Гидроударник

Гидроударник

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i i) 5319I7

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.02.70 (21) 1402227/03 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.10,76. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 12.10.76 (51) М. Кл г Е 21В 5(00

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 622.243.92.05 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Б. Потоцкий и H. P. Петренко

Институт горного дела AH Казахской ССР (71) Заявитель (54) ГИДРОУДАP Н И К

Изобретение относится к устройствам для бурения скважин, а именно к машинам ударногоо дей ств и я.

Известен гидроударник, включающий корпус, поршень-молоток, поршень-клапан, упругий элемент, клапан и наковальню.

Отличием предлагаемого гидроударника является то, что поршень-молоток выполнен с дополнительным кольцевым выступом, а корпус — с соответствующей ему дополнительной ступенью, имеющей всасывающие отверстия и образующей с поршнем-молотком кольцевую камеру. Это позволяет в процессе раооты гидроударника автоматически нагнетать в ресиверные полости сжатый воздух, выполняющий роль упругого элемента, повышающего мощность и к. п.д. машины.

На чертеже показан предлагаемый гидроударник, продольный разрез.

Гидроударник состоит из трех цилиндров 1, 2 и 3 соответственно с отверстиями 4 и патрубками 5 и 6. Цилиндр 2 выполнен в своей расширенной части ступенчатым и в нем дополнительно просверлены отверстия 7 для засасывания через них в цилиндр 2 атмосферного воздуха. В цилиндрах 1 — 3 размещаются соответственно дифференциально нижний кольцевой клапан 8, сборный поршень-молоток 9 (он может быть выполнен также неразъемным, цельным) и поршень-клапан 10.

Поршень-молоток 9 в своей расширенной части выполнен ступенчатым и входит этой частью в ступенчатую часть цилиндра 2 так, что при своем крайнем нижнем положении

5 образует между своей большей ступенью и меньшей ступенью цилиндра 2 кольцевую камеру 11, сообщающуюся отверстиями 7 с атмосферой и через кольцевой зазор (по кодовой посадке) между поршнем-молотком 9 и

1О цилиндром 2, уплотняемый манжетой 12, — с ресиверной полостью 13. Дополнительная резиновая манжета 12, помещенная в меньшей ступени поршня-молотка 9, повернута кромками в сторону ресиверной полости 13, сооб15 щающейся через патрубок 5, шланг 14 (показан условно пунктиром) и патрубок 6 с ресиверной полостью 15 поршня-клапана IO.

Снизу (спереди) цилиндр 1 закрывается

2О шлицевой гайкой 16, в которой размещается наковальня 17, скрепленная с наконечником

18, относительно которого вращается колонна штанг с буровым инструментом. Гидроударник при этом не вращается. В шлпцевой

25 гайке 16 и наковальне 17 имеются выхлопные каналы 19.

Со стороны ресиверных полостей 13 и 15 соответственно поршень-клапан 10 и поршеньмолоток 9 подперты сжатым воздухом, нагне30 таемым пз атмосферы самим поршнем-молот531917

3 О

Г / г — « ком 9 нри ооратном его ходе через ман eely

12, выполняющую роль обратного клапана.

Ресиверная полость 13 сообщается через отверстие 20 с предохранительным (сбрасывающим) клапаном 21, представляющим собой поршень, подпертый пружиной 22 и размещенный во втулке 23 с отверстиями 24, закрытой гайкой 25. Когда давление воздуха в ресиверных полостях окажется больше заданного за счет частичного проникновения в эти полости воды изнутри гидроударника, предохранительный клапан 21 опускается, сжимая пружину 22 и открывая отверстия 24, через которые часть воздуха с водой выбрасывается нз ресиверной полости 13 наружу, и давление в сообщающихся между собой ресиверных полостях оказывается постоянным. Напорная жидкость для работы гидроударника подается по трубопроводу или шлангу, скрепленному с цилиндром 3.

На чертеже детали гидроударника показаны в исходном положении, при этом выхлопные каналы 19 закрыты клапаном 8, а кольцевая камера 11 сообщается отверстиями с атмосферой. При подаче напорной жидкости в гидроударник поршень-клапан 10 и поршень-молоток 9 за счет наличия неполнокомпенсированных давлением площадей (со стороны ресиверных полостей) устремляются назад (вправо по чертежу), преодолевая сопротивление сжатого воздуха в ресиверных полостях

13 и 15 и частично сжимая его, а также после перекрытия поршнем-молотком 9 отверстий 7 сжимая воздух в кольцевой камере 11, из которой он через манжету 12 может проникнуть в ресиверную полость 13, пополняя ее сжатым воздухом. Если давление сжатого воздуха в кольцевой камере 11 оказывается большим, чем в ресиверной полости 13, то он через манжету 12, повернутую уплотняющими кромками в противоположную сторону от кольцевой камеры 11, может проникнуть из этой камеры в ресиверную полость 13. Если же давление воздуха в кольцевой камере 11 будет равным или меньшим, чем в ресиверной полости 13, то воздух из камеры 11 не проникает в ресиверную полость, а отдает затраченную на его сжатие энергию поршню-молотку 9 при его

З0 прямом ходе одновременно с энергией, прилагаемой к нему нз реснвсрной полост1 13.

Прн обратном ходе поршень-кланан 10 движется с некоторым опережением поршнябойка. После остановки поршня-клапана 10 поршень-молоток 9, не доходя до своего крайнего положения, задевает наружным кольцевым выступом за внутренний кольцевой выступ клапана 8 и отрывает его от наковальни 17, открывая выхлопные каналы 19.

Далее клапан 8 движется самостоятельно изза наличия некомпенсированной давлением площади, сообщающейся через отверстия 4 с затрубным пространством. При смыкании поршня-молотка 9 с поршнем-клапаном 10 происходит остановка столба жидкости в трубопроводе над ними и возникает гидравлический удар, под действием которого, а также под действием сжатого воздуха из ресиверных полостей 13 и 15 поршень-клапан 10 вместе с поршнем-молотком 9 (в сомкнутом виде) устремляется вперед (влево по чертежу) .

При этом поршень-клапан 10 задерживается ограничителем, а оторвавшийся от него поршень-молоток 9 наносит удар по наковальне

17, открывает всасывающие отверстия 7, увлекает при своем движении клапан 8 и закрывает с его помощью выхлопные каналы 19.

Происходит второй гидравлический удар слева от поршня-молотка 9, увлекающий его и поршень-клапан 10 назад. Далее процесс повторяется.

Формула изобретения

Гидроударник, включающий корпус, дифференциальный поршень-молоток, дифференциальный поршень-клапан, поддерживаемый сжатым воздухом на участке некомпенсированных промежутков, выполняющих роль ресиверных полостей, отличающийся тем, что, с целью автоматического нагнетания сжатого воздуха в ресиверную полость, поршень-молоток выполнен с дополHèòåëьHûì кольцевым выступом, а корпус — с соответствующей ему дополнительной ступенью, имеющей всасывающие отверстия и образующей с поршнем-молотком кольцевую камеру.