Гидрообъемный ударный механизм буровой машины Советский патент 1982 года по МПК E21B1/26 

(54) ГИДРООБЪЕМНЫЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ БУРОВОЙ

МАШИНЫ

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к гидравлическим ударным механизмам буровых машин, предназначенных для проходки шпуров и скважин в крепких горных породах.

Известен гидравлический ударный механизм, состоящий из корпуса и поршнябойка с размеш.енным внутри него инерционным золотником управления 1.

В этом, механизме поршень-боек разгоняется газом, уплотнение которого в аккумулирующей камере затруднено, кроме того, расход насоса в периоды рабочего хода направляется в сливную магистраль, т. е. работа такого устройства недостаточно надежна и экономична.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидрообъемный ударный механизм буро... вой мащины, включающий корпус, гидроаккумулятор, гильзу и порщень-боек, в осевой расточке которого размещен двухпозиционный подпружиненный золотник с односторонним штоком, имеюший соединенные между собой и сливной линией торцовые камеры, межпоясковую камеру на золотнике, камеры холостого и рабочего хода и управляющую камеру 2.

В известном устройстве расход в периоды .рабочего хода порщня-бойка используется для питания гидромотора вращателя, однако проблема уплотнения газа и в этом случае остается нерешенной, что снижает надежность работы устройства в целом.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в порщне-бойке выполнены каналы для постоянного сообщения межпоясковой камеры золотника с камерой рабочего хода и периодического сообщения с камерами ходостого хода и слива, при этом гильза выполнена составной.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ударный механизм, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение на фиг. 1; на фиг. 4 - гид20 равлическая схема ударного механизма.

Гидрообъемный ударный механизм- состоит из корпуса 1, в котором размещены инструмент 2, составная гильза 3 и поршень-боек 4, эключаюший боек 5 с напрессованной на его штоковую часть втулкой 6

и объемный поршень 7. В центральной продольной расточке бойка помещен подпружиненный двухпоясковый двухпозиционный золотник 8. Устройство имеет гидроаккумулятор 9. Поршень-боек 4 образует с гильзой 3 камеру 10 холостого хода, постоянно соединенную с напорной линией гидросистемы, камеру 11 рабочего хода и сливную полость 12, постоянно соединенную со сливом гидросистемы.

В поршне-бойке выполнены рабочие каналы 13, сливной канал 14, управляюш,ий канал 15, система напорных каналов 16.

Золотник 8 имеет мел поясковую камеру 17 и штоковую управляющую камеру 18.

Жидкость в ударный механизм подается по напорной линии 19.

Слив жидкости происходит по сливной линии 20.

Золотник 8 выполнен с односторонним штоком 21 и имеет торцовые камеры 22 и 23.

Работу предлагаемого ударного механизма можно проследить по гидравлической схеме, изображенной на фиг. 4. При включении насоса жидкость под давлением поступает одновременно в напорный гидроаккумулятор 9 и в камеру 10 холостого хода, перемещая поршень-боек 4 вправо и вытесняя жидкость из камеры 11 рабочего хода на слив через рабочие каналы 13, межпоясковую камеру 17 золотника, сливной канал 14 и сливную полость 12. При движении поршня-бойка вправо наступает такой момент, когда управляющий канал 15, постоянно соединенный с управляющей камерой 18 золотника, переместится в камеру 10, в результате чего золотник заникамерой 18 золотника, переместится в камеру 10, в результате чего золотник занимает правое положение, соединяя рабочие каналы 14 и камеру 11 с напором гидросистемы через систему напорных каналов 16 и межпоясковую камеру 17. После этого, под действием давления жидкости, поступаю щей от насоса и гидроаккумулятора через камеру 10, каналы 16, камеру 17 и канал 14 в камеру 11 рабочего хода, поршень-боек сначала затормаживается, а затем ускоренно движется к инструменту 2 до соударения с ним. В этот период золотник удерживается в правом положении силой инерции покоя своей массы и давлением жидкости в межпоясковой камере 17. Во время соударения поршня-бойка с хвостовиком инструмента 2 золотник под действием силы инерции движения и усилия пружины перемещается в левое положение, вытесняя жидкость из межпоясковой камеры 17 в напорный гидроаккумулятор 9. Далее цикл повторяется.

Величина эффективной площади сечения

межпоясковой камеры, т. е. разница сечений рабочих поясков золотника зависит в основном от вязкости и максимальной скорости жидкости в этой камере, составляя несколько процентов от всего сечения межпоясковой камеры. Необходимость этого

вызвана тем, что поток жидкости через межпоясковую камеру золотника в конце рабочего хода характеризуется большими величинами расхода и скорости движения жидкости, поэтому гидродинамические силы потока жидкости достигают больших значений и могут переместить золотник в правое положение до окончания рабочего хода, т. е. до соударения. Во избежание этого, т. е. для нейтрализации действия гидродинамических сил потока жидкости на золотник, рабочие пояски должны иметь разные диаметральные размеры.

Применение предлагаемого технического решения позволит повысить надежность работы устройства, тем самым повысить эффективность его использования.

Формула изобретения

Гидрообъемный ударный механизм буровой машины, включающий корпус, гидроаккумулятор, гильзу и поршень-боек, в осевой расточке которого размещен двухпозиционный подпружиненный золотник с односторонним штоком, имеющий соединенные между

собой и сливной линией торцовые камеры, межпоясковую камеру на золотнике, камеры холостого и рабочего хода и управляющую камеру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы

механизма, в поршне-бойка выполнены каналы для постоянного сообщения межпоясковой камеры золотника с камерой рабочего хода и периодического сообщения с камерой холостого хода и слива, при этом гильза выполнена составной.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 481697, кл. Е 21 С 3/20, 1973 (прототип).