Погружной пневмоударник

Союз Советсиик Социвлистическик Рвспублик(61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) Заявлено 290179 (21) 2742977/22-03 с присоединением заявкм йор 1)м, к.з Е 21 С 3/24 Е 21 С 7/08 Государственный комитет СССРо дмам изобретеннй н открытий(53) УДК 22.233.52-85(088.8) Дата опубликования описания 1 Ы 131(72 Авторы изобретенмя К.Е.Рассомахин, А.В.Белоусов и В.А.Гаун Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР(54) ПОГРУЖНОЙ ПНЕВМОУДАРНИК Изобретение относится к горныммашинам и может быть применено длябурения скважин.Известен погружной пневмоударник,включакщий цилиндр, поршень, клапанное распределительное устройство иобратный (контрольный) клапан со стаканом, пружиной и камерой пониженногодавления. Применение обратного клапа Она в этом пневмоударнике позволяетпредохранить его внутреннюю полостьот попадания воды и шлама из эатрубного про транства и дает возможностьбурить скважины в сильно обводненныхпородах. При бурении скважин этимипневмоударниками в подземных усло"виях с целью обеспечения пылеподавления необходимо в качестве энергоносителя применять воздушно-водянуюсмесь 1 .Недостаток этих пневмоударниковпри работе на воздушно-водяной смесибольшие потери напора в каналах воздухораспределительного устройстваи выхлопном аппарате, что приводитк снижению мощности. Кроме того,внутренняя полость стакана обратного клапана соединена с затрубнымпространством, а для подвода энергоносителя к распределительному устройству используется канал между стаканом и цилиндром. Последнее обстоятельство не позволяет разместить водосборную камеру для выделения воды из смеси между цилиндром н стаканом.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является погружной пневмэударник работакщий на воздушно-водяной смеси и содержащий цилиндр, в котором с возможностью возвратно- поступательного перемещения под дей" ствием энергоносителя, подаваемого в рабочие камеры через распределитель ное устройство, установлен поршень, подпружиненный стакан с водоотражательным конусом и с радиальнывы каналами для подачи отделенного от воды энергоносителя во внутреннюю полость стакана, на внешней поверхности которого образован буртик, разделякщий полость между цилиндром и стаканом на водосборную камеру и каме" ру пониженного давления н имекщий на боковой поверхности продольные каналы. Конструктивной особенностью этого пневмоударннка является то, что водоотражательный конус используется в качестве обратного клапа 881310на, а кольцевая полость между цилиндром и стаканом разделена буртиком на водосборную камеру и камеру пони" женного давления, которые соединены между собой каналами, размещенными продольно на повеохности бурти 5 ка. При перемещении стакана в осевом направлении под действием энергоносителя, подаваемого из магистрали, камера пониженного давления сообщает- ся с затрубным пространством через разрядные каналы в цилиндре 21 .Однако при плавной подаче энергоносителя подпружиненный стакан с водоотражательным конусом перемещается медленно и не обеспечнвает достаточно полного открытия разрядных 15 каналов камеры пониженного давления. При плавном перемещении стакана с водоотражательным конусом камера пониженного давления через каналы на поверхности буртика успевает наполнять 20 ся энергоносителем до момента ее сообщения через разрядные каналы в цилиндре с затрубным пространством. Давление энергоносителя на торец стакана со стороны распределительного устройства увеличивается до магистрального и результирующая сила, действующая на стакан с конусом, уменьшается. При этом пружина препятствует дальнейшему перемещению стакана с конусом и полному открытию разрядных каналов. Это снижает надежность пневмоударника и затрудняет его работу на пониженном давлении, например, при забуривании скважины.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности пневмоударника.Поставленная цель достигается тем, что продольные каналы выполнены глухими со стороны камеры понижен О ного давления, которая выполнена с кольцевой расточкой в стенке цилиндра.На чертеже показана конструкция погружного пневмоударника, продольный разрез.В разъемном цилиндре 1 размещены поршень 2, воздухораспределительная трубка 3, стакан 4, установленный:с воэможностью осевого перемещения и имеющий буртик 5, радиальные каналы б и водоотражательный конус 7, являющийся одновременно обратным клапаном. Конус 7 прижат к поверхности переходника 8 пружиной 9, размещенной в камере пониженного давления 10, которая сообщается с водосборной камерой 11 через продольные каналы 12, выполненные на боковой поверхности буртика 5 глухими со стороны камеры 10, а 60 также через кольцевую расточку. 13, выполненную в стенке цилиндра 1. Прадольные каналь: 12 целесообразно выполнять калиброванными для дозированного отделения воды. 65 Для обеспечения в камере 10 пониженного давления выполнена на боковой поверхности стакана проточка 14, а в цилиндре 1 - разрядные каналы 15, которые при отсутствии давления в магистральном канале переходника 8 перекрыты боковой поверхностью стакана 4,Погружной пневмоударник работает следующим образом.При подаче воздушно-водяной смеси, по буровым штангам в отверстие переходника 8 конус 7 вместе со стаканом 4 перемещается вниз, сжимая пружину 9. При этом вначале камера пониженного давления 10 сообщается через проточку 14 и каналы 15 с затрубным пространством и только после этого калиброванные глухие каналы 12 вскрываются расточкой 13 и водосборная камера 11 сообщается с камерой пониженного давления 10. Так как разрядные каналы 15 открываются при этом полностью, то из камеры пониженного давления 10 осуществляется интенсивный выхлоп, а над конусом 7 и в водосборной камере 11 давление возрастает до магистрального. Вследствие этого стакан 4 с конусом 7 перемещается до упора в ограничитель" ную площадку 16, которая предохраняет пружину от дальнейшего сжатия.В процессе прохождения потока воздушно-водяной смеси в камеру 11 в результате его взаимодействия с водоотражательным конусом 7, трения о стенки цилиндра 1 и действия сиг гранитации, вода в потоке концентрируется в его периферийной части и заполняет нижнюю часть водо- сборной камеры 11, а затем проходит по калиброванным каналам 12, расточке 13 в камеру пониженного давления 10 и через проточку 14, каналы 15 в затрубное пространство скважины, обеспечивая пылеподавление.Концентрация воды в потоке воздушно-водной смеси, поступакщей из камеры 11 через радиальные каналы б в полость стакана 4 и распределительную трубку 3, резко уменьшается. Поршень 2 совершает возвратно-поступательное движение, нанося удары по буровому инструменту на чертеже не показан).При остановке процесса бурения подача воздушно-водяной смеси из трубопровода в пневмоударник прекращается, давление над конусом 7 и буртиком 5 падает, и пружина 9 перемещает стакан 4 вместе с конусом 7 до упора последнего в конусную поверхность переходника 8. Это препятствует поступлению воды из затрубного пространства во внутреннюю полость переходника 8 и в буровые штанги, предохраняет пневмоударник от засорения шламом и уменьшает его износ.881310 Формула изобретения НИИПИ Заказ 9903/52 Тираж 630 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная Выполнение калиброванных каналов 12 глухими со стороны камеры пониженного давления 10 и кольцевой расточки 13 в цилиндре 1 позволяет соединять камеру пониженного давления 10 с затрубным пространством прежде, 5 чем водосборная камера 11 сообщится с камерой пониженного давления 10Погружной пне вмоуд ар ни к, содержащий цилиндр, в котором с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием энергоносителя, подаваемого в рабочие камеры 15 через распределительное устройство, установлен поршень, подпружиненный стакан с водоотражательным конусом.и с радиальными каналами для подачи отделенного от воды энергоносителя що во виутреннюю полость стакана, на внешней поверхности которого образован буртик, разделякщий полость между цилиндром и стаканом на водосборную камеру и камеру пониженного давления и имекщий на боковой поверхности продольные каналы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности пневмоударника, продольные каналы выполнены глухими со стороны камеры пониженного давления, которая выполнена с кольцевой расточкой в стенке цилиндра.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Ефремов И.Ф. и др. Погружные пневмоударники. Издание Свердловского горного института им. В.В.Вахру-. шева, Свердловск, 1969, с, 40.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2352093, кл. Е 21 С 3/24, 1976.