Гидропневматическое устройство ударного действия

О П И С А Н И Е !)!) 6О0295

ИЗОБРЕТЕН И Я

Св)оз Советских

Ссциалистинеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3 )sJвлгч)о 13.08.73 (2! ) 195()039/22-03 (51) М. Кл."- Е 21С 3/20 с при<. оедннепием з;)явил! Х>

Государственный комитет

Совета Министров СССР

«по делам изобретений и открытий (23) 1! риорптст (43) Опубликовано 30.03,78. Бюллетень М 12 (45) Дата опубликования описания 05.04.78 (53) УДК 622.233.52 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Дусев и Е. У. Яариков

Новочеркасский ордена Трудового 1(расного Знамени политехнический институт имени Серго Орджоникидзе (71) Заявитель ()4) ГИДРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УС1 РОЙСТВО УДАРНО10

ДF.É(:1 ВИЯ

Изобретение может быть использовано в бурильных машинах при бурении сквалыг)н.

Известны устройства для ударного бурения скважины, в которых в качестве пульсатора использован однопоршневой насос, сообща)ощий колебательное движение столбу жидкости для привода в действие ударника (1).

Однако это устройство не эффективно в работе, так как в колебательное движение вовлекастся большой объем жидкости.

1-1аиболсс близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидропнсвматическое устройство ударного действия, включающее ударник с рабочим инструментом, приводимый в действие импульсатором, роторы которого размещены в цилиндрических расточках его корпуса, при этом один ротор выполнен с лопаткой, а другой — с криволинейным вырезом, газогидравлический аккумулятор и компспсатор слива (2).

Недостатком такого устройства является резкое, почти ударнос нагружение деталей привода в период взвода бойка, что влияет на эксплуатационную надежность устройства.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности устройства путем уменьшения динамических нагрузок при взводе ударника.

Это достигается тем, что каждый из роторов имеет лопатку и криволинейный вырез, при этом величина радиуса криволинейного выреза определяется выражением

Rp(r(R,, где r — радиус криволинейного выреза;

R), — радиус ротора;

Ri! — радиус расточки корпуса.

Кроме того, роторы в начальный момент

10 расположены так, что одна из лопаток образует с вертикальной плоскостью, проходящей через линию касания роторов, угол 45, отсчитываемый в направлении их вращения, а другая — параллельна этой плоскости, при

15 этом криволинейные вырезы вогнутостью обращены и компснсатору слива.

На чсртыкс представлена схема предлагаемого уст1)ойств i,да1)))ого дсйс вп5!.

Устро))с)во содержит пмпульсатор, выпол20 ненный в виде корпуса 1, в котором размещены роторы 2 и 3, касающисся между собою в точке А, компенсатор слива, имеющий корпус 4 и легкий подвиж)!ы)! поршень 5, отделяющий п)дравлпческую полость от газовой

25 камеры 6, ударный узел, представляющий собой UH IHH+p 7 с ударнп! .ох! 8.

Устройство имеет аккумулятор 9, полость

10 которого заполнена газом под давлением выше атмосферного, а штоковая полость за30 полнена жидкостью и постоянно сообщена с

600295 импульсатором посредством трубопровода !1.

В нижнюю часть полости цилиндра 7 входит хвостовпк 12 раоо;его инструмента, а пространство между хвостовиком 12 и ударником 8 посредством окон 13 сообщено с атмосферой.

Роторы 2 и 3 имеют совершенно одина овую форму и снабжены лопатками 14 и 15, кроме того, в каждом из них в зоне, непосредственно прилегающей к лопаткам, сделаны криволинейные вырезы 16 и 17 с радиусом, величина которого определяется выражением

Рр(г<ЯК.

Каждый ротор смонтирован концентрично по отношению к цилиндрической расточкс корпуса 1 и на участках Н1К и Н К имеет кольцевой зазор h, величина которого выбирается так, чтобы между лопаткой и корпусом при вращении роторов оставался просвет.

Валы роторов кинематически связаны и при работе силового привода синхронно вра цаются навстречу друг другу.

Взаимное расположение роторов выбрано так, что перед началом подачи жидкости в штоковую полость ударника (положение, показанное на чертеже) лопатка 14 образует с вертикальной плоскостью, проходящей через линию касания роторов, угол 45, отсчитываемый в направлении вращения, а лопатка 15 параллельна этой плоскости.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Вращаясь из положения, показанного на чертеже, роторы 2 и 3 вытесняют в штоковую полость ударника жидкость, заключенную в кольцевых зазорах на участках Н К и Н К .

Вследствие этого ударник 8 поднимается вверх, сжимая газ в полости 10, В это же время поднимается вверх и поршень 5 компенсатора слива, вытесняя жидкость из него.

Газ, заключенный в камере 6, расширяется, давление в этой камере много ниже, чем в полости 10.

Как только лопатки 14 и 15 пройдут точки

Ks и К, штоковаяполостьударника и гидравлическая полость компенсатора слива будут сообщены между собой и по кольцевым каналам К>Нь К Н, и за счет щели, которая к вр IVICI|H OC)pH», Csl .>I i. sl>, t >, pOTApi»:I ss 2 и 3, так как касание их в точке Л прекратитcsi s:>-»a на ss>чия вырез» 1 G.

1 аходяcl> по i действием перепада давления

5. камеры 6 и полости 10, ударник 8 устремится к хвостовику 12 и панесст IIQ нему резкий удар. После удара ударпик остановится и будет находиться в этом состоянии до тех пор, пока лопатки 14 и 15 пе займут исходного положения, показанного на чертеже. При дальнейшеvr вращении роторов цикл работы устройства повторится.

Формула изобретения

15 1. Гидропневматическое устройство ударного действия, включающее ударник с рабочим инструментом, приводимый в действие импульсатором, роторы которого размещены в цилиндрических расточках его корпуса, при

20 этом один ротор выполнен с лопаткой, а другой — с криволинейным вырезом, газогидравлический аккумулятор и компенсатор слива, отличаюшесся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности устройст25 ва путем уменьшения динамических нагрузок при взводе ударника, каждый из роторов имест лопатку и криволинейный вырез, при этом величина радиуса криволинейного выреза определяется выражением

Rp (r(Rv„ где r — радиус криволинейного выреза;

Лр — радиус ротора;

Р„. — радиус расточки корпуса.

35 2. Устройство по п, 1, отл ич а ю щееся тем, что роторы в начальный момент расположены так, что одна из лопаток образует с вертикальной плоскостью, проходящей через линию кас="íèÿ роторов,,угол 45, отсчи40 тываемый в направлении их вращения, а другая — параллельна этой плоскости, при этом криволинейные вырезы вогнутостью обращены к компенсатору слива.

Источники инфор мации, 45 принятые во внимание при экспертизе

1. Воскресенский Ф. Ф. и др, Вибрационное и ударно-вращательное бурение. М., (:Гостоптехиздат», 1961, с. 137, рис. 91.

2. Лвторское свидетельство СССР М 178325, 50 кл. Е 21С 3/20, 1961.

600295

Составитель В. Махаева

Техред И. Михайлова

Корректоры: А. Степанова и Л. Денискина

Редактор Н. Пушкин

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 362/2 Изд. М 342 Тираж 734

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5