Реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте - SU1313972A1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для устройств ударного действия, применяемых, например, для проходки скважины в грунте при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций .

Известно устройство, содержащее корпус, ударник и воздухораспределительный патрубок с радиальными каналами, в которых установлены штифты, соединенные с кольцевым эластичным элементом. С помощью штифтов, выдвигаемых из радиальных каналов под действием сжатого воздуха, подаваемого к мащине, осуществляется фиксация относительно корпуса воздухораспределительного патрубка в положении прямого хода устройства.

Недостатком этого устройства является сравнительно низкая надежность его работы, обусловленная тем, что возможны отказы в работе механизма фиксирования воздухораспределительного патрубка из-за того, что усилия, выдвигающие штифты из радиальных каналов и определяемые произведением давления сжатого воздуха на площадь поперечного сечения штифтов, невелики.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является реверсивное устройство ударного действия для проходки скважин в грунте, содержащее корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке , в котором установлен подпружиненный вкладыш.

Недостатком известного устройства является то, что пружина не растяжима, так как концы ее присоединены к нижним концам вкладыща и она размещена поперек воздухопропускного канала патрубка, поэтому пружина не обладает достаточной надежностью в работе.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности устройства.

Цель достигается тем, что в устройстве ударного действия для проходки скважин в грунте, содержащем корпус, ударник, воздухораспределительный патрубок с продольным каналом и радиальным окном в стенке, в котором установлен подпружиненный вкладыш, вкладыш выполнен в виде стакана , дно которого обращено в сторону продольного канала, а пружина размещена в полости стакана.

При этом пружина может иметь шарик, закрепленный на конце, противоположном дну стакана.

Кроме того, устройство может имет обойму , свободно установленную на патрубке над вкладышем.

Обойма может иметь дополнительную кольцевую проточку. Торцовые поверхности обоймы и поверхность корпуса в месте сопряжения с обоймой могут быть выполнены сферическими. Высота стакана может быть

больше толщины стенки воздухораспределительного патрубка.

На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - вариант выполнения устройства с обоймой; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства с обоймой с двумя упорами и высоким стаканом. Устройство состоит из корпуса 1, ударника 2 с окном 3 и полостью (фиг. 1). В полости ударника 2 размещен воздухораспределительный патрубок 4 с продольным каналом 5 и радиальным окном 6, в котором установлен вкладыш, выполненный в виде стакана 7. Е1 полости 8 стакана 7 установлен подпружинивающий элемент, выполненный в виде пружины 9 и шарика 10. Корпус 1 выполнен с упором 11 для взаимодействия со стаканом 7. Патрубок 4 может быть подпружинен относительно корпуса 1 пружиной 12. Корпус 1 и ударник 2 образуют переднюю рабочую камеру 13, ударник 2

0 и патрубок 4 образуют заднюю рабочую камеру 14. Патрубок 4 имеет упор 15 для взаимодействия с упором 16 корпуса 1 для фиксации патрубка в положении обратного хода устройства. Корпус 1 выполнен также

5 с каналами 17 для выхлопа отработанного воздуха.

Другой вариант выполнения устройства показан на фиг. 2. Часть корпуса 1 в месте размещения стакана 7 выполнена в виде обоймы 18, подвижной относительно

0 остальной части корпуса 1 в радиальном направлении, причем, поверхности обоймы 18 и корпуса 1 в месте взаимодействия 19 могут быть сферическими. На фиг. 3 приведена конструкция обоймы 18 с дополнительным упором 20 ДЛЯ взаимодействия со

5 стаканом 7, причем стакан 7 выступает в продольный канал 5 патрубка 4.

Выполнение вкладыша в виде стакана и размещение в этой полости подпружиниваю- 1цего элемента позволяет упростить конструкцию устройства и повысить надежность его

работы. Выполнение вкладыша в виде стакана позво.тяет повысить диаметр вкладыша, т. е. увеличить усилия, действующие на него со стороны сжатого воздуха и повысить жесткость эластичного элемента, тем самым

5 повысить надежность срабатывания механизма фиксации воздухораспределительного патрубка. При выполнении вкладыша в виде стакана увеличение диаметра вкладыша не приводит к увеличению его массы, что повышает надежность работы фиксатора (и

0 всего устройства), так как простое выполнение вкладыша большего диаметра увеличивает его массу, и часть усилий сжатого воздуха и эластичного элемента уйдет на преодоление сопротивления этой массы, что нецелесообразно.

5 Кроме того, выполнение вкладыша в виде стакана позволяет снизить ударные нагрузки в сопрягаемых с вкладышем деталях, так как в этом случае вкладыш работает как упругий элемент - он деформируется в поперечном направлении, тем самым снижает передачу ударных нагрузок от одной детали к другой.

Размещение пружины в полости стакана делает конструкцию компактной и простой .

Выполнение устройства с обоймой, свободно установленной на патрубке, позволяет упростить конструкцию корпуса, так как каленые опорные поверхности (упоры) для вкладышей можно выполнить только в обойме , а остальную часть корпуса специально не обрабатывать, так как на нее обойма опирается всем своим торцом.

В связи с тем, что обойма имеет радиальную подвижность относительно всего корпуса, нет необходимости выполнять посадку воздухораспределительного патрубка в корпусе, так как патрубок, зафиксированный в обойме, имеет возможность самоустанавливаться относительно корпуса вместе с обоймой, что обеспечивает снижение изгибающих нагрузок в патрубке и в конечном счете повышает надежность работы всего устройства.

Выполнение обоймы с дополнительным упором позволяет фиксировать воздухораспределительный патрубок в положении обратного хода устройства, особенно при случайном понижении давления сжатого воздуха , когда незафиксированный в осевом направлении патрубок может пружиной переместиться из положения обратного хода в положение прямого хода, кроме того, позволяет без увеличения габаритов устройства выполнить вкладыш (стакан) большей высоты . Увеличение высоты необходимо для сохранения достаточной длины (высоты) боковой поверхности в тот момент, когда вкладыш находится в рабочем положении, т. е. вытолкнуть сжатым воздухом из радиального окна воздухораспределительного патрубка . Простое увеличение длины вкладыша приводит к увеличению габаритов (диаметра ) устройства, что нежелательно. Поэтому целесообразно стакан выполнять длиной, большей толщины стенки воздухораспределительного патрубка, причем дно стакана должно выступать в продольный канал патрубка (при нерабочем положении патрубка). После подачи сжатого воздуха стакан переместится в радиальном окне патрубка, и дно стакана освобождает осевой канал воздухораспределительного патрубка, не препятствуя проходу воздуха. Верхняя часть стакана выходит из радиального окна патрубка, опирается в корпус (упор обоймы) и фиксирует патрубок в одном из рабочих положений прямого или обратного хода. Это обеспечивает снижение габаритов устройства и в конечном счете упрощает конструкцию и повышает надежность работы устройства.

Выполнение взаимодействующих поверхностей обоймы и корпуса сферическими

обеспечивает лучшую самоустановку воздухораспределительного патрубка в полости ударника и исключает возникновение изгибающих усилий в патрубке, тем самым, повышая надежность работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Сжатый воздух поступает в машину по продольному каналу 5 патрубка 4 и, воздействуя на дно стакана 7, перемещает его по окну 6 вверх (фиг. 1), сжимая при этом пружину 9.

Одновременно под действием сжатого воздуха патрубок 4 смещается назад (на фиг. вправо), и стакан 7 опирается на упор 11

5 и фиксирует патрубок 4 в положении прямого хода устройства.

По каналу 5 сжатый воздух через камеру 14 и окно 3 поступает в камеру 13. Ввиду того, что площа;лЬ ударника 2 со стороны передней рабочей камеры 13

0 больше площади со стороны задней рабочей камеры 14, ударник 2 перемещается сжатым воздухом назад (на фиг. вправо). После того, как окна 3 пройдут большую ступень патрубка 4, произойдет выхлоп воздуха из

5 передней камеры 13 через окна 3 и каналы 17 в атмосферу. Ударник 2 давлением воздуха в камере 14 останавливается, а затем перемешается вперед (на фиг. 1 влево) и наносит удар по переднему внутреннему торцу корпуса 1. На фиг. 1 показано

0 положение ударника 2 в момент нанесения удара. Перед ударом открываются окна 3, сжатый воздух снова поступает в камеру 13, и цикл повторяется. Под действием ударов ударника 2 корпус 1 перемс.-яется в грунте , оставляя за собой скважину. Описан5 ный режим работы - «Прямой ход. Для переключения устройства на режим «Обратный ход, когда машина перемещается по скважине в обратном направлении , необходимо отключить подачу сжатого воздуха. Под действием пружины 9 ста кан 7 выйдет из взаимодействия с упором 11 корпуса 1 и переместится в окне 6 (на фиг. 1-3 вниз) в положение, показанное ни чертеже.

Натяжением воздухоподводящего шланс га (не показан),соединенного с патрубком 4, последний перемещается назад (на фиг. вправо). При этом шарик 10 упором 11 перемещается в полость 8 вкладыша, сжимая пружину 9. Пружина 12 также сжимается . Не снимая натяжения с воздухоподво0 дящего шланга подают к машине сжатый воздух. Патрубок 4 буртом 15 войдет в соприкосновение с буртом 16 корпуса 1 и зафиксируется в положении обратного хода. При новом положении воздухораспределительного патрубка 4 впуск воздуха в переднюю

5 камеру 13 происходит раньше, а выхлоп позже , поэтому ударник 2 наносит удары не по переднему торцу корпуса 1, а по заднему. Под действием этих ударов машина перемещается назад по пробитой скважине, осуществляя обратный ход.

Для переключения устройства с обратного хода на прямой необходимо прекратить подачу сжатого воздуха. Под действием пружин 12 и 9 патрубок 4, стакан 7 и шарик 10 займут положение, показанное на фиг. 1. Теперь после подачи сжатого воздуха машина работает в режиме «Прямой ход.

Вариант выполнения устройства изображенного на фиг. 2, предусматривает наличие обоймы 18. Принцип работы устройства аналогичен описанному. В положении прямого хода устройства вкладыш 7 опирается на упор 11 обоймы 18, а в положении обратного хода патрубок 4 фиксируется буртами 15 патрубка и 16 корпуса. Наличие обоймы 18, подвижной в радиальном направлении относительно корпуса 1, позволяет патрубку 4 (вместе с обоймой 18) смеш,аться

18 11 / /

I I

5

параллельно оси корпуса 1 для компенсации перекосов патрубка 4, вызванных неточностью изготовления деталей машины, когда торцы 19 плоские, либо поворачиваться относительно оси машины, либо выполнены сферическими .

Устройство (фиг. 3) с дополнительным упором 20 и со стаканом 7, выступающими в продольный канал 5 патрубка 4, работает аналогично вышеописанному. Донная часть стакана 7 входит из канала 5 в радиальное окно 6, обеспечивая свободный проход сжатого воздуха по каналу 5 и сохраняет величину площади соприкосновения поверхностей стакана 7 и окна патрубка 4.

Выполнение вкладыша в виде стакана, в полости которого размещена пружина, позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства, а также уменьшить массу вкладыша.

S15 фиг.2

18 11 20

Фиг.1

Реферат

Формула