Пневматическое реверсивное устройство для образования скважин в грунте

Пневматическое реверсивное устройство для образования скважин в грунте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 E 02 F 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О 7О 3 7 77

1 5 11 г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3704451/29-03 (22) 06.03.84 (461 15.08 ° 86. Бюл. Р 30 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) Е.И.Шемякин, В.В.Каменский, А.Д.Костылев, Б.В.Суднишников, С.К.Тупицын, К.К.Тупицын, В.Д.Плавских и Н.П.Чепурной (.53) 621.643.2 ° 624 ° 13 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 388121, кл. Е 21 С 3/24, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 652279, кл. Е 02 F 5/18, 1975. (54)(57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В ГРУНТЕ, содержащее размещенный в цилиндрическом корпусе подвижный ударник, образующий в нем рабочие камеры, периодически сообщаемые с воздухоподводящей магистралью посредством распределителя, выполненного в виде соединенного с воэдухоподводящей магистралью патрубка, подпружиненного золотника и фиксатора золотника, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости обслуживания, устройство имеет камеру-аккумулятор, которая сообщена с воэдухоподводящей магистралью.

2. Устройство по п,l, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что камера-ак„„SU„„1250619 А1 кумулятор сообщена с воздухоподводящей магистралью посредством калиброванного отверстия.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что камера-аккумулятор сообщена с воздухоподводящей магистралью посредством дополнительного отверстия с обратным клапаном.

4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что обратный клапан выполнен в виде эластичной манжеты.

5. Устройство по пп.1-4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что камерааккумулятор образована между патрубком и золотником.

6. Устройство по пп. 1-5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, камера-аккумулятор образована двухступенчатым по наружной поверхности патрубком, который охвачен выполненным в виде ступенчатой втулки золотником.

7. Устройство по пг . 1-6, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что камера-аккумулятор образована двухсту- . пенчатым по внутренней поверхности патрубком и вмонтированным в него золотником, выполненным в виде ступенчатой втулки.

1250619

Изобретение относится к бестраншейной проходке скнажин в грунте и может быть использовано в горной и строительной про ышленности, Целью изобретения является снижение трудоемкости обслуживания, Па фиг.l изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — распределитель при положении золотника, соответствующем работе устройства в режиме прямой ход, сечение; на фиг.3— то же, в режиме "Обратный ход; на фиг. 4 — распределитель при положении золотника, соответствующем работе устройства в режиме "Прямой ход" сечение, вариант; на фиг. 5 — то же, в режиме "Обратный ход

Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1, размещенного в нем ударника 2 и распределителя 3, сообщенного с воздухоподводящей магистралью 4. Ударник 2 и распределитель 3 разделяют внутреннюю полость корпуса на три рабочие камеры: переднюю 5, заднюю 6 и выхлопную 7. Выхлопная камера 7 постоянно сообщена с атмосферой через отверстия 8. Задняя камера 6 постоянно сообщена с воздухоподводящей магистралью 4 посредством канала 9, выполненного в распределителе. Передняя камера 5 через отверстия 10 и пазы 11, выполненные в ударнике 2, сообщается либо с задней камерой 6, либо с выхлопной камерой 7 н зависимости от положения ударника 2 относительно распределителя 3. Распределитель 3 состоит из патрубка 12, соединенного с корпусом 1, подвижного относительно патрубка 12 золотника 13, пружины 14 и фиксатора золотника 13, выполненного в виде кольцевых эластичных манжет 15, установленных в кольцевых канавках. Кольцевые канавки сообщены с ноздухоподводящей магистралью 4 посредством отверстий 16. Устройство оснащено камерой †аккумулятор

17, сообщенной с воздухоподводящей магистралью 4 посредством калиброванного отверстия 18 и дополнительного отверстия 19, оснащенного обратным клапаном 20. Обратный клапан 20 выполнен н виде эластичной манжеты,Герметичность камеры-аккумулятора 17 в с местах контакта патрубка 12 и золотника 13 обеспечивается резиновыми уплотнительными кольцами 21. В варианте распределителя, представленном

55 на фиг. 2 и 3, камера-аккумулятор 17 образонана двухступенчатым по наружной поверхности патрубком 12 и охватывающим его золотником 13, выполненным в виде ступенчатой втулки. В варианте распределителя, представленном на фиг. 4 и 5, камера-аккумулятор 17 образована двухступенчатым по внутренней поверхности патрубком 12 и вмонтированным в него 30 лотником 13, выполненным в виде ступенчатой втулки. В этом варианте на патрубке 12 выполнена кольцевая канавка 22 с отверстиями 23, которые могут перекрываться подпружиненным золотником 13 °

Рассмотрим работу устройства в режиме нПрямой ход . Запуск устройства осуществляется путем подачи сжатого воздуха по ноздухсподводящей магистрали 4. Давлением сжатого воздуха, поступающего через отверстия 16, эластичная манжета 15 прижимается к золотнику 13 и стопорит золотник 13 относительно патрубка

12 н положении, показанном на фиг.2.

Одновременно с этим осуществляется зарядка камеры-аккумулятора 17, т.е. заполнение этой камеры сжатым воздухом через отверстия 18 и 19.

По каналу 9 сжатый воздух поступает н заднюю камеру 6 и в переднюю камеру 5 через отверстия 10 и пазы. Поскольку рабочая площадь ударника 2 со стороны передней камеры 5 больше, чем со стороны задней 6, ударник 2 под действием сжатого воздуха двигается в сторону распределителя

3. После того как отверстия 10 перекроются передней распределительной кромкой 24 золотника 13, подача сжатого воздуха в переднюю камеру 5 прекратится и дальнейшее движение ударника 2 происходит за счет работы расширения воздуха н передней камере 5. Выхлоп сжатого воздуха из передней камеры 5 произойдет, когда ударник 2 сместится относительно распределителя 3 настолько, что отверстия 10 будут открыты задней распределительной кромкой 25 золотника 13.

После выхлопа ударник 2 под действием давления в задней камере 6 постепенно останавливается и в дальнейшем движется в обратном направлении.

При подходе ударника 2 к крайнему переднему положению отверстия 10 открываются передней распределитель1250619 ной кромкой 24 золотника 13 и передняя камера 5 сообщается с задней, Ударник 2, двигаясь по инерции, наносит удар по передней части корпуса 1. При соударении с корпусом 1 ударник 2 останавливается и под действием давления в передней камере 5 начинает двигаться в сторону распределителя 3. В дальнейшем описанный рабочий цикл повторяется. Под дейст- 1б вием ударов корпус 1 заб зается в грунт и в результате образуется с уплотненными стенками, При эксплуатации устройство часто возникает необходимость его реверсирования, например при встрече с непреодолимым препятствием, В этих случаях устройство переключается на режим Обратный ход

Включение режима "Обратный ход" осуществляется следующим образом.

Прекращается подача сжатого воздуха к устройству, например, путем закрывания вентиля в воэдухоподводящей магистрали 4. Давление в полости распределителя 3 быстро падает, и фиксатор 15 прекращает стопорить золотник 13. Под действием давления в камере-аккумуляторе 17 золотник 13 сжимает пружину 14 до соприкоснове- 30 ния витков и устанавливается при этом в новое положение, соответствующее режиму работы "Обратный ход". Не позже, чем произойдет разрядка камеры-аккумулятора 17, осуществляется повторная подача сжатого воздуха и золотник 13 стопорится относительно патрубка 12 в новом положении (Лиг.3) .

Стопорение золотника 13 осуществляется в результате того, что эластичная щ манжета 15 под действием давления сжатого воздуха, поступающего через отверстия 16, прижимается к золотнику 13.

Работа устройства в режиме "обрат- ный ход" осуществляется следующим образом.

По каналу 9 сжатый воздух поступает в заднюю камеру 6 и в переднюю 5 через отверстия 10 Я1 и пазы. Поскольку рабочая площадь ударника 2 со стороны передней камеры 5 больше, чем со стороны задней камеры 6, ударника 2 под действием давления сжатого воздуха двига- у ется в сторону распределителя 3. После того как отверстия 10 перекроются передней распределительной кромкой

24 золотника 13, подача сжатого воздуха в камеру 5 прекратится и дальнейшее движение ударника 2 происходит за счет работы расширения воздуха в передней камере 5. Выхлоп сжатого воздуха иэ передней камеры 5 произойдет, когда ударник 2 сместится относительно распределителя 3 настолько, что отверстия 10 будут открыты задней распределительной кромкой 25 золотника 13. После выхлопа ударник

2, двигаясь по инерции, наносит удар по хвостовой гайке 27, связанной с корпусом I. В процессе соударения ударник 2 останавливается и под действием давления в камере 6 движется в обратном направлении, Как только отверстия 10 откроются передней распределительной кромкой 24 золотника

13, происходит впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 5. Давлением сжатого воздуха в передней камере 5 ударник 2 останавливается и начинает двигаться в направлении распределителя 3. В дальнейшем описанный рабочий цикл повторяется. Под действием ударов по хвостовой гайке 27 устройство движется по готовой скважине в обратном направлении (к устью скважины ) .

Переключение устройства на режим прямой ход" осуществляется следующим образом.

Прекращается подача сжатого воздуха к устройству, при этом давление в полости распределителя 3 быстро падает и фиксатор 15 прекращает стопорить золотник 13. Под действием давления в камере-аккумуляторе

17 золотник 13 находится в положении, соответствующем режиму "Обратный ход до тех пор, пока не произойдет разрядка камеры-аккумулятора 17, т.е. пока не упадет давление в камере 17 в результате истечения воздуха через калиброванное отверстие 18 малого диаметра. После разрядки камеры-аккумулятора 17 золотник 13 под действием пружины 14 перемещается в положение, показанное на фиг.2.

Теперь осуществляется повторная подача сжатого воздуха и золотник 13 стопорится относительно патрубка 12 в положении, соответствующем режиму

Прямой вход" ° Таким образом, для включения режима Прямой ход" необ-, ходимо повторную подачу сжатого воздуха осуществлять не раньше, чем!

250619 произойдет разрядка камеры-аккумулятора 17 °

Запуская устройство в работу после длительной остановки, оператор всегда знает, что устройство будет

11 1! работать в режиме Прямои ход

Для устройств, предназначенных для образования скважин малого .диаметра (менее 100 мм ), более предпоч- lp тительным является вариант распределителя, представленный на фиг,4.

Работа этого варианта устройстtl ва в режиме "Прямой ход осуществляется при положении золотника, по- 15 казанном на фиг.4, и не отличается от работы рассмотренного варианта

11 устройства. Включение режима Обратный ход осуществляется следующим образом. Прекращается подача сжато- 20 го воздуха к устройству, при этом давление в полости распределителя 3 быстро падает и фиксатор 15 прекраща— ет стопорить золотник 13. Под действием давления в камере-аккумуляторе 25

17 золотник сжимает пружину 14 до соприкосновения витков и устанавливается при этом в новое положение относительно патрубка 12, соответствующее режиму "Обратный ход". Не поз- 30 же, чем произойдет разрядка камерыаккумулятора 17, осуществляется подача сжатого воздуха и золотник 13 стопорится в новом положении (фиг.51, при котором отверстия 23 открывают- З5 ся. Прекращение *одачи сжатого воздуха в переднюю камеру 5 теперь осуществляется, когда отверстие 10 перекроется распределительной кромкой

26 патрубка 12. Выхлоп сжато- 1О го воздуха иэ передней камеры

1 102ф 6 2 a Zr Р5 77 7

5 осуществляется, когда отверстие 10 откроется задней распределительной кромкой 25 патрубка 12. При работе устройства в режиме "Обратный ход" скорость ударника в момент выхлопа сжатого воздуха больше, чем в режиме "Прямой ход", поэтому ударник 2 не успевает остановиться под действием давления в камере 6 и наносит удар по торцу хвостовой гайки 27.

После соударения ударник 2 под действием давления в камере 6 движется в обратном направлении. Впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 5 происходит, когда отверстие 10 откроется распределительной кромкой 26 патрубка 12. Поскольку впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 5 происходит раньше, чем в режиме "Прямой ход, ударник 2 под действием давления в камере 5 останавливается без соударения с передней частью корпуса

После остановки ударник 2 движется в направлении распределителя 3. В дальнейшем описанный рабочий цикл повторяется. Под действием ударов по хвостовой гайке 27 устройство движется по готовой скважине в обратном направлении, В большинстве пневмопробойников (самодвижущихся пневматических машин ударного действия для образования скважин в грунте) реализован способ реверсирования, согласно которому прекращают подачу сжатого воздуха, осуществляют натяжение воздухоподводящего рукава и повторно подают сжатый воздух. Таким образом, устройство обеспечивает снижение трудоемкости обслуживания °

1У 12 В г7

1250619

r 10 7О 76 1571 (Фиг 3

1775 a g

71 1Я 15

10 1

1б 1б

10 1 77 2 76 17?5 ry У 7

Фиг 5

Составитель О.Серегина

Техред 3.Чижмар

Корректор А.Обручар

Редактор М.Недолуженко

Тираж 641

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4381/23

Подписное

Производственно- полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4