Пневматический ударный механизм Советский патент 1981 года по МПК E21B4/14 

Изобретение относится к пневматическим ударным устройствам, предназначенным для бурения скважин, разрушения и уплотнения твердых материало и может быть использовано в горной промышленности. Известен пневматический механизм, включающий корпус, ударник, камеры рабочего и холостого хода, цилиндрический эластичный клапан, установлен ный в клапанной коробке, с возможностью радиального перемещения,клапанну коробку с радиальными отверстиями, из которых одна половина размещенных рядом отверстий соединена с камерой рабочего хода, а другая .половина с камерой холостого хода Q Недостатком указанного механизма являются значительные габариты клапана по высоте, что увеличивает длин и вес механизма. При этом проходные сечения впускных каналов этого механизма имеют сравнительно небольшую площадь проходных сечений, так Kajc , одна половина клапана используется для подвода энергоносителя в камеру рабочего хода, а другая половина для подвода энергоносителя в Камеру холостого хода, что снижает мощность механизма и затрудняет использование его в устройствах, работающих на воздушно-водяной смеси. Кроме того, клаnari не имеет предварительного напряжения, что снижает его надежность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является пневматический ударный механизм, содержащий корпус, в котором установлен поршень, образую1ЦИЙ с его стенками камеры рабочего и холостого хода, кольцевой эластичный клапан, размещенный в седле и образующий, с корпусо канал для подвода Энергоносителя в камеру рабочего хода, и инструмент 2, Недостатком этого механизма являются значительная высота клапана, обусловленная его конструкцией, и

3

необходимость закрепления клапана на клапаннрм седле. Клап-ан в этом механизме имеет всего одну настройку что не позволяет изменять проходное сечение выпускного канала клапана в зависимости от условий работы. Учитывая, что, например, такие мехаш з «ы, как погружные пневмоударники работают и на сухом энергоносителе и на воздушно-водяной смеси, целесообразно в целях экономичности расхода иметь две настройки клапана с различной величиной проходного сечения впускного канала.

Кроме того, в указанном пневмоуда нике удаленный от посадочного буртика участок клапана имеет слабое предверительное растяжение. Эти факторы увеличивают длину пневмоударника, УСЛОЖНЯЮТ конструкцию, снижают эффек тивность и надежность пневмоударника

Цель изобретения - уменьшение габаритов механизма и повьшение его эксплуатационной надежности.

Поставленная цель достигается тем что клапан имеет форму тора и установлен в кольцевой канавке, которая выполнена на наружной поверхности клапанного седла.

При этом клапанное седло может быть выполнено с несколькими кольцевыми канавками, имеющими различную глубину.

На чертеже схематически изображен предлагаемый механизм, продольный ра рез.

В полом корпусе 1 с возможностью возвратно-поступательного движения. размещён поршень 2, разделяющий полость корпуса на камеру рабочего хода 3 и камеру 4 холостого хода. Kfipnyc имеет выхлопные окна 5 и гнездо 6 под инструмент 7. Поршень имеет центральный канал 8 с расточкой 9, проточку 10 и лыски 11 на наружно поверхности.

В задней частикорпуса 1 установлено клапанное седло 12, выполненное за одно целое с переходником 13 имещим резьбу для соединения с трубопро водом напорной магистрали. В клапанном седле с помощью гильзы 14 закреплен шток-золотник 15, входящий передним концом в центральный канал 8 поршня 2 и имеющий осевой 16,и радиальный 17 каналы, палец 18 и на ружный канал I9.

На наружной боковой поверхности клапанного седла 12 выполнены кодьце5.4

вые канавки 20 и 21, имеющие различную глубину. В одной из канавок 20 с натягом установлен эластичный клапан 22, вьтолнен1гый в виде тора и образующий с корпусом 1 впускной канал 23, величина проходного сечения которого мсЗжет быть изменена путем установки клапана в канавку 21

В клапанном седле 12 и гильзе 14 имеются радиальные отверстия 24 и 25 для сообщения клапанной полости 26 с напорной магистралью.

Угловое положение гильзы 14 относительно клапанного седла 12 фиксируется стопором 27.

Пневмоударный механизм работает следующим образом.

При включении механизма энергоноситель по каналам 16 и 17, расточке 9 каналу 8 и зазорам между торцами 2 и инструментом 7 поступает в камеру 4 и медленно наполняет ее. Одновременно энергоноситель через каналы 25-23 подводится в камеру 3 и из нее через выхлопные окна 5 удаляется в окружающее пространство.

При соответствующей величине давления в клапанной полости 26 клапан 22 под действием перепада давлений между полостью 26 и камерой 3 растягивается и перекрывает впускной канал 23. Подача энергоносителя в камеру 3 прекращается, а успевший до этого момента поступить туда энергоноситель удаляется из нее через выхлопные окна 5.

К этому времени поршень 2 под действием давления в камере 4 отходит о инструмента 7 и обеспечивает сообщение канала 8 с камерой 4. Давление в камере 4 быстро повьШ1ается, к поршень совершает холостой ход.

При перекрытии пальцем 18 канала 8 подача энергоносителя в камеру 4 прекращается. И в дальнейшем при совмещении проточки 10 с окнами 5 из не через лыски II и проточку 10 происходи выхлоп.

При открытии наружных каналов 19 в расточку 9 энергоноситель по каналам 16, 17 и 19 начинает наполнять камеру 3 рабочего хода.

Перепад давлений, действующий на клапан 23, уменьшается. Под действие внутренних упругих сил клапан 22 сокращЬется и открывает впускной канал 23. Давление в камере 3 быстро повьш1аетря до магистрального. Поршень 2

останавливается, а затем совершает рабочий ход.

В начальный период рабочего хода камера 3 соединена с напорной магистралью через клапан и нарулсные каналы 19 штока-золотника 15, а после выхода каналов 19 из расточки 9 остается соединенной с магистралью только через клапан.

При открытии поршнем 2 выхлопных окон 5 перепад давлений, действующий на клапан 22, резко возрастает. Клапан растягивается и обеспечивает перекрытие впускного канала 23. Подача энергоносителя в камеру 3 прекращается, а отработанный энергоноситель удаляется из нее через окна 5 в окружающее пространство. К этому времени палец 18 выходит из канала 8, и камера холостого хода 4 наполняется энер- гоносителем.

После удара поршня по инструменту цикл повторяется.

Выполнение в предлагаемом механизме эластичного клапана в виде тора . позволяет уменьшить его высоту,упростить конструкцию, осуществить предварительное растяжение клапана. Наличие на клапанном седле нескольких кольцевых канавок, имеющих различную глубину, позволяет изменять величину

проходного сечения выпускного канала клапана в зависимости от условий работы.

Формула изобретения

1.Пневматический ударный {механиз содержащий корпус, в котором установлен поршень, образующий с его стенками камеры рабочего и холостого хода, кольцевой эластичный клапан, размещенный в седле и образующий с корпусом канал для подвода энергоносителя в камеру рабочего хода, и инструмент,, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритов механизма и повышения его эксплуата7 ционной надежности, клапан имеет форму тора и установлен в кольцевой канавке, которая выполнена на наружной поверхности клапанного седла.

2.Механизм по п.1, отличающий с я тем, что на клапанном седле выполнено несколько кольцевых канавок, имеющих различную глубину.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Швеции № 189338, кл. 87 В 2/05, .1968.

2.Авторское свидетельство СССР №357341, кл. Е 21 С 3/24, 1970.