Пневматическая буровая машина Советский патент 1982 года по МПК E21B6/04 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ БУРОВАЯ МАШИНА

1

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к пневматическим бурильным машинам с независимым вращением бура, и предназначено для улучшения условий труда, снижения уровней шума на рабочем месте бурильщиков.

Известна пневматическая буровая мащина, включающая корпус, в котором размещены ударный механизм и механизм вращения бура с выхлопными канала- ми 1.

Ее недостатком является высокий уровень щума, обусловленный выхлопом отработанного воздуха из ударного механизма и механизма вращения бура. Несмотря на наличие глушителя шума колпачкового типа, эффективность глушения шума недостаточна.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является пневматическая буровая машина, включающая корпус, ударный механизм с промежуточной камерой, окна входных и выхлопных каналов, механизм вращения бура, воздухораспределительное устройство 2.

Недостатком известной пневматическойбуровой машины является то, что введение промежуточной камеры способствует только снижению шума выхлопа ударного механизма, а шум от выхлопа из механизма вращения бура не снижается. Кроме того, при такой системе использования энергоносителя на выходе выхлопной системы ударного механизма создается противодавление, которое ухудшает условия выхлопа, что служит причиной уменьшения энергии ударов и их частоты.

Цель изобретения - повышение эффективности снижения шума выхлопа и уменьшение противодавления перед выхлопными каналами ударного механизма.

Эта цель достигается тем, что буровая машина имеет соосно расположенные с выхлопными окнами механизма вращения и последовательно сообщенные друг с другом и атмосферой первую расширительную камеру с выхлопными окнами механизма вращения на торце, вторую расширительную камеру, сообщенную с промежуточной камерой выхлопными окнами, оси которых направлены перпендикулярно оси этой камеры, и резонансные камеры, в которых размещены смесительные перфорированные трубы, при этом расстояние от выхлопных

окон до смесительных перфорированных труб определяется соотношением

о

2oL

где D - внутренний диаметр смесительной

перфорированной трубы; d - диаметр выхлопного окна для потока, поступающего из механизма вращения бура в общую расщирительную камеру;

cL-угол раскрытия воздущной струи. А также за счет того, что объем смесительных перфорированных труб и объем резонансной камеры, в которой они размещены, связаны соотношением

VTP УК,

гдеV -объем смесительной расширительной трубы; VK - объем резонансной камеры. Причем число выхлопных окон в механизме вращения бура равно числу выхлопных окон в ударном механизме и не превышает пяти.

На чертеже изобрежена пневматическая буровая машина.

Пневматическая буровая машина состоит из ударного механизма 1 и механизма 2 вращения бура, размещенных в корпусе 3.

Ударный механизм 1 включает цилиндр 4, в котором расположен поршень-ударник 5, окна выхлопных каналов 6, заднюю 7 и переднюю 8 полости, промежуточную камеру 9 с выхлопными окнами 10 и воздухораспределительное устройство 11.

Механизм 2 вращения бура включает статор 12, ротор 13, выхлопные каналы 14, выполненные в торцовой крыщке 15.

В корпусе буровой мащины размещены первая 16 и вторая 17 расширительные камеры, одна из которых является общей, и резонансные камеры 18 со смесительными перфорированными трубами 19. Расширительные камеры 16 и 17 сообщаются между собой с помощью каналов 20 и 21, а с промежуточной камерой 9 - каналом 10. Длина общей камеры 17 выбирается из ус.ловия согласования площадей сечений выхлопного окна и смесительной трубы и определяется по формуле (D - d)/2ot.

Пневматическая буровая мащина работает следующим образом.

Сжатый воздух из магистрали поступает независимо в ударный механизм 1 и в механизм вращения бура 2. Под действием сжатого воздуха порщень-ударник 5 совершает возвратно-поступательное движение, попеременно открывая и закрывая выхлопные каналы 6, через которые, отработанный воздух из полостей цилиндра 7 и 8 выхлопывается в промежуточную камеру 9, а из нее через каналы 10 в расщирительную камеру 17. Распределение воздуха в полости 7 и 8 осуществляется распределительным устройством 11.

Отработанный воздух из механизма вращения бура 2 через окна выхлопных каналов 14 выхлапывается в расширительную камеру 16, а затем через каналы 20 - в рас ширительную камеру 17. После смешения потоков воздуха от ударного механизма и механизма вращения бура в камере 17 общий поток воздуха через перфорированные трубы 19 выходит в атмосферу.

Эффект глущения щума в предлагаемой буровой мащине достигается тем, что выхлоп отработанного воздуха из ударного механизма и механизма вращения осуществляется не сразу в атмосферу, а в расширительные камеры для ударного механизма и механизма вращения.

Выполнение условия согласования площадей сечений выхлопного окна., 20 и смесительной трубы 19 в камере 17 способствует лучшему перемешиванию потоков воздуха и наибольшим потерям энергии при их взаимодействии. Кроме того, направление потоков в камере 17 перпендикулярно друг к другу способствует выравниванию скоростей потоков в соответствии с формулой 1 Лт й- - гпри иг Ui,

5inB

где и t - скорость истечения потока воздуха из выхлопных окон ударного механизма;

и 2 - скорость истечения потока воздуха

из вращателя; -угол между осями потоков.

При f 90° Ui U2, т. е. на входе в смесительную трубу суммарный поток имеет скорость, равную наименьшей из потоков.

После взаимодействия потоков в камере 17 общий воздушный поток поступает в перфорированную трубу 19, которая размещена в камере 18, а ось которой совпадает с осью каналов 14 и 20.

Причем объем перфорированной трубы не должен превышать 3/4 объема резонансной камеры. В этом случае за счет многократных отражений звуковых волн в отверстиях трубы и резонансной камере достигается максимальный эффект звукопоглощения. Кроме того, в перфорированной трубе происходит перемешивание потоков, что приводит к полному выравниванию давлений в потоках, в результате воздушный поток на выходе буровой машины становится однородным, следовательно, менее эффективным излучателем звука.

Уменьшение противодавления над выхлопными окнами ударного механизма достигается тем, что воздушный поток от механизма вращения при выходе из канала 20 имеет высокую скорость, которая способствует отсосу воздуха от выхлопных окон 10; ударного механизма за счет его эжектирующего действия.

: Для дополнительного снижения шума выхлопа ударного механизма и механизма вращения бура выхлоп осуществляется

через ряд выхлопных каналов, число которых в ударном механизме равно числу каналов в механизме вращения и числу расширительных и резонансных- камер и не превышает пяти, поскольку при большем числе выхлопных каналов происходит их обмерзание и буровая машина перестает работать.

Формула изобретения

вращения до смесительных перфорированных труб определяется соотдюшением

I D-d

где D - внутренний диаметр смесительной перфорированной трубы;

d - диаметр выхлопного окна для потока, поступающего из механизма вра щения бура в общую расширительную камеру;

Л-угол раскрытия воздушной струи.

0

VTE 3 -VK f

5 гдеУ -объем смесительной расширительной трубы; УК - объем резонансной камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 585278, кл. Е 21 С 3/00, 1973 (прототип).