Пневмоударник Советский патент 1981 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

1

Изобретение относится к машинам ударного действия и может быть применено при бурении скважин.

Известен пневмоударник, включающий двухступенчатый цилиндр, распределительное устройство, поршень со сквозными каналами и проточкой на ударном штоке, осуществляющиП распределение воздуха в ступенях цилиндра.

В задней ступени цилиндра выполнена полость рабочего хода, в передней полость холостого хода. Каждая ступень цилиндра пневмоударника снабжена собственным переходником, обеспечивающим подачу воздуха от сети в полость пряг/ioro и обратного ходов. Воздухораспределительный механизм пнев оударника имеет распределительное 1седло, над отверстиями которого с втором консольно закреплена упругая пластина ГЦ

Однако наличие зазора между консольно закрепленной упругой пластиной и отверстиями седла приводит к тому, что при работе воздух через переходники одновременно поступает в полости холостого и рабочего ходов, создавая противодавление. При холостом ходе это уменьша.ет высоту подъема

поршня, при рабочем - энергию единичного удара. Совместное действие этих факторов снижает ударную мощность пневмоударника, а следовательно, снижает производительность.

Причем наличие в поршне сквозного канала, сообщающего переходники цилиндра через камеру рабочего хода и каналы распределительного седла, споfOсобствует утечке сжатого воздуха через зазоры между проточкой ударного штока и цилиндром, инструментом и между ударным инструментом и цилинд.ром, что снижает энергию единичного

15 удара. :

Кроме того, пониженная энергия единичного удара ограничивает область применения пневмоударника и де20лает его непригодным, например, для работы на твердых грунтах, где требуется повышенная энергия единичного удара.

При этом регулирование и повыше25ние ударной мощности обычно достигается за увеличения рабочего давления в сети, что требует нового сложного в управлении и дорогостоящего оборудования (компрессоров высокого

30 давления, регуляторов высокого давления и т.д.) и не всегда экономически целесообразно.

Наиболее близким к предлагаем 3г 1у по технической сущности и достигаемому результату является пкевмоударник, содержащий двухступенчатый цилиндр, в каждой ступени которого выполнены изолированные друг от друга полости рабочего и холостого ходов, ударный поршень, именхгдий проточку на штоке, и инструмент Г2Л.

Однако этот пневмоударник обладае недостаточной мощностью.

Цель изобретения - повышение ударной мощности.

Поставленная цель достигается тем что полости холостого хода и рабочего хода разных ступеней цилиндра из.олированы друг от друга посредством клапана, который установлен в цилиндре с возможностью ограниченного осевого перемещения.

На чертеже схематически изображен пpeдлaгae 1ый пневмоударник.

В двухступенчатом цилиндре 1 размещен поршень 2 с цилиндрической проточкой 3 на ударном штоке. В задней ступени установлено воздухораспределительное устройство 4 с отверстиями 5 и 6, сообщенными с полостями задней и нижней ступени переходниками

7и 8.

В передней ступени предусмотрена полость 9 для размещения инструментодержателя инструмента 10.

Поперечное сечение полостей задней ступени больше, чем в передней ступени. 1

В каждой ступени цилиндра выполнены полости рабочего и холостого ходов, изолированные виброгасителем 11, который выполнен в виде клапана разрежения, например, из материала повышенной твердости типа стали. При этом полости рабочего 12 и холостого 13 ходов задней ступени цилиндра подключены к сети соответственно каналом 5 и переходником 7, а полости рабоче,го 14 и холостого 15 ходов передней ступени цилиндра подключены к сети соответственно переходником

8с обратным клапаном 16, подключенным к переходнику 7, и через полость 13 холостого хода задней ступени каналом 17. Выхлопные каналы 18 задней ступени и каналы 19 передней ступени цилиндра сообщены с атмосферой.

В,поршне 2 предусмотрены реактивные каналы 20, сообщенные центральны отверстием 21 с полостью 12 рабочего згода задней ступени цилиндра и обеспечивающие разворот поряиня 2 при выхiione из каждой полости.

Ограничение перемещения виброгасителя 11 в проточке 22 предусмотрено стопором 23, перекрывающим канал 17. Стопор 23 имеет отверстие 24, сообщающее полость 15 с атмосферой при . выхлопе -,

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух из сети подается в воздухораспределительное устройство 4 и через отверстие 6, переходники 7 и 8, канал 17 поступает в полости 13-15. Под действием давления со стороны полостей 13 и 15 холостых ходов поршень 2 перемещается вверх, сжимае воздух в полости 14, создавая в ней избыточное давление, превьшга ощее давление в сети.

В полости 14 давление возрастает примерно пропорционально отношению площадей поперечных сечений полостей передней и задней ступеней цилиндра (не учитывается уменьшение сечений на площадь, ограниченную образующей проточки 3 на ударном штоке).

Под действием избыточного давления со стороны полости 14 обратный клапан 16 отключает поступление сжатого воздуха от сети, виброгаситель 11 перебрасывается и перекрывает канал 17, резко увеличивая объем полости 14, создавая при разрежении ударную волну.

Под действием давления.со стороны полости 13 и ударной волны поршень перемещается .вверх и нижней своей кромкой открывает выхлопное отверсти 18, происходит выхлоп и давление в полости 13 резко падает.

Давление сверху на поршень 2 в этот период возрастает за счет сжатия свободного воздуха в полости 12 рабочего хода. Под действием давления клапан воздухораспределительного устройства перекидывается, перекрывает доступ сжатому воздуху в полость 13 холостого хода, открывает доступ сжатому воздуху через отверстие 5 в полость 12 рабочего хода.

Повышению ударной мощности и упрощению ее регулирования способствует совместное и автоматическое действие на поршень поступающего из сети сжатого воздуха и сжатого воздуха, находящегося в полости 14 под избыточным давлением, с помощью виброгасителя 11.

Сжатый воздух через отверстие 5 поступает в полость 12 рабочего хода. Под его действием поршень 2 останавливается и начинает двигаться вниз. При совмещении отверстий 18 и 20 происходит разворот поршня 2 под действием реактивных сил.

После открытия отверстий 18 из полости 12 рабочего хода происходит выхлоп и давление в ней. падает до атмосферного, а давление в полости 13 холостого хода повьшается за счет сжатия заключенного в ней воздуха. Одновременно под действием избыточного давления со стороны полости 14 рабочего хода поршень 2 приобретает дополнительное ускорение. После открытия отверстий 19 происходит выхло