Способ реверсирования пневматического устройства ударного действия для образования скважин в грунте и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК E02F5/18 

Изобретение касается строительной техники и .может быть использовано в устройствах ударного действия, применяемых, например для пробивания скважин в грунте.

Известен способ реверсирования пневматических устройств ударного действия, осуществляющийся натяжением шланга. Однако он не всегда осуществим, особенно при проходке длинных скважин с неустойчивы.ми стенками из-за возможного заклинивания шланга обрушивающимся грунтом. Кроме того необходимо прилагать большие усилия для натяжения шланга, особенно при достаточно длинных скзажинах 1.

Наиболее близким по технической сущности и создаваемому эффекту к предлагаемому является способ реверсирования пневматического устройства ударного действия для образования скважин в грунте путем отключения сжатого воздуха после прямого хода устройства и последующей его подачи для перемены направления движения.

Устройство для осуществления известного способа содержит размещенный в корпусе подвижный ударник, воздухораспределительный патрубок и реверсивный механиз.м 2.

Недостатком указанного способа реверсирования является малая надежность передачи соответствующей команды на реверс при проходке длинных скважин, особенно в неустойчивых грунтах.

Цель изобретения - повышение надежности управления реверсированием.

Поставленная цель достигается тем, что

10 после отключения сжатого воздуха производят его отсасывание.

В устройстве для реализации предлагаемого способа реверсивный механизм имеет подпружиненный золотник, который выпол15нен с окнами в боковой и торцовой стенках и установлен в патрубке, при этом в золотнике размещен клапан для перекрытия окна его торцовой стенки.

На фиг. 1 показано устройство в режиме

20 прямого хода; на фиг. 2 - устройство в режиме реверсирования; на фиг. 3-4 - механизм реверсирования устройства для реализации предлагаемого способа.

Пневматическое устройство ударного действия 1 имеет ресивер 2 и пневмо.магист раль 3.

Устройство содержит корнус 4, ударник 5 с полостью бис окном 7, патрубок 8, прикрепленный гайкой 9 к хвостовой части корпуса 4. Ударник 5 совместно с корпусом 4 образует переднюю рабочую камеру 10, а совместно с полостью 6 ударника и патрубком 8 - заднюю рабочую камеру 6. В гайке 9 выполнены каналы 11 для выхлопа отработанного устройством воздуха.

В пневмомагистрали 3 установлен кран 12 с заслонкой 13, к которому посредством пневмомагистралей 14 и 15 присоединен отсасывающий узел 16, который может бьггь выполнен в виде эжектора.

Реверсивный .механизм пневматического устройства ударного действия образован двухступенчатым патрубком 8, .монтированным в хвостовой полости ударника 6 и закрепленным в хвостовой части корпуса 4 посредством гайки 9. В стенке больп1ей ступени патрубка 8 выполнено отверстие 17, впереди которого жестко закреплен штифт 18

В передней части большей ступени натрубка разме1лены золотник 19 и пружина 20, устаповлсм1ная между торцовыми стенками золотника и натрубка.

Золотник 19 выполнен с окнами 21 и 22, выпо.лненны.ми соответственно в торцовой и боковой стенках, и с фигурной выемкой 23, размен1енной на боковой стенке, в которую монтируется штифт 18 патрубка 8.

В золотнике 19 .монтирован эластичньп1 клапан 24, перекрывающий окно 21.

Для исключения попа;1ания грунта во внутреннюю нолость устройства оно снабжено клапаном 25, установленным па выхлопных каналах 11.

Пневматическое устройство работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха в заднюю камеру 6 ударник 5 движется вперед и наносят удар по передней части корпуса 4, неремещая устройство вперед. В переднем ноложении ударника 5 его окна 7 выходят за переднюю торцовую кромку натрубка 8 и сообщают заднюю камеру б с передней 10. Давление сжатого воздуха в обеих камерах становится одинаковым. Площадь ударника 5 со стороны передней камеры 10 больше нлощади ударнка со стороны задней камеры 6, ноэтому сила, действующая на ударник со стороны передней камеры, больц.1е силы, действующей со стороны задней камеры. Ударник 5 движется в обратном направлении до момента открытия окон 7 задней кромкой патрубка 8. При открытии окон происходит выхлоп воздуха из передней камеры в атмосферу. Затем ударник останавливается и вновь начинает двигаться вперед. Цикл новторяется.

При работе устройства в режиме пря.мого либо обратного хода заслопка 13 устанавливается в горизонтальном положении, перекрывая пневмомагистрали 14 и 15 и обеспечивая постоянную подачу сжатого воздуха в рабочие камеры устройства 3. При реверсировании устройства (фиг. 2) зас,1онку 13 крана 12 устанавливают в вертикальное положение и тем самым отключают подачу сжатого воздуха в устройство 1. При этом устройство 1 подключается к пневмомагистрали 14, а ресивер - к нневмомагистрали 15. Сжатый воздух из ресивера 2 по нневмомагистрали 3 и 15 поступает в эжектор, где дина.мический напор воздушного потока преобразуется в статическое давление, .меньше атмосферного. Это создает подсос воздуха из пневмомагистрали

14 и устройства 1. Эжектируемый воздух создает в задней камере 6 устройства 1 разрежение, образуется воздушный поток, направленный из ка.меры устройства. Под действием статического давления (разрежение) происходит нереключение механизма реверсирования хода устройства. При последующей подаче сжатого воздуха в ухтройство 1 оно будет работать в режиме реверса.

Для переключения работы устройства с режима реверса на прямой ход необходи.мо операции повторить, т. е. отключить пневмомагистраль от ресивера и подключить устройство к эжектору.

..

Механизм реверсирования устройства

для образования скважин в грунте работает следующим образом.

При работе устройства в режи.ме прямого хода окно 17 патрубка 8 перекрыто золотником 19. При подаче сжатого воздуха в пневмомагистраль 3 золотник 19 под действием пружины 20 находится в левом (фиг. 3) положении. Воздух через отверстие 21 в торцовой стенке золотника 19 отжимает клапан 24 и поступает в заднюю камеру 6. Под действие.м воздуха, находящегося в ка.мере 6, ударник движется вперед и в конце своего хода наносит удар по передней части кор пуса 4. Через окна 7 ударника 5 воздух поступает из задней камеры 6 в переднюю

10, в результате чего ударник движется в обратном направлении, так как площадь ударника со стороны передней камеры 10 больше его площади со стороны задней камеры 6. Когда окно 7 ударника 5 выйдет

за заднюю торцовую кромку больщей ступени натрубка 8, произойдет выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 10 через окна 11 в атмосферу. Ударник начнет двигаться вперед и цикл повторяется. Пружина 20 ограничивает ход золотника 19, который в

рассматриваемом случае не превышает (фиг. 5). При осевом перемещении золотник 19 проворачивается относитетьно патрубка 8. Это движение осуществляется за счет взаимодействия штифта 18 с наклонными стенками фигурной выемки 23. Положения штифта 18 в выемке показаны на фиг. 4.

Работа устройства при его реверсировании.

При отключении давления воздуха и последующем отсосе его клапан 24 перекрывает отверстие 21, отделяя заднюю камеру 6 от пневмомагистрали. В пневмомагистрали образуется разрежение (вакуум). Под действием разности давлений золотник 19 сместится вправо на величину ДС и сожмет пружину 20. При прекращении отсасывания воздуха из пневмомагистрали пружина 20 сместит золотник вдоль продольной оси влево и золотник повернется на некоторый угол. В этом положении окно 22 золотника 19 установится протий окна 17 патрубка 8.

При подаче сжатого воздуха в заднюю камеру 6 ударник 5 движется влево. При совмещении окна 7 ударника 5 с окнами 17 и 22 патрубка и золотника воздух из задней камеры 6 поступает в переднюю камеру 10 и затормаживает движение ударника до момента подхода его к передней части корпуса. Затем ударник движется вправо. Учитывая, что объем передней камеры увеличился по отнощению к объему, работающему в режиме прямого хода, заброс ударника назад осуществляется более энергично, в силу чего он ударяет в конце хода по гайке 9. Происходит реверсирование устройства.

Переключение устройства на работу в режим прямого хода аналогично переключению на реверс.

Формула изобретения

1.Способ реверсирования пневматического устройства ударного действия для образования скважин в грунте путем отключения сжатого воздуха после прямого хода устройства и последующей его подачи для перемены направления движения, отличаюш ийся тем, что, с целью повыщения надежности управления реверсированием, после отключения сжатого воздуха производят его отсасывание.

2.Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее размещенный в корпусе подвижный ударник, воздухораспределительный патрубок и реверсивный механизм, отличающееся тем, что последний имеет подпружиненный золотник, ко0торый выполнен с окнами в боковой и торцовой стенках и установлен в патрубке, при этом в золотнике размещен клапан для перекрытия окна его торцовой стенки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

по заявке № 1871795/03, кл. Е 02 F 5/18, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 477235, кл. Е 21 С 3/24, 1973 (прото0тип).

7 5 П2317 /III Г9 I (риг.З

п п