Гидравлическое устройство ударногодЕйСТВия Советский патент 1981 года по МПК E21B1/26 E21B6/02 

Изобретение относится к горнорудной отрасли про я шшенности. и может быть использовано в бурильных .машинах вращательно-ударного действия для бурения в породах крепостью по шкале, проф. М.М. Протодьяконова. Известные гидравлические устройст ва ударного действия содержат поршень-боек, плунжеры рабочего и холос того ходов, рабочие камеры, одна из которых постоянно взаимодействует с источником гидравлической энергии а в другую камеру - от специальных систем распределения подается рабочая жидкость ГООбщим недостатком известных механизмов является применение специальных устройств управления (золотник, клапан, плунжер), которые предназначены для перераспределения жидкости между камерами рабочего и холостого ходов. Применение специальных устройств управления приводит к усложнению конструкции механизмов и снижению надежности их в работе. Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является гидравлическое устройство ударного действия, содер жащее корпус с расположенными в нем бойком, совершающим осевое возвратно-поступательное перемещение и наносящим в конце рабочего хода удар по инструменту, и плунжерами холостого хода, по крайней мере один из которых выполнен трехступенчатым, камеру рабочего хода, периодически сообщенную с напорной и сливной магистралями, и камеру холостого хода, постоянно находящуюся под воздействием жидкости, поступающей из напорной магистрали 2. Недостатком известного гидравлического ударного устройства является использование дпя разгона бойка

специального плунжера рабочего хода, применение которого снижает эксплуатационную надежность устройства.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности бесклапанного гидроударника.

Поставленная цель достигается в результате того, что устройство дополнительно содержит полость, которая постоянно сообщена со сливной магистралью и периодически посредством осевого отверстия - с камерой рабочего хода, при этом диаметр средней ступени трехступенчатого плунжера холостого хода меньше диаметра .указанного осевого отверстия, и ее длина меньше пути сжатия плунжеров,

Такое выполнение позволяет исключить плунжер рабочего хода, а его функции передать плунжерам холостого хода, что уменьшает число задействованных элементов и увеличивает эксплуатационную надежность устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства.

В корпусе 1 гидравлического устройства ударного действия расположен плунжерный блок 2, специальные выточки которого образзнот камеру холостого хода 3, постоянно сообщенную с напорной магистралью 4 и периодически, через радиальные отверстия 5, сообщающаяся с камерой рабочего хода б с

В цилиндрах плунжерного блока 2 расположены боек 7 и плунжеры холостого хода 8,9, управляющие движением бойка 7 и сообщающие камеру рабочего хода 6 через- полость 10 в конце рабочегр хода со сливной магистралью 1

В конце холостого хода, вследстви открытия большей ступенью плунжеров 8,9 радиальных отверстий 5, камера рабочего хода 6 через камеру холосто хода 3 сообщается с напорной магистрлью 4.

Плунжер холостого хода 9 выполнен трехступенчатым таким образом, что его средняя ступень 12 расположена в камере слива 10, причем длина ступени 12, в положении плунжера, соответствующего перекрытию средней ступенью осевого отверстия 13,меньше расстония от торца больщей ступени плунжера с стороны холостого хода до радиальных отверстий 5, т.е. длины ступени 12 меньше пути сжатия плунжеров. Это позволяет в период холостого хода

бойка 7 дополнительно соединить камеру б через осевое отверстие 13 и полость слива 10 -со сливной магистралью I1,

Диаметр ступени 12 плунжера 9 менше диаметра осевого отверстия 13.

Инструмент обозначен позицией14.

Устройство работает следуюш 1м образом.

Под действием постоянной силы давления жидкости, приложенной к плунжерам холостого хода 8, 9 со стороны камеры 3, боек 7 отрывается от инструмента 14 и начинает холостой ход. При движении большая ступень плунжер холостого хода 8 и средняя ступень 12 плу1исера 9 перекрьюают осевое отверстие 13. Вследствие того, что средняя ступень 12 плунжера холостог хода 9 выполнена диаметром меньшим, чем осевое отверстие 13, то происходит частичный сброс жидкости из камеры 6 в сливную магистраль 11, что позволяет бойку 7 продолжить свое движение до перекрытия большей ступенью плунжера 9 осевого отверстия 13.

После перекрытия осевого отверстия 13 жидкость в табочей камере б начнет сжиматься, поглощая при этом часть кинетической энергии бойка 7, до открытия плунжерами холостого хода 8,9 радиальных отверстий 5.

Вследствие открытия радиальных отверстий 5 камера б через камеру холостого хода 3 сообщается с напорной магистралью 4. Давление в камере рабочего хода б повьш1ается до магистрального и происходит ускоренное торможение бойка 7.

Поскольку силы давления жидкости, действующие на плунжеры 8,9 со стороны камер рабочего б и холостого 3 ходов уравниваются, то под действием магистрального давления боек 7 начинает рабочий ход.

Сначала боек 7 ускоренно движется к точке удара под действием силы давления жидкости5 поступающей в камеру рабочего хода б из напорной магистрали 4, через радиальное отверстие 5. Когда плунжеры холостого хода 8,9 перекроют большей ступенью радиальHbse отверстия 5, поступление жидкости из напорной магистрали прекращается и дальнейшее движение бойка 7 происходит за счет расширения жидкости в камере рабочего хода б. в момент выхода средней ступени 12из осевого отверстия 13 рабочая камера 6 через полость 10 сообщается со сливной .магистралью 11, при этом саккумулированная потенциальная энергия жидкости, накопленная в камере 6 в период холостого хода переходит в кинематическую энергию бойка 7 и частично выталкивается в сливную полость 10. Так как -кинематическая энергия бойка 7 во время рабочего кода боль .ше энергии, противодействующей его движению, боек 7 в конце рабочего хода наносит удар по инструменту 14 Вследствие полного открытия плунжерами холостого хода 8, 9 осевых отверстий 13, камера рабочего хода 6 сообщается через полость 10 со сливной магистралью 11. Давление в камере рабочего хода 6 понижается и плунжеры 8,9 под дей ствием постоянной силы давления со стороны камеры холостого хода 3, перемещаются вместе с бойком 7, начиная холостой ход. Далее цикл повторяется. Диаметр средней ступени 12 выбирается таким образом, чтобы с момен та перекрытия ею осевого отверстия 13количество выталкиваемой на слив жидкости было минимальным, обеспечи вающим падение давления в рабочей камере 6 до величины, позволяющей бойку 7 совершить полный холостой ход, В связи с этим утечки жидкости из рабочей камеры в период холостог хода бойка 7 будут незначительны и не окажут существенного влияния на энергетические параметры устройс ва.. Объем камеры рабочего хода 6 рас считан таким образом, чтобы с момен перекрытия осевого отверстия 13 бол шей ступенью плунжера 9, равновесие .сил, действующих на боек 7 не насту|пало и он, совместно с плунжерами 8,9 продолжал движение до открытия радиальных отверстий 5, соединяющих камеру рабочего хода 6 через камеру 3 с напорной магистра холостого хода лью 4. 06 Выполнение одного из плунжеровхолостого хода трехступенчатым позволяет при небольшом объеме камеры получить ход бойка, соответствующий заданной энергии удара. Преимз цество предлагаемого устройства заключается в том, что в нем использован принцип совмещения функциональных элементов, позволяющий при значительном меньшем числе элементов обеспечить работоспособность механизма. Уменьшение числа задействованных функциональных элементов приводит к повьшению эксплуатационной надежности бесклапанного гидроударника. Форьгула изобретения Гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с расположенныьш в нем бойком, совершающим осевое возвратно-поступательное перемещение и наносящим в конце рабочего хода удар по инструменту, и плунжерами холостого хода, по крайней.мере один из которых выполнен трехступен чатьтм, камеру рабочего хода, периодически сообщенную с напорной и сливной магистралями, и камеру холостого хода, постоянно находящуюся под воздействием жидкости, поступающей из напорной магистрали, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности.устройства, оно дополнительно содержит полость, которая постоянно сообщена со сливной магистралью и периодически посредством осевого отверстия - с камерой рабочего хода, при этом диаметр средней ступени трехступенчатого плунжера холостого хода меньше диаметра указанного осевого отверстия, а ее длина меньше пути сжатия плунжеров. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 560978, кл. Е 21 С 3/20, 1975. 2..Авторское свидетельство СССР 516810, кл. Е 21 С 3/20, 1974 проотип .

/