ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО

Пневматическое ударное устройство
Предполагаемое изобретение относится к области горного дела и строительства и касается пневматических устройств ударного действия для бестраншейной проходки скважин в грунте.
Известно пневматргческое реверсивное устройство для образования скважин в грунте, описанное в а.с. СССР №1250619, кл. E02F 5/18 и опубликованное в БИ №30, 1986г.
Оно содержит корпус с размещенным в нем ударником и механизм для осуществления реверса. При проходке скважины изменение режима работы устройства, а именно включение и выключение реверса, осуществляется путем создания определенной последовательности открытия и закрытия питающей воздушной магистрали, которая используется здесь как сигнализация для управления работой устройства. Однако возможности такого управления довольно ограничены, так как такая сигнализация не позволяет управлять устройством непосредственно при его работе, при постоянно включенной питакяцей магистрали, то есть не может изменять какие-либо другие параметры, кроме осуществления реверса.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является пневматическое ударное буровое устройство, описанное в патенте ФРГ №1132067, М.кл. Е21Ь, опубл. 28.06.62г. Оно представляет собой ударМПК 6:E02F 5/18
ный узел, имеющий корпус, ударник, размещенный внутри корпуса и делящий его полость на камеры рабочего и холостого хода, отстоящий от ударного узла командный воздухораспределитель- пульсатор давления, имеющий свой корпус, золотник, питающую и выхлопную магистрали и соединенный с ударным узлом воздухоподводящими рукавами. Командный золотниковый воздухораспределитель находится на расстоянии от ударного узла и имеет независимое от него срабатывание. Такая система позволяет максимально упростить конструкцию ударного узла, удешевить его производство. Вынесенный командный воздухораспределитель позволяет непосредственно во время работы устройства менять параметры ударного узла, что бывает необходимо в некоторых условиях, а также обеспечивает его реверс. Один и тот же командный воздухораспределитель может эксплуатироваться с ударными узлами различного диаметра и конструкции, что позволяет значительно унифицироваг ь узлы этой системы.
Недостатком данной конструкции является то, что при расположении вынесенного командного воздухораспределителя достаточно далеко от ударного узла, передаваемый им сигнал в виде определенной формы пульсации давления воздуха искажается и затухает. В этом случае невозможно выполнить погружное устройство, у которого ударный узел работал бы в скважине на значительном удалении от вынесенного командного воздухораспределителя, то есть такая конструкция пригодна лищь для образования коротких скважин. Это ограничивает область применения данного устройства.
Технической задачей, решаемой данным предполагаемым изобретением, является расширение области применения устройства -(проходка более глубоких скважин,) за счет корректировки передаваемого от вынесенного комаьвдного воздухораспределителя сигнала- восстановления прежней его формы и амплитуды.
Данная техническая задача решается тем, что в пневматическом ударном устройстве, содержащем ударный узел, вынесенный за пределы ударного узла командный воздухораспределитель- пульсатор давления, соединенный с ударным узлом по меньшей .мере одним коммуникационным каналом, и питающую магистраль, согласно изобретению, коммуникационный канал выполнен с по меньшей мере одним разъединением, в котором установлен золотник для корректировки пульсации давления, передаваемой от вынесенного командного воздухораспределителя.
Золотник, установленный в разъединении коммуникациoiiHoro канала на пути следования сигнала, передаваемого от командного воздухораспределителя, позволяет восстанавливать амплитуду и форму сигнала, утрачиваемые по мере удаления ударного узла от командного воздухораспределителя. Это позволяет удалять ударный узел от командного воздухораспределителя на большее расстояние, что делает возможной проходку скважины на большую глубину. При установке по длине коммуникационного канала нескольких таких золотников расстояние между назваными элементами может быть еще больше увеличено.
Целесообразно между золотником для корректировки пульсации давления и его корпусом образовать полость, постоянно соединенную с питающей магистралью и имеющую возможность периодического соединения с коммуникационным каналом.
Это позволяет наиболее просто и надежно реализовать данную конструкцию. Золотник в данном случае использует для своего срабатывания тот же энергоноситель, что и ударный узел, и позволяет наиболее просто увеличить амплитуду ретранслируемого сигнала.
Сущность технического рещения иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, на котором изображено пневматическое ударновс; устройство с продольным разрезом золотника, установленного в разъединении коммуникационного канала.
Пневматическое ударное устройство состоит из ударного узла 1, вынесенного за пределы ударного узла 1 командного воздухораспределителя- пульсатора 2 давления, соединенного с ударным узлом 1 коммуникационным каналом 3, состоящим из рукавов 4 и 5. Возможно другое исполнение конструкции устройства при котором коммуникационных -каналов может быть несколько. В разъединении коммуникационного канала 3 между рукавами 4 и 5 установлен золотник 6, заключенный в корпус 7 ( при большой длине коммуникационного канала разъединений может быть несколько и в каждом из них может устанавливаться золотник). Между золотником б и его корпусом 7 образованы полости 8, 9, и 10. В корпусе 7 выполнены каналы 11, 12 и 13. Устройство содержит питающую магистраль
14, соединенную с ударным узлом 1 и через канал 15 с полостью 10 между золотником б и его корпусом 7.
Работа устройства осуществляется следующим образом. Сжатый воздух из питающей магистрали 14 подается в ударный узел 1, командный воздухораспределитель- пульсатор 2 давления и через каналы 15 и 13 в полость 10. Ударный узел 1 без управляющих сигналов от командного воздухораспределителя- пульсатора 2 давления не производит ударов. Сигнал подается от командного воздухораспределителя- пульсатора 2 давления и проходит по коммуникационному каналу 3, несколько ослабевая и искажаясь ввиду большой протяженности коммуникационного канала 3, сохраняя однако период пульсации. Из рукава 4 сигнал в виде порции сжатого воздуха поступает в полость 8, где сжатый воздух воздействует на торец золотника 6. Поскольку полость 9 через канал 11 постоянно связана с атмосферой, то рабочая площадь золотника б со стороны полости 8 больше рабочей площади с противоположной стороны, постоянно находящейся под магистральным давлением полости 10. Попав в полость 8, сжатый воздух фиксирует золотник б в переднем крайнем положении. В этот момент воздухораспределительная система ударного узла 1 через рукав 5, канал 12, полость 9, канал 11 соединяется с атмосферой, что обеспечивает соответствующее сбросу давления срабатывание этой системы. Поскольку место соединения с атмосферой воздухораспределительной системы ударного узла 1 находится гораздо ближе к ударному узлу 1, чем если бы это происходило через командный воздухораспределитель - пульсатор 2 давления, то выхлоп из соответствующих полостей и каналов воздухораспределительной системы ударного узла 1 происходит более резко и полно, обеспечивая необходимое ее срабатывание. При сбросе давления командным воздухораспределителем- пульсатором 2 давления в коммуникационном канале 3, до полости 8, из-за протяженности коммуникационного канала 3, этот сброс в нужный момент времени может дойти как не очень значительное понижение давления. Поэтому рабочие площади золотника б со стороны полостей 8 и 10 рассчитаны таким образом, чтобы этого понижения давления было достаточно для перекидки золотника б в заднее крайнее положение за счет силы сжатого воздуха со стороны полости 10, постоянно связанной с питающей магистралью 14 через каналы 13 и 15. При этом положении золотника 6 питающая магистраль 14 через .полость 10, канал 12, рукав 5 резко соединяется с воздухораспределительной системой ударного узла 1, обеспечивая своевременную и четкую команду, необходимую для ее срабатывания- удар- ный узел 1 осуществляет удар. В дальнейщем от командного воздухораспределителя- пульсатора 2 давления вновь подается сигнал, который в виде порции сжатого воздуха вновь поступает в полость 8, и золотник 6 в нужный момент времени переьсидывается в переднее крайнее положение. Цикл повторяется. Рабочие площади золотника б со стороны полостей 8 и 10 выбраны такими, чтобы выходящий сигнал имел бы те же длительность и период, что и входящий, хоть и с некоторым сдвигом по времени. Корректировка сигнала позволяет иметь большую величину давления, большую крутизну фронтов нарастания и падения давления воздуха, необходимые для надежного срабатывания воздухораспределительной системы ударного узла 1.