Устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте Советский патент 1982 года по МПК E02F5/18 

1

Изобретение Относится к отражательной технике, в частности к устройствам для пробивания скважин в грунте, и может быть использовано, для уплотнения грунта и разрушения ropHbik пород.

Известен ударный механизм, включающий корпус, в котором установлены цилиндр и ударник, образующий с корпусом буферную камеру обратного хода, а с цилиндром-камеру сгорания. В стенке цилиндра образованы подводящий и выхлопной каналы, а буферная камера имеет возможность сообщения с атмосферой при помощи пазов, выполненных в боковых поверх4ОСТЯХ корпуса и цилиндра1.11 .

Недостатком этого механизма является низкая ударная мощность и трудность запуска в работу.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство ударного действия для образования скважин в грунте, включающее корпус, в котором установлена гильза с отверстиями и пазами, цилиндр с под.водящим, впускным, выхлопным и продувочным каналами, продувочную камеру, ударник с проточкой на меньшей ступени, буферную камеру, камеру сгорания и компрессорную камеру 121.

Недостатком этого устройства является снижение частоты ударов ударника и соответственно энергии удара вследствие утечек воздуха из буферной камеры через канал, соединяющий ее с магистралью сжатого возДУха.

Цель изобретения - повышение ударной мощности устройства.

Для достижения эtoй цели устрюйство снабжено установленной в передней части гильзы трубкой, полость которой сообщена посредством канала с магистралью сжатого воздуха, при этом в ударнике выполнено осевое углубление, в котором размещена трубка. На фиг. 1 схематически показано предлагаемое устройство, продольный разрез} на фиГ, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на.фиг. 3 разрез Б-Б на фиг,1. Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2, цилиндра 3, гильзы « и центральной трубки 5. В гильзе k выполнены канал 6, отверстия 7 и пазы 8 и 9- Отверстие 7 выходит в паз 9, сообщенный с атмосферой, а канал 6, сообщен- с пазом 8. Гильза k выполнена с осевой проточкой 10, в которой установлена цен ральная трубка 5 с амортизатором Л., 1ри этом гильза k зафиксирована в корпусе 1 запорным кольцом 12. .Цилиндр 3 выполнен с проточкой на наружной поверхности, образующей с гильзой k продувочную камеру 1 продувочными отверстиями 1, нагнета тельным отверстием 15 с клапаном 16. На внутренней поверхности цилиндра 3 позади продувочных отверстий k выпо нена расточка 17, которая сообщает ся с впускным 18 и выхлопным 19 каналами, выполненными со стороны торцовой части цилиндра 3-8 хвостовой части цилиндра 3 выполнено отверстие 20, сообщенное с магистралью того воздуха и с пазом 8, который с корпусом 1 впускной канал 21. Паз 9 образует с корпусом вь хлопной канал 22. .В передней части цилиндра 3 выпол нен радиальный канал 28, соединяющий магистраль с внутренней поверхностью цилиндра 3-Горючая смесь подводится по каналу 18. . Ударник 2 выполнен с осевым углуб лением 2, в котором размещена трубка 5, и проточкой 25 на меньшей ступ ни и образует с корпусом 1 буферную камеру 26, с цилиндром 3 - камеру 27 сгорания, ас гильзой k и цилиндром 3 - компрессорную камеру 28. В установившемся режиме устройство работает следующим образом. Обратный ход ударник 2 совершает под действием газа, сжатого в буферной камере 26. При движении назад ударник 2 перекрывает продувочные окна Ц, расточку 17 и отверстие 7, изолируя продувочную камеру 13, каме ру 27 сгорания и компрессорную к меру 28 от атмосферы. 9 2 Под действием давления воздуха, сжимаемого в компрессорной камере 28, клапан 16 открывает нагнетательное отверстие 15 и воздух начинает поступать в продувочную камеру 13, давление в которой становится равным давлению воздуха в камере 28 и повышается по мере движения ударника 2 назад. Одновременно со сжатием воздуха в компрессорной 28 и прюдувочной 13 камерах происходит сжатие находящейся в камере 27 горючей смеси. В результате сжатия она нагревается и воспламеняется. При этом объем газов, содержащихся в камере 27 сгорания, многократно увеличивается, давление в камере поднимается и ударник 2 совершает рабочий ход. В это же время начинает увеличиваться объем компрессорной камеры 28 давление в ней падает, в результате чего клапан 16 закрывает отверстие 15 и отсекает продувочную камеру 13 от компрессорной 28. При дальнейшем движении ударника 2 открывается выхлопной 19 и впускной 18 каналы. Продукты сгорания выпускаются по каналу 19 в атмосферу, а горючая смесь поступает по каналу 18 в камеру сгорания. В дальнейшем открываются npofiyвочные окна 1 и сжатый воздух из про дувочной камеры 13 впускается в камеру 27 сгорания , принудительно удаляя из неё продукты сгорания и равномерно распределяя горючую смесь по объему этой камеры. В результате этого, происходит более полная очистка камеры 27 сгорания от продуктов сгорания и дополнительное обогащение горючей смеси. При движении вперед, ударник 2 перекрывает окно 7, отсекая буферную камеру 2б от атмосферы и сжимает в ней воздух. В конце рабочегЬ хода ударник 2 наносит удар по передней части гильзы Ц, внедряя устройство в грунт. В это время камера 28 через отверстие 7 сообщается с атмосферой. В дальнейшем цикл повторяется. Запуск устройства осуществляется следующим образом. Сжатый воздух из магистрали поступает в канал 21 и через канал 6 в осевое углубление 2k. Поскольку со стороны компрессорной камеры 28 и камеры 27 сгорания на ударник действует атмосферное давление, он движется назад (на фиг. 1 и 3 вправо) , сжимая воздух в камере 27 егорания. В заднем положении ударника 2 проточка 25 совпадает с каналом 23 и компрессорная камера 28 соо щается с магистралью сжатого воздуха, а отверстие 7 сообщает буферную камеру 26 -с атмосферой. Под действие давления сжатого воздуха, действующего на ударник 2 со стороны компрес сорной камеры 28 и камеры 27 сгорания, ударник движется вперед, ежимая воздух в буферной камере 2б. Пос ле перекрытия канала 23 меньшей ступенью ударника 2 движение этого удар ника происходит за счет энергии расширяющегося в камерах 27 и 28 воздух После остановки ударника 2 он совершает обратный ход под действием энер гии воздуха, сжатого в буферной- камере 2б. . Одновременно с подачей сжатого во духа в осевое углубление 2 в камеру 27 сгорания подается горючая смес которая при обратном ходе сжимается и воспламеняется. После появления устойчивых вспышек топлива подача сжатого воздуха прекращается. Устрой ство работает только от энергии сгорания топлива. Такая констру1 ия устройства позв ляет осуществить надежный запуск при любом положении ударника и повысить ударную мощность. 26 По сравнению с известными пневматическими устройствами ударного действия для пробивания скважин в грунте - пневмопробойниками предложенное устройство при тех же размерах имеет более высокие энергетические параметры, а следовательно, и большую скорость проходки скважины. Формула изобретения Устройство ударного действия для пробивания скважин в грунте, содержа; щее корпус, в котором установлена гильза с отверстиями и пазами, цилиндр с подводящим, впускным, выхлопным и продувочным каналами, продувочную камеру, ударник с проточкой на меньшей ступени, буферную камеру, камеру сгорания и компрессорную камеру, отличающееся тем, что, с целью повышения ударной мощности, устройство снабжено установленной в передней части гильзы трубкой, полость которой сообщена посредством канала с магистралью сжатого вовдуха, при этом в ударнике выполнено осевое углубление, в котором размещена трубка. . Источники информации принятые во внимание при экспе ртизе 1.Авторское, свидетельство СССР N 93353, кл. Е 02 F 5/18, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 28913 7/03, кл.Е 02 F5/1 В, 1980 (прототип).

f «