RU2444602C1 - Perforator - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: perforator comprises a rock-breaking tool, a casing with a rotary mechanism installed in it and a doubled striker, comprising the main and auxiliary anvil blocks, an air-distribution system, a rotary and an end axle-boxes, differing by the fact that the auxiliary anvil block has an inner cavity with an elastic element made as narrowing and expanding parts, besides, the minimum diameter of the cavity D is accepted as more than the diameter of the right end part of an air duct tube, and the maximum diameter D₁ of the cavity at the side of the rod is selected based on the ratio

where S₁ is the area of contact of the auxiliary anvil block with the rod; S₂ is the area of end section of the rod.

EFFECT: higher reliability of design operation, due to provision of reliable process of the auxiliary anvil block chatter between the main anvil block and the rod, and bounce of the auxiliary anvil block from the rod in the end of working travel.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано для бурения шпуров в любых многоструктурных породах с твердыми включениями, например, апатитонефелиновой руды.The invention relates to the mining and construction industries and can be used for drilling holes in any multi-structural rocks with solid inclusions, for example, apatitenefelin ore.

Известен двухпоршневой перфоратор (а.с. №140228, м. кл. E21C 3/04, БИ №7, 1989), включающий корпус, два поршня, кулачковую муфту, гранбуксу, воздухораспределительное устройство и уплотнительное кольцо. Такое устройство снабжается двухмассным ударником с целью снижения вибрации, передаваемой на корпус, и не способно решать задачи по повышению к.п.д. удара и интенсификации режимов бурения многоструктурных пород, состоящих из твердых и мягких компонентов.Known two-piston rotary hammer (AS No. 140228, class C. E21C 3/04, BI No. 7, 1989), comprising a housing, two pistons, a cam clutch, granbuksu, air distribution device and a sealing ring. Such a device is equipped with a two-mass drummer in order to reduce the vibration transmitted to the body, and is not able to solve the problem of increasing the efficiency impact and intensification of drilling regimes of multistructured rocks consisting of hard and soft components.

Известен перфоратор по патенту Российской Федерации №2296850, м. кл. E21B 6/06, 19.10.2005), принятый за прототип, содержащий породоразрушающий инструмент, закрепленный на штанге, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, при этом вспомогательный боек установлен в направляющих, его сечение имеет форму многогранника, а отношение длины бойка к его ширине выбирают из неравенства L/b≥1.5, причем соотношение масс сдвоенного ударника и штанги должно удовлетворять условию m₂>m₁(2R+R²).Known perforator according to the patent of the Russian Federation No. 2296850, m. Cl. E21B 6/06, 10/19/2005), adopted as a prototype, containing a rock cutting tool mounted on a rod, a housing with a rotary mechanism and a double hammer placed in it, including the main and auxiliary strikers, the air distribution system, the rotary and trailer axles, while the auxiliary the striker is installed in the guides, its cross section has the shape of a polyhedron, and the ratio of the striker length to its width is selected from the inequality L / b≥1.5, and the mass ratio of the double striker and the rod must satisfy the condition m ₂ > m ₁ (2R + R ² ).

Однако в рассматриваемом перфораторе эффект «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой, позволяющий повысить к.п.д. удара и интенсифицировать процесс разрушения породы, не достаточно стабилен, вследствие «залипания» вспомогательного бойка и штанги. Боек не возвращается в исходное положение, так как давление в области соприкосновения бойка с основным ударником оказывается больше, чем давление в области штанги, в результате вспомогательный боек не отскакивает от штанги в конце рабочего хода.However, in the punch under consideration, the effect of "bounce" of the auxiliary striker between the main striker and the bar, allowing to increase the efficiency impact and intensify the process of destruction of the rock is not stable enough, due to the "sticking" auxiliary striker and rod. The firing pin does not return to its original position, since the pressure in the contact area of the firing pin with the main striker is greater than the pressure in the rod area, as a result, the auxiliary firing pin does not bounce off the rod at the end of the stroke.

Техническим результатом устройства является устранение указанных недостатков, а именно обеспечение надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой и отскок вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода.The technical result of the device is to eliminate these drawbacks, namely, ensuring a reliable process of "bounce" of the auxiliary striker between the main striker and the rod and the rebound of the auxiliary striker from the rod at the end of the stroke.

Технический результат достигается тем, что перфоратор, содержащий породоразрушающий инструмент, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, согласно изобретению вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, причем минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D₁ полости со стороны штанги выбирают из соотношения

,The technical result is achieved in that the perforator containing a rock cutting tool, a housing with a rotary mechanism and a double striker placed in it, including the main and auxiliary strikers, an air distribution system, a rotary and end axle box, according to the invention, the auxiliary striker has an internal cavity with an elastic element made in in the form of tapering and expanding parts, the minimum diameter of the cavity D being greater than the diameter of the right end part of the air pipe, and the max the total diameter D _{1 of the} cavity from the side of the rod is selected from the ratio

,

где S₁ - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой;where S ₁ is the contact area of the auxiliary striker with the bar;

S₂ - площадь торцевого сечения штанги.S ₂ - the area of the end section of the rod.

Такое выполнение перфоратора повышает надежность работы конструкции за счет обеспечения надежного процесса «дребезга» вспомогательного бойка между основным бойком и штангой и отскок вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода.This embodiment of the hammer increases the reliability of the structure by providing a reliable process of "bounce" of the auxiliary striker between the main striker and the rod and the rebound of the auxiliary striker from the rod at the end of the stroke.

Предлагаемый перфоратор поясняется чертежами. На фиг.1 показан перфоратор в момент удара основного бойка по вспомогательному; на фиг.2 показана конструкция вспомогательного бойка; на фиг.3 показано положение вспомогательного бойка и штанги в конце рабочего хода.The proposed punch is illustrated by drawings. Figure 1 shows the punch at the time of impact of the main hammer on the auxiliary; figure 2 shows the design of the auxiliary striker; figure 3 shows the position of the auxiliary striker and rod at the end of the stroke.

Перфоратор (фиг.1) содержит штангу 1 с закрепленной на ней коронкой 2, корпус 3 с размещенным в нем поворотным механизмом, сдвоенный ударник, состоящий из основного 4 и вспомогательного 5 бойков, воздухораспределительную систему, включающую воздухопроводную трубку 6, регулировочный вентиль 7, поворотную 8 и концевую 9 буксы, в последнюю входит хвостовик 10 штанги 1. Правая концевая часть 11 воздухопроводной трубки имеет уменьшенный по отношению к основной части диаметр.The perforator (Fig. 1) contains a rod 1 with a crown 2 fixed on it, a housing 3 with a rotary mechanism located in it, a double hammer, consisting of the main 4 and auxiliary 5 strikers, an air distribution system including an air pipe 6, an adjustment valve 7, a rotary 8 and the end 9 of the axle box, the last includes the shank 10 of the rod 1. The right end part 11 of the air duct has a diameter reduced in relation to the main part.

Вспомогательный боек 5 (фиг.2) имеет внутреннюю полость, выполненную в виде сужающейся 12 и расширяющейся 13 частей, снабжен упругим элементом 14 (полиуретановая втулка) и твердосплавной шайбой 15, установленной перед упругим элементом, причем минимальный диаметр D полости принимают на 1 миллиметр больше диаметра правой концевой части 11 воздухопроводной трубки 6, для обеспечения свободного движения бойка вдоль трубки, а максимальный диаметр D₁ полости со стороны штанги 1 выбирают из соотношения, при котором площадь контакта вспомогательного бойка не должна быть меньше 0,5 от площади торцевого сечения 16 штанги 1.The auxiliary striker 5 (figure 2) has an internal cavity made in the form of a tapering 12 and expanding 13 parts, is equipped with an elastic element 14 (polyurethane sleeve) and a carbide washer 15 installed in front of the elastic element, and the minimum diameter D of the cavity is taken 1 mm more diameter right end portion 11 of the air guide tube 6 to allow free movement of the striker along the tube, and the maximum diameter D ₁ of the cavity from the rod 1 is selected from the ratio at which the area of contact of the auxiliary bo ka should not be less than 0.5 times the area of the end section 16 of rod 1.

Работа перфоратора осуществляется следующим образом. Воздух из воздухораспределительной системы поступает в рабочую полость 17 перфоратора, давит на основной боек 4 и заставляет его двигаться слева навстречу вспомогательному бойку 5 и штанге 1. При этом основной боек 4 наносит удар по вспомогательному бойку (фиг.1), который, получив ударную энергию, отскакивает от него со скоростью, большей, чем скорость основного бойка, и самостоятельно наносит удар в торец 16 штанги 1 (фиг.3). С целью исключения «слипания» бойка и штанги и обеспечения надежного отскока вспомогательного бойка от штанги в конце рабочего хода давление P₂ в полости со стороны штанги должно быть больше, чем давление P₁ со стороны основного бойка, что обеспечивается тем, что правая полость вспомогательного бойка выполнена расширяющейся и площадь контакта бойка не должна быть меньше 0,5 площади торцевого сечения штанги. Давление P₁ при этом регулируют при помощи вентиля 7.The work of the punch is as follows. The air from the air distribution system enters the working cavity 17 of the perforator, presses on the main hammer 4 and makes it move left to meet the auxiliary hammer 5 and rod 1. In this case, the main hammer 4 strikes the auxiliary hammer (Fig. 1), which, having received shock energy , bounces from it with a speed greater than the speed of the main striker, and independently strikes at the end face 16 of the rod 1 (figure 3). In order to avoid “sticking” of the striker and the rod and to ensure a reliable rebound of the auxiliary striker from the rod at the end of the stroke, the pressure P ₂ in the cavity from the side of the rod should be greater than the pressure P ₁ from the side of the main striker, which is ensured by the fact that the right cavity of the auxiliary The striker is made expandable and the contact area of the striker should not be less than 0.5 of the end section area of the rod. The pressure P ₁ is regulated by valve 7.

В конце рабочего хода вспомогательный боек за счет обеспечения разности давлений отскакивает от штанги и движется в обратном направлении навстречу основному бойку, продолжающему свой ход навстречу штанге. Далее процесс повторяется.At the end of the working stroke, the auxiliary striker bounces off the rod by ensuring the pressure difference and moves in the opposite direction towards the main striker, which continues its course towards the rod. The process is then repeated.

Возникает серия повторяющихся кратковременных соударений вспомогательного бойка 5 со сближающимися основным бойком 4 и штангой 1, т.е. надежный эффект «дребезга».A series of repeated short-term collisions of the auxiliary striker 5 with the approaching main striker 4 and rod 1, i.e. reliable effect of "bounce".

Claims (1)

Перфоратор, содержащий породоразрушающий инструмент, корпус с размещенным в нем поворотным механизмом и сдвоенным ударником, включающим основной и вспомогательный бойки, воздухораспределительную систему, поворотную и концевую буксы, отличающийся тем, что вспомогательный боек имеет внутреннюю полость с упругим элементом, выполненную в виде сужающейся и расширяющейся частей, причем минимальный диаметр полости D принимают больше диаметра правой концевой части воздухопроводной трубки, а максимальный диаметр D₁ полости со стороны штанги выбирают из соотношения:

где S₁ - площадь контакта вспомогательного бойка со штангой;
S₂ - площадь торцевого сечения штанги. A rotary hammer containing a rock cutting tool, a housing with a rotary mechanism and a double striker placed in it, including the main and auxiliary strikers, an air distribution system, a rotary and end axle box, characterized in that the auxiliary striker has an internal cavity with an elastic element, made in the form of tapering and expanding parts, the minimum diameter of the cavity D taking more than the diameter of the right end part of the air tube, and the maximum diameter D _{1 of the} cavity from the side of the rod choose from the ratio:

where S ₁ is the contact area of the auxiliary striker with the bar;
S ₂ - the area of the end section of the rod.

Images