Устройство ударного действия Советский патент 1981 года по МПК E02F5/18 

Изобретение относится к устройствам ударного действия, в котором ударник совершает рабочий ход под давлением газообразных продуктов его рания, и может быть использовано для проходки скважин в грунте, забиваи.ия в грунт труб, шпунта и т.п. Известно устройство ударного действия, в частности, для образования скважин, включающее корепус, где установлены цилиндр и ударник, образующий с корпусом буферную камеру обратного хода, а с цилиндром - камеру сгорания. Между корпусом и цилиндром предусмотрены подводящий и выхлопной каналы, сообщающие камеру сгорания с продольными сквозными каналами в. стенке цилиндра, при этом буферная камера может соединяться с атмосферой при помощи пазов в боковых стенках корпуса и цилиндра 1. Однако такое устройство обладает сравнительно низкой ударной мощность вызванной неполнотой сгорания горючей смеси из-за некачественной очист ки цилиндра от продуктов сгорания. Наиболее близким к предлагаемому является устройство ударного действия, включающее находящийся в корпусе цилиндр с установленным в нем аксиально подвижным ступенчатым ударником, ограничивающим в пространстве цилиндра ступенью малого диаметра камеру сгорания, периодически сообщаемую с источником подачи горючего и с компрессорной камерой через продувочную камеру, при этом устройство оснащено буферной камерой для ударника. В устройстве обеспечивается достаточно эффективная очистка камеры сгорания от продуктов сгорания . Однако, область использования известного устройства ограничена применением его в качестве навесного ударного органа, например для разрушения крепких пород или их негабаритов. Цель изобретения - повышение ударной мощности и обеспечение использования устройства в качестве погружного органа для проходки скважин в грунте уплотнением. Поставленная цеЛь достигается тем, что устройство снабжено-размещенной в корпусе соосно цилиндру гильзой, служащей для направления движения большей ступени ударника и образующей с корпусом всасывающий кангш, периодически соединяющий с атмосферой буферную камеру, которая расположена между корпусом и большей ступенью ударника, и компрессорную камеру, которая расположена между большей ступенью ударника и продувочной камерой. Кроме того, продувочная и компрессорная камеры разделены между собой подпружиненным клапаном. На фиг.1 показано предлагаемое устройство ударного действия для проходки скважин в грунте; на фиг.2 поперечный разрез А-Л на фиг.1. Устройство ударного действия включает корпус 1, ударник 2 и цилиндр 3. В корпусе 1 установлена гильза-4 с отверстием 5 и пазами 6 на наружной повер сности, образующими с корпусом 1 всасывающие кангьпы. Гильза 4 удерживается в корпусе 1 фиксирующим коль цом 7. Цилиндр 3 выполнен с проточкой на наружной поверхности, образующей с гильзой 4 продувочную камеру 8. В стенках цилиндра 3 Имеются продувочные отверстия 9, периодически перекрываемые хвостовиком ударника 2 при его поступательном перемещении, и вса сывающее отверстие 10, перекрываемое клапаном 11, нагруженным пружиной 12 На внутренней поверхности цилиндра 3 выполнена кольцевая расточка 13 кот рая сообщается с впускным 14 и выхлопным 15 каналами, расположенными теле цилиндра 3. На входе в канал 14 закреплен шту цер 16 с навинченным на него шлангом 17, который соединяется с источником (не показан) горючего. Ударник 2 состоит из хвостовика и головки. Между его головкой и корпусом 1 образована буферная камера 18. Хвостовик ударника 2 ограничивает в пространстве цилиндра 3 камеру 19 сгорания, соединенную с ПОДВОДЯЕШИМ горючее lшaнгoм 17. Головка ударника 2совместно с гиJ Iьзoй 4 и цилиндром 3образуют компрессорную каияеру 20. Устройство работает следующим образом. Обратный ход ударник 2 совершает под действием газа, сжатого в буферной камере 18, при этом он перекрывает продувочные отверстия 9, расточ ку 13 и отверстие 5, изолируя продувочную камеру 8, камеру 19 сгорания и компрессорную, камеру 20от воздействия атмосферы. Под действием давле ния воздуха, сжимаемого в камере 20 клапан 11 открывает всасывающее отве стие 10, и воздух начинает поступать в продувочную KciMepy 8, давление в которой равно давлению воздуха в ком рессорной камере 20, причем повышает ся оно по мере движения ударника 2 назад. Одновременно со сжатием воздуха в компрессорной 20 и продувочной 8 камерах происходит сжатие находящейся в камере 19 сгорания горючей сме в результате она нагревается и воеламеняется. При этом объем газов, одержащихся в камере 19 сгорания, ногократно увеличивается, и начинаетя рабочий ход ударника 2. В это вре- . я начинает увеличиваться объем компессорной камеры 20, давление в ней адает, и в результате разности давлеия в продувочной 8 и компрессорной 0 камерах клапан 11 под действием ружины 12 закрывает отверстие 10 и тсекает продувочную камеру 8 от омпрессорной 20. При дальнейшем движении ударника открывается выхлопной 15 и впуской 14 каналы. Продукты сгорания выпускаются по каналу 15 в атмосфеу, а горючее по каналу 14 впускается в камеру 19 сгорания. В дальнейшем открываются продувочные отверстия 9, и сжатый воздух из щ одувочной камеры 8 впускается в камеру 19 сгорания, принудительно удаляя из нее продукты сгорания и равномерно распределяя горючую смесь по объему камеуял 19 сгорания, в результате чего происходит более полная ее очистка от продуктов сгорания, а также дополнительное обогащение горючей смеси. В конце рабочего хода ударник 2 наносит удар по корпусу 1, забивая его в грунт, сжимает газ в буферной камере 18. Далее цикл повторяется. В это время отверстия 5 открыты, и камера 20 соединяется через каналы б с атмосферой, что необходйлю для восстановления в ней атмосферного давления; Буферная камера 18 соединяется в атмосферной в конце обратного хода ударника 2. Запуск устройства осуществляется следующим образом. Ударник.2 отводится в крайнее левое положение, для чего достаточно приподнять правый конец устройства. После этого камера 19 сгорания продувается горючей смесью. Затем ударник 2 передвигается в промежуточное положение, при котором отверстия 9 и каналы 14. и 15 закрываются, а давление воздуха по обе стороны ударника 2 в камерах 18 и 20 оказываемся примерно одинаковым. Путем продольных Ёстряхиваний устройст1ва или ударов по его корпусу ударник 2 перегоняется в правое положение с энергией, достаточной для сжатия и воспламенения горючей смеси в камере 19 сгорания. Формула изобретения 1. Устройство ударного действия, включающее находящийся в корпусе цилиндр с установленным в нем аксиально подвижным ступенчатым ударником, ограничивающим в пространстве цилиндра ступенью малого диаметра камеру сгорания, периодически сообщаемую с источником подачи горучего , и с компрессорной камерой через продувочную камеру, jnpH этом устройство оснащено буферной камерой для ударника, отличающееся тем, что, с целью повышения ударной мощности и использования в качестве погружного органа для проходки скважин в грунте уплотнением, устройство снабжено размещенной в корпусе соос-. ;но цилиндру гильзой, служащей ДЛЯ иаправления движения большей ступени ударника и образующей с корпусом всасывающий канал, периодически соединяющий с атмосферой буферную каarf б аи II t 9 7 у л„-/..:..,/....///...//:/ y J bi ---У Л Г--- -Р-УЛ У У Л ЛУ У / .L.J меру, которая расположена между корпусом и большей ступенью ударника, и компрессорную камеру, которая расположена между большей ступенью ударника и продувочной камерой.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что продувочная и компрессорная камеры разделены между собой подпружиненным клапаном. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Авторское свидетельство CCCf If 496353, кл. Е 02 F 5/18, 1974.

2 Авторское свидетельство СССР ; 381764, кл. Е 21 С 37/14, 1972. а ts 3 J5 J J