Высокочастотный перфоратор Советский патент 1981 года по МПК E21B1/24 B25D9/00 E21C37/24 

(54) ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПЕРФОРАТОР

Изобретение относится к горной промыш;юнносги, а именно к буровому оборуйо ванвю и может быть исподшзовано в isieB- моуоарньа бурильных машинах. Известны двухпоршневые высокочастот ные перфораторы, в которых основной и .дспомогате|ьные поршни разоея$вот внутреннюю полость корпуса на три камеры: переднюю, среднюю и зашсюю; Ущх&пэпяе псступлением сжатого возоуха в камеры обеспечивается возаухораспреаеттеж нь1М устройством ftj На11более близким по технической сушнoctи и цостигаемрму результату к настоя шему изобретению является высокочестотный перфоратор, соцержаший основной и всвс могательный поршни, телескопически уСт иовленные в цилиндре с возможностью coy парения межоу собой 2 Нецостатком такого механизма является низкая энергия упара в С10гчаё, есш масса вспомогательного поршня буоет меныш или больше определенного соотво шения к массе оснсвного поршня. Ыель изобретения - повышение энергии единичного уаара основного путем установления феаелов соотношения массы вспомогательного поршня к массе основного . Поставшнная цель оостйгается тем, что массы вспомогательного и основного СВЯЗШ1Ы отношением; 0,9,-J- 1,4 roe wu - масса вспомогательного поршняЦ mg - масса основного поршня. На чертеже изображен феилагаемый перф(ат(ф, общий виц в разрезе. В цюгавфе 1 расположены последов тельНо г лескопйческя 1ща поршня основной 2 л; вспомогате/ьный 3, разоеляюай1е внутреннюю полость килинфа на три ка«меры: переднюю 4, заШпою 5 и срепнюю 6, Управление поступлением энергоносителя в гшмеры обеспечивается распреоелительн ым-устройств ом 7.

В шгоковой полости цияинара размещен буровой инструмент 8.

Массы вспомогательного 3 и основного поршня 2 связаны межоу собой отношением

We

О,9 ч- 1,4

ГПо

где; Wg - масса вспомогательного ,

гпр масса основного поршня. Перфоратор работает слеауюш;им образом.

В указанном на чертеже положении поршней 2 и 3 камеры 4 и 5 находятся поц атмосферным давлением, а средняя камера 6 соединена с сетью энергоносителя. Под действием импульса силы при соударении движущихся навстречу друг другу поршней 2 и 3 и давления энергоносителе в камере 6 оба поршня отскакивают в протавополсйкных направлениях: поршень 2от бурового инструмента, поршень 3 - к инструменту.

При обратном перемещении поршней, после того, как камеры 4 и 5 через распределительное устройство 7 соединяются с сетью энергсиосителя, а из камеры 6 произойдет выхлоп в атмосферу, первым к конечной точке пути приходит вспомогательный поршень 2, имеющий большую, чем основной поршень I, полезную площадь, наносит удар по инструменту и продолжает контвктйрсвачь с торцом инструмента до соударения с движущимся в противофазе поршнем 3, кoтqpый отбрасьтает его назад и сам отскакивает вперед. flajKe никл повторяется. Повышение энергии ейИ П1чного удара перфоратора достигается тем, что масса вспомогательного поршня 2 относится к массе основного поршня 3 в пределах от 0,9 до 1,4, чем обеспечивается удучшение передачи импут.са силы при соударении псршней,

Как показала экспериментальная проверка, а случае, когда масса вспомогательного поршня относится к массе оснсданого псршня в преселах от О,9 до 1,4 скорост бурения п жы1цается не менее, чем на 20% в сравнении со скфостью бурения тем же перфс ато|}ом, но с соотношением масс, меньшим, чем 0,9 и большим, чем 1,4, чтоооьясняется повышением энергии единичного удара основного поршня за счет отбрасьювния его при соударении поршней на оптимальную величину его хода-, повы.

шениеэнергииединичного удара зарегисд-рировано с помслцью лучевого осциллографа.

Экспериментальная проверка, выполнен- ная в перфораторе с различными соотношениями масс поршней, показала, что в случае соотношения массы вспомогательного поршня к массе основного поршня меньше, чем 0,9 кинетической энергии вспомога-

тельного поршня при соударении оказывается недостаточно, и основной поршень отбрасы&ается назад на меньший путь, что приводит к снижению энергии единичного удара и уменьшению скорости бурения, снижение энергии единичного удара зарегистрировано с помищью дучевого сжциллсграфа.

В,случае когда масса вспомогательно-Го поршня .относится к массе оснсжного поршня больше, чем 1,4, при соударении

поршней оснсйной поршень отбрасывается назад на больший путь, что привошт к снижению частоты ударов и уменьшению скорости бурения} снижение частоты ударов зареП1Стрировано с помснцью чучевого

осциллографа.

Экономический эффект от использования данного прешюжения в пер(|юраторе выразится, таким образом, по данным экспериментальной проверки, в повышении

скорости бурения.

О р м у л а. и 3 О б р е т е

н и я

Высокочастотный перфчэатф, со.аержащий основной и вспомогательный поршни, телескопически установленные в цилиндре с возможностью соударения между собой, о т л и ч а ю ш н и с я тем, что, с 40 целью пшышення энергии удара, массы вспомогательного и осншного поршня связаны отношением

2й

0,9 -«. ;i,4 т.

45 где :mg - масса вспомогательного поршня.

т.

- масса поршня. Источники информации, прянят ые во внимание при экспертизе:

2.Автс ское свидетельство СССР MJ 1О9809, кл. Е 21 С 3/О4, 1956. (прототип).