Пневматический перфоратор

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистическии

Респубпик (iii922273 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 19. 08. 80 (21) 297234 3/22-03 с присоединением заявки йе— (23) П риоритет (51)М. Кл.

Е 21 С 3/04

Е 21 С 3/24

Гвеудервтвеииый кемнтет

СССР

IIo делам изабретений и открытий,(53) УДК 622.233.

° 52-85 (088. 8) Опубликовано 23. 04.82. 6итллетень Рй 15

Дата опубликования описания 23.04. 82 (72) Авторы изобретения

6. Н. Власов, Б.М. Прохоров, В. R. Гончар (7I) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПЕРФОРАТОР

Изобретение относится к горным машинам, а более конкретно к пневматическим перфораторам.

Известна пневмомашина, выхлопной коллектор которой поджат к выхлопному отверстию и охвачен кожухом, образующим полость вокруг коллектора. К полости подведен трубопровод для подачи воды, которая обогревает коллектор и поступает далее на промывку шпура. или на сброс(11.

Наиболее близким техническим реШением является пневматический перфоратор, включааций корпус с размещенным в нем цилиндром с крышками и поршнем, систему воздухораспреде" ления, коллектор с кожухом для обогрева выхлопного отверстия и систему подбора теплоносителя(2

Недостаток известных устройств заключается в необходимости подводить к пневматической машине .проточную воду, что не всегда возможно, а для ручных машин вообще малоприемлемо.

К тому же расход воды должен быть большим ввиду неэффективности теплопередачи от воды к коллектору иэ-за малой разности их температур. По той

S же причине размеры полости вокруг выхлопного коллектора. должны быть достаточно большими.

Целью изобретения является повышение эффективности обогрева выхлопных окон перфоратора.

Поставленная цель достигается тем, что между крышками цилиндра и поршнем выполнены полости, в которых размещены теплопроводные оболочки, соединенные трубопроводом с кожухом, а внутренняя поверхность оболочек и трубопровода выполнена с капиллярнопористой стоуктурой, при этом оболочка заполнена теплоносителем с низкой температурой кипения. В- качестве теплоносителя можно использовать фреон.

При возвратно-поступательном дви" жении поршня в полость, выполненную в торце цилиндра, входит выступ порш922273

3 ня. В конце хода поршня в полости воз.дух сжимается до высоких давлений и вследствие этого нагревается до высокой температуры ° В оболочке, примыкающей к камере, теплоноситель испа-5 ряется, переносит тепло к выхлопному коллектору, конденсируется и по капиллярному покрытию трубопровода возвращается в оболочку, примыкающую к камере. 1О

На чертеже показан перфоратор, общий вид.

В корпусе 1 пневматического перфо,ратора укреплен цилиндр 2, закрытый по торцам стенками 3 и 4. Внутри ци- 15 линдра с возможностью возвратно"поступательного перемещения размещен поршень 5, Система воздухораспределения перфоратора образована отверстиями 6,7,8 9 и 10 в цилиндре щ и корпусе, а также проточкой 11 поршня 5. Для выпуска отработанного воздуха служат выхлопное отверстие 12 и коллектор 13. ! (торцевой стенке 4 крепится вращатель, состоящий иэ роторного пневмодвигателя 14 и- планетарного редуктора 15, приводящего во вращение хвостовик 16 с резьбой для подсоединения буровых штанг с до- зв лотом (не показаны). Штуцер 17 служит для подачи воды с целью промывки шпура.

На торцах поршня 5 выполнены выступы 18 и 19, а в торцевых стенках цилиндра 3 и 4 - ответные полости 20 и 21 соответственно. В боковых стенках цилиндра просверлено по нескольку сквозных отверстий 22 и 23. Выступы 18 и 19 поршня входят в полости

20 и 21, а длина выступов выбрана таким образом, что в крайнем положении поршня одни из отверстий (22 или 23) открыты, а другие закрыты выступом. Так, на чертеже поршень находится в крайнем правом положении и отверстия 22 открыты. При этом между торцами выступа 19 и полостью

21 существует определенный зазор, обеспечивающий выбранную степень

50 сжатия воздуха в полости, т.е. обеспечивающий достижение заданного уровня температуры. Площадь поршня значительно больше площади поперечного сечения полостей 20 и 21, поэтому. в полостях можно создать достаточно большое давление при перемещении поршня воздухом с нормальным рабочим давлением в магистрали, 4 и следовательно, достаточно высокую температуру.. Так, если площадь поперечного сечения полостей 20 и 2 1 будет в десять и более раз меньше площади поршня 5, то вполне допустимо принять степень сжатия в камерах примерно равным 5. Если считать процесс сжатия в камерах адиабатическим, то температура в них е конце хода поршня будет около 100 С при рабочей температуре подаваемого в перфоратор сжатого воздуха 30 С.

В контакте со стенками полостей

20. и 21 в зоне сжатия в них воздуха находятся выполненные из тонкостенного, хорошо проводящего тепло материала (например, латуни) оболочки

24 и 25. К этим оболочкам подключены трубопроводы. 26 и 27, которые далее соединены в один общий трубопровод 28, введенный е полость 29, образуемую кожухом 30, охватывающим выхлопной коллектор 13. Предусмотрен вариант, при котором трубопроводы

26 и 27 не обьединяются общим трубопроводом 28, а подводятся к полости

29 отдельно.

Внутренние поверхности оболочек

24,25 и кожуха 30, а также трубопроводов 26, 27 и 28 выполнены из материала с капиллярно-пористой стоуктурой, например перфорированной фольги. Оболочки 24 и 25, а также частично трубопроводы заполнены теплоносителем с низкой температурой кипения, например фреоном.

В случае, если для обогpeва выхлопного коллектора 13 достаточно будет тепла, переносимого теплоносителем из горячей зоны только одной полости

,20 или 21), то в конструкции перформатора надобность в одной иэ полостей отпадает.

Перфоратор работает следукщим образом.

Сжатый воздух из пневмомагистрали подводится к отверстию 7 и попадает в полость между поверхностью цилиндра 2 и проточки 11 поршня 5. Если поршень находится в крайнем правом положении, как показано на чертеже, то воздух далее поступает через отверстие 8 в камеру обратного хода, т.е. в камеру, образованную между торцем поршня и стенкой 4 цилиндра.

Здесь он расширяется, что приводит к движению поршня влево. В конце хода поршня открывается отверстие 10 и отработанный в камере. обратного

922273 6 теля из ниэкотемпературной зоны в высокотемпературную по внутреннему покрытию трубопроводов 26,27 и 28 происходит за счет сил капиллярного давления. В зоне высоких температур (в оболочках 24 и 25) теплоноситель испаряется, отнимает от стенок тепло, переносит его к коллектору и т.д.

Обмерзания выхлопных органов перфоратора не происходит.

Применение предложенного перфоратора позволит повысить надежность работы пневмомашин, увеличить коэффициент использования их машинного времени и в Итоге повысить производитель- . ность буровых работ. Непосредственный экономический эффект в денежном выражении может быть подсчитан после продолжительных шахтных испытаний пред20 лагаемого перфоратора.

Формула изобретения хода воздух через его отверстие поступает к выхлопному отверстию 12 и через выхлопной коллектор 13 выводится в атмосферу. Проточка ll поршня соединяет отверстие 7 с отверстием 6 и воздух из магистрали про- ходит в камеру прямого хода, образованную другим торцем поршня и стенкой 3 цилиндра 2. Расширение воздуха заставляет поршень перемещаться вправо. В конце хода поршень 5 ударяет по хвостовику 16, который передает импульс удара рабочему органу 8. В это время открывается отверстие 9 и отработанный воздух выводится в атмосферу, Проточка 11 соединяет отверстие 7 с отверстием 8, направляя воздух из магистрали в камеру обратного хода.

Таким образом, поршень 5 приводится в возвратно-поступательное движение.

Одновременно часть воздуха подается на вход роторного пневмодвигателя 14, который с помощью редук- 2s тора 15 поворачивает хвостовик 16 с рабочим органом, обеспечивая эффективное разрушение горной породы.

Когда поршень 5 пеофооатооа находится в крайнем поавом положении, как з0 показано на чертеже, отверстия 22 открыты. В начале движения поршня влево выступ 18 .перекрывает эти отверстия и при дальнейшем движении сжимает оставшийся в полости 20 воздух. B конце хода между .выступом 18 и торцем полости 20 останется зазор Ь, а температура воздуха вследствие сжатия значительно повысится.

Температура стенок полости 20 в зоне 40 сжатия повысится, теплоноситель в примыкающей оболочке и трубопроводе начнет. испаряться и отнимет от стенок тепло, потребное на парообразование. Такой же процесс произойдет при движении поршня вправо.

Отработанный воздух, расширяясь на выхлопе перфоратора, Охлаждает стенки коллектора 13 и примыкающий к нему кожух 30. Поэтому в зоне полости 29 пары теплоносителя конденсируются . Перенос жидко ro теплоносиПневматический перфоратор, включающий корпус с размещенным в нем цилиндром с коышками и поршнем, систему воздухораспределения, коллектор с кожухом для обогрева выхлопного отверстия и систему подвода теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

f обогрева выхлопного отверстия, между крышками цилиндра и поршнем выполнены полости, в которых размещены тепло-: проводные оболочки, соединенные трубопроводом с кожухом, а внутренняя поверхность оболочек и трубопровода выполнена с капиллярно-пористой структурой, при этом оболочка заполнена теплоносителем с низкой температурой кипения.

2. Перфоратор по п.l, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве теплоносителя используется фреон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Н 209370,.кл. Е 21 С 3/24, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2904522, кл. Е 21 С 3/24, 04.04.80.