Пневматическое устройство ударногодЕйСТВия для пРОХОдКи СКВАжиН B гРуНТЕ Советский патент 1981 года по МПК E02F5/18 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПРОХОДКИ СКВАЖИН В ГРУНТЕ

I

Изобретение относится к строительной технике и может быть применено для проходки скважин при прокладке подземных коммуникаций.

Известно самоходное реверсивное пневматическое устройство ударного действия для проходки скважин в грунте, включающее корпус, ударник, патрубок, заднюю гайку и механизм реверсирования 1.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пневматическое устройство ударного действия для проходки скважин в грунте, содержащее корпус, ударник, воздухоподводящий патрубок и смонтированную на нем с возможностью осевого перемещения втулку с механизмом фиксации 2.

Втулка данного устройства может быть зафиксирована только в двух положениях; в крайнем переднем положении (при прямом ходе устройства) и в крайнем заднем положении (при обратном ходе). Вследствие этого энергия удара как при прямом, так и при обратном ходе имеет фиксированные значения. Отдача устройства, которая пропорциональна энергии удара, также имеет фиксированные значения.

В некоторых случаях (например при проходке скважин в рыхлых, насаженных грунтах или запуске устройства в грунт) спла отдачи может оказаться больше, сила сцепления устройства с грунтом. При этом продвижение устройства значительно замедляется или вообще прекращается. Снизить отдачу можно за счет некоторого снижения энергии удара, что невозможно осуществить при данной конструкции устройства.

Целью изобретения является повыщение скорости проходки скважин в слабых грунтах.

Указанная цель достигается тем, что втулка имеет коническую юбку, а механизм фиксации выполнен из подпружиненной щариковой обоймы с тяговым тросом, которая расположена между внутренней поверхностью юбки и внешней поверхностью патрубка.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. изображено предлагаемое устройство при прямом ходе (над осью симметрии) и при реверсе (под осью симметрии), продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, ударник 2 с окнами 3 воздухоподводящий патрубок 4 заднюю гайку 5 с выхлопными каналами 6. На патрубке 4 смонтирована с возможностью осевого перемещения ступенчатая втулка 7, имеющая коническую юбку 8. Между втулкой 7 и задней гайкой 5 размещена возвратная пружина 9. Между внещней поверхностью патрубка 4 и внутренней поверхностью конической юбки 8 размещена кольцевая подпружиненная щариковая обойма 10 с шариками 11. На обойме 10 закреплен тяговый трос 12. Воздух в устройство подается по щлангу 13. Угол уклона конуса юбки 8 выполнен меньше угла самозаклинивания шариков 11.

Передняя часть корпуса 1 и ударник 2 образуют переднюю камеру 14, а внутренняя полость ударника 2 и втулка 7 образуют заднюю камеру 15.

Устройство работает следующим образом.

При подаче воздуха в устройство сила, действующая на ударник 2 со стороны перед ней камеры 14 оказывается больше, чем со стороны задней камеры 15, так как площадь, на которую воздействует сжатый воздух со стороны передней камеры 14, больше. Поэтому ударник 2 начинает двигаться назад (вправо по чертежу).

В момент, когда окна 3 будут перекрыты передней кромкой втулки 7, поступление воздуха в переднюю камеру 14 прекратится и дальнейшее движение ударника 2 будет происходить за счет расщирения воздуха в камере 14.

Когда окна 3 открыты задней кромкой втулки 7, произойдет выхлоп из передней камеры 14 через каналы 6 в атмосферу. Двигаясь далее лишь за счет инерции, ударник 2 будет остановлен давлением воздуха в камере 15 и начнет двигаться вперед.

Когда окно 3 вновь будет перекрыто втулкой 7, воздух в передней камере 14 начнет сжиматься. В момент последующего открытия окон 3 передней кромкой втулки 7 произойдет впуск сжатого воздуха из камеры 15 в камеру 14. Ударник 2, двигаясь далее по инерции, нанесет удар по корпусу 1, устройство придет в исходное положение, и цикл повторится.

в процессе работы устройства втулка 7 остается неподвижной, так как шарики 11 обоймы 10, заклиниваясь между конической юбкой 8 и телом патрубка, фиксируют ее.

Для перехода устройства в режим реверсирования необходимо, выключив подачу

воздуха, потянуть за трос 12. При этом обойма 10 сдвинется назад, и шарики 11 расклинятся, растормаживая втулку 7. При подаче воздуха втулка 7 будет сдвигаться назад давлением воздуха в камере 15 до тех пор, пока юбка 8 не войдет снова в контакт с шариками 11. При этом втулка 7 будет зафиксирована в новом положении (фиг. 1, ниже оси симметрии), так как шарики 11 вновь заклинятся. Теперь при движении ударника 2 выхлоп воздуха из камеры 14 будет происходить позже, а впуск сжатого воздуха в камеру 14 раньше. Поэтому ударник 2, не успев затормозиться при движении назад, будет бить по задней шайбе 5, а при движении вперед будет заторможен давлением воздуха в камере 14, не нанося удара по корпусу 1. При этом устройство в целом будет двигаться назад.

Для переключения устройства вновь на прямой ход необходимо отключить воздух. При этом пружина 9 сдвинет втулку 7 в крайнее переднее положение, где она вновь будет зафиксирована шариками 11 обоймы 10.

Сдвигая обойму 10 на различные расстояния, можно фиксировать втулку 7 в различных положениях. При этом чем дальше втулка 7 сдвинута назад, тем меньше энергия удара по корпусу 1 (или больше энергия удара по гайке 5). Таким образом, можно регулировать энергию удара и соответственно силу отдачи, снижая ее при проходке скважин в слабых грунтах.

Формула изобретения

Пневматическое устройство ударного действия для проходки скважин в грунте, содержащее корпус, ударник, воздухоподводящий патрубок и смонтированную на нем с возможностью осевого перемещения втулку с механизмом фиксации, отличающееся тем, что, с целью повышения скорости проходки скважин в слабых грунтах, втулка имеет коническую юбку, а механизм фиксации выполнен из подпружиненной шариковой обоймы с тяговым тросом, которая расположена между внутренней поверхностью юбки и внешней поверхностью патрубка.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

±i

4 fO

Фи2.2