Гидравлическая буровая головка ударно-вращательного действия

 

863855

Союз Соввтския

Социалистические

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Завалено 02.08. 79 (21) 2812780/22-03 с присоединением заявки М (23) Приоритет (5! )М. Кл.

Е 21 С 3/20 фЬеударктееяяый кемятет

СССР ао делам яэобретеяяя и открытий

Опубликовано 15,09.81 Бюллетень М 34

Дата опубликования описания 15,09,81 (53) УДК 622.233..52 (088.8) (72) Авторы изобретения

«»

Б.П.Кретов, Н.Джуманбаев, Е.И.Шац, 6,Б.Мендыбаев и Ю.Ф.Моргун т

f с

Карагандинский ордена Трудовот о Красного Знамени." политехнический институт и Трест "Казахвзрывйрои"(71) Заявители (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ БУРОВАЯ ГОЛОВКА

УДАРНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ!

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может использоваться в качестве рабочего органа в установках для бурения взрывных скважин.

Известны конструкции гидравличес,ких машин применительно к ударно-вращательному бурению. Они содержат гидрообъемное устройство.с гидромотором вращателя, орган управления с подпружиненным золотником, редуктор, ограничитель расхода жидкости и напорную и сливную магистрали (lj, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является гидравличес!

5 кая буровая головка ударно-вращательного действия, содержащая вращатель бурового става . и ударный механизм, в корпусе которого, выполненном с напорной и сливной магистралями, рас20 положен ударный боек со штоком и поршнем, образующий с его стенками аккумулир уюшую, напор ную, сливную и вспомогательную полости, и имеющий подпружиненный золотник, торцовые камеры которого постоянно сообщены между собой и со сливной магистралью, а управляющая камера имеет возможность периодического сообщения с напорной и сливной полостями ударного механизма (2 ).

Недостатком этой машины является относительная сложность конструкции ударного механизма и его значительная длина. цель изобретения — сокращение осевой длины буровой головки и упрощение ее конструкции.

Поставленная цель достигается темЕ что вспомогательная полость ударного механизма расположена между сливной и напорной полостями, а на штоке ударного бойка выполнена кольцевая проточка, при этом управляющая камера золотника периодически сообщена с напорной и сливной полостями ударного механизма посредством вспомо863855 гательной полости и кольцевой проточки штока.

На фиг. l изображена гидрокинемати", ческая схема предлагаемой гидравлической буровой головки ударно-вращательного действия, на фиг.2 и 3— то же, продольный разрез; на фиг.4то же,поперечный разрез.

Гидравлическая буровая головка содержит ударный механизм, в корпусе

1 которого размещен шпиндель 2,жестко соединенный с буровым ставом, и ударный боек, включающий собственно боек 3 и поршень 4. Головка имеет подпружиненный двухпозиционный трехпоясковый золотник упвавления 5,расположенный в продольной осевой расточке гильзы 6. Корпус 1 и гильза

6 запрессованы в цилинцр 7 и образуют вместе неподвижную корпусную часть, в которой могут перемещаться только ударный боек, шпиндель 2 и золотник 5.

Ударный боек имеет шток 8, на котором выполнена кольцевая проточка 9.

Корпус 1 и ударный боек образуют между собой аккумулирующую 10> напорную 11, сливную 12 и вспомогательную 13 полости. При этом, вспомогательная полость 13 расположена между сливной 12 и напорной 11 полостями ударного механизма.

Торцовые камеры 14 и 15 золотника имеют разное сечение, и постоянно сообщены между собой каналом 16 и со сливной магистралью 17. Управляющая камера 18 золотника 5 имеет возможность периодического сообщения с напорной 11 и сливной 12 полостя". ми ударного механизма посредством вспомогательной полости 13 и кольцевой проточки 9 штока 8 ударного бойка.

Первый поясок золотника 5, имеющий больпий диаметр, чем остальные два взаимодействует с рабочими каналами

19, соединенными с напорной полостью !!. В зависимости от положения золотника 5 напорная магистраль 20 привода через проточку 21 на золотнике 5 сообщается с каналами 19 или напором вращателя бурового става, содержащего гидромотор 22 вращателя, к которому подключен гидроаккумулятор

23, а сливные каналы 24 через проточ ку 25 на золотнике 5 и каналы 19 периодически сообщаются между собой.

Управляющая камера 18 посредством

25 за

50 канала управления 26 сообщена со вспомогательной полостью 13, Гидравлическая буровая головка ударно-вращательного действия работает следующим образом.

Перед включением насоса ударный боек под действием давления газа в аккумулирующей полосами 10 прижат к хвостику шпинделя 2, а золотник

5 благодаря упругой силе пружины находится в левом положении и отсекает своим первым пояском напорную . полость 11 от сливной 12, а вторым— напор гидромотора 22 от напорной магистрали.

После включения насоса жидкость под давлением через проточку 21 на золотнике 5 и каналы 19 поступает в напорную полость 11, в результате чего ударный боек начинает двигаться вправо, сжимая гаэ в полости 10 и вытесняя на слив отработанную жидкость из сливной полости 12.

Перемещение ударного бойка вправо продолжается до тех пор, пока напорная полость 11 через проточку 9 на штоке 8 ударного бойка не сообщится со вспомогательной полостью 13.

После этого жидкость из вспомога— тельной полости 13 по каналу управления 26 поступает в управляющую камеру 18 и перемещает золотник 5 вправо. В результате занятия золотником 5 правого положения, напорная по-. лость !1 посредством рабочих каналов 19 проточки 25 на золотнике 5 соединяется со сливной полостью 12 и отсекается от напорной магистрали третьим пояском, а жидкость от насоса через проточку 21 поступает одновременно в рабочие камеры гидромотора 22 вращателя и гидроаккумулятор 23.

После этого давление в полостях ll и 12 выравнивается и ударный боек под действием давления газа в полости 10 сначала затормаживается, а затем ускоренно движется влево для нанесения удара по хвостику шпинделя 2.

До соударения золотник 5 удерживается в правом положении за счет разницы сил, действующих на его первый и второй пояски, обусловленной давлением гидродинамического потока жидкости и полученного замкнутого объема жидкости в управляющей камере.

863855

Перед нанесением удара управляющая камера 18 через проточку 9 на штоке 8 и вспомогательную полость

13 сообщается со сливной полостью 1?, В период соударения ударный боек и поток жидкости, следующий из напор ной полости ll по рабочим каналам

19 и проточку 25 на золотнике 5 в сливную полость 12, полностью теряют

J свои скорости. В результате этого все силы, удерживающие золотник 5 в правом положении, снижаются, золотник

:5 под действием упругой силы пружины перемещается влево и занимает свое нервоначвльное положение, отсекая напорную полость 11 от сливной 12 и соединяя ее через проточку 21 с напорной магистралью, а также разобщая ианор гидромотора 22 от напорной магистрали.

Далее цикл повторяется.

В период совершения ударным бойком холостого. хода гидромотор 22 вращателя работает от потока жидкости под давлением, поступающего из гидроаккумулятора 23.

Формула . изобретения

Гидравлическая буровая головка ударно-вращательного действия, содержащая вращатель бурового става и ударный механизм, в корпусе которо-

/ го, выполненном с напорной и сливной магистралями, распс ножен ударный боек со штоком и поршнем, образующий с его стенками аккумулнрующую у напор кую, сливную и вспомогательную полости и имеющий подпружиненный золотник,торцовые камеры которого постоянно сообщены между собой и со сливной магистралью,.и управляющая камера имеет возможность перно;ичес кого сообщения с напорной и сливной полостями ударного механизма, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения осевой длины буровой головки и упрощения ее конструкции, вспомогательная полость ударного механизма расположена. между сливной и напорной полостями, а на штоке ударного бойка выполнена кольцеО вая проточка, при этом управляющая камера . золотника периодически сооб щена с напорной и сливной полостями ударного механизма посредством вспо; могательной полости и кольцевой проточки цтока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 481697, кл. Е 21 С 3/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

И 663831, кл. Е 21 С 3/20, 1927 (прототип).

863855 у 21 1б Риг. 2

Составитель В. Махаева

Редактор С.Тимохина Техред Т.Маточка Корректор Г. Наэарова

Ф ° 3 °

Закаэ 7731/50 . Тираж 630 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретеннй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4