Гидравлическая бурильная машина

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 844769 (6I ) Дополнительное к HBT. свид-ву (22) Заявлено 12.04. 79 (21) 2753837/22-03 (5 l ) M. Кл. с присоелинением заявки №

Е 21 С 3/20

Государственный комитет

СССР (23) Приоритет но делам наооретеннй н открытий

Опубликовано 07.07.81.. Бюллетень № 25

gl à Tà опубликования описания 10. 07. 81 (53) УДК 622.233..52 (088.8) (72) А вторы изобретения

В. В. Дыдзинский и С. А. Козырев

1

1

Научно-исследовательский горнорудный институт Иинистерства- черной металлургии Украинской CCP (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРИЛЬНАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области бурильной техники и может быть использовано в горной и строительной отраслях народного хозяйства, Известна гидравлическая бесклапанная бурильная машина, включающая вращытель и ударный механизм. Ударный механизм машины содержит корпус, напорный сливной аккумулятор, две рабочие камеры и поршень-ударник. Напорный и сливной аккумуляторы выпол10 иены в виде емкостей в корпусе машины и заполнены рабочей жидкостью.

Жидкость, сжимаясь под действием давления, развиваемого насосом, запаf5 сается в напорном аккумуляторе и поступает в рабочие камеры для разгона поршня 1 1).

Недостатком. этой машины является невысокий импульс давления в рабочих камерах, т.е. нерациональное использование энергии сжатой жидкости.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату

2 является гидравлическая бурильная машина, содержащая корпус с рабочими камерами и каналами для подвода и слива жидкости, поршень-ударник и уста-. новленную на нем с возможностью осевого перемещения втулку, между которой и буртом поршня ударника размещена пружина 12).

В этой машине упругая связь между втулкой и поршнем-ударником образована только с одной стороны. Такая конструкция при обратном ходе поршняударника не обеспечивает его задержку, т.к. втулка упирается в корпус.

Это не позволяет эффективно использовать энергию сжатой среды, рабочих камер, сто снижает энергию единичного удара.

Целью изобретения является увеличение энергии единичного удара.

Поставленная цель достигается в результате того, что на хвостовой части поршня-ударника вынолнен ут1ор, при этом между указанным упором и

Ударный механизм имеет сливной аккумулятор 10, рабочие камеры 11 и

12, перегородку 13, в которой каналы

14-18 выполнены для подвода и слива жидкости, соединенные с проточками 19-23.

В средней части поршня-ударника

3 находящейся в перегородке 13, име30 ется утолщенная часть 24 с проточками

25 и 26. На поршне — ударнике 3 выполнен бурт 27.

Устройство работает следующим образом.

Устройство подсоединяют каналами

14 и !8 к напорной магистрали гидросистеьы, а сливной аккумулятор 10 соединяют со сливной магистралью гидросистемы.

Рабочую жидкость под давлением подают из напорной магистрали через каналы 14 и 18 к проточкам 19 и 23.

Если поршень-ударник 3 находится в таком положении, как показано на чер- 45

- теже, проточка 19 блокирована и жидкость через канал 18, проточки 23, 26, 22,. канал 17 поступает в рабочую камеру 12. Здесь жидкость аккумулируется и, воздействуя на утолщенную

50 часть 24 поршня-ударника 3, заставляет его двигаться вперед на чертеже ( вверх). При этом втулка 7 под действием сил инерции движется назад относительно штока 4 и сжимает дополнитель55 ную пружину б.

Жидкость из рабочей камеры 11 вытесняется поршнем-ударником 3 и по каналу 15, проточкам 20,25,21 к кана35

3 8447 втулкой вмонтирована дополнительная цружина.

На чертеже показан осевой разрез предлагаемой машины.

Гидравлическая бесклапанная буриль5 ная машина состоит из вращателя 1 и ударного механизма. Вращатель 1 представляет собой известный гидравлический двигатель, например шестеренный, широко применяемый в технике.

Ударный механизм включает корпус

2, поршень-ударник 3, на хвостовой части которого выполнен шток 4. На штоке 4 размещены пружина 5 и дополнительная пружина 6, между которыми находятся втулка-масса 7. На хвостовой части поршня-ударника 3 выполнен упор 8, расположенный на конце штока 4.

Во вращатель 1 вмонтирован хвостовик 9, который может контактировать с поршнем-ударником 3.

69 4 лу 16 поступает в сливной аккумулятор 10, из которого отводится в сливную магистраль.

Продолжая двигаться вперед, поршень-ударник 3 перекрывает проточки

21 и 23, и давление в камере 12 падает, а в рабочей камере 11 возрастает. В дальнейшем канал 14 через проточку 19, 25, 20 и канал 15 соединяется с рабочей камерой- 11, одновременно с этим рабочая камера 13 через канал 17, проточки 22,26,21 и канал

16 сообщается со сливным аккумулятором 10. Происходит впуск жидкости в рабочую камеру ll и слив из рабочей камеры 12.

Поршень-ударник 3 продолжает двигаться по инерции до точки соударения с хвостовиком 9. При соударении поршня-ударника 3 с хвостовиком 9 втулка 7 под действием силы инерции и пружины 6 начинает двигаться вперед по штоку 4. Поскольку удар происходит почти мгновенно, втулка 7 перемещается от точки своего крайнего заднего положения вперед по штоку 4 под действием силы инерции, а также вследствие отскок- поршня-ударника 3.

Втулка 7 наносит удар через пружину 5 по поршню-ударнику 3 (при этом пружина 5 сжимается) и заторма— живает его движение холостого хода.

В результате динамического взаимодействия подпружиненной втулки 7 с поршнем-ударником 3 происходит задержка ("зависание"} поршня-ударника

3 в передней крайней точке (или вбли— зи ее). Задержка периода впуска в рабочую камеру 11 способствует возрастанию давления в этой камере, т,е. аккумулированию энергия сжатой жидкости для удара. Втулка 7 и жесткость пружин 6 и 5 обеспечивают рост давления в рабочей камере 11 за счет производительности насосной станции.

После этого начинается обратный ход поршня-ударника 3. При обратном ходе втулка 7 под действием силы инерции (до этого она колеблется на штоке 4 после отскока), перемещаясь по штоку 4, сжимает пружину 5.

В конце периода впуска поршеньударник 3 одновременно перекрывает проточки 19,21 и продолжает двигаться за счет энергии жидкости, запасенной в рабочей камере !1, причем давление в этой камере несколько снижа— ется, а в рабочей камере 12 повышает5 8447 ся. При дальнейшем движении поршеньударник 3 занимает такое положение, когда рабочая камера 11 через канал

15, проточку 20,25,2) и канал 16 соединяется со сливной магистралью и одновременно с этим рабочая камера

22 через канал 17, проточки 22,26

23 и канал 18 соединяетс с напорной магистралью.

Начинается период впуска в рабочую )О камеру 12, а поршень-ударник 3 начинает тормозиться и движется к задней крайней точке по инерции. В это же время втулка 7 начинает двигаться по штоку 4, сжимая пружину 6. В районе задней крайней точки втулка 7 наносит удар по упору 8 и через шток

4 передает поршню-ударнику 3 энергию, которая обеспечивает зависание поршня-ударника 3 в задней крайней точке. zp

Удар удлиняет ход поршня-ударника

3, увеличивает время впуска в рабочую камеру 12, в результате чего давление в ней подымается до давления, развиваемого в гидросистеме. В ре- 25 зультате зависания давление в рабочей камере 12 поднимается, а в рабочей камере 1) давление падает и рабочий ход следующего цикла начинается с наибольшим перепадом давления в ра- р бочих камерах 12 и 1)

Поршень-ударник 3 начинает двигаться вперед, и цикл начинается снова, Вращатель 1 непрерывно вращает хвостовик 9 бурильной машины, а поршень-

69 6 ,ударник 3 периодически наносит удары по торцу хвостсвика 9, который через долото (на чертеже не показано) разрушает породу.

Выполнение гидравлической машины предложенной конструкции позволяет увеличить давление в цикле впуска в рабочих камерах ударного механизма и увеличить длительность рабочего цикла. Это позволит получить большую энергию единичного удара с меньшей частотой ударов.

Формула изобретения

Гидравлическая бурильная машина, содержащая корпус с рабочими камерами, и каналами для подвода и слива жидкости, поршень-ударник и установленную на нем с воэможностью осевого перемещения втулку, между которой и буртом поршня-ударника размещена пружина, отличающаяся тем, что, с целью увеличения энергии единичного удара на хвостовой части поршня-ударника выполнен удар, при этом между указанным упором и втулкой монтирована дополнительная пружина.

Йсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3620312, кл. 73-138, опублик. 1969.

2. Авторское свидетельство СССГ

Р 51030, кл. Е 21 С 3/20, 1935 (прототип) .

844769

Заказ 4434 13 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303S, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП

Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Иихаева

Редактор Т. Авдейчик Техред И. Асталош Корректор А. Гриценко