Пневматическое реверсивное устройство для образования скважин в грунте

Пневматическое реверсивное устройство для образования скважин в грунте

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горной промьгашенности, а именно к устройствам ударного действия для образования скважин в грунте. Цель - повышение надежности работы. Устр-во для проходки скважин в грунте включает заостренный в передней части цилиндрический корпус, внутри которого размещен ударник с полостью. В последней размещен воздухораспределительный узел, выполненный в виде золотника 6 и патрубка 7, ь«жду которыми образовдна камера-аккумулятор (КА) 12. 6 16 П 19 15 7 В ней размещены пружины и кольцевая эластичная втулка 14. С магистралью 15 КА 12 соединена дроссельным каналом (К) 16, имеющим радиальный и продольный участки 17, 18. При подаче сжатого воздуха по магистрали 15 в камеру прямого хода ударник движется вперед, нанося в переднем положении удар по передней части корпуса. Щ)и отключении подачи сжатого воздуха в магистраль 15 К 16 станет дроссельным . Скорость падения давления в КА 12 кjKHO подбирать формой и длиной продольного участка 18 К 16. При поступлении сжатого воздуха в КА 12 кольцевая зластичная втулка 14 деформируется в радиальном направлении, что способствует очистке продольного участка 18 дроссельного К 16. Штощадь проходного сечения продольного участка 18 дроссельного К 16 зависит от глуби.ны канавки (от высоты локального выступа). Продольный участок 18 дроссельного К 16 может иметь треугольную форму, фигурную форму с чередующимися участками или форму винтовой линии. 7 з.п. ф-лы, 11 ил. с S W Од Ф О 4ii СО 1Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Е 02 F 5/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AВтОРСнсм СаидетКЛьСтвм

19 15 7

Фиг.2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (6 1) 1 2506 19 (21) 4198082/29-03 (22) 23.02.87 (46) 30.03.89. Бюл. В 12 (71) Институт горного дела CO AH СССР (72) К.К.Тупицын, А.Д.Костылев, В.В.Каменский, С.К.Тупицын н Х.Б.Ткач (53) 621.643.2.624(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1250619, кл. Е 02 F 5/18, 1984. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕВЕРСИВНОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН В

ГРУНТЕ (57) Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для образова.ния скважин в грунте.. Цель - повыше»ние надежности работы. Устр-so дпя проходки скважин в грунте включает заостренный в передней части цилиндрический корпус, внутри которого размещен ударник с полостью. В последней размещен воздухораспределительный узел, выполненный в виде золотника

6 и патрубка 7, между которыми образована камера-аккумулятор (КА) l:2 ..

„„SU„„1469049 A 2

В ней размещены пружины и кольцевая эластичная втулка 14. С магистралью

15 КА 12 соединена дроссельным каналом (К) 16, имеющим радиальный и продольный участки 17, 18. При подаче сжатого воздуха по магистрали 15 в камеру прямого хода ударник движется вперед, нанося в переднем положении удар по передней части корпуса, Прн отключении подачи сжатого воздуха в магистраль 15 К 16 станет дроссельным. Скорость падения давления в КА

12 кожно подбирать формой и длиной продольного участка 18 К 16. При поступлении сжатого воздуха в КА 12 кольцевая эластичная втулка 14 деcD формируется в радиальном направлении, что способствует очистке продольного участка 18 дроссельного К 16. Площадь проходного сечения продольного участка 18 дроссельного К 16 зависит от глубины канавки (от высоты локального выступа) . Продольный участок

18 дроссельного К 16 может иметь . р треугольную форму, фигурную форму с чередующимися участками или форму вин-,р товой линии. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

1469049

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия для образования скважин в грун5 те, Цель изобретения — повышение надежности р аботы.

На фиг. 1 изображено устройство разрез; на фиг. 2 — воздухораспреде- 10 лительный узел, на фиг. 3 -. сечение

A-А на фиг. 2; на фиг. 4 — выполнение. дросселирующего канала с локальным выступом; на фиг. 5 — то же, с продольным прямоугольным пазом; на фиг. 6 — продольная канавка патрубка; на фиг. 7 — канавка патрубка, выполненная по винтовой линии; на фиг. 8 — выполнение канавки патрубка фигурной; на фиг. 9 — выполнение патрубка с несколькими канавками; на. фиг. 10 — выполнение кольцевой эластичной втулки с канавками; на фиг,11выполнение кольцевой, эластичной втул25 ки с локальным выступом.

Устройство для проходки скважин в грунте содержит цилиндрический заостренный в передней части корпус 1, внутри которого размещен ударник 2 с полостью -3 и окном 4. В полости 3 размещен воздухораспределительный узел 5, выполненный в виде золотника

6 и патрубка 7, который прикреплен к задней части корпуса 1 на амортизаторе 8, имеющем каналы 9. 35 !

Ударник 2. совместно с корпусом 1 образует камеру 10 обратного хода, а совместно с воздухораспределительным узлом 5 — камеру 11 прямого хода. 40

Между патрубком 7 и золотником 6 образована камера-аккумулятор 12, в которой размещена пружина 13 и кольцевая эластичная втулка 14. Камерааккумулятор 12 соединена с магистралью 15 дросселирующим каналом 16, имеющим радиальный 1? и продольный

18 участки. Патрубок 7 выполнен с окном 19 и фиксатором 20. Продольный участок 18 дросселирующего канала 16 может иметь треугольную форму поперечного сечения (фиг. 3), прямоугольную (фиг. 5) круглую (фиг. 9) или сложную .(фиг. 4). При этом он может быть выполнен в теле патрубка 7 (фиг. 3, 5, 9), кольцевой эластичной втулке 14 (фиг. 10) или между ними (фиг. 4, ll), В последнем случае между телом втулки 14 н патрубка 7 может быть установлена проволока 21 (фиг. 4), служащая локальным выступом. Выступ может быть выполнен за одно целое с патрубком 7 или с кольцевой эластичной втулкой 14 (фиг. 11) . Продольный участок дроссельного канала 16 может быть осевым (r. 6), винтовым (фиг. 7) или фигурнь|м (фиг. 8) .

Устройство работает следующим образом. )

При подаче сжатого воздуха по магистрали 15 в камеру 11 прямого хода ударник 2 движется вперед, нанося в переднем положении удар по передней части корпуса 1. На фиг. 1 показано положение ударника в момент нанесения им удара. Через окно 4 ударника

2 сжатый воздух поступает в камеру

10 обратного хода. Площадь ударника

2 со стороны камеры 10 обратного хода больше его площади со стороны камеры 11 прямого хода. Давление сжатого воздуха в обеих камерах в переднем положении ударника одинаковое, поэтому возникает разность усилий, действующая в сторону задней части корпуса 1, благодаря чему ударник движется назад. Вначале отсекается поступление сжатого воздуха из камеры 11 в камеру 10 за счет перекрытия окна 4 золотником 6. Дальнейшее движение ударника 2 осуществляется за счет расширения сжатого воздуха в камере 10 обратного хода. После того, как окно 4 ударника 2 выйдет за торцовую кромку ступени большего диаметря золотника 6 воздухораспределительного узла 5, произойдет выхлоп сжатого воздуха из камеры 10 обратного хода через канал 9 амортизатора

8 в атмосферу. Давление воздуха в камере 10 обратного хода падает и за счет силы, действующей со стороны камеры 11 прямого хода на ударник 2, последний идет вперед, нанося в крайнем переднем своем положении удар по корпусу 1. Сжатый воздух из камеры

11 прямого хода через окно 4 ударника 2 поступает в камеру 10 обратного хода. Под действием разности усилий от воздействия сжатого воздуха на обе (10, 11) камеры и импульса отскока ударник 2 движется назад. Золотник 6 удерживается в переднем положении за счет пружины 13 и сил трения, возникающих при прижиме фиксатора 20, который под действием сжато146 9049 го воздуха, поступающего через окно

19 патрубка 7, деформируется в радиальном направлении. Сжатый воздух из магистрали 15 через дроссельный ка5 нал 16 поступает в камеру-аккумулятор 12, Сначала он проходит через радиальный участок 17 дроссельногоканала 16, имеющий достаточно большое сечение и жесткие стенки, затем сжатый воздух проходит по продольному участку 18 дроссельного канала

16. В связи с большим давлением сжатый воздух деформирует кольцевую эластичную втулку 14, сечение про- 15 дольного участка 18 дроссельного канала 16 увеличивается и в случае на хождения в нем частиц грунта, они удаляются сжатым воздухом. В установившемся рсжиме работы устройства 20 на прямом ходу дросселировать подаваемый в камеру-аккумулятор воздуш.ный поток не требуется. Подача сжатого воздуха в. камеру-аккумулятор 12 используется для очистки дроссельно- 25

ro канала 16 в случае его загрязнения., Дпя реверсировання устройства необходимо отключить подачу сжатого воздуха в магистрали 15. При этом фиксатор 20, деформируясь, уменьшает 30 свой радиальный размер и тем самым освобождает золотник 6. Кольцевая эластичная втулка 14 под действием упругих сил и давления сжатого возду-. ха в камере-аккумуляторе 12 уменьшает 3 свой радиальный размер и обжимает боковую поверхность патрубка 7. В режиме работы на прямом ходу устройства, когда давление сжатого воздуха уравняется в камере-аккумуляторе !2 и 4О в магистрали 15, кольцевая эластичная втулка 14 уменьшает свой радиапьный размер. При отключении подачи сжатого воздуха в магистрали 15 канал 16 станет дроссельным, т.е. принимает размеры, обеспечивающие дросселирование потока сжатого воздуха (оказывает необходимое сопротивление движению воздушного потока) . Камерааккумулятор 12 через дроссельный канал 14 (его радиальный 17 и продольный 18 участок) соединена с магистралью 15 постоянно. В связи с большими проходными сечениями магиетрали

15 рабочих камер 11 и 10 давление сжатого воздуха после отключения подачи сжатого воздуха резко падает.

Давление сжатого воздуха в камереаккумуляторе .12 также падает, йо более замедленно. Скорость падения давления в камере-.аккумуляторе 12 можно подбирать формой и длиной продольного участка 18 дроссельного канала

16, Чем длиннее участок 18 канала 16 и больше различных закруглений, тем больше его сопротивление движущемуся воздушному потоку, Пропорционально этому увеличивается время падения давления сжатого воздуха в камере-аккумуляторе 12 ° Под действием давления сжатого воздуха в камереаккумуляторе 12 золотник 7 сдвигается в крайнее заднее положение. Одновременно с этим сжимается пружина

13. При подаче сжатого воздуха в магистрали 15 он через окно 19 поступает под фиксатор 20, деформируя его в радиальном направлении, в результате чего он фиксирует золотник 6 в крайнем заднем его положении. Сжатый воздух поступает и в камеру-аккумулятор 12 через дросселирующий канал 16, при этом кольцевая эластичная втулка 14 деформируется в радиальном направлении, что способствует очистке продольного участка 18 дроссельного канала 16, После выравнивания давления в камере-аккумуляторе 12 и в магистрали 15 кольцевая эластичная втулка 14 занимает положение, в котором канал 16 стает дро ссепирующим, т. е, обрет ает свойства оказывать требуемое сопротивление движению воздушного потока.

Сжатый воздух, поступающий иэ магистрали 15 в камеру 11 прямого хода, двигает ударник 2 вперед. В силу того, что золотник 6 сдвинут в сторону задней части устройства, сместились и его воздухораспределительные кромки, управляющие моментом подачи сжатого воздуха в камеру 10 обратного хода и выхлопа из нее. Подача сжатого воздуха происходит раньше, а выхлоп позднее, что исключает нанесение удара ударником 2 по передней части корпуса 1 и обеспечивает удар по хвостовой части. Устройство работает в режиме обратного хода, выходя из скважины. Цикл остался таким же, как и при работе в режиме прямого хода. После того, как окно 4 ударника 2 выйдет з а передний торец золотника б, через него сжатый воздух поступает в камеру 10 обратного хода, ударник 2 двигается назад под действием разности усилий, соз1469049

6 даваемой сжатым воздухом, воздействующи.м на ударник 2 со стороны обе-. их камер 10 и 11. Выхлоп сжатого воздуха из камеры 10 происходит после открытия окна 4. Последующие циклы повторяются как описано выше.

Дпя переключения на режим работы

:прямого хода необходимо отключить . подачу сжатого воздуха в магистрали

15. Выждать некоторое время, достаточное для удаления сжатого воздуха из камеры-аккумулятора 12 через дроссельный канал 16., Под действием пружины 13 золотник 6 смещается в крайнее переднее положение. Теперь после подам сжатого воздуха в магистрали 15 фиксатор 20, деформируясь, фиксирует золотник 6 в переднем его положении, камера-аккумулятор 12 на-. полняется сжатым воздухом и готова к переключению на режим обратного хода устройства, а ударник 2 совершает возвратно-поступательное движение, нанося удары по передней части корпуса 1. Режим прямого хода, Описанный вьппе, будет реализован.

Для. переключения с режима работы

"Прямой ход" на "Обратный" необходимо отключить подачу сжатого воздуха и вновь его включить, спустя некоторое время, не дожидаясь момента "разрядки" камеры-аккумулятора 12, Если подача сжатого воздуха осуществилась после разрядки камеры-.аккумулятора

12, переключения не произойдет, устройство продолжит работу в режиме прямо ro ход а. Время "р аз рядки" камеры-аккумулятора 12 зависит от сопро.— тивления дроссельного канала 16 от проходного сечения его продольного участка 18 и его длины. Площадь проходного сечения продольного участка

18 дроссельного канала 16 зависит от глубины канавки 18 (от высоты локапьного выступа 21), Глубина канавки продольного участка 18 дросселирующего канала 16 предопределяет и повышенную концентрацию напряжений в теле патрубка ?, поэтому иногда целесообразно увеличить количество канавок, оставив площадь их неизменной, В этом случае сечение каждой канавки меньше, следовате ьно, уменьшается их глубина. При выполнении нескольких продольных участков 18 дроссельного канала 16 обеспечивается .их дублирование, что также повышает надежность работы. В случае

10 малых размеров устройства требуемое сопротивление можно достичь, изменяя форму поперечного сечения продольного участка 18 дроссельного канала

16 (на фиг, 3, 9, 10 показана треугольная их форма), конфигур ацию осевого его участка (на фиг. 7, 8 показан продольный участок 18 канала, выполненный по винтовой линии или фигурным), увеличением длины продольного участка дросселируюшего канала.

Формула изобретения

1, Пневматическое реверсивное устройство дпя образбвания скважин в грунте по авт. св. 1"- 1250619, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено эластичной кольцевой втулкой, которая размещена в камере-ак кумуляторе над радиальным каналом и образует с внешними стенками патруб25 ка продольный участок дроссельного канала, постоянно связанного с радиальнымм.

2 ° Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на наружной боковой поверхности патрубка выполнена канавка.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что на наружной боковой поверхности патрубка выпол"

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно имеет дополнительный продольный участок дроссельного канала, смещенный относительно основного по окружности.

5. Устройство по пп. 1 и 2, о тл.и ч а ю щ е е с я тем, что канавка выполнена на внутренней поверхности эластичной кольцевой втулки.

45 6, УстрОЙ стВО ПО пп, 1 и 3 О тлич ающе е ся тем, что выступ выполнен на внутренней поверхности эластичной кольцевой втулки.

7. Устройство по пп. 1-6, о т5р л и ч а ю щ е е с я тем, что продольный участок дроссельного канала имеет фигурную форму с чередующимися участками, размещенными вдоль продольнои оси устройства и по окружно сти, 8, Устройство по пп. 1-6, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что про- дольный участок дроссельного канала имеет форму винтовой линии.

1469049

Фиа.5

1469049

Составитель М. Неснова

Техред M. Ходанич

Редактор Н. Горват

Корректор М. Демчнк

Заказ 1326/31 Тираж 588 Подписно.е

ВНЗ ИПИ. Государственного комитета ао изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101