ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО

Пневматическое ударное устройство
Предполагаемая полезная модель относится к области горного дела и строительства и касается пневматических устройств ударного действия для ударного погружения в грунт труб и других стержневых элементов.
Известен расширитель скважин, описанный в а. с. СССР №1167294, кл. Е21В 7/28, опубликованном в БИ №26, 1985г. Он содержит корпус с размещенными в нем несколькими ударниками, расположенными каждый в своей полости, и имеет систему воздухораспределения, синхронизирующую движение ударников. Элементом воздухораспределения, синхронизирующим движение ударников, является клапан, расположенный в задней части корпуса и срабатывающий от движения одного из ударников, что обеспечивает подачу энергоносителя в полости, где расположены и все остальные ударники.
Недостатком данной конструкции является то, что клапан, синхронизирующий работу ударника, находится в жесткой зависимости от работы одного из ударников и не может быть вынесен за пределы корпуса устройства, так как каналы, связывающие данный клапан с полостями, где расположены ударники, значительно увеличились бы и увеличился бы их объем и срабатывание клапана из-за, как следствие, меньших перепадов давления было бы невозможно. Это, при данной
МПК б: E02F 5/18
конструкции, не позволяет иметь вынесенный воздухораспределительный блок, доступный для оперативного регулирования и управления устройством в процессе работы, что бывает необходимо при выполнении некоторых работ. Такое воздухораспределение, а также размещение ударников в едином блоке не позволяет выполнить рассредоточение ударных модулей и, следовательно, не позволяет выполнить устройство такой конструкции для каких либо других целей, кроме тех, для которых оно предназначено. Все это ограничивает область применения данного устройства.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является пневматическое ударное буровое устройство, описанное в патенте ФРГ №1132067, М.кл. Е21Ь., опубл. 28.0б.б2г. Оно представляет собой ударный узел, имеющий корпус, ударник, размещенный внутри корпуса и делящий его полость на камеры рабочего и холостого хода, отстоящий от ударного узла командный золотниковый воздухораспределитель, 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, удещевить его производство . Вынесенный командный золотниковый воздухораспределитель позволяет во время проведения технологической операции менять параметры ударного узла, что бывает необходимо в некоторых условиях, и обеспечивает его дополнительными свойствами, такими как, например, реверс. Один и тот же командный золотниковый воздухораспределитель может эксплуатироваться с ударными узлами различного диаметра и конструкции, что позволяет максимально унифицировать узлы системы.
Недостатком данной конструкции является то, что используется один ударный модуль. Так, на;,ример, при необходимости производить работу с увеличенной энергией удара в данной конструкции необходимо использовать и ударный модуль с большей энергией удара и, как следствие, больших размеров и большей стоимости. В некоторых случаях это сделать затруднительно или невозможно.
Кроме того, однообразны схемы приложения ударной нагрузки при использовании устройства данной конструкции, направление удара совпадает с направлением движения ударника и попытка изменить направление удара существенно усложняет конструкцию и влечет энергетические потери. При выполнении некоторых работ целесообразно иметь более сложную схему приложения ударной нагрузки, что неспособна обеспечить данная конструкция. Все это ограничивает область применения данного устройства.
Технической задачей, решаемой данной предполагаемой полезной моделью, является расширение области применения устройства за счет увеличения диапазона
варьирования параметров устройства и создания более гибких схем приложения ударной нагрузки.
Данная техническая задача решается тем, что в пневматическом ударном устройс -ве, содержанием ударный узел, командный золотнико ый воздухораспределитель, отстоящий от ударного узла и соединенный с ним по меньшей мере одним коммуникационньш каналом, и питаюшую магистраль, согласно полезной модели, в него дополнительно вв щено П ударных узлогз в индивидуальных корпусах с возможностью рассредоточения и индивидуальной установки, каждый из которых соединен с командным золотниковым воздухора -:пределиел-м по меньшей мере одним коммуникационным каналом в виде гибкого воздухоподводящего рукава.
Управление несколькими ударными узлами В1х;нес:енным командным золотниковым воздухораспределителем позволяет надежно синхронизировать движение их ударников или обеспечить их работу по какому-либо другому заданному закону.
Такая конструкция позволяет решать, например, вопрос увеличения ударной нагрузки путем привлечения дополнительных ударных узлов обычных размеров, без создания больших и дорогостоящих ударных узлов. При синхронизации ударов происходит суммирование энергии единичного удара, а при заданном относительном смещении движения ударников происходит увеличение частоты ударов.
большого диаметра многими ударными модулями, часть модулей имеет направление удара вдоль продольной оси трубы, а часть под углом к этой оси, что создает осевую нагрузку и крутящий момент, приложенные к трубе. Под действием осевой нагрузки и крутящего момента труба более активно погружается в грунт.
Все это позволяет осуществлять более сложные или более энергоемкие работы, что расширяет область применения устройства.
Предполагаемая полезная модель иллюстрируется примером конкретного исполнения и чертежом, на котором изображен общий вид устройства, установленного на забиваемой в грунт трубе большого диаметра.
Пневматическое ударное устройство содержит ударный узел 1 и дополнительно введенные П ударны:х узлов 1, командный золотниковый воздухораспределитель 2, отстоящий от ударных узлов 1 и соединенный с каждым и них по меньшей мере одним коммуникационным каналом в виде гибкого воздухоподводящего рукава 3. Имеется питающая магистраль 4, связанная с командным золотниковым воздухораспределителем 2 и ударными узлами 1 рукавами 5. Ударные узлы 1 рассредоточены и имеют гнезда б индивидуальной установки, расположенные на забиваемой трубе 7.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
ковый воздухораспределитель 2 по гибким воздухоподводящим рукавам 3 передает управляющие сигналы в виде пульсации воздуха, воспринимаемые системами воздухораспределения ударных узлов 1. Ударные узлы 1 включаются и их ударники (на чертеже не показаны) наносят удары, воспринимаемые гнездами б индивидуальной установки и передаваемые на забиваемую трубу 7. Командный золотниковый воздухораспределитель 2 синхронизирует удары ударников ударных узлов 1, в результате чего суммарная энергия ударов и масса ударников становятся достаточными для приведения забиваемой трубы 7 в движение и она погружается в грунт.