Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1979 года по МПК E21B1/26 B25D9/14 

Изобретение может быть использовано в горной промышпеююсти в машинах для бурения скважин, а также в других отраслях промьшгленности в установках ударного действия. Известно тщфавлическое устройство ударного действия, содержащее корпус, ступенчатый ударник И распределительный клапан, посредством которого осуществляют распределение рабочей жидкости в рабочие камеры устройства 1 Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с установленным в его центральном канале с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения ступен чатым ударником, образ}тощим совместно с корпусом рабочие камеры, в одной из которых размещен распределительньтй клапан, выполненный со ступенчатой наружной поверхностью и образующий с корпусом кольцевые клапанные полости, инструмент и каналы для подвода рабочей жидкости в камеры устройства от напорной магистрали н отвода ее из устройства 2. К недостаткам этого устройства относится то, что ударник ударяет о регулировочный клапан н в процессе полного перемещения в рабочем направлении ударник толкает его впереди себя до тех пор, пока ударник ударит в инструмент (например, бзф), после чего регулировочный клаПан продолжает перемещаться в рабочем направлении без внешнего воздействия. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства. Для достижения целН в гидравлическом устройстве ударного действия между корпусом и клапаном образована дополнительная кольцевая клапанная полость, которая имеет возможность периодического сообщения с напорной магистралью посредством канала и проточки, которые выполнень в корпусе устройства, и паза, который выполнен на хвостовике ударника. При этом дополнительная клапанная полость может иметь демпфирующую камеру. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Продольный разрез. Устройство содержит корпус 1 и ступенчатый ударник 2, расположенный в центральном канале корпуса, причем ударник перемещается в рабочем направле1ши и обрапюм (вниз и вверх на чертеже) и ударяет в ось инструмента 3, расположенного в передней части корпуса 1, за счет чего происходит углубление инструмента, например бура, в землю или в горную породу. В корпусе расположен канал 4 высокого давления и канал 5 низкого давления, служаидае для транспортировки жидкости, предпочтительнее масла,находящегося в канале 4 при нзбБггочном давле нии.а в канале 5 при атмосферном давлении. Ударник частично окружен находящейся сзади цилиндрической рабочей камерой 6, постоянно соединённой с каналом 4 высокого давления, и расположенной впереди цилиндрической рабочей камерой 7, соеднняемой попеременно с каналами высокого 4 и низкого 5 давления. Внутри рабочей камеры 7 размещен выполнен ный в ввде втулют ео стуткнчатой наружной поверхностью расяределнтельный клапан 8, окр ающий ударник 2. Клапан 8 регулирует давление в камере 7 путем своего перемещения в рабочем направлении и обратно практически синхронно с перемещением ударника 2, который за счет этого перекрывает соединение между каналом 4 высокого давления и камерой 7 и открьшает соеданение с каналом 5 низкого давления, а при нахож дении его в переднем граничном положешш откр вает соединение е каналом 4 высокого давления и закрьшает соеданение с каналом 5 низкого дав ления. Хвостовая часть ударника 2 кроме того окружена цилиндрической камерой 9, постоянно соединенн ой с каналом 5 низкого давления. Перемещения распределительного клапана 8 регулируются дополнительной клапанной полостью 10 и клапанными полостями И и 12, выполненными в корпусе I, и тремя воспринимающими радиальное давление поверхностями, выполненными на внешней поверхности клапана 8. Как видно из чертежа, полость II постоянно сообщена с каналом 4 высокого давления. В результате развивается усилие, которое постоянно стремится перемещать клапан 8 в обратном направлении (на чертеже вверх). Дополнительная полость 10 может периодически сообщаться с рабочей камерой 6, постоянно сообщенной с каналом 4 высокого давле шя и камерой 9 низкого давления через канал 13, проточку 14, выполненные в корпусе 1, и выполненный в хвостовике, ударника 2 паз 15. Когда полость 10 сообщается с камерой 6 высокого давления, то к клапану 8 прикладывается сила, действующая в рабочем направлении, а когда полость 10 сообщается с камерой 9 низкого давления, сила действует в o6paTHONi направлении. Полость 12 постоянно соединена с ка налом 5 низкого давления. Полости 10 и 11 имеют демпфирующие каеры 16 и 17 соответственно. Действие этих амер основывается на том, что создается раиальный зазор между клапаном 8 и корпусом 1, оторый осуществляет дросселирование потока асла. Демпфирующая камера 16 сообщена чеез канал 18 корпуса 1 с проточкой 19 в корусе, которая в зависимости от положениг ударика 2 может быть сообщена с камерой высокого вления 6 через паз 20,выполненный в ударнике.2. Клапан 8 может перемещаться в обратном направлении, только когда ударник 2 находится , в заднем положении, при этом прекращается сообщение демпфирующей камеры 16с камерой 6 вследствие того, что цнлищфическая поверхность ударника 2 перекрьгаает проточку 19. Ускорение клапана 8 в обратном направлении достигается благодаря тому, что воспринимающая давление поверхность клапана 8 в камере 7 больше при перемещении в обратном направлении, чем при перемещении в рабочем направлении. Иначе говоря, воспринимающая давление поверхность, соответствующая полости 10, больше суммы воспри1шмающшс давление поверхнасютей, соответствующих полости 11. Когда ударник 2 перемещается в рабочем направлении, клапан 8 ускоряется до скорости, близкой к скорости ударника. Ударгак 2 достигает регулировочного клапана 8 несколько раньше того,как он ударяет в инструмент 3 и толкает клапан-8 Вперед себя в рабочем направлении. При этом клапан 8 получит требуемую минимальную скорость,, которая равна скорости ударника 2. Клапан 8 продолжает перемещаться с этой скоростью в pia6o4eM направлении и после того, как ударник остановился и пержрьш соединение камеры 7 с каналом 5 низкого давления и открыл соединение с каналом 4 высокого давления. НепбсредственныЙ коюгайт или контакт через масляную щюкладку между ударником 2 и клапаном 8, имеющий место непосредственно перед ударом ударника 2 в инструмент 3, гарантирует точную синхронности перемещения обоих этих деталей, что является существенным для эффективности устройства. Наличие полости 11 позволяет добиться того, что клапан 8 после того, как он перекрыл сообщение между каналом 4 высокого давления и рабочей камерой 7, перемещается в обратном направлении 1вверх i демпфирующей камере 16. Благодаря этому клапан 8 может получить точно требуемую скорость при перемещении в рабочем направлении, и контакт между клапаном и ударником всегда имеет место в нужной точке. Формула изобретения 1. Гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с установленным в