Гидроударная буровая машина

Гидроударная буровая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н И%- —, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1!! 697677, j 1

,"! ° 1" (.. ° ° - Р (53)M. Кл.

E 21 В 5/00 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 23.03.73 (21) 1895237/03 с присоединением заявки РЙ (23) П риоритет заеумретеепЫ кемвтет

СССР ав аелазз взебретеви% н втерытвв

Опубликовано 15. ll.79. Бюллетень И 42

Дата опубликования описания 1 5.1 1.79 (53) УДК 622.243. . 9 2.05 (088. 8) (72) Автор. изобретения

B. Б. Потоцкий (71) Заявитель

Институт горного дела АН Казахской ССР (54) ГИПРОУДАРНАЯ БУРОВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к горному оборудованию и может быть применено для бурения шпуров и скважин в различных отраслях промышленностч: горной, строительной, черной и цветной металлургии.

Известны гидравлические буровые ма5 шины, включающие сборный корпус с каналами, дифференциальный поршень-молоток, кольцевой клапан и механизм поворота с гидравлическим приводом, имеющим

10 золотниковый распределитель и сдвоенный гидроцилиндр с поршнем-толкателем, снабженным собачкой, взаимодействующей с зубчатым колесом, установленным на наковальне.

B этой машине отсутствует возможность двустороннего вращения бура.

Llenb изобретения — обеспечение двустороннего вращения бура.

Это достигается тем, что гидравличе< кий привод выполнен с двумя:сдвоенными гидроцилиндрами, у которых полости холостых ходов поршней-толкателей, расположенных в - лзных цилиндрах и противоположно направленных, гицравлически: попарно связаны с золотниковым распределителем, снабженным переключателем.

На фиг. 1 - буровая машина, продольный разрез; на фиг. 2 и фиг. 3 — поперечные разрезы соответственно А - А и Б — Б фиг. 1.

Она состоит иэ цилиндров 1, 2, 3, закрытых соответственно с TopUoB гайками 4, 5, 6. В цилиндре 1 сделаны кольцевые пазы 7, 8, 9 и каналы 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, Канал 15 является водоподводящим, а канал 10 выхлопным. В цилиндре 2 предусмотрены отверстия 17. Нилиндры 3 выполнены сборными и разделены перегородками 18, состоящими каждая из двух половин, на четыре полости 19, 20, 21, 22, иэ которых плошадь сечения полостей 19, 21 меньше площади сечения полостей 20, 22. С цилиндром 1 жестко скреплен эолотниковый цилиндр 23, соединенный каналом 12 с кольцевым пазом 8, каналом

13 — с кольцевым пазом 9 и напорным

3 6976 трубопроводом, каналами 24, 25 — с двумя большими расположенными по диагонали полостями 20 цилиндра 3, каналами

26, 27 — с двумя остальными большими полостями 22 этих цилиндров, а каналомпатрубком 28 через штанг 29 (показан штрихпунктиром) — с пусковым краном переключателем 30, имеющим распределительные каналы 31, 32. Кран 30 соединен также шлангом 33 (Шланги пока 1Î заны штрихпунктиром) с патрубком 34 и далее через патрубЬк 35, шланг 36 с патрубком-каналом 1 5.

В цилиндрах 1 и 2 размещаются соот ветственно зубчатое колесо-вращатель

37 с наковальней 38, скрепленной с буровой штангой 39, дифференциальный кольцевой клапан 40 с внутренним эксцентричным кольцевым выступом, отверстиями и наружным кольцевым пазом 41, поршень о молоток 42. В цилиндрах 3 размещаются соответственно дифференциальные поршнитолкатели 43, 44 с подпружиненными собачками 45 и 46, сцепленные попарно при своем рабочем ходе с зубьями коле .5 са-вращателя 37. Средняя утонченная часть дифференциальных поршней-толкателей 43, 44 расположена эксцентрично относительно продольной центральной оси

30 соответствующих цилиндров 3. Это сделано с целью исключения поворота поршнейтолкателей 43, 44 в цилиндрах 3. В золотниковом цилиндре 23 помещен поджатый пружиной 47 щ линдрический золотник 48 с тремя кольцевыми наружными

35 пазами 49, 50, 51 из которых пазы

49, 51 сообщены между собой каналами

52, выполненными в теле золотника 48.

Кольцевой наз 49 при разжатом положении

40 золотниковой пружинь1 47 (фиг. 3) сообщен каналами 24, 25 с двумя большими расположенными по диагонали полостями

20 цилиндров 3, а каналом 12 — с кольцевым пазом 8 цилиндра 1, сообщающим45 ся с выхлопным каналом 10 машины.

Кольцевой паз 50 сообщен каналом 13 с кольцевым пазом 9 цилиндра 1 и далее через канал 15, шланг 36, патрубкиканалы 35, 34, шланг 33, распределитель50 ные каналы 31 крана переключателя 30 с напорным трубопроводом (на черт. не показан), а также сообщен каналами 26, 27 с двумя остальными большими расположенными по диагонали полостями 22 цилиндров 3. В силу этого напорная жидкость постоянно заполняет обе полости

21, 22 и поршни-толкатели 44, вследствие неравенства площадей указанных по77 4 .лостей 21, 22, оказываются отжатыми напорной водой в крайнее заднее положение, а в работе синхронно с перемещением клапана 40 участвуют поршни-толкатели

43, производящие с помощью собачек

45 по часовой стрелке (на фиг. 2 против часовой стрелки) вращение зубчатого колеса 37 с наковальней 38 и буром 39.

При сжатой на величину хода золотника золотниковой пружине 47, что достигаег ся поворотом крана 30 на 90 против о часовой стрелки и действием напорной жидкости через каналы 31, шланг 29, канал-патрубок 28 на золотник 48, крайние кольцевые пазы, 50, 51 золотника, сообщающиеся между собой каналами 52, сообщены каналами 13, 9, 15, шлангом

36, каналами патрубками 35, 34, шлангом 33, каналами 31 крана 30 с напорным трубопроводом и каналами 2 4, 2 5 с двумя большими расположенными по диагонали полостями 20 цилиндров 3, а средний кольцевой паз 50 золотника сообщен каналами 26, 27 с большими полостями 22 второй пары поршней—

;олкателей 44 и каналом 12 с кольцевым пазом 8 цилиндра 1, сообщающим ся периодически с выхлопным каналом

10 машины. Вследствие этого, включаюч ся в работу синхронно с перемещением клапана 40 вторая пара поршней-толкетелей 44 с собачками 46, а первая пара поршней-толкатепей 43 оказывается отжа той в заднее крайнее положение. При аппа происходит вращение. зубчатого колеса 37 с наковальней 38 и буром 39 в противоположном направлении,, т.е. против часовой стрелки (на фиг. 2 по часовой стрелке). Это направление вращения бура необходимо при раскручивании буровых штанг. Как видно из фиг, 2 и фиг. 3 меньшие полости 19, 21 постоянно при любом положении золотника 48 сообщены каналами 16, 9, 15, шлангом

36, каналами-патрубками 35, 34, шлангом 33 крана 30 с напорным трубопроволом.

Надпоршневые полости больших ступеней цилиндров 3 сообщены отверстиями

53 с атмосферой, Профиль зубчатого колеса 37 может быть различным.

На фиг. 1 и фиг. 2 детали гидроударной машины показаны в исходном положении, на фиг. 3 золотник 48 отжат пружиной 47 в крайнее правое (по чертежу) положению, соответствуюшее врашению бура по часовой стрелке при бурении

697677

45 скважин»1. При этом клапан 40 прижат к наковальне 38 и жидкость из-под поршне-молотковой полости не может выходить наружу, отверстия 52 клапана 40 находятся напротив кольцевого паза 9, в силу чего подпоршне-молотковая полость поршнЯ-молотка- 42 сооблцается через каналы

9, 36, 35, 34, 33, 31 с напорным трубопроводом. Напорная жидкость из трубопровода (или насоса) поступает через указанные каналы 31, 33, 34, 35, 36, 9, соответственно в надпоршне-молотковую камеру и подпоршне-молотковую полость и отводит поршень молоток 42

15 назад, вследствие неравенства его обте» каемых водой торцовых стор н.

Вода также поступает через каналы

1 6, 54, 55, 57, 59 в меньшие полости 19, 21 поршней-толкателей. 42, 44 и через каналы 13, 52, 26, 27, 58, 20

59 в большие полости 22 поршней- толка=телей 44. Так квк полости 21, 22 порп . ней-толквтелей 44 в этот период постоянно сообщены с напорным трубопроводом, . то вследствие неравенства этих полостей, поршни-толкатели 44 оказываются отжатыми водой в.свое крайнее положение (фиг. 2). Одновременно напорная жидкость перемещает поршни-толкатели 43 вперед по часовой стрелке (ня ф -и 2 .

ПрОтИВ ЧаСОВОЙ СтрЕЛК-.,), О"..у1л: ГВЛяя с помощью собачек 4 -.:, = ..-плзн1«-.-.-. в этот период с зубчатым колесом 37, поворот этого колеса с целовал»ней 38 и буром 39 на заданн»1й угол. Жидкость из полостей 20 вытесняется бол- шими ступенял;и поршней-толк ателей 43 «ерез каналы 60, 61, 24, 25, 49, 12, 8, 43, 7, 1 1, . 10 в атмосферу. Пройдч за 4О данное расстояние и сжав пруж1гну

47, горшень-молоток 44 задевает своим кольцевым выступом 45 за внутренния эксцентричный кольцевой выступ клапана

40 и отрывает клапан 40 от наковальни

38, открывая зазор между наковальней

38 и цилиндром 1 для выхода жидкости из подпоршне-молотковой полости. Дальше клапан 40 движется назад самостоятельно, вследствие своей дифференцияльНоА формы и наличия некомпенсированного давлением промежутка, сооб»пенного отверстиями 14 с атмосферой. Прп этом отверстия клапана 40 сместятся относптельно кольцевого паза 9 и окажутся перекрытыми, наружный кол1,ценой пяз 41 кла;. пина 40 соединит кольцевые пя.:- ; . -" и 9 между собой, а сообщение между пазами

7 и 8 прекратится, гак как 11а1.уж«1«й1 кольцевой пяз 41 клапа1га 40 переместит ся назад. Напорная. Жидкое и входит через каналы 9, -41, 8, 12, 19, 2 -1, 25, 61, 60 в большие полости 20 ш1линдров

3 (в меньших полосгях 19 этих цилиндрОВ напорная жидкость EIBxoKèòcIE постоя«но) . Так как площади полостей 20 больше плошадей полостей 19, то павле«ием жидкости из полостей 20 поршни-толквтели 43 отходят назад против часовой стрелки (по часовой стрелке нв фиг. 2), расцепляясь своими собачками 45 с зубчатым колесом 37, которое в этот период остается неподвижным под Осевым усилием подачи, Поршень-молоток 4-2 останавливается, останавливается также столб жидкости в шланге над ним и происхоц It гидравлический удар, под действием которого и избыточного давления жидкости ня дно осевой камерьл поршня-молотка, а также действием рязжимающейся пру жг «.--1, поршень-молоток 42 устремляется вперед (влево по

ЧЕРтажУ), ВЫТЕСНЯЯ жицллССТЬ ИЗ ПОДПОРШне-молоткогой полости «а11ужу через открывшийся:,"-зор между пили«дром 1 и няк--..з, ".Ой 38 и далее через выхлопной канал 10. При этом поршен1 молоток

42 встречает д-1гкущгйс —: ему навстречу под напором выхлопной IKIIглкости клапан

40, увлекаег его вместе с собой, нанесит удар по наковальне 38, скрепленной с буром 39 пр11."кчмяет кля IQ«40 к H& ковальне 38 (зто положе -11.е 11.=,ображено на фиг. 1), вследствие чего прекра1цает ся вь1теснение жидкосги наружу из подпоршне1 гочотковой полости и с1"oBB столо жидкости в подводящих шлангах затормаживается и гропсходит гидравли 1еский ) дяр, который B с«язи с тем, чтО отверстия клапана в пере1111е.,л крайнем положении клапана совпадают с кольцев»тм пазом 9, передается через ТН отверстия в подпор«иле-молотковую voлос гь.

Силой гидравлического удара и избыточного давления жидкости поршенлмолоток

42 отводится назад, а поршни-толкатели

43 совершают свой p«boE« и ход, поворачивая с помощью собачек .-.15 зубчатое колесо 37 на звця111г.лй у:: О» - .- роцесс повторяется. При разв1;11«1:;ва« H буровых штанг, как у ке указывалось выше, кран переключателя 30 поворачивают 11а 90 против часовой cTpE.EIKH, 11а«О: иая жидкость действуя на золотник 48, О- л««гает его в крайнее левое (фиг. 31 л >:1оже111ле, 697677 сжимая пружину 47. При этом золотник

48 распределяет поступление напорной жидкости по соответствующим каналам, так, как это описано выше, и поршни-толкатели 43 с собачками 45 занимают не- 5 рабочее положение, а в работу включаются поршни-толкатели 44 с собачками 46; которые осуществляют вращение зубчатого колеса 37 с буром 39 в противоположном направлении (по часовой стрелке на фиг. 2).

Формула изобретения

Гидроударная. буровая машина, включающая сборный корпус с каналами, дифференциальный поршень-молоток, кольцевой клапан, наковальню и механизм поворота с гидравлическим приводом, имеющим золотниковый распределитель и сдвоенный гидроцилиндр с поршнем-толкателеь., снабженным собачками, взаимодействующими с зубчатым колесом, установленным на наковальне, о т л и ч à ю ш а я с я тем, что, с целью обеспечении двустороннего вращения бура, гидравлический привод выполнен с двумя сдвоенными гидроцилиндрами, у которых полости холостых ходов поршней-толкателей, расположенных в разных цилиндрах и противо положно направленных, гидравлически попарно связайы с золотниковым распределителем снабженным переключателем.

697677

)

Составитель Э. Лазарева

Редактор Т. Авдейчик Техред С. Мигай Корректс.р Г-. Лукач

Заказ 6898/23 Тираж 657 Подписное

ГИ1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 1, Филиал Г1ПГ1 "Патент", г. Ужгород, ул. Пр ектнл»,