Пневматическое устройство ударного действия Советский патент 1980 года по МПК E21B4/14 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

I

Изобретение относится к пневматическим ударным устройствам, предназначенным для бурения скважин, и может быть использовано в горной промышленности.

Известны пневматические устройства ударного действия, включающие корпус, поршень с центральным и радиальными канала-. ми, шток,золотник, входящий передним концом в поршень и снабженный осевым и радиальными каналами, переходник для соединения со ставом, щтангу и буровой инструмент, содержащий выхлопной канал 1 . Подвод энергоносителя в камеры рабочего и холостого хода осуществляется через Каналы Штока-золотника и порщня.

Недостатком устройства является низкое среднее давление энергоносителя в камере рабочего хода, что затрудняет получение достаточно высокой мощности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является пневматическое устройство ударного действия, в корпусе которого размещен порщень, выполненный с каналами и образующий с корпусом камеры .рабочего и холостого хода, щток-золотнйк, имёк)щий

осевой и радиальный каналы, закрепленный в клапанном ёедле, вьшблнённом с впади-, нами на боковой поверхности, с которыми кольцевой эластичный клапан образует впускные каналы, сообщенные с камерой рабочего хода 2.

Недостатком устройства является то, что требуемьш для перекрытия клапаном впускдых каналов перепад давлений создается при открытии порщнем выхлопных окон. Это приводит к увеличению непроизводительного рас10хода энергоносителя и затрудняет использование устройства в погружных пневмоударниках, у которых выхлоп отработанного энергоносителя из камер осуществляется через канал в буровом инструменте, величина проходного сечения которого не может быть

IS выполнена достаточно больщой из-за снижения прочности.

Целью изобретения является сокращение расхода энергоносителя.

20

Поставленная цель достигается тем, что в клапанном седле на входе во впускные каналы выполнены окна для подвода энергоносителя в осевой канал штока-золотника.

На фиг. I изображено устройство, проольный разрез; на фиг. 2 - то же, попеечный разрез.

В полом корпусе 1, имеющим в передней части гнездо 2 под инструмент 3, с возможностью возвратно-поступательного движеия размещен порщень 4, разделяющий поость корпуса на камеру рабочего хода 5 и камеру холостого хода 6.

В корпусе 1 выполнены расточка 7 и каналы 8 для сообщения камеры б при верхнем положении порщня 4 с вь1хлопным канаом 9 инструмента 3. - -. .. у,,.,...,-,..-...,.

Поршень 4 имеет центральный канал 10 две кольцевые расточки 11 и 12, соединеные наклонными каналами 13 и 14 соответственно с камерами 5 и 6.

В центральном канале 10 порщня 4 ус ановлен щток-золотник 15 с осевым 16 и радиальным 17 каналами для подвода энергоносителя в кольцевые расточки 11 и 12 порщня 4. В передней части шток-золотник 15 выполнен с пальцем 18 для периодического перекрытия канала 10. -й-ьВ верхней части корпуса 1 установлено клапанное седло 19, выполненное за одно целое с переходником 20 и образующее с корпусом 1 клапанную полость 21. В седле выполнены боковые каналы 22 для соединения клапанной полости 21 с источником сетевого давления.

На боковую поверхность седла 19 натянут кольцевой эластичный клапан 23, образующий с продольными впадинами боковой рабочей поверхности седла 19 впускные каналы 24. На входе во впускные каналы 24 3 седле 1 выполнены окна 25, сообщающие клапанную полость 21 с осевым каналом 16 щтока-золотника 15: :

Напротив клапана 23 на седле 19 выполнёна кольцевая проточка 26, соединенная продольными каналами 27 с камерой рабочего хода 5. Шток-золотник 15 закреплен в клапанном седле 19 с помощью гильзы 28, снабженной стопором 39 и выполненной с каналами 30.

Работает устройство следующим образом.

При соединении устройства с источником сетевого давления энергоноситель по каналу 22, окнам 25, каналам Зб, 16, 17 и 14 поступает в камеру холостого хода 6, а по каналам 22, 24, проточке 26 и каналу .27 - в камеру рабочего хода 5 и далее через каналы 13,10 и 9 удаляется в окружающее пространство. Под действием перепада давлений, возникающего вследствие расхода энергоносителя через окна 25 и каналы 27, участки клапана 23, образующие впускные каналы 24, деформируются и перекрывают впуск энергоносителя в камеру 5.

Происходит холостой ход порщня 4. При движении порщня 4 палец 18 входит в канал 10 и обеспечивает изоляцию камеры 5

от окружающего пространства.. После перекрытия порщнем 4 канала 17 подача энергоносителя в камеру 6 прекращается, а затем при открытии порщнем 4 расточки 7 отработанный энергоноситель из нее удаляется

через канал 9 в окружающее пространство. При дальнейшем движении поршня 4 канал 17 открывается в расточку 11, и энергоноситель через канал 13 наполняет камеру 5. Перепад давлений., действующий на клапан, уменьщается, и под влиянием внутри

в упругих сил он сокращается и открывает впускные каналы 24.

Давление в канцере 5 повышается до сетевого. Поршень 4 останавливается, а затем совершает рабочий ход.

В начальный период рабочего хода камера 5 соединена с источником сетевого давления через клапан и каналы 16, 17, расточку 11 и каналы 13, штока-золотника 15 и порщня 4, а после перекрытия поршнем канала 17 остается соединенной с сетью толь

0 ко через клапан.

В этот период скорость поршня 4 непрерывно возрастает, что вызывает увеличение перепада давлений, действующего на клапан 23. При открытии радиального канала 17 в расточку 12 энергоноситель по окнам 25, проточке 26 и каналам 16, 17 и 14 поступает в камеру 6.

В связи с тем, что окна 25 выполнены на входе во впускны каналы 24, количество

энергоносителя, подаваемого в камеру 5 через клапан 23, уменьшается. Это приводит к дополнительному увеличению перепада давлений, действующего на клапан. В этот момент клапан перемещается и перекрывает впускные каналы 24. Подвод энергоносителя в камеру 5 прекращается, а в дальнейшем при выходе пальца 18 из канала 10 отработанный энергоноситель из нее через каналы 13, 10 и 9 удаляется в окружающее пространство. Давление в камере 6 быстро повышается. . . ,

После удара порщня 4 по инструменту 3 цикл повторяется. . ;

Наличие в клапанном седле окон, выполненных на входе во впускные каналы, позволяет использовать наполнение камеры холостого хода для создания дополнительного перепада давлений, действующего на клапан, и осуществить перекрытие клапаном впускных каналов до момента соединения камеры рабочего хода с окружающим пространством. Это обеспечивает уменьщение р схода энергоносителя и улучшение очистки камеры рабочего хода от отработанного энергоносителя.

Наличие на поверхности клапанного седла кольцевой проточки, соединенной продольньши каналами с камерой рабочего хода, позволяет наиболее рационально выполнить разводку каналов, через которые осуществляется подвод энергоносителя в камеры.