. В 25 D 9/14, опублик. 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 411204, кл: Е 21 С 3/20, 1970.

16

15

/4

25