Гидравлический вибромолот Советский патент 1982 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в буровых работах, при спуске и извлечении обсадочных труб, для погружения труб, свай, шпунтов п т. д.

По основному авт. св. N° 583240 известен гидравлический вибромолот, включающий корпус с наковальнями, переходник с нагнетательными каналами и выхлопными отверстиями, распределительное устройство, состоящее из впускного и выпускного клапанов, причем переходник и распределительное устройство снабжены горизонтальными перегородками, установленными на входе рабочей жидкости, при этом нагнетательные каналы в переходнике смеПены относительно оси вибромолота в сторону, противоположную выхлопным отверстиям 1.

Недостатками известного гидравлического вибромолота являются низкая эффективная мощность и КПД, обусловленные тем, что свободный ход порщня-бойка вниз (S) меньще свободного хода поршнябойка вверх (S) на величину свободного хода выпускного клапана вверх (а), вследствие чего происходит потеря кинетической энергии гбойка при ходе его вниз и работа всего механизма является неуравновешенной.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности работы гидравлического вибромолота путем обеспечения равеиства свободных ходов порш5 ня-бойка вверх и вниз до встречи с выпускным клапаном и его хвостовиком.

Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом вибромолоте выпускной клапан снабжен кондентрично установленной на его хвостовике подвижной втулкой,

10 торец которой выступает над верхним торцом хвостовика на расстояние, соответствующее величине свободного хода выпускного клапана, при этом щток последнего 15 удлинен на ту величину.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого гидравлического вибромолота; на фиг. 2 - положение выпускного клапана и поршня в момент удара бойка по ниж20ней наковальне предлагаемого гидравлического вибромолота; на фиг. 3 - то же, в момент удара бойка по верхней наковаль-. не.

Гидравлический вибромолот состоит из

25 корпуса 1, включающего верхнюю 2 и нижнюю 3 наковальни, переходника 4, снаблченного горизонтальной перегородкой 5, нагнетательным каналом 6 и выхлопным отверстием 7. К переходнику 4 снизу при30креплено распределительное устройство 8, имеющее горизонтальную перегородку 9, камеру 10, выхлопной канал 11 и соеднненное с дилнндром 12, внутри которого установлен иоршень 13, еоставляющий одно целое с бойком 14, нижняя которого, имеющая меиьщий, ио сравнению с норщием 13 диаметр, является второй стуненью дифференциального норщня, уплотненную манжетой 15. Клаианная группа образована впускным клаианом 16, размещенным в камере 10, выпускным клапаном 17, толкателем 18 и 19. Хвостовик 20 выпускного клапана 17, жестко соединенный с самим клапаном 17 посредством штока 21, подвижная втулка 22, концентрично установленная на хвостови1ке 20, и пружина 19 расположены в головке иоршня 13. Причем верхний торец 23 .хвостовика 20 расположен от верхнего торца 24 втулки 22 на расстоянии, равном величине свободного хода выпускного клапана 17. Устройство работает следующим образом. В исходном нолол ении боек 14 под действием собственного веса находится в крайнем нижнем положении, впускной клапан 16 закрыт, а выпускной 17 открыт. Благодаря тому, что втулка 22 своим верхним торцом 24 унирается во внутренний торец поршня 13, между верхним торцом 23 хвостовика 20 и внутренним торцом поршня 13 имеется зазор, равный величине свободного хода выпускного клапана 17 - а (см. фиг. 4). Скоростной напор рабочей жидкости, подаваемой буровым насосом в вибромолот, воснринимается горизонтальной перегородкой 5 и затем через нагнетательный канал 6 переходннка 4 жидкость поступает в кольцевой зазор между кориусом 1 и цилиндром 12. За счет давлении рабочей жидкости в нижней иолости .цилиндра 12 поршеиь 13 вместе с бойком 14 перемещается вверх. Жидкость, иаходящаяся над поршнем 13, через выхлопной канал 11 в распределительном устройстве 8 и выхлопное отверстие 7 в переходнике 4 вытесняется в скважину. Благодаря давлению жидкости в камере 10, разобщенной с выхлопным отверстием 7 горизонтальной перегородкой 9, виускной клаиан 16 остается закрытым. По мере подъема поршнябойка пружина 19 сжимается. В верхнем положении поршень 13 контактирует с выпускным клапаном 17 и совершает с иим совместное движение иа участке, величина которого определяется но формуле: ,-5, где 5 - полный ход поршня-бойка, т. е. ход бойка от нижней до верхней наковальни; S -- свободный ход поршня-бойка, т. е. ход поршня-бойка до встречи с выпускным клапаном. Под действием толчка и силы сжатой пружины 19 выпускной клапан 17 и вся клапанная группа перемещаются вверх на величину свободного хода выпускного кланана 17 - а (см. фиг. 5), которая определяется ио формуле: й 5к-6, где SK- - полный ход клапанной rpiynnbi (см. фиг. 4). В результате происходит переключение клапанов, впускной клапан 16 благодаря толкателю 18 открывается, а выпускной 17 закрывается. Рабочая жидкость начинает ноступать и в верхиюю полость цилиндра 12, ио, поскольку рабочая илощадь поршня 13 сверху больше, чем снизу, то он вместе с бойком 19 опускается вниз. Опускаясь вииз, поршень 13 проходит до встречи с верхиим торцом 23 хвостовика 20 выпускного клапана 17 расстояние S (см. фиг. 5 и 2), равное свободному ходу поршня-бойка вверх 5 (см. фиг. 4). После этого ои своим внутренним торцом ударяет по верхнему торду 23 хвостовика 20. В результате толЧКа клапанная группа перемещается вниз, впускной клапан 16 и выпускной 17 занимают исходное положение. Затем цикл работы повторяется. При ходе вверх боек 14 наносит удар по верхней наковальне 2, а при ходе вниз - ио нижней наковальне 3. Примеиение подвил ной, концентрично установленной иа хвостовике выпускного клапана втулки, верхний торец которой расположен от верхнего торца хвостовика на расстоянии, равном величиие свободиого хода выиускного клапана, н увеличение длины штока выпускного клаиаиа на ту же величину позволяет, за счет достижения равепства свободных ходов поршня-бойка вверх и вииз до встречи с выпускны.м клапаном и его хвостовико.м, увеличить эффективную мощность и КПД гидравлического вибромолота. Формула изобретения Гидравлический вибромолот по авт. св. 583240,. отличающийся тем, что, с целью повыщения эффективности и надежности работы, выпускной клапан снабжен копцентрично установленной на его хвостоике подвижной втулкой, торец которой выступает над верхним торцом хвостовика а расстояние, соответствующее величине вободного хода выпускного клапана, при том щток последнего удлипен на ту же веичину. Источник информации, принятый во нимание при экспертизе: 1. Авторское свидетельство СССР 583240, Е 02 D 7/10, 1975 (прототип).

фуг. /

ф1/г.2