Пневматический ударный механизм Советский патент 1983 года по МПК E21B4/14 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ МЕХАНИЗМ

Изобретение относится к пневматическим ударньом устройствам, пред- назначенным для бурения скважин, .разрушения и уплотнения твердых мате риалов, и может быть использовано в горной и строительной промыишеннрсти. По основному авт. св. № 848615 из вестен пневматический ударный механизм, содержащий полый корпус, поршень, установленный в корпусе, камер рабочего и холостого хода, эластичны .клапан тороидальной формы и клапанное седло с кольцевыми канавками под клапан Cl 3- Недостатком механизма является значительная величина сил противодав ления в камере рабочего хода, действующих на поршень при холостом ходе, что затрудняет увеличение хода поршня и снижает энергию удара. Целью изобретения является повы.шение КПД механизма. Пославленная цель достигается тем что в пневмоударном механизме установлен дополнительный эластичный кла пан, который выполнен в виде тора и обра зует с внутренними стенками корпуса канал для выпуска воздуха из камеры рабочего хода. Причем основной и дополнительный эластичные клапаны могут быть установлены в клапанном седле по разные стороны от цилиндрического выступа, который выполнен на поверхности седла. Кроме того, торцовые поверхности кольцевых канавок клапанного седла, в которь с установлены клапаны, имеют коническую форму. На чертеже показан предлагае1«ый механизм, продольный разрез. В полом корпусе 1 с возможностью воз вратно-поступательного движения размещен поршень 2, разделяющий полость корпуса на камеру 3 рабочего хода и камеру 4 холостого хода. В корпусе 1 выполнены радиальные отверстия 5 и 6 и гнездо 7 под инструмент 8. Поршень 2 имеет .центральный канал 9, расточку 10, проточку 11 и лыски 12. В задней части корпуса 1 установлено клапанное седло 13, выполненное за одно целое с переходником 14, имеющим резьбу для соединения с трубопроводом напорной магистрали. В клапанном седле с помощью гильзы 15 закреплен шток-золотник 16, входящий передним концом в центральный канал поршня 2 и снабженный осевым и ралиальньпу каналами 17 и 18, пальцем 19, наружными каналами 20, На боковой поверхности клапанного седла 13 выполнены кольцевые канавки 21 и 22 с коническими торцовыми поверхностями и цилиндрический выступ 23. В канавк&х 21 и 22 с натягом по внут реннему диаметру установлены эластич -ные клапаны 24 и 25, .имеющие форму тора или близкую к ней. Основной кла пан 24 образует с корпусом 1 впускной канал 26, посредством которого клапанная полость 27 через каналы 28 и 29 соединена с камерой 3. С напорной- магистралью полость 27 соединена отверстиями 30 и 31. Дополнительный клапан 25 образует с корпусом 1 выпускной канал 32, с, помощью которо го камера 3 соединена с полостью 33 пониженного давления, открытой радиальныМи отверстиями б в окружающее пространство. Пневмоударный механизм работает следующим образом. При включении механизма энергоноситель по каналам 17 и 18 и через зазор между торцами поршня 2 и инструмент 8 поступает в камеру 4 и медленно наполняет ее. Одновременно эне гоноситель через каналы 31, 30, 26, 28 и 29 подается в камеру 3 и из нее через радиальные отверстия 5 и б уда ляется в окружающее пространство.При соответствующей величине давления в клапанной полости 27 клапан 24 .под действием перепада давлений между полостью 27 и камерой растягивается и перекрывает впускной канал 26. Подача энергоносителя в камеру 3 прекращается, а успевший туда поступить энергоноситель удаляется из нее через радиальные отверстия 5 и б, К этому.моменту поршень 2 под действием давления в камере 4 отходит от ин струмента 8 и обеспечивает сообщение канала 9 с камерой 4. Давление энергоносителя в камере 4 резко повышается, и поршень совершает холостой ход. При перекрытии пальцем 19. канала 9 подача энергоносителя в камеру 4 прекращается и в дальнейшем при совмещении проточки 11 с отверстиями 5 из нее происходит выхлоп. Поршень 2 под действием полученной энергии продолжает совершать холостой ход, вытесняя воздух из камеры 3 через отверстия б в окружающее пространство. Сообщение в этот период камеры 3 с окружающим пространством обеспечивает уменьшение противодавления в этой камере и увеличение -хода поршня. При открытии наружных каналов 20 в расточку 10 энер гоноситель по каналам 17, 18, 10, 2 поступает в камеру 3 и давление в ней пс ышается. При определенной ве личине давления в камере 3 клапан 25 под действием перепада давлений между камерой 3 и полостью 33 растягивается и перекрывает выпускной канал 32. Это приводит к быстрому повышению давления в камере 3 и уменьшению перепада давлений, действующего на кл.апан 24. При определенной величине давления в камере 3 клапан 24 под действием внутренних упругих сил сокращается и открывает впускной канал 26. Давление В камере 3 повышается до магистрального и обеспечивает интенсивное торможение поршня 2. Поршень 2 останавливается,заТ.ём совершает рабочий ход. В начальный период рабочего хода камера 3 соединена с магистралью через клапан 24 и наружные клапаны 20, а после выхода последних из расточки 10 остается соединенной с магистралью только через клапан 24. При открытии поршнем радиальных отверстий 5 перепад давлений, действующий на клапан 24, увеличивается, что вызывает растяжение клапана и перекрытие им впускного канала 26. Подача энергоносителя в камеру 3 прекращается и давление в ней падает. При определенной величине давления в камере 3 клапан 25 под действием внутренних упругих сил сокращается и открывает впускной канал 32, сообщая камеру 3 с полостью 33 пониженного давления. К этому времени палец 19 открывает канал 9 и обеспечивает наполнение энергоносителем 4. После удара поршня по инст- . рументу цикл повторяется. Формула изобретения 1.Пневматический ударный механизм по авт. св. № 848615, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД механизма, в нем. установлен дополнительный эластичный клапан, который выполнен в виде тора и образует с внутренними стенками корпуса канал для выпуска воздуха из камеры рабочего хода. 2.Механизм по п. 1, отличающийся тем, что основной и дополнительный эластичные клапаны установлены в клапанном седле по разные стороны от цилиндрического выступа, который выполнен на поверхности седла. 3.Механизм по пп. 1 и 2, о т л и-, чающийся тем, что торцовые поверхности кольцевых канавок клапанного седла, в которых установлены клапаны, имеют коническую форму. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 848615, кл. Е 21 С 3/24, 1978.

WT