RU2803090C1 - Down-the-hole pneumatic hammer - Google Patents
Down-the-hole pneumatic hammer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2803090C1 RU2803090C1 RU2023104497A RU2023104497A RU2803090C1 RU 2803090 C1 RU2803090 C1 RU 2803090C1 RU 2023104497 A RU2023104497 A RU 2023104497A RU 2023104497 A RU2023104497 A RU 2023104497A RU 2803090 C1 RU2803090 C1 RU 2803090C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- striker
- sleeve
- working stroke
- drill bit
- chamber
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Техническое решение относится к горным машинам, а именно к погружным пневматическим ударным механизмам для бурения скважин по породам средней и высокой крепости и может найти применение в горном деле и строительстве.The technical solution relates to mining machines, namely submersible pneumatic impact mechanisms for drilling wells in rocks of medium and high strength and can be used in mining and construction.
Известен погружной пневматический ударный механизм по патенту РФ № 2090730, кл. Е21В 4/14, Е21С 3/24, опубл. в БИ №26 20.09.97, содержащий корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между разрезной втулкой и хвостовиком, разрезной втулкой и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, буровую коронку с каналами, установленную в гнезде корпуса с образованием полости между нею и торцом ударника, при этом в гильзе выполнен канал, постоянно соединяющий кольцевую камеру холостого хода с питающим каналом, а окно в гильзе, посредством которого сообщаются торцевая и кольцевая камеры рабочего хода, выполнено с возможностью периодического сообщения между собой указанных камер с кольцевой камерой холостого хода при открытии окна кромкой хвостовика ударника в процессе холостого хода последнего, при этом в стенке корпуса выполнена кольцевая расточка с возможностью периодического размещения в ней отсечной кромки головки ударника и сообщения между собой кольцевой камеры рабочего хода с полостью между ударником и коронкой, причем каналы в коронке выполнены открытыми в данную полость и постоянно соединяют её с атмосферой.A submersible pneumatic impact mechanism is known according to RF patent No. 2090730, class. E21B 4/14, E21C 3/24, publ. in BI No. 26 09.20.97, containing a body, a striker having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the working stroke with its end, a split sleeve enclosing the neck of the striker with a formation between the split sleeve and a shank, a split sleeve and a striker head, respectively, of the annular chambers of the idle and working stroke, the latter of which, through a channel and a window in the sleeve, is constantly connected to the end chamber of the working stroke, the supply channel, a drill bit with channels installed in the housing socket with the formation of a cavity between it and the end of the striker, while in the sleeve there is a channel that permanently connects the annular idle chamber with the supply channel, and the window in the sleeve, through which the end and annular chambers of the power stroke communicate, is made with the possibility of periodically communicating between the said chambers and the annular idle chamber when the window is opened by the edge of the striker shank during the idle stroke of the latter, while an annular bore is made in the body wall with the possibility of periodically placing in it the cut-off edge of the striker head and communicating between each other the annular chamber of the working stroke with the cavity between the striker and the crown, and the channels in the crown are made open into this cavity and constantly connect it with the atmosphere.
Общими признаками аналога и предлагаемого технического решения являются: корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильза, охватывающая хвостовик и образующая с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезная втулка, охватывающая шейку ударника с образованием между разрезной втулкой и хвостовиком, разрезной втулкой и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, буровая коронка с каналами, установленная в гнезде корпуса с образованием полости между буровой коронкой и торцом ударника, при этом в гильзе выполнен канал, постоянно соединяющий кольцевую камеру холостого хода с питающим каналом, а окно в гильзе, посредством которого сообщаются торцевая и кольцевая камеры рабочего хода, выполнено с возможностью периодического сообщения между собой указанных камер с кольцевой камерой холостого хода при открытии окна кромкой хвостовика ударника в процессе холостого хода последнего.The common features of the analogue and the proposed technical solution are: a body, a striker having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the working stroke with its end, a split sleeve enclosing the neck of the striker with the formation between the split sleeve and a shank, a split sleeve and a hammer head, respectively, of the annular chambers of the idle and working strokes, the latter of which, through a channel and a window in the sleeve, is constantly connected to the end chamber of the working stroke, a supply channel, a drill bit with channels installed in the housing socket to form a cavity between the drill bit crown and the end of the striker, while in the sleeve there is a channel that permanently connects the annular idle chamber with the supply channel, and the window in the sleeve, through which the end and annular chambers of the power stroke communicate, is made with the possibility of periodically communicating between these chambers with the annular idle chamber stroke when opening the window with the edge of the striker shank during the idle motion of the latter.
Недостатком аналога является, то что для осуществления полноценного выхлопа из торцевой и кольцевой рабочих камер по данной схеме кольцевая расточка в стенке передней части корпуса должна иметь достаточно большое сечение. Это уменьшает прочность корпуса, для компенсации чего необходимо увеличивать толщину стенки, что утяжеляет конструкцию и уменьшает в тех же наружных габаритах площадь поперечного сечения полости корпуса, необходимой для образования рабочих площадей ударника.The disadvantage of this analogue is that in order to achieve full exhaust from the end and annular working chambers according to this scheme, the annular bore in the wall of the front part of the housing must have a sufficiently large cross-section. This reduces the strength of the body, to compensate for which it is necessary to increase the wall thickness, which makes the structure heavier and reduces, within the same external dimensions, the cross-sectional area of the body cavity necessary to form the working areas of the striker.
В данной системе выхлопа расточка в корпусе соединяется с кольцевой рабочей камерой при открытии её отсечной кромкой внутри кармана, выполненного в головке ударника, что необходимо для того, чтобы поверхность головки не выходила из контакта с посадочной поверхностью полости корпуса и головка не западала в расточку. Это увеличивает длину головки, её массу и, без наличия протяженного плавного перехода к шейке ударника, уменьшает прочность ударника.In this exhaust system, the bore in the body is connected to the annular working chamber when it is opened by a cut-off edge inside a pocket made in the head of the striker, which is necessary so that the surface of the head does not come out of contact with the seating surface of the body cavity and the head does not fall into the bore. This increases the length of the head, its mass and, without the presence of an extended smooth transition to the neck of the firing pin, reduces the strength of the firing pin.
Разрезная втулка соединяется с гильзой при помощи стопоров, что усложняет конструкцию её и гильзы.The split sleeve is connected to the sleeve using stoppers, which complicates the design of it and the sleeve.
Кроме того, исполнение погружного пневмоударника по схеме аналога является сложной технической задачей, поскольку ударник на разных уровнях при работе устройства, совершая возвратно-поступательные перемещения, движется в трёх жестко-сопряженных поверхностях. Для избежания перетечек сжатого воздуха (что резко снижает энергию погружного пневмоударника) между кольцевыми камерами холостого и рабочего хода, а также торцевой камерой рабочего хода и кольцевой камерой холостого хода, необходимо обеспечение минимальных зазоров между поверхностями хвостовика и головки ударника и охватывающей их гильзы, а также между шейкой ударника и охватывающей её разрезной втулки. Самая незначительная неточность в исполнении ведет к повреждению посадочных поверхностей деталей погружного пневмоударника и даже заклиниванию ударника в гильзе. Перечисленное выше существенно снижает эффективность и надежность устройства.In addition, the design of a down-the-hole hammer according to an analogue scheme is a complex technical task, since the hammer at different levels during operation of the device, making reciprocating movements, moves in three rigidly mating surfaces. To avoid leakage of compressed air (which sharply reduces the energy of the down-the-hole hammer) between the annular chambers of the idle and working strokes, as well as the end chamber of the working stroke and the annular chamber of the idle stroke, it is necessary to ensure minimum clearances between the surfaces of the shank and the head of the hammer and the sleeve enclosing them, as well as between the striker neck and the split sleeve covering it. The slightest inaccuracy in execution leads to damage to the seating surfaces of the parts of the down-the-hole hammer and even jamming of the hammer in the sleeve. The above significantly reduces the efficiency and reliability of the device.
Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является погружной пневмоударник, описанный в патенте РФ на полезную модель №121854, кл. Е21В 4/14, опубл. в БИ №31 10.11.2012г., содержащий корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке, при этом в полости корпуса между буровой коронкой и разрезной втулкой установлен направляющий выхлопной патрубок, охватывающий головку ударника, в стенке указанного патрубка выполнены радиальные окна, постоянно открытые в полость между буровой коронкой и торцом ударника и имеющие возможность периодического открытия отсечной кромкой головки ударника в кольцевую камеру рабочего хода.The closest in technical essence and set of essential features is the down-the-hole hammer described in the RF patent for utility model No. 121854, class. E21B 4/14, publ. in BI No. 31 November 10, 2012, containing a body, a striker having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the working stroke with its end, a split sleeve covering the neck of the striker with a formation between it and the shank, between it and the head of the striker, respectively, of the annular chambers of the idle and working stroke, the latter of which, through a channel and a window in the sleeve, is constantly connected to the end chamber of the working stroke, a supply channel constantly connected with the annular chamber of the idle stroke, a drill bit with channels installed in the front part of the body with the formation between it and the end of the striker of a cavity, permanently connected to the atmosphere by channels in the drill bit, while in the cavity of the body between the drill bit and the split sleeve there is a guide exhaust pipe covering the head of the striker, radial windows are made in the wall of the said pipe, permanently open into the cavity between the drill bit and the end of the hammer and having the ability to periodically open the cutting edge of the hammer head into the annular chamber of the working stroke.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения являются: корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильза, охватывающая хвостовик и образующая с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезная втулка, охватывающая шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровая коронка с каналами, установленная в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке, в полости корпуса между буровой коронкой и разрезной втулкой установлен направляющий выхлопной патрубок, охватывающий головку ударника, в стенке указанного патрубка выполнены радиальные окна, постоянно открытые в полость между буровой коронкой и торцом ударника и имеющие возможность периодического открытия отсечной кромкой головки ударника в кольцевую камеру рабочего хода.The common features of the prototype and the proposed technical solution are: a body, a striker having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the working stroke with its end, a split sleeve enclosing the neck of the striker with the formation between it and shank, between it and the striker head of the idle and working stroke annular chambers, respectively, the latter of which, through a channel and a window in the sleeve, is constantly connected to the end chamber of the working stroke, a supply channel constantly connected with the idle stroke annular chamber, a drill bit with channels installed in the front part of the body with the formation between it and the end of the striker of a cavity, constantly connected to the atmosphere by channels in the drill bit; in the cavity of the body between the drill bit and the split bushing, a guide exhaust pipe is installed, covering the head of the striker; radial windows are made in the wall of this pipe, constantly open in a cavity between the drill bit and the end of the hammer and having the ability to periodically open the cutting edge of the hammer head into the annular chamber of the working stroke.
Недостатком прототипа является сложное дорогостоящее исполнение деталей по его схеме. Ударник на разных уровнях при работе устройства, совершая возвратно-поступательные перемещения, движется в трёх жестко-сопряженных поверхностях. Для избежания перетечек сжатого воздуха (что резко снижает энергию, а значит, эффективность устройства) между кольцевыми камерами холостого и рабочего хода, а также торцевой камерой рабочего хода и кольцевой камерой холостого хода, необходимо обеспечение минимальных зазоров между поверхностями хвостовика и головки ударника и охватывающей их гильзы, а также между шейкой ударника и, охватывающей её разрезной втулки. Самая незначительная неточность в исполнении ведет к повреждению посадочных поверхностей деталей погружного пневмоударника и даже заклиниванию ударника в гильзе. Перечисленное выше существенно снижает надежность устройства.The disadvantage of the prototype is the complex, expensive execution of parts according to its design. The drummer at different levels during operation of the device, making reciprocating movements, moves in three rigidly mating surfaces. To avoid leakage of compressed air (which sharply reduces the energy, and therefore the efficiency of the device) between the annular chambers of the idle and working stroke, as well as the end chamber of the working stroke and the annular chamber of the idle stroke, it is necessary to ensure minimum clearances between the surfaces of the shank and the striker head and the enclosing them sleeve, as well as between the neck of the striker and the split sleeve covering it. The slightest inaccuracy in execution leads to damage to the seating surfaces of the parts of the down-the-hole hammer and even jamming of the hammer in the sleeve. The above significantly reduces the reliability of the device.
Проблема заключается в повышении надежности погружного пневмоударника за счет применения «плавающей» разрезной втулки путем образования полостей вокруг её наружно-сопряженных с гильзой поверхностей, а также в повышении ударной мощности и соответственно эффективности погружного пневмоударника за счет снижения перетечек сжатого воздуха между камерами холостого и рабочего хода путем установки эластичного кольца между элементами погружного пневмоударника.The problem is to increase the reliability of the down-the-hole hammer by using a “floating” split bushing by forming cavities around its outer surfaces mating with the sleeve, as well as to increase the impact power and, accordingly, the efficiency of the down-the-hole hammer by reducing the leakage of compressed air between the idle and working chambers by installing an elastic ring between the elements of a down-the-hole hammer.
Решение поставленной проблемы достигается тем, что в погружном пневмоударнике, содержащем корпус, ударник, имеющий головку и хвостовик, соединенные шейкой и имеющие отсечные кромки, гильзу, охватывающую хвостовик и образующую с его торцом торцевую камеру рабочего хода, разрезную втулку, охватывающую шейку ударника с образованием между ней и хвостовиком, между ней и головкой ударника соответственно кольцевых камер холостого и рабочего хода, последняя из которых посредством канала и окна в гильзе постоянно связана с торцевой камерой рабочего хода, питающий канал, постоянно сообщенный с кольцевой камерой холостого хода, буровую коронку с каналами, установленную в передней части корпуса с образованием между ней и торцом ударника полости, постоянно соединенной с атмосферой каналами в буровой коронке, при этом в полости корпуса между буровой коронкой и разрезной втулкой установлен направляющий выхлопной патрубок, охватывающий головку ударника, в стенке указанного патрубка выполнены радиальные окна, постоянно открытые в полость между буровой коронкой и торцом ударника и имеющие возможность периодического открытия отсечной кромкой головки ударника в кольцевую камеру рабочего хода, согласно техническому решению между цилиндрическими наружной и внутренней поверхностями разрезной втулки и гильзы соответственно и торцевыми поверхностями разрезной втулки и направляющего выхлопного патрубка образованы полости, а снаружи разрезной втулки выполнена проточка, в которой установлено эластичное кольцо, контактирующее с внутренней цилиндрической поверхностью гильзы.The solution to the problem posed is achieved by the fact that in a down-the-hole hammer containing a housing, a hammer having a head and a shank connected by a neck and having cut-off edges, a sleeve covering the shank and forming an end chamber of the working stroke with its end, a split sleeve covering the neck of the hammer with the formation between it and the shank, between it and the striker head, respectively, the annular chambers of the idle and working stroke, the latter of which, through a channel and a window in the sleeve, are constantly connected to the end chamber of the working stroke, a supply channel constantly connected with the annular chamber of the idle stroke, a drill bit with channels , installed in the front part of the body with the formation between it and the end of the striker of a cavity, permanently connected to the atmosphere by channels in the drill bit, while in the cavity of the body between the drill bit and the split sleeve there is a guide exhaust pipe, covering the head of the striker, in the wall of the said pipe there are radial windows that are constantly open into the cavity between the drill bit and the end of the striker and have the ability to periodically open the cutting edge of the striker head into the annular chamber of the working stroke, according to the technical solution between the cylindrical outer and inner surfaces of the split sleeve and sleeve, respectively, and the end surfaces of the split sleeve and the guide exhaust pipe cavities are formed, and a groove is made on the outside of the split sleeve, in which an elastic ring is installed, which is in contact with the inner cylindrical surface of the sleeve.
Образование полостей между цилиндрическими наружной и внутренней поверхностями разрезной втулки и гильзы соответственно и торцевыми поверхностями разрезной втулки и направляющего выхлопного патрубка дает возможность предотвращения повреждения посадочных поверхностей или заклинивания ударника в средней жестко-сопряженной поверхности при его возвратно-поступательном перемещении в процессе работы погружного пневмоударника. Таким образом создается так называемая «плавающая» разрезная втулка, многократно повышается надежность устройства, когда ударник перемещается в двух (верхней и нижней) точках опоры. Установка эластичного кольца в проточке, выполненной на внешней поверхности разрезной втулки, оставляя подвижность последней, практически полностью предотвращает возможность перетечки сжатого воздуха между кольцевыми камерами холостого и рабочего хода. Герметичность указанных камер друг от друга обеспечивает и увеличение энергии единичного удара, частоты, а значит, и мощности погружного пневмоударника, повышая его эффективность.The formation of cavities between the cylindrical outer and inner surfaces of the split bushing and sleeve, respectively, and the end surfaces of the split bushing and the exhaust guide pipe makes it possible to prevent damage to the seating surfaces or jamming of the hammer in the middle rigidly mating surface during its reciprocating movement during operation of the down-the-hole hammer. In this way, a so-called “floating” split bushing is created, the reliability of the device is greatly increased when the striker moves at two (upper and lower) support points. Installation of an elastic ring in a groove made on the outer surface of the split bushing, leaving the latter mobile, almost completely prevents the possibility of compressed air flowing between the idle and power stroke annular chambers. The tightness of these chambers from each other also ensures an increase in the energy of a single impact, frequency, and therefore the power of the down-the-hole hammer, increasing its efficiency.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного конструктивного исполнения погружного пневмоударника и иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображен погружной пневмоударник в продольном разрезе; на фиг.2 – узел А на фиг.1, увеличенный в 4 раза.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design of a down-the-hole hammer and is illustrated by drawings, where figure 1 shows a down-the-hole hammer in a longitudinal section; in figure 2 – node A in figure 1, enlarged by 4 times.
Погружной пневмоударник (далее – пневмоударник) содержит корпус 1 (фиг.1), ударник 2, имеющий головку 3 с отсечной кромкой 4 и хвостовик 5 с отсечной кромкой 6. Головка 3 и хвостовик 5 соединены шейкой 7. В корпусе 1 размещена гильза 8, охватывающая хвостовик 5, которая образует с его торца торцевую камеру 9 рабочего хода. Внутри гильзы 8 с упором в передний её торец установлена разрезная втулка 10, охватывающая шейку 7 ударника 2 и образующая между нею и хвостовиком 5 кольцевую камеру 11 холостого хода и между нею и головкой 3 кольцевую камеру 12 рабочего хода. В полости корпуса 1 спереди от разрезной втулки 10 установлен направляющий выхлопной патрубок 13, охватывающий головку 3 и имеющий радиальные окна 14, выполненные с возможностью взаимодействия с отсечной кромкой 4 головки 3. Камеры 9 и 12 соединены выполненным в гильзе 8 каналом 15, связанным с окном 16 в стенке гильзы 8, выполненным с возможностью взаимодействия с отсечной кромкой 6 хвостовика 5. В задней части корпуса 1 имеется питающий канал 17, а канал 18, выполненный в гильзе 8, соединяет этот канал 17 с кольцевой камерой 11 холостого хода. В передней части корпуса 1 установлена букса 19. В гнезде буксы 19 подвижно установлена буровая коронка 20 с каналами 21. Буровая коронка 20 образует с ударником 2 полость 22. Каналы 21 буровой коронки 20 и радиальные окна 14 в направляющем выхлопном патрубке 13 постоянно открыты в полость 22. Между внутренней цилиндрической поверхностью гильзы 8 и наружной цилиндрической поверхностью разрезной втулки 10 образована полость 23 (фиг.2). При этом на наружной цилиндрической поверхности разрезной втулки 10 выполнена проточка 24, в которой установлено эластичное кольцо 25, прилегающее к внутренней поверхности гильзы 8. Между нижней торцевой поверхностью разрезной втулки 10 и верхней торцевой поверхностью направляющего выхлопного патрубка 13 образована торцевая полость 26.A down-the-hole hammer (hereinafter referred to as the hammer) contains a housing 1 (Fig. 1), a hammer 2 having a head 3 with a cutting edge 4 and a shank 5 with a cutting edge 6. The head 3 and the shank 5 are connected by a neck 7. The housing 1 contains a sleeve 8, covering the shank 5, which forms the end chamber 9 of the working stroke from its end. Inside the sleeve 8, with a stop at its front end, a split sleeve 10 is installed, covering the neck 7 of the firing pin 2 and forming between it and the shank 5 an annular idle chamber 11 and between it and the head 3 an annular chamber 12 of the working stroke. In the cavity of the housing 1, in front of the split sleeve 10, there is a guide exhaust pipe 13, covering the head 3 and having radial windows 14, designed to interact with the cut-off edge 4 of the head 3. Chambers 9 and 12 are connected by a channel 15 made in the sleeve 8, connected to the window 16 in the wall of the sleeve 8, configured to interact with the cut-off edge 6 of the shank 5. In the rear part of the housing 1 there is a supply channel 17, and a channel 18, made in the sleeve 8, connects this channel 17 with the annular idle chamber 11. An axle box 19 is installed in the front part of the housing 1. A drill bit 20 with channels 21 is movably installed in the axle box socket 19. The drill bit 20 forms a cavity 22 with the hammer 2. The channels 21 of the drill bit 20 and the radial windows 14 in the exhaust guide pipe 13 are constantly open into the cavity 22. A cavity 23 is formed between the inner cylindrical surface of the sleeve 8 and the outer cylindrical surface of the split sleeve 10 (Fig. 2). In this case, on the outer cylindrical surface of the split sleeve 10 there is a groove 24, in which an elastic ring 25 is installed adjacent to the inner surface of the sleeve 8. An end cavity 26 is formed between the lower end surface of the split sleeve 10 and the upper end surface of the exhaust guide pipe 13.
Работает пневмоударник следующим образом. Из става штанг сжатый воздух подается в питающий канал 17 в задней части корпуса 1, откуда через канал 18 в гильзе 8 поступает в кольцевую камеру 11 холостого хода. Воздействуя на рабочую площадь ударника 2 со стороны этой камеры 11, сжатый воздух приводит в движение ударник 2, начинается холостой ход. Сжатый воздух со стороны этой камеры 11 воздействует и на поверхность торца разрезной втулки 10, охватывающей шейку 7 ударника 2, но её перемещению препятствует направляющий выхлопной патрубок 13. При движении ударника 2 головка 3 с отсечной кромкой 4 отсекает радиальные окна 14 направляющего выхлопного патрубка 13, изолируя кольцевую камеру 12 рабочего хода и связанную с ней торцевую камеру 9 рабочего хода. В дальнейшем отсечная кромка 6 хвостовика 5 открывает окно 16, сообщая его с кольцевой камерой 11 холостого хода. Из кольцевой камеры 11 холостого хода сжатый воздух через окно 16 поступает в торцевую камеру 9 рабочего хода, а через канал 15 - в кольцевую камеру 12 рабочего хода. Ввиду того, что рабочая площадь ударника 2 со стороны камер 9, 12 рабочего хода за счет использования разрезной втулки 10 значительно больше его рабочей площади со стороны камеры 11 холостого хода, ударник 2 под действием сжатого воздуха, воздействующего на рабочие площади со стороны этих камер 9, 12, резко тормозится и переводится на рабочий ход. При движении ударника 2 на рабочем ходу отсечная кромка 6 отсоединяет окно 16 от кольцевой камеры 11 холостого хода, прекращая впуск воздуха в камеры 9 и 12 рабочего хода. В дальнейшем движение ударника 2 осуществляется за счет инерции и за счет расширения сжатого воздуха.The air hammer works as follows. From the rod assembly, compressed air is supplied to the supply channel 17 in the rear part of the housing 1, from where, through channel 18 in the sleeve 8, it enters the idle annular chamber 11. By acting on the working area of the striker 2 from the side of this chamber 11, the compressed air sets the striker 2 in motion, and idling begins. Compressed air from the side of this chamber 11 also acts on the surface of the end of the split sleeve 10, covering the neck 7 of the striker 2, but its movement is prevented by the guide exhaust pipe 13. When the striker 2 moves, the head 3 with the cutting edge 4 cuts off the radial windows 14 of the guide exhaust pipe 13, isolating the annular chamber 12 of the working stroke and the associated end chamber 9 of the working stroke. Subsequently, the cutting edge 6 of the shank 5 opens the window 16, connecting it with the annular idle chamber 11. From the idle annular chamber 11, compressed air enters through the window 16 into the end chamber 9 of the power stroke, and through channel 15 into the annular chamber 12 of the power stroke. Due to the fact that the working area of the striker 2 from the side of the chambers 9, 12 of the working stroke due to the use of the split sleeve 10 is significantly larger than its working area from the side of the idle stroke chamber 11, the striker 2 is under the influence of compressed air acting on the working areas from the side of these chambers 9 , 12, is sharply braked and transferred to the working stroke. When the striker 2 moves during the working stroke, the cutting edge 6 disconnects the window 16 from the annular idle chamber 11, stopping the air intake into the working stroke chambers 9 and 12. Subsequently, the movement of the striker 2 is carried out due to inertia and due to the expansion of compressed air.
Значительная величина рабочей площади ударника 2 со стороны камер 9 и 12 рабочего хода позволяет осуществлять торможение ударника 2 при более позднем впуске сжатого воздуха в эти камеры 9, 12, а это предопределяет, по бесклапанной схеме воздухораспределения, и более раннюю отсечку впуска сжатого воздуха при рабочем ходе, позволяет более полно использовать энергию расширения сжатого воздуха, что повышает экономичность машины. Увеличенная рабочая площадь ударника 2 со стороны камер 9, 12 рабочего хода позволяет легко преодолевать сопротивление со стороны постоянно находящейся под давлением кольцевой камеры 11 холостого хода.The significant size of the working area of the striker 2 on the side of the chambers 9 and 12 of the working stroke allows for the braking of the striker 2 with a later intake of compressed air into these chambers 9, 12, and this predetermines, according to the valveless air distribution scheme, an earlier cut-off of the compressed air intake during operation during the course, allows more complete use of the expansion energy of compressed air, which increases the efficiency of the machine. The increased working area of the striker 2 on the side of the working stroke chambers 9, 12 makes it possible to easily overcome the resistance from the constantly under pressure annular chamber 11 of the idle stroke.
При дальнейшем движении ударника 2 отсечная кромка 4 головки 3 открывает радиальные окна 14 в направляющем выхлопном патрубке 13, начинается выхлоп сжатого воздуха из кольцевой камеры 12 рабочего хода и из соединенной с ней торцевой камеры 9 рабочего хода. При этом воздух поступает через радиальные окна 14 в полость 22, откуда через каналы 21 - на забой скважины. В конце рабочего хода ударник 2 наносит удар по хвостовику буровой коронки 20, имеющей возможность осевого перемещения в гнезде буксы 19. Цикл повторяется. With further movement of the striker 2, the cutting edge 4 of the head 3 opens the radial windows 14 in the guide exhaust pipe 13, and the exhaust of compressed air begins from the annular chamber 12 of the working stroke and from the end chamber 9 of the working stroke connected to it. In this case, air enters through the radial windows 14 into the cavity 22, from where through the channels 21 - to the bottom of the well. At the end of the working stroke, the striker 2 strikes the shank of the drill bit 20, which has the possibility of axial movement in the socket of the axle box 19. The cycle is repeated.
В предложенной схеме исполнения пневмоударника ударник 2, совершая во время работы возвратно-поступательные перемещения, постоянно находится в контакте по цилиндрическим поверхностям с гильзой 8, разрезной втулкой 10 и направляющим выхлопным патрубком 13. Полости 26 и 23 вокруг разрезной втулки 10 дают возможность последней при холостом и рабочем ходе ударника 2 незначительно перемещаться в стороны и по ходу движения ударника 2. Использование «плавающей» разрезной втулки 10 позволяет избежать жесткого контакта наружной поверхности шейки 7 ударника 2 с внутренней цилиндрической поверхностью разрезной втулки 10, что повышает надежность пневмоударника. Эластичное кольцо 25, расположенное в проточке 24 и герметизирующее друг от друга кольцевые камеры холостого 11 и рабочего 12 хода, предотвращает перетечки сжатого воздуха между указанными камерами, значительно повышая ударную мощность пневмоударника.In the proposed design of the air hammer, the hammer 2, performing reciprocating movements during operation, is constantly in contact along cylindrical surfaces with the sleeve 8, the split sleeve 10 and the guide exhaust pipe 13. The cavities 26 and 23 around the split sleeve 10 enable the latter to and the working stroke of the hammer 2 move slightly to the sides and along the direction of movement of the hammer 2. The use of a “floating” split bushing 10 avoids rigid contact of the outer surface of the neck 7 of the hammer 2 with the inner cylindrical surface of the split bushing 10, which increases the reliability of the air hammer. The elastic ring 25, located in the groove 24 and sealing the idle 11 and working 12 stroke annular chambers from each other, prevents leakage of compressed air between these chambers, significantly increasing the impact power of the hammer.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2803090C1 true RU2803090C1 (en) | 2023-09-06 |
Family
ID=
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU235684A1 (en) * | В. А. Гаун, Г. И. Суксов , А. В. Белоусов Институт горного дела Сибирского отделени СССР | SUBMERGED PNEUMATIC DRILL | ||
| JPS5592793U (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-26 | ||
| RU2090730C1 (en) * | 1995-05-11 | 1997-09-20 | Институт горного дела СО РАН | Downhole pneumatic percussion mechanism |
| RU121854U1 (en) * | 2012-05-04 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | SUBMERSIBLE SHOULDER |
| RU2509859C2 (en) * | 2011-05-10 | 2014-03-20 | Щигровское открытое акционерное общество "Геомаш" | Downhole hammer |
| RU2647716C1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Submersible pneumatic impact tool |
| RU2689463C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Submersible pneumatic hammer |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU235684A1 (en) * | В. А. Гаун, Г. И. Суксов , А. В. Белоусов Институт горного дела Сибирского отделени СССР | SUBMERGED PNEUMATIC DRILL | ||
| JPS5592793U (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-26 | ||
| RU2090730C1 (en) * | 1995-05-11 | 1997-09-20 | Институт горного дела СО РАН | Downhole pneumatic percussion mechanism |
| RU2509859C2 (en) * | 2011-05-10 | 2014-03-20 | Щигровское открытое акционерное общество "Геомаш" | Downhole hammer |
| RU121854U1 (en) * | 2012-05-04 | 2012-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | SUBMERSIBLE SHOULDER |
| RU2647716C1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-03-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Submersible pneumatic impact tool |
| RU2689463C1 (en) * | 2018-07-23 | 2019-05-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Submersible pneumatic hammer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105156025B (en) | A kind of hyperbar rushes down-hole percussion drill tool soon | |
| CN204851057U (en) | Hyperbar is soon towards down --hole churn drilling tools | |
| US4790390A (en) | Valveless down-the-hole drill | |
| CN103174379A (en) | Cyclone high wind pressure down-hole hammer with tail pipe | |
| CN103352895A (en) | Hydraulic impacter | |
| CN201502318U (en) | High air-pressure down-the-hole hammer | |
| CN104405280A (en) | Stroke differential type high-energy hydraulic drive down-hole hammer | |
| RU2803090C1 (en) | Down-the-hole pneumatic hammer | |
| CN204371095U (en) | A kind of efficient down-hole hammer | |
| CN105156024B (en) | One kind rushes wear-resistant high life down-the-hole churn drilling tools soon | |
| CN204827221U (en) | Novel valveless does not have pneumatic downhole air hammer of nylon tail pipe | |
| CN103277043A (en) | Efficient medium-low-pressure down-hole hammer | |
| CN207278184U (en) | Down-the-hole air hammer piston | |
| CN113585960B (en) | Central rotary valve type hydraulic impactor | |
| RU121854U1 (en) | SUBMERSIBLE SHOULDER | |
| CN203114165U (en) | Cyclone band tail pipe high wind pressure down-hole hammer | |
| CN203296683U (en) | High-air-pressure down-hole impactor | |
| CN102434094A (en) | Piston tail pipe type impacter of valveless single-cylinder type downhole | |
| CN204060501U (en) | A kind of Novel downhole air hammer | |
| RU2647716C1 (en) | Submersible pneumatic impact tool | |
| CN107701099B (en) | A kind of high wind pressure down-hole hammer and drill bit | |
| CN111140165A (en) | Pneumatic down-the-hole impacter | |
| CN201786248U (en) | Piston guide sleeve type no-valve single-cylinder type efficient down-hole hammer | |
| CN203248068U (en) | Middle and low pressure down-hole hammer with high efficiency | |
| CN102434093A (en) | Piston-guide-sleeve-type valveless single-cylinder-type high-efficiency down-hole hammer |