Двухпоршневой пневмоударник

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (il> 927997

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 120478 (21) 2620270/22-03

} } M. Кл.з с присоединением заявки Мо (23) Приоритет е 21 С 3/24

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (И} УДК 622.233 (088. 8) Опубликовано 15,05.82, Бюллетень Мо 18

Дата опубликования описания 1505.82 (72) Авторы изобретения

T.H. Нургалиев

--:.

Институт горного дела AH Казахской СС (71) Заявитель (54 ) ДВУХПОРШНЕВОЙ ПНЕВИОУДАРНИК

Изобретение относится к буровой технике, используемой в горной промышленн ости .

Известны двухпоршневые пневмоударники, состоящие из соосно расположенных цилиндров с воздухоподводящими каналами, выхлопными отверстиями и поршнями, хвостовика и воздухораспределительной коробки с клапаном(1).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является двухпоршневой пневмоударник, содержащий разделенные перегородкой цилиндры с выхлопными отверстиями и воздухоподводящими каналами, поршни, выполненные с кольцевой проточкой и делящие внутреннее пространство каждого цилиндра на две рабочие полости, воздухораспределительный механизм с подвижным воздухораспределяющим элементом, и хвостовик (2).

Недостатками известных технических решений является то, что команда на перекид воздухораспределяющего эле- 25 мента-клапана и изменение направления подачи сжатого воздуха подается поршнем, совершающим холостой ход, притом с большим опережением момента подхода другого поршня в точку соуда- ЗО рения с хвостовиком. Вследствие сжатого воздуха спереди него (в переднюю полость цилиндра) на полпути и оставшуюся часть пути рабочего хода до соударения с хвостовиком проходит, компрессионно сжимая сжатый воздух в передней полости цилиндра. После слабого соударения с хвостовиком поршень моментально меняет. направление своего перемещения и начинает холостой ход со скоростью, большей, чем скорость отскока.

Пока .второй поршень изменит направление своего перемещения после торможения за счет компрессионного сжатия сжатого воздуха в задней полости цилиндра, первый поршень, изменивший направления своего перемещения за счет соударения с хвостовиком, пройдет значительную часть пути холостого хода. Поэтому к моменту начала рабочего хода второго поршня первый поршень за счет отскока и под действием давления сжатого воздуха обретает значительную скорость. Поэтому в следующей половине цикла первый поршень откроет выхлопное отверстие со стороны передней полости цилиндра намного раньше, чеи второй поршень подойдет в точку соударения с хвосто927997 виком и успеет открыть выхлопное отверстие со стороны задней полости цилиндра. Второй поршень к моменту изменения направления подачи сжатого воздуха, т.е ° поступления сжатого воздуха в переднюю полость цилиндра 5 не успевает обрести достаточную скорость. Поэтому в указанных двухпоршневых пневмоударниках энергия удара меньше, чем при однопоршневом пневмоударнике с одинаковым диаметром 10 и ходом поршня.

Цель изобретения — увеличение энергии удара поршней двухпоршневого пневмоударника.

Поставленная цель достигается тем,15 что воздухораспределяющий элемент выполнен в виде ступенчатого поршнямаятника с лопастями, радиальными отверстиями и осевым каналом, при этом радиальные отверстия расноложены выше уровня лопастей, выходят в осевой канал и периодически сообщены с рабочими полостями ци: сидров, а на уровне лопастей поршня-маятника в корпусе воздухораспределктельного механизма смонтированы вкладыши, образующие с лопастями поршня-маятника управляющие полости, причем пары диаметрально расположенных управляющих полостей имеют воэможность периодического сообщения с источником энергоносителя и атмосферой.

На фиг.1 показан двухпоршневой пневмоударник, продольный разрезу на фиг.2 — поперечный разрез A-А на фиг.1; на фиг.3 — поперечный разрез 35 по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — поперечный разрез по В-В на фиг.1; на фиг.5поперечный разрез по Г-Г на фиг.3.

Двухпоршневой пневмоударник состоит из соосно расположенных цилиндров 4О

1 и 2, разделенных перегородкой 3, поршней 4 и 5 с кольцевой проточкой соответственно 6 и 7, которые делят полости цилиндров 1 и 2 на рабочие полости 8-11, периодически сообщенные4 с атмосферой через выхлопные отверстия 12-15 (cM. фиг.1), воздухораспределительный механизм, включающий корпус 16, ступенчатый поршень-маятник

17 с лопастями 18 (фиг.3) радиальными отверстиями 19 и 20 (фиг.2), вы:— полненными выше лопастей 18 и периодически сообщенными через воэдухоподводящие каналы 21-24 (фиг.2) цилиндров 1 и 2 с его рабочими полостями 8-11 (см. фиг.1) и радиальными отверстиями 25-28 (фиг.3), расположенными на уровне лопастей 18 и сообщенными с осевыми каналами 29 (фиг.3) и шарикоподшипниками 30 и 31, полукольцевые вкладыши 32 и 33,закреплен-60 ные на уровне расположения лопастей

18 (фиг.1, фиг.3) поршня-маятника

17 с воэможностью боазования между торцами вкладыщей и лопастями 18 и ступенями поршня-маятника 17 управ-65 ляющнх полостей 34-37, которые сообщены с воздушной сетью, через отверстия 25-28 (фиг.3) и попарно диаметрально расположенные управляющие полости

34-37 периодически сообщены соответственно через кольцевые проточки 38 и 39 в корпусе 16 (фиг.4,(фиг.5) воэдухораспределительной коробкй, командные каналы 40 и 41 и кольцевые проточки 6 и 7 поршней 4 и 5 с выхлопными отверстиями 42 и 43 цилиндров 1 и

2 при крайне переднем положении поршней 4 и 5 когда они касаются хвостока 44. .Воздухоподводящие 21-24 (фиг.2) и командные 40 и 41 (фиг.4,5) каналы. выполняются в стенках корпуса 16 воздухораспределительной коробки и цилиндров 1 и 2. Для упрощения изложения материала на чертеже все укаэанные каналы и выхлопные отверстия совмещены на плоскости одного продольного разреза устройства на (фиг.1) . устройство работает следующим образ ом.

На фиг.1 показан момент завершения встречного движения поршней 4 и 5, когда по хвостовику 44 совершил удар поршень 4, а поршень 5, сжимая воздушную подушку в полости 10 между ним и перегородкой 3, проходит тормозной путь, и полости 8 и 11 цилиндра 1 и

2 через выхлопные отверстия 12 и 15 сообщены с атмосферой. При таком положении поршней 4 и 5 в цилиндрах 1 и

2, диаметрально расположенные полости

34 и 36 воэдухораспределительной коробки через кольцевую проточку 38, командный канал 40 и кольцевую проточку б поршня 4 сообщены с выхлопным отверстием 42 цилиндра 1. Под действием силы сжатого воздуха, поступающего через радиальные отверстия 26 и 27 поршня-маятника 17 в полости 35 и 37, поршень-маятник,17 с лопастями 18 совершает на шарикоподшипниках 30 и

31 легкий поворот против часовой стрелки, обеспечивая тем самым сообщение полостей 9 и 10 цилиндров 1 и 2 через каналы 22 и 23, радиальные отверстия 19 и 20 и осевой канал 29 поршня-маятника 17 с воздушной сетью.

Начинается противоположное движение поршней 4 и 5, в конце которого происходит соударение с наковальней 44 поршня 5, сообщение полостей 9 и 10 цилиндров 1 и 2 через выхлопные отверстия 13 и 14 с атмосферой, сообщение диаметрально расположенной пары полостей 35 и 37 воздухораспределительной коробки через кольцевую проточку 39, командный канал 41, кольцевую проточку 7 поршня 5 с выхлопным отверстием 43 цилиндра 2. Под действием силы сжатого .воздуха, поступающего через радиальные отверстия 25 н 28 пораня-маятника 17 в диаметрально расположенные пары полостей 34, 36

sI 27997 воздухораспределительной коробки, поршень-маятник 17 совершает поворот по часовой стрелке, обеспечивая тем са;, мым поступление сжатого воздуха череЪ осевой 29, радиальные 19 и 20 каналы пораня-маятника, воздухоподводящие 5 каналы 21 и 24 корпуса 16 и цилиндров

1 и 2 в полости 8 и 11. После чего начинается встречное движение пораней 4 и 5, в конце которого поршни

4 и 5 в цилиндрах 1 и 2 занимают по- 10 ложение, соответствующее показанному на фиг.l, т.е. пораень 4 совершает удар по наковальне 44, полости 8 и

11 сообщаются через выхлопные отверстия 12 и 15 с атмосферой и диаметрально расположенные полости 34 и

36 воздухораспределительной коробки через кольцевую проточку 38, командный канал 40, кольцевую проточку б пораня 4 сообщаются с выхлопным отверстием 42.

Предлагаемая схема воздухораспределения позволяет момент ладачи команды на изменение направления подачи сжатого воздуха поворотом поршнямаятника совместить во времени с моментами подхода пораней в точку соударения с хвостовиком, что исключает вероятность циклов со слабым соударением кли без соударения поряней с,:хвостовиком так как при этом ЗО сжатый воздух в полость цилиндров сзади по ходу движения поршней в направлении рабочего хода подается непрерывно до момента соударения их с хвостовиком. 35

Изобретение позволяет увелйчить энергию удара двухпоршневого пневмоударник а. формула изобретения

Двухпоршневой пневмоударннк, содержащий разделенные перегородкой цилиндры с выхлопными отверстиями и воздухоподводящими каналами, поршни, выполненные с кольцевой проточкой и делящие внутреннее пространство каждого цилиндра на две рабочие полости, воздухораспределительный механизм с подвижным воздухораспределяющим элементом и хвостовик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения энергии удара поршней, воздухораспределительный элемент выполнен в виде ступенчатого поршня-маятника с лопастями, радиальными отверстиями и осевым каналом, при этом радиальные отверстия расположены выше уровня лопастей, выходят в осевой канал и периодически сообщены с.рабочими полостями цилиндров, а на уровне лопастей поршня-маятника в корпусе воздухораспределктельного механизма смонтированы вкладьааи, образующие с лопастями поршня-маятника управляющие пощости, причем пары диаметрально расположенных управляющих полостей имеют возможность периодического- сообщения с источником энергоносителя и атмосФерой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Теория и практика ударно-вращательного бурения. Труды ИИНХ и ГП, вып. 63, И., Недра, 1967, с.114, рис. 2а.

2. Теория и практика ударно-вращательного бурения. ТрудЫ ИИНХ и ГП, вып.63, И. Недра, 1967, с. 118, рис. 4 (прототип) .