Гидравлический вибромолот

Союз Советских Социалистических Республик37 ио делам изобретений и открытий.10.82 45) Дата опубликования описани 2) Авторы изобретени И. Неудачин, В. А, Жагулин, О.и А. А. Чаленко линиченко намен Донецкий ордена Трудового Красно политехнический институт Заявитель ИБРОМОЛ 4) ГИДРАВЛИЧЕ Изобретение относится к строительству и может быть использовано в буровых работах, при спуске и извлечении обсадочных труб, для погружения труб, свай, шпунтов и т. д.5По основному авт. св.583240 известен гидравлический вибромолот, включающий корпус с наковальнями, переходник с нагнетательными каналами и выхлопными отверстиями, распределительное устройст во, состоящее из впускного и выпускного клапанов, причем переходник и распределительное устройство снабжены горизонтальными перегородками, установленными на входе рабочей жидкости, при этом на гнетательные каналы в переходнике смещены относительно оси вибромолота в сторону, противоположную выхлопным отверстиям 1,11.Недостатками известного гидравличе ского вибромолота являются низкая эффективная мощность и КПД, обусловленные тем, что свободный ход поршня-бойка вниз (5) меньше свободного хода поршнябойка вверх (5) на величину свободного хода выпускного клапана вверх (а), вследствие чего происходит потеря кинетической энергии бойка при ходе его вниз и работа всего механизма является неуравновешенной, 30 Целью изооретения является повышение эффективности и надежности работы гидравлического вибромолота путем обеспечения равенства свободных ходов поршня-бойка вверх и вниз до встречи с вы- пускным клапаном и его хвостовнком.Указанная цель достигается тем, что в гидравлическом вибромолоте выпускной клапан снабжен концентрично установленной на его хвостовике подвижной втулкой, торец которой выступает над верхним торцом востовика на расстояние, соответствующее величине свободного хода выпускного клапана, при этом шток последнего удлинен на ту же величину.На фиг. 1 изображена схема предлагаемого гидравлического вибромолота; на фиг. 2 - положение выпускного клапана и поршня в момент удара бойка по нижней наковальне предлагаемого гидравлического вибромолота; на фиг. 3 - то же, в момент удара бойка по верхней наковаль-. не.Гидравлический внбромолот состоит из корпуса 1, включающего верхнюю 2 и нижнюю 3 наковальни, переходника 4, снабженного горизонтальной перегородкой 5, нагнетательным каналом 6 и выхлопным отверстием 7, К переходнику 4 снизу при. креплено распределительное устройство 8, 964054имеющее горизонтальную перегородку 9, камеру 10, выхлопной канал 11 и соединенное с цилиндром 12, внутри которого установлен поршень 13, составляющий одно целое с бойком 14, нижняя часть которого, имеющая меньший, по сравнению с поршнем 13 диаметр, является второй ступенью дифференциального поршня, уплотненную манжетой 15. Клапанная группа образована впускным клапаном 16, размещенным в камере 10, выпускным клапаном 17, толкателем 18 и пружиной 19,Хвостовик 20 выпускного клапана 17, жестко соединенный с самим клапаном 17 посредством штока 21, подвижная втулка 22, концентрично установленная а хвостовике 20, и пружина 19 расположены в головке поршня 13. Причем верхний торец 23 хвостовнка 20 расположен от верхнего торца 24 втулки 22 па расстоянии, равном величине свободного хода выпускного клапана 17.Устройство работает следующим обраВ исходном положении боек 14 под действием собственного веса находится в крайнем нижнем положении, впуакной клапан 16 закрыт, а выпускной 17 открыт. Благодаря тому, что втулка 22 своим верхним торцом 24 упирается во внутренний торец поршня 13, между верхним торцом 23 хвостовика 20 и внутренним торцом поршня 13 имеется зазор, равный величине свободного хода выпускного клапана 17 а (см. фиг. 4). Скоростной напор рабочей жидкости, подаваемой буровым насосом в вибромолот, воспринимается горизонтальной перегородкой 5 и затем через нагнетательный канал 6 переходника 4 жидкость поступает в кольцевой зазор между корпусом 1 и цилиндром 12. За счет давления рабочей жидкости в нижней полости цилиндра 12 поршень 13 вместе с бойком 14 перемещается вверх. Жидкость, находящаяся над поршнем 13, через выхлопной канал 11 в распределительном устройстве 8 и выхлопное отверстие 7 в переходнике 4 вытесняется в скважину, Благодаря давлению жидкости в камере 10, разобщенной с выхлопным отверстием 7 горизонтальной перегородкой 9, впускной клапан 16 остается закрытым. По мере подъема поршня- бойка пружина 19 сжимается. В верхнем положении поршень 13 контактирует с выпускным клапаном 17 и совершает с ним совместное движение па участке, величина которого определяется по формуле:где 5, - полный ход поршня-бойка, т. е.ход бойка от нижней до верхней наковальни;5 - свободный ход поршня-бойка,т. е, ход поршня-бойка до встречи с выпускным клапаном,Под действием толчка н силы сжатойпружины 19 выпускной клапан 17 и вся клапанная группа перемещаются вверх на величину свободного хода выпускного клаб пана 17 - а (см. фиг. 5), которая определяется по формуле:а=5; - Ь,где 5; - полный ход клапанной группы (см. фиг. 4).В результате происходит переключениеклапанов, впускной клапан 16 благодаря толкателю 18 открывается, а выпускной 17 1 б закрывается. Рабочая жидкость начинаетпоступать и в верхнюю полость цилиндра 12, но, поскольку рабочая площадь поршня 13 сверху больше, чем снизу, то он вместе с бойком 19 опускается вниз. Опускаясь вниз, поршень 13 проходит до встречи с верхним торцом 23 хвостовика 20 выпускного клапана 17 расстояние 5 (см. фиг. 5 и 2), равное свободному ходу поршня-бойка вверх 5 (см. фиг. 4). После этого он своим внутренним торцом ударяет по верхнему торцу 23 хвостовика 20. В результате толчка клапанная группа перемещается вниз, впускной клапан 16 и выпускной 17 занимают исходное положение. Затем цикл работы повторяется.При ходе вверх боек 14 наносит ударпо верхней наковальне 2, а прн ходе вниз - но нижней наковальне 3.Применение подвижной, концентричноустановленной на хвостовике выпускного клапана втулки, верхний торец которой расположен от верхнего торца хвостовика на расстоянии, равном величине свободного хода выпускного клапана, и увеличение идлины штока выпускного клапана на ту же величину позволяет, за счет достижения равенства свободных ходов поршня-бойка вверх и вниз до встречи с выпускным клапаном и его хвостовиком, увеличить эффективную мощность н КПД гидравлического вибромолота.Формула изобретения 50 Гидравлический вибромолот по авт. св.583240, отл ич а ю щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности работы, выпускной клапан снабжен концентрично установленной на его хвосто вике подвижной втулкой, торец которойвыступает над верхним торцом хвостовика на расстояние, соответствующее величине свободного хода выпускного клапана, при этом шток последнего удлинен на ту же вебО личину.Источник информации, принятый вовнимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР бб Мо 583240, Е 02 Р 7/10, 195 (прототип).964054 Составитель Н, ЗаболоцкаяРедактор О. Филиппова Техред А, Камышникова Корректор С. ип, Харьк, фил, пред. Пате аказ 1024757 Изд.235 Тираж 711ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобр113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Подппснее ний и открытий