Погружной пневмоударник

 

Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин и может найти применение в горной промышленности и геологоразведочной технике. Сущность изобретения: погружной пневмоударник содержит корпус с соединительной муфтой, распределительную гильзу со штоком, имеющим осевой канал , обратный клапан, размещенный между штоком и муфтой ступенчатый ударник с трубкой и с центральным выхлопным каналом , разделяющий полость корпуса на камеру сетевого давления и управляемые камеры рабочего и холостого ходов, в нем между распределительной гильзой и обратным клапаном на штоке установлен ступенчаты и питающе-разрядный элемент, образуя со штоком внутреннюю полость и на нем в зоне меньшей ступени питающеразрядного элемента выполнена канавка, при этом на трубке и соответственно на ударнике выполнена резьбовая нарезка, профиль которой определен соотношением Н 2(г- У 2 s / ), и между ними установ : ; ..- 16 - ... .- лен эластично-упругий элемент, где г - радиус скруглений профиля при вершине и впадине, s - шаг резьбы, мм, Н - высота профиля, мм. 2 ил. 3 (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 3/24, Е 21 В 4/14

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ ф

1 (21) 4922632/03 (22) 28,03,91 (46) 23,02.93. Бюл, М 7 (71) Институт горного дела СО АН СССР и . Производственное геологическое объединение нСосновгеологиям . (72) А,А.Липин, Ю.С.Костин и В.В,Федоров

{73) Институт горного дела CO PAH и Производственное геологическое объединение и Сосновгеология" (56) Патент США M 408646, кл, 173-17, 1981. (54). ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК (57) Использование: изобретение относится к горному делу и предназначено для бурения скважин и может найти применение в горной промышленности и геологоразведочной технике. Сущность изобретения: погружной пневмоударник содержит корпус с соединительной муфтой, распределительную гильзу со штоком, имеющим осевой канал, обратный клапан, размещенный между

Предлагаемое изобретение относится к горному делу, а именно, к буровым инстру. ментам,и может найти применение в горной промышленности и геологоразведке.

Известен погрузной пневмоударник, . имеющий корпус, соединительную муфту, распределительную гильзу со штоком, снабженным обратным клапаном, ступенчатый ударник с центральным выхлопным каналом, инструмент с выхлопной трубкой и систему бесклапанного питания рабочих камер и выхлопа из них, Недостатком аналога является снижение ударной . мощности при нарастающем противоплав. лении в буримой скважине и все это в итоге приводит к резкому снижению энергии удара, „„SU 1797650 АЗ

2 штоком и муфтой ступенчатый ударник с трубкой и с центральным выхлопным каналом, разделяющий полость корпуса на камеру сетевого давления и управляемые камеры рабочего и холостого ходов, в нем между распределительной гильзой и обратным клапаном на штоке установлен ступенчатый питающе-разрядн. ый элемент, образуя со штоком внутреннюю полость и на нем в зоне меньшей ступени питающеразрядного элемента выполнена канавка, при этом на трубке и соответственно на ударнике выполнена резьбовая нарезка, профиль которой определен соотношением

H = 2(r- Zs а .1, и мажду ними устанса16 лен эластично-упругий элемент, где r — радиус скруглений профиля при вершине и впадине, s — шаг резьбы, мм, Н вЂ” высота профиля, мм. 2 ил, Кроме того, недостатком известного устройства является то, что в инструменте закреплена трубка с помощью уплотняющего элемента, размещенного в его выточке, Это приводит к тому, что при работе пневмоударника на воздушно-водяной смеси происходит недовыхлоп из камеры холостого хода, а также ненадежность крепления трубки и трудоемкость ее замены при износе.

Целью изобретения является повышение надежности и удобства эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмоударнике, состоящем из корпуса, соединительной муфты, ударника с центральным выхлопиым каналом, распределительной гильзы, в задней стенке которой

1797650 закреплен шток, на последнем установлен обратный клапан и питающе-разрядный элемент, в передней части корпуса закреплен сменный буровой инструмент, взаимодействующий с трубкой. Предложено на ударнике и трубке выполнить резьбовую нарезку, профиль которой определен соотношением

Н-2(г — z в

16 где r — радиус скругления профиля при вершине и впадине, выбираемый из. нормального ряда значенйй;

s- шаг резьбы, выбираемый иэ нормального ряда значений;

Н вЂ” высота профиля, 1 < Н < 1,5 и между ними установлен эластично-упругий элемент, толщина которого S равна высоте профиля Н, Авторы претендуют на следующие отличительные признаки: — на ударнике и соответственно на трубке выполнена резьбовая нарезка, профиль которой определен соотношением:

Н=2(à — )) 2 $ )

16

Этот признак авторам не известей, Между трубкой и ударником установлен эластично-упругий элемент. Этот. признак широко известен из техники (см„например, патент В-ии N 934166). Однако; в известном устройстве этот элемент демпфирует по гладкой соприкасающейся поверхности.

Вследствие чего несущая способность .соединения недостаточная.

В предложенном нами устройстве де-. мпфирующий элемент установлен между резьбовыми поверхностями, многократно увеличивая опорную площадь и, стало быть, многократно повышает надежность соединения. Выполнение специальной резьбовой нарезки на трубке и соответствен,йо йа ударнике, между которыми. размещен эластично-упругий элемент, толщина которого равна высоте профиля, позволяет повысить надежность крепления и кроме этого при эксплуатации пневмоударника изношенную трубку легко заменить s производственных условиях без применения специального оборудования, что удобно и экономически выгодно.

Таким образом, предлагаемое изобретение обладает существеннымИ отличиями,.

: :: .Техническое решение подтверждено примером конкретного выполнения, где на фиг. 1 представлен общий вид пневмоударника в разрезе; на фиг. 2 изображен местный вид резьбового соединения в увеличенном масштабе, Погружной пневмоударник состоит из корпуса 1, соединительной муфты 2, ударни5 ка 3 с центральным выхлопным каналом 4„ распределительной гильзы 5, в задней стен.ке которой закреплен ступенчатый шток 6 с разрядным осевым 7 и радиальным 8 каналами и полостью 9. На ступенчатом штоке 6

"0 установлены обратный клапан 10, закрывающий входное отверстие в соединительной муфте 2 при неработающем пневмоударнике, питающе-разрядный элемент 11 с внутриклапанной полостью 12, образованной

15 меньшей и большей ступенями питающеразрядного элемента 11 и ступенчатого што. ка 6 и постоянно соединенной с атмосферой через разрядные каналы 8, полость 9, каналы 7 и 4, На наружной поверхности штока

20 6 в зоне размещения меньшей ступени питающе-разрядного элемента 11 выполнена круговая канавка 13. В передней части корпуса 1 закреплен сменный буровой инструмент 14 с выхлопным каналом 15. Ударник 3 разделает полость корпуса 1 на камеру 16 . сетевого давления и управляемые камеры

17 рабочего хода и 18 холостого хода ударника 3, Трубка 19 закреплена в ударнике, При этом на внешней поверхности трубки

19 и на внутренней поверхности централь- ного выхлопного канала ударника 3 выполнена резьбовая нарезка 20для закрепления ... трубки 19 в ударнике 3, профиль которой определен соотношением

H=2(r s ).

16

Между внутренней поверхностью ударника 3 и внешней поверхностью трубки 9.

"0 установлен эластично-упругий элемент 21, толщина которого равна высоте профиля . резьбовой нарезки, Устройство работает следующим образом, Сжатый воздух, отжимая обратный клапан 10, поступает через каналы в гильзе 5 в . камеру сетевого давления 1 6; Из нее через каналы в головке ударника 3 в камеру 18 холостого хода, При этом камера 17 рабоче50 го хода находится под атмосферным давле- . нием. flop действием разности сил давления, определяемых соотношением рабочих площадей со стороны камер 16 и 18, ударник 3 начинает движение назад, совер55 шая холостой ход.

По мере перемещения ударника, трубка

19 выйдет из отверстия 15 инструмента 14, из камеры 1S начнется выхлоп, Давление в ней резко падает. Ударник 3 продолжает движение назад по инерции до подачи сжа1797650

20

Цикл повторится

При ударном взаимодействии ударника и инструмента трубка 19 испытываетосевые инерционные ударные нагрузки, приводящие к деформации упруго-эластичного элемента 21, удерживающего трубку от смещения в месте крепления. В прототипе элемент установлен между трубкой и инструментом 14 в расточке и удерживается одФ о р м у л а и з о б р е т е н и я профиль которой определяется из сооФноПогружной пневмоударник, содержа- . шения щий корпус, соединительную муфту, распределительную гильзу со штоком, имеющим обратный клапан. ступенчатЫй Н = 2 (r — Zz ), ударник с центральным выхлопным кана- 16 лом, инструмент с выхлопным каналом, вы- где r - радиус скругления профиля при верхлопную рубку, систему бесклапанного шине и впадине, выбираемый из нормальпитания рабочих камер и выхлопа из них, ного ряда значений, мм; отличающийся тем, что выхлопная S — шэг резьбы, выбираемый из нор трубка посредством уплотняющего упругоэ- мального ряда значений, мм; л*стичного элемента закреплена в цент- Н вЂ” высота нормали профиля нарезки, ральном выхлопном канале ступенчатого мм, ударника и установлена с возможностью причем уплотняющий упругоэластичный размещения в выхлопном канале инстру- элемент.размещей в резьбовой нарезке мента, при этом на внутренней поверхности между внешней поверхностью трубки и центрального выхлопного канала ударника внутренней поверхностью ударника, а толи соответственно на внешней поверхности щина уплотняющегоупругоэластичнагоэлевыхлопнойтрубкивыполненарезьбовая- мента равна высоте профиля резьбовой резка для закрепления трубки в ударнике, нарезки. того воздуха в камеру 17 рабочего хода, давление в которой будет резко нарастать как от уменьшения объема ее, так и от питания из камеры 16 сетевого давления. Вследствие этого сработает питающе-разрядный элемент 11, который разобщит камеру 17 с атмосферой и соединит ее с магистральным давлением. Ударник остановится и поменяет направление движения. Начнется прямой ход ударника. Питание камеры 17 через разрядно-питающий элемента 11 будет производиться до момента выхода штока 7 из выхлопного канала 4 ударника. Резкое па. дение давления в камере 17 выхлопе вызовет перекидку элемента 11 в положение

"разрядка" камеры 17 через. разрядный тракт: канавку 13, полость 12, каналы 8, полость 9 и каналы 7 и 4. Ударник достигнет инструмента 14 и нанесет rio нему удар. ной ступенью расточки, площадь которой ограничена прочностью инструмента, Вследствие этого надежность крепления трубки недостаточна, Крепление трубки посредстывом резьбы, как предлагается по данной заявке, выполненной соответственно в ударнике и на трубке и через промежуточный упруго-эластичный элемент, позволяет многократно увеличить опорные поверхности элемента и тем самым резко повысить надежность крепления. Существенно и то, что при креплении трубки в ударнике достигается более полный выхлоп из камеры холостого хода, так как выхлопной тракт становится более прямоточным. Кроме того, крепление трубки на резьбе позволяет легко заменять ее в процессе эксплуатации путем простого вывинчивания. В то же время как в прототипе замена трубки требует расточки ее и последующей установки с применением специального оборудования..

Предложенное техническое решение надежней и удобней в эксплуатации, улучшает дийэмику пневмоударника, особенно при работе на воздушно-водяйой смеси, . конструктивно-технологически простое и обладает явными преимуществами перед известными устройствами, 1797650

Составитель А. Липин

Техред M.ÌîðãåíTàë Корректор Е, Оапп

Редактор 0. Стенина

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, уп.Гагарина, 101

Заказ 666 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5