Пневмоударник Советский патент 1981 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано в пневмоударниках для бурения скважи -Известен пневмоударник, содержащий корпус с камерами прямого и обратного ходов, поршень с толкателем, воздухораспределительное устройство буровой инструмент Tl}. Однако известный пневмоударник не обеспечивает достаточно высокую частоту ударов и производительность. Цель изобретения - повышение производительности путем увеличения час тоты ударов. Поставленная цель достигается тем что в камере прямого хода пневмоудар ника расположен ротор, а толкатель с поршнем выполнены в виде винтовой пары: гайка-поршень и винт-толкатель при этом зазор между витками резьбы поршня и толкателя больше максимального продольного перемещения буровог инструмента в корпусе. На фиг. I схематически изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг Л; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1. Пневмоударник содержит корпус I с внутренней крьш1кой 2, разделяющей ротор 3, выполненный, например, из стектолита, армированного стальной проволокой, и 1Оршень 4. В корпусе закреплен буровой инструмент 5. Корпус 1 соединен с буровым ставом вертлюгом 6. Поршень 4 соединен со стержнем 7. резьбой, имеющей з.азор 8 между витками. С ротором 3 стержень соединен при помощи хвостовика 9, имеющего квадратное сечение. Стержень 7вращается в подшипнике 10, запрессованном во внутреннюю крышку 2. 8корпусе 1 закреплены продольные выступы 11 и I2 с воздушными каналами 13 и 14, проходящие сверху через крьш1ку 15, отделяющую ротор 3 от прлости вертлюга 6, в которой распо38ложены мотыльковый клапан 16 и храповой механизмJ содержащий подпружиненное тарельчатыми пружинами 17 храповое колесо 18 с торцевыми зубцами, взаимодействующими с зубцами крышки 15. Каналы 13 и 14 соединены окнами 19 и 20 впуска с камерами 21и 22 левого и правого поворотов ротора, а камеры 21 и 22 ,соёдинейь1 с атмосферой выхлопными окнами 23. Каждая из камер 21 и 22 состоит из двух половин, соединенных перепускными щелевыми отверстиями 24 и 25. Продольный выступ 11 проходит через внутреннюю крышку 2 и грловку поршня 4, соединяя канал 13 с камерой 26 обратного хода поршня. Продольный выступ 12 проходит только крышку 2, соединяя канал. 14 с камерой 27 прямого хода поршня. Пневмоударник работает следующим образом. Сжатый воздух через открытое окно мотылькового клапана 16 поступает в канал 13 и из него через окна 19 впуска и щелевое отверстие 25 в камеры 21 левого поворота ротора 3. Одновременно сжатый воздух по каналу 13 поступает в камеру 26 обратного хода и начинает поднимать поршень 4. Одновременно под давлением сжатого воздуха ротор 3 поворачивается, перекрывая своей наружной поверхностью вызшопные окна 23, и сжимает воздух, находящийс при атмосферном давлении в камерах 22 При повороте ротора 3 закрепленный в нем стержень 7 вращается в подшипнике 10 и тянет витками резьбы поршен 4, увеличивая усилие от давления сжатого воздуха на поршень 4 из камеры 26 обратного хода. Продолжая поворачи ваться, ротор 3 открывает выхлопные окна 23. Из камеры 21 ц, камеры 26 обратного хода происходит выхлоп сжатого воздуха. При этом перебрасывается мотыльковый клапан 16 и сжатый воздух начинает пьступать в камеру 22и камеру 27 прямого хода через канал 14, окна 20 и щелевое отверстие 24. Ротор 3 поворачивается в другую ° сторону, а связанный с ним стержень 7 выбирает зазор 8 между витками резь бы и толкает поршень 4, помогая ему быстрее набирать предударную скорость В конце поворота ротор 3 бьет по выступам 1 и 12 и останавливается. Поршень 4 продолжает движение по инерции в пределах зазора 8 и бьет по хвостовику, .инструмента 5. Выхлоп сжатого воздзгха из камер 26 и 27 обратного и прямого хода поршня 4 производится через, выхлопные окна 23 по каналам 13 и 14. При ударах ротора 3 по выступам 11 и 12 корпус 1 поворачивается в вертлюге 6 на некоторый угол вместе с закрепленным в нем инструментом 5, скалывающим сектор породы. Новое положение корпуса 1 фиксируется храповым механизмом. Таким образом, винтовой толкатель, обеспечивая дополнительные усилия на поршень при движении в ту и другую стороны, увеличивает частоту ударов поршня по инструменту. Кроме того, удары ротора по продольным внутренним выступам приводят к повороту пневмоударника, что может позволить исключить из конструкции бурового станка механизм вращения. Применение пневмоударника в выносных бурильных машинах, где дополнительное усилие на поршень может быть значительным, может существенно повысить их эффективность. Формула изобретения Пневмоударник, содержащий корпус с камерами прямого и обратного ходов, поршень с толкателем, воздухораспределительное устройство и буровой инструмент, отличающийся тем, что, с целью повьшгения производительности путем увеличения частоты ударов, в нем в камере прямого хода расположен ротор, а толкатель с поршнем выполнены в виде винтовой пары: гайка-поршень и винт-толкатель; , при этом зазор, между витками резьбы поршня и толкателя больше максимального продольного перемещения бурового инструмента в корпусе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Есин Н.Н. Погружные пневматические, мапганы ударного действия для бурения скважин. Новосибирск, Наука, 1976, с.35.