Реверсивное гидропневматическое ударное устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) О И Е 21 С 3/2 ОП ИЭ ЕНИЯ ЛЬСТВУ МУ С Н АВТО ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Карагандинский ордена Трудово"го Красного Знамени политехническийинститут(56) Авторское свидетельство СССРВ 407013, кл. Е 02 Р 5/18, 1971.(54)(57) 1 РЕВЕРСИВНОЕ ГИДРОПНЕВМА. ТИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО, включающее кожух с установленным в нем аксиально-подвижным бойком, золотник,полости взвода, слива и пневмоакку-.мулятора, рабочий инструмент, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения скорости извлеченияустройства из скважины, устройствоснабжено установленным в кожухе коаксиально бойку корпусом"бойком для образования с бойком полостей взво- да, слива и пневмоаккумулятора, штоком с буртиком, установленным в ко-. жухе соосно бойку и с выходом в по- лость пневмоаккумулятора, и фиксатором положения штока, причем отношение минимального расстояния между корпусом-бойком и буртиком штока к сумме минимального расстояния между штоком и бойком и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента и бойком для работыударного устройства в режиме бурения равно единице.2. Устройство по п. 1, о т л и -с ч а ю щ е е с я тем, что фиксатор 6 положения штока выполнен в виде образованной кожухом и штоком полости, связанной с источником питания.3. Устройство по п.1, о т л и -а ю щ е е с я тем, что фиксатор положения штока выполнен в виде винта, установленного в кожухе с возможностью взаимодействия со штоком.1 11Изобретение относится к горной промышленности. и может быть использовано в устройствах ударного действия для образования скважин в грунте.Цель изобретения - повышение скорости извлечения устройства из скважины.На чертеже представлено предлагае. мое устройство.Реверсивное гидропневматическое ударное устройство состоит из рабочего инструмента 1, жестко связанного с кожухом 2. В кожух 2 установлен коаксиально бойку корпус-боек 3.Корпус-боек 3 установлен в кожухе 2 коаксиально бойку 4. В бойке 4 размещен блок 5 управления с золотником 6.В кожухе 2 соосно бойку установлен шток 7 с буртиком и фиксатором его положения, выполненным как вариант в виде винта 8, установленного в кожухе с воэможностью взаимодействия со штоком 7. Корпус-боек 3, выполненный со ступенями 9 и 10, и боек с пояском 11образуют взводящую 12 и сливную 13полости, Подвижный корпус 3, боек 4и шток 7 образуют пневмоаккумуляторную полость 14. Кожух 2, шток 7 и винт 8 образуют реверсивную полость 15. В корпусе-бойке 3 выполнены радиальные каналы 16 и 17 и паэ18. В бойке 4 выполнены кольцеваяпроточка 19, аксиальный канал 20 ирадиальные каналы 21, 22, 23 и 24.В блоке 5 управления выполнен радиальный канал 25. Боек 4, блок 5управления и золотник 6 образуютзазолотниковую полость 26 и полость27 управленияВ винте 8 выполненаксиальный канал 28. Рабочая жидкость от гидропривода к реверсивному гидропневматическому ударномуустройству подается по гидропроводам 29 и 30, а,отводится по гидропроводу 31.Как вариант, фиксацию положенияштока осуществляет полость 15, связанная с источником питания (не показан).Отношение минимального расстояниямежду корпусом-бойком 3 и буртикомштока 7 к сумме минимального расстояния между штоком 7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостови.ком рабочего инструмента 1 и бойком96498 2 40 45 50 55 5 0 15 20 25 30 35 4 для работы устройства в режиме бурения выполнено равным единице.Реверсивное гидропневматическое ударное устройство в нормальном режиме работает следующим образом.Пневмоаккумуляторная полость 14 заполняется газом. Под действием давления газа боек 4 находится в крайнем нижнем (по чертежу) положении и упирается в хвостовик рабочего инструмента 1. Корпус-боек 3 находится в.крайнем верхнем (по чертежу) положении и упирается в боек 4, шток 7 находится в крайнем верхнем положении и упирается в винт 8. Золотник 6 находится в крайнем нижнем положении.Рабочая жидкость, поступающая одновременно от источника питания по гидропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 подвижного корпуса 3, кольцевой проточке 19 и радиальному каналу 24 бойка 4, в зазолотниковую полость,26, воздействует на золотник 6, перемещая его в крайнее верхнее положение и во взводящую полость 12 по гидропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 подвижного корпуса 3, воздействует на площадь кольцевой ступени 9 корпуса-бойка 3 и на площадь пояска 11 бойка 4, перемещая корпус-боек 3 в крайнее нижнее положение до упора с кожухом 2 (рабочий ход подвижного корпуса), а затем боек 4 в верхнее положение (холостой ход бойка). Такое последовательноедвижение масс обусловлено разными по величине силами, действующими со стороны пневмоаккумулятора 14 на корпус-боек 3 и боек 3, при равенстве усилий, действующих на них со стороны взводящей 12 и сливной 13 полостей.При совершении поршнем-бойком 3 рабочего хода, а бойком 4 холостого хода газ в пневмоаккумуляторе 14 снижается. В конце холостого хода бойка 4 поясок 11 бойка 4 перекрывает радиальный канал 17 корпуса-бой-. ка 5, а зазолотниковая полость 26 соединяется со сливной магистралью радиальным каналом 24, кольцевой проточкой 19 бойка 4 и радиальным каналом 17 корпуса-бойка 3. Далее рабочая жидкость иэ сливной полости 13 вытесняется бойком 4 в полость .27 управления через радиальный канал 23 бойка 4, воздействует на золотник 6, перемещая его вниз. При этом рабочая3 1 жидкость из эазолотниковой полости 26 выталкивается в сливную магистраль через радиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и радиаль" ный канал 17. При перемещении золотника 6 приоткрывается радиальный канал 25 блока 5 управления и рабочая жидкость от источника питания через радиальный канал 16, паз 18 корпуса-. бойка 3, взводящую полость 12, радиальный канал 21, аксиальный канал 20, радиальный канал 22 бойка 4 и радиальный канал 25 блока 5 уп.равления поступает в полость 27 управления и с большой скоростью перемещает золотник 6 в крайнее нижнее положение, сообщая тем самым вэводящую 12 и сливную 13 полости по радиальному каналу 21, аксиальному канаду 20, радиальному каналу 22 бойка 4, радиальному каналу 25 блока 5 управления, полости 27 управления и радиальному каналу 23 бойка 4.Давление жидкости в взводящей 12 и сливной 13 полостях выравнивается. Под действием сжатого газа пневмо-аккумулятора 14 боек 4 и корпус-боек 3 начинают ускоренно перемещаться в противоположные стороны. В конце рабочего хода боек 4 наносит удар по хвостовику рабочего инструмента 1, при этом радиальный канал 21 бойка 4 перекрывается ступенью 9 корпуса- бойка 3, разобщая полость 12 взвода и источник питания со сливной полостью 13, а зазолотниковая полость 26 .соединяется с источником питания и взводящей полостью 12 через радиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и паз 18, радиальный канал 16 корцуса-бойка ЗПолость 27 управления при этом сообщена со сливной магистралью посредством радиального канала 23 бойка 4, сливной по-. лости 13 и радиального канала 17 подвижного корпуса 3. Сообщение эазолотниковой полости 26 с источником питания и взводящей полостью 12, а полости 27 управления со сливной магистралью достигается тем,что отношение расстояния между радиальным каналом 17 и пазом 18 корпуса- бойка 3 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 равно единице.Под действием суммарного расхода рабочей жидкости, поступающей от источника питания и из взводящей полости 12, золотник 6 мгновенно 196498 4перебрасывается в крайнее верхнееположение, перекрывая радиальныйканал 25 блока 5 управления.Под действием рабочей жидкости,поступающей во взводящую полость 12,корпус-боек 3 останавливается (заканчивается холостой ход) и начинает совершать рабочий ход, в концекоторого упирается в кожух 2. Далее 1 О цикл повторяется.Реверсирование гидропневматического ударного устройства осуществляется за счет выдвижения штока 7,который прижимает боек 4 к хвостовику рабочего инструмента 1. Выдвижение штока 7 может происходить дву"мя способами:1) за счет подаваемой рабочейжидкости от источника питания погидропроводу ЗО и аксиальиому каналу 28 винта 8 в реверсивную полость15, которая воздействует на шток 7,перемещая его в нижнее положение,при этом штокприжимает боек 4 к 25 хвостовику рабочего инструмента 1 иудерживает его в процессе дальнейшей работы, а рабочая жидкость в реверсивной полости 15 аксиальномканале 28 винта 8 и гидропроводе 30запирается распределительным устройством гидропривода (при образованиискважин в грунте самим гидропневма- .тическим ударным устройством);2) за счет эавинчивания винта 8, 35который перемещает шток 7 в .нижнееположение, при этом шток 7 прижимаетбоек 4 к хвостовику рабочего инструмента (при образовании скважин в грунте дополнительным рабочим органом,а гидропневматическое ударное устрой О ство при этом не внедряется в грунт).Реверсивное гидропневматическоеударное устройство в режиме реверсаработает следующим образом.Перед включением в работу гидро-45 пневматического ударного устройствашток 7 находится в крайнем нижнемположении эа счет воздействующей нанего подаваемой от гидропривода ра.бочей жидкости в реверсивную полость15 по гидропроводу 30 и аксиальномуканалу 28 винта 8 или за счет эавинчиваемого винта 8, боек 4 прижат кхвостовику рабочего инструмента 1штоком 7; Корпус-боек 3 под действи ем давления газа пневмоаккумуляторной полости 14 находится в крайнемверхнем положении и упирается верхним торцом в буртик штока 7. Сопри5 119 косновение верхнего торца подвижного корпуса-бойка 3 и буртика штока 7 достигается тем, что отношение минимального расстояния между корпусом- бойком 3 и буртиком штока 7 и суммой минимального расстояния между штоком ,7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 (при работе реверсивного гидропневматического ударного устройства в нормальном режиме) равно единице. Золотник 6 находится в крайнем нижнем положении.Рабочая жидкость в реверсивной полости 15, аксиальном канале 28 винта 8 и гидропроводе 30 запирается распределительным устройством гидропривода. ка 6 приоткрывается радиальный канал25 блока 5 управления и рабочая жид-:кость от источника питания через радиальный канал 16, паз 18, взводящую 5полость 12, радиальный канал 21, аксиальный канал 20, радиальный канал22 бойка 4 и радиальный канал 25 блока 5 управления поступает в полость27 управления и с большой скоростью 10 перемещает золотник 6 в крайнее нижнее положение, сообщая тем самымвзводящую 12 и сливную 13 полостипо радиальному каналу 21, аксиальному каналу 20, радиальному каналу 15 22 бойка 4, радиальному каналу 25блока 5 управления, полости 27 управления и радиальному каналу 23бойка 4. В конце холостого ходакорпус-боек 3 упирается в кожух 2.20Давление жидкости в вэводящей 12и сливной 13 полостях выравниваетоя.Под действием сжатого газа пневмо"аккумулятора 14 корпус-боек 3 начинает ускоренно перемещаться в верхнее положение, рабочий ход подвижного корпуса в режиме реверса. В концерабочего хода корпус-боек 3 верхнимторцом наносит удар по буртику штока 7, который передает ударный импульс на кожух 2 через рабочую жидкость, запертую в реверсивной полости 15 или через винт 8. Нанесениеудара корпусом-бойком 3 по буртикуштока 7 в конце рабочего хода достигается тем, что отношение минимального расстояния между корпусом-бойком 3 и буртиком штока 7 и суммойминимального расстояния между штоком7 и бойком 4 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 (при работереверсивного гидропневматическогоударного устройства в нормальномрежиме) равно единице, Во время 45удара корпусом-бойком 3 по буртику штока 7 радиальный канал 21 бойка 4 перекрывается ступенью 9 корпуса-бойка 3, разобщая полость 12взвода и источник питания со сливРабочая жидкость, поступающая одновременно от источника питания в эазолотниковую полость 26 по гидропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 корпуса-бойка 3, кольцевой проточке 19 и радиальному каналу 24 бойка 4, воздействует на золотник 6, перемещая его в крайнее верхнее положение и во взводящую полость 12 по гид ропроводу 29, радиальному каналу 16 и пазу 18 корпуса-бойка 3, воздействует на площадь кольцевой ступени 9 подвижного корпуса 3, перемещая корпус-боек 3 в нижнее положение (холостой ход подвижного корпуса в режиме реверса). Боек 4 возвратно-поступательное движение в режиме реверса не совершает, так как прижат к хвостовику рабочего инструмента 1 што. ком 7.,При совершении корпусом-бойком 3 холостого хода в режиме реверса гаэ в пневмоаккумуляторе 14 сжимается. В конце холостого хода корпуса-бойка 3 его радиальный канал 17 перекрывается пояском 11 бойка 4, а зазолотниковая полость 26 соединяется со сливной магистралью радиальным каналом 24, кольцевой проточкой 19 бойка 4 и радиальным каналом 17. Далее рабочая жидкость из сливной полости13 вытесняется корпусом-бойком 3 вполость 27 управления через радиальный канал 23 бойка 4, воздействуяна золотник 6, перемещая его вниз.При этом рабочая жидкость из зазолотниковой полости 26 выталкиваетсяв сливную магистраль через радиаль.ный канал 24, кольцевую проточку 1.9бойка 4 и радиальный канал 17 корпуса-бойка 3. При перемещении золотни 6498 ь ной полостью 13, а зазолотниковаяполость 26 соединяется с источникомпитания и взводящей полостью 12 черезрадиальный канал 24, кольцевую проточку 19 бойка 4 и паз 18, радиальный канал 16 корпуса-бойка 3. Полость 27 управления при этом сообщена со сливной магистралью посредством радиального канала 23 бойка2 д в 11 Л ВНИИПИ Заказ 7540 аж 481 Подписное илнал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная 7 1 4, сливной полости 13 и радиального канала 17. Сообщение эазолотниковой полости 26 с источником питания и взводящей полостью 12, а полости 27 управления со сливной магистралью достигается тем, что отношение расстояния между радиальным каналом 17 .и пазом 18 корпуса-бойка 3 и максимального расстояния между хвостовиком рабочего инструмента 1 и бойком 4 равно единице. Под действием суммарного расхода рабочей жидкости,196498поступающей от источника питанияи иэ вэводящей полости 12, золотник6 мгновенно перебрасывается в крайнее.верхнее положение, перекрываярадиальный канал 25 блока 5 управления еПод действием рабочей жидкости,поступающей во взводящую полость 12,корпус-боек 3 начинает совершать 1 О холостой ход в режиме реверса, вконце которого упирается в кожух 2,