Пневмоударник

ОПИСАНИЕИЗОБ Е Е я рц 848616К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 1111.77 (2 1)М. К 45659/22-0 присоединением заявки Мо23) Приоритет 1 С 3/24 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий) Авторзобретен кали заявитель 4) ПНЕВИОУДЛРН Изобретение относится к машинам ударного действия и может быть приленено при бурении скважин.Известен пневмоударник, включающий двухступенчатый цилиндр, распределительное устройство, поршень со сквозными каналами и проточкой на ударном штоке, осуществляющий распределение воздуха в ступенях цилинд раВ задней ступени цилиндра выполнена полость рабочего хода, в передней полость холостого хода. Каждая ступень цилиндра пневмоударника снабжена собственным переходником, обеспе чивающим подачу воздуха от сети в полость прямого и обратного ходов, Воздухораспределительный механизм пневиоударника имеет распределительное седло, над отверстиями которого 20 с зАором консольно закреплена упругая пластина Г 11 .Однако наличие зазора между консольно закрепленной упругой пластиной и отверстиями седла приводит к тому, что при работе воздух через переходники одновременно поступает в полости холостого и рабочего ходов, создавая противодавление. При холостом ходе это уменьшает высоту подъема 30 поршня, при рабочем - энергию единичного удара. Совместное действие этих Факторов снижает ударную мощность пневмоударника, а следовательно, снижает производительность.Причем наличие в поршне сквозного канала, сообщающего переходники цилиндра через камеру рабочего хода и каналы распределительного седла, спо собствует утечке сжатого воздуха через зазоры между проточкой ударного штока и цилиндром, инструментом и между ударным инструментом и цилиндром, что снижает энергию единичного удара. Кроме того, пониженная энергия единичного удара ограничивает область применения пневмоударника и д лает его непригодным, например, для работы на твердых грунтах, где требуется повышенная энергия единичног удара.При этол регулирование и повышение ударной мощности обычно достига ется за счет увеличения рабочего да ления в сети, что требует нового сл ного в управлении и дорогостоящего оборудования (компрессоров высокого давления, регуляторов высокого лав 848616ления и т,д,) и не всегда экономически целесообразно,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является пневмоударник, содержащий двухступенчатый цилиндр, в каждой ступени которого выполнены изолированные друг от другаполости рабочего и холостого ходов,ударный поршень, имеющий проточку наштоке, и инструмент Г 23Однако этот пневмоударник обладаетнедостаточной моцностью,Цель изобретения - повышение ударной мощности.Поставленная цель достигается тем,что полости холостого хода и рабочего хода разных ступеней цилиндраизолированы друг от друга посредством клапана, который установлен в цилиндре с возмокностью ограниченногоосевого перемещения. 20На чертеже схематически изображенпредлагаемый пневмоударник.В двухступенчатом цилиндре 1 размещен поршень 2 с цилиндрической проточкой 3 на ударном штоке. В заднейступени установлено воздухораспределительное устройство 4 с отверстиями5 и б сообщенными с полостями задней и нижней ступени переходниками7 и 8.В передней ступени предусмотрена 30полость 9 для размещения инструментодержателя инструмента 10.Поперечное сечение полостей задней ступени больше, чем в переднейступени, 35 В ка;кдой ступени цилиндра выполнены полости рабочего и холостого ходов, изолированные виброгасителем 11, который выполнен в виде клапана разрежения, например, из материала повышенной твердости типа стали. При этом полости рабочего 12 и холостого 13 ходов задней ступени цилиндраподключены к сети соответственно каналом 5 и переходником 7, а полости 45 рабочего 14 и холостого 15 ходов передней ступени цилиндра подключены к сети соответственно переходником 8 с обратным клапаном 16, подключенным к переходнику 7, и через полость 0 13 холостого хода задней ступени каналом 17. Выхлопные каналы 18 задней ступени и каналы 19 передней ступени цилиндра сообщены с атмосферой.В поршне 2 предусмотрены реактив ные каналы 20, сообщенные центральным отверстием 21 с полостью 12 рабочего хода задней ступени цилиндра и обеспечивающие разворот поршня 2 при выхопе из каждой полости.Ограничение перемещения виброгасителя 11 в проточке 22 предусмотрено :топором 23, перекрывающим канал 17.Стопор 23 имеет отверстие 24, сообщающее полость 15 с атмосферой при .выхлопе.,65 Устройство работает следующим образом.Сжатый воздух иэ сети подается ввоздухораспределительное устройство4 и через отверстие б, переходники7 и 8, канал 17 поступает в полости13-15. Под действием давления со стороны полостей 13 и 15 холостых ходовпоршень 2 перемещается вверх, сжимаетвоздух в полости 14, создавая в нейизбыточное давление, превышающее давление в сети.В полости 14 давление возрастаетпримерно пропорционально отношениюплощадей поперечных сечений полостейпередней и задней ступеней цилиндра(не учитывается уменьшение сеченийна площадь, ограниченную образующейпроточки 3 на ударном штоке).Под действием избыточного давления со стороны полости 14 обратныйклапан 16 отключает поступление сжатого воздуха от сети, виброгаситель11 перебрасывается и перекрывает канал 17, резко увеличивая объем полости 14, создавая при раэрекении ударную волну,Под действием давления со стороныполости 13 и ударной волны поршеньперемецается вверх и нижней своейкромкой открывает выхлопное отверстие18, происходит выхлоп и давление вполости 13 резко падает,Давление сверху на поршень 2 вэтот период возрастает за счет скатия свободного воздуха в полости 12рабочего хода. Под действием давления клапан воздухораспределительногоустройства перекидывается, перекрывает доступ сжатому воздуху в полость13 холостого хода, открывает доступсжатому воздуху через отверстие 5в полость 12 рабочего хода,Повышению Ударной мощности и упрощению ее регулирования способствует совместное и автоматическое действие на поршень поступающего из сети сжатого воздуха и сжатого воздуха, находяцегося в полости 14 подизбыточным давлением, с помощью виброгасителя 11.Сжатый воздух через отверстие 5 поступает в полость 12 рабочего хода. Под его действием поршень 2 останавливается и начинает двигаться вниз. При совмещении отверстий 18 и 20 происходит разворот поршня 2 под действием реактивных сил.После открытия отверстий 18 из полости 12 рабочего хода происходит выхлоп и давление в ней падает до атмосферного, а давление в полости 13 холостого хода повышается эа счет сжатия заключенного в ней воздуха. Одновременно под действием избыточного давления со стороны полости 14 рабочего хода поршень 2 приобретает дополнительное ускорение. После открытия отверстий 19 происходит выхлоп848616 формула изобретения ПатентффРул,Проектная,ал ПП город иэ полости 14 и давление в ней падает до атмосферного, а давление в полости 15 холостого хода возрастает за счет сжатия заключенного в ней воздуха.Иэ-за возникающЕй разности давлений клапан воздухораспределительного5 устройства 4 перекидывается и открывает доступ сжатому воздуху с полость 13, перекидывается виброгаситель 11 и открывает доступ сжатому воздуху из полости 13 в полость 15, срабатывает обратный клапан 16 и открывает доступ сжатому воздуху в полость 14. Преодолевая противодавление со стороны полостей 13 и 15, поршень 2 15 ударным штоком наносит удар по инструменту 10, после чего процесс повторяется.В случае выполнения единичного удара повышенной мощности канал 17 пе- д) рекрывается стопором 23, который при этом ограничивает перемещение виброгасителя 11 и отверстием 24 сообщает канал 17 с атмосФерой, исключая потери сжатого воздуха из полости 15 холостого хода.Например, при отношении диаметров полостей цилиндра, задней ступени к передней, равному двум, ударная мощность повышается почти в четыре раза, что обусловлено объединеынык законом газового состояния. Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить ударную мощность и производительность пневмоударных бурильных установок беэ повышения давления в сети и увеличения габаритов пневмоударника, что особенно важно для бурильных установок, пневматических машин типа пневматических молотков. Пневмоударник, содержащий двухступенчатый цилиндр, в каждой ступеникоторого выполнены изолированные другот друга полости рабочего и холостогоходов, ударный поршень, имеющий проточ-ку на штоке, и инструмент, о т л ич а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения ударной мощности, полостихолостого хода и рабочего хода разныхступеней цилиндра изолированы другот друга посредством клапана, которыйустановлен в цилиндре с возможностьюограниченного осевого перемещения.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 337499, кл. Е 21 С 3/24, 1970,2. Есин Н. Н. Погружные пневматические машины ударного действия для бурения скважин, Новосибирск, "Паука",1976, с, 66 (прототип). НКИПИ Заказ 6032/34ираж 627 Подписное