SU1671795A1 - Reversible percussive action machine for making holes in the ground - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и м.б. использовано при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций. Цель изобретени  - повышение производительности за счет снижени  потерь энергии сжатого воздуха в передней камере. В корпусе 1 размещены наковальн  2 и ударник (У) 3 с непрерывным центрирующим выступом 4, который раздел ет корпус на переднюю камеру (К) 6, промежуточную К 7 выхлопа и выхлопную К 8. В У3 выполнены пола  9 и больша  10 полости, сообщенные с К 6, К 7, К 8 р дами окон 11, 12, 13 соответственно. На патрубке 17 посредством упругого элемента-втулки 19 установлена гильза 20 с р дом аксиальных отверстий 22. В гильзе 20 жестко закреплен удлинитель 23 с окнами 25. Число окон 25 не равно числу окон в р де окон 12. Площадь поперечного сечени  S_п @ _в @ промежуточной К 7 не менее, чем в два раза превышает суммарную площадь сечени  S_о @ _у @ каждого из р дов окон 11, 12, 13. При подаче сжатого воздуха в корпус 1 У 3 наносит удары по наковальне 2 и устройство движетс  в грунте, формиру  скважину. При этом вкладыши 27 выдвигаютс  в расточку 30 и фиксируют патрубок 17 в переднем рабочем положении. Реверс устройства достигаетс  отключением подачи сжатого воздуха и нат жением шланга. При этом патрубок 17 перемещаетс  в крайнее заднее положение и фиксируетс . В переднюю К 6 воздух поступает без промежуточного цикла расширени  сжати  благодар  конструкции системы воздухораспределени . Это приводит к сокращению потерь энергии сжатого воздуха. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.The invention relates to mining and m. used for trenchless laying of underground utilities. The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the energy loss of compressed air in the front chamber. In case 1, anvil 2 and a drummer (U) 3 with a continuous centering protrusion 4 are placed, which divides the case into an anterior chamber (K) 6, an intermediate K 7 exhaust and an exhaust K 8. In U3 there are floors 9 and a large 10 cavity, communicated with K 6, K 7, K 8 with windows of windows 11, 12, 13, respectively. On the pipe 17 by the elastic member 19 of the sleeve-mounted sleeve 20 with a number of axial holes 22. The sleeve 20 is rigidly fixed extension 23 with windows 25. The number of windows 25 is not equal to the number of windows in a series of windows 12. The cross-sectional area S _T @ _in @ Intermediate K 7 not less than twice the total area of the cross section S _о @ _у @ of each of the rows of windows 11, 12, 13. When compressed air is fed into the housing 1, U 3 strikes the anvil 2 and the device moves in the ground , form a well. At the same time, the liners 27 are advanced into the bore 30 and fix the nozzle 17 in the forward working position. The reverse of the device is achieved by shutting off the compressed air supply and tensioning the hose. In this case, the nozzle 17 is moved to the rearmost position and fixed. Air enters front K 6 without an intermediate expansion expansion cycle due to the design of the air distribution system. This leads to a reduction in the energy loss of compressed air. 2 hp f-ly, 5 ill.

Description

Изобретение относитс  к горному делу и строительной технике и предназначено дл  образовани  скважин в грунте и искусственных насып х при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций (забивани  труб, устройства свай, прокладки кабелей ).The invention relates to mining and construction equipment and is intended to form wells in the ground and artificial embankments during the trenchless laying of underground utilities (pipe driving, piling, cable laying).

Цель изобретени  - повышение производительности за счет снижени  потерь энергии сжатого воздуха в передней камере .The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the energy loss of the compressed air in the front chamber.

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство, продольный разрез; ла фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - устройство в момент выхлопа, продольный разрез, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг 5 - воздухораспределительный патрубок в положении реверса.Figure 1 presents the proposed device, a longitudinal section; la figure 2 - section aa in fig. one; on fig.Z - the device at the moment of an exhaust, a longitudinal section; on figure 4 - section bb on fig.Z; Fig 5 - air distribution pipe in the reverse position.

Устройство состоит из корпуса 1 с наковальней 2. Внутри корпуса 1 размещен с возможностью продольного перемещени  ударник 3, имеющий передний 4 и задний 5 центрирующие непрерывные направл ющие выступы, раздел ющие внутреннюю полость корпуса 1 на три камеры переднюю камеру 6, ограниченную наковальней 2, внутренней поверхностью корпуса 1 и передним центрирующим выступом 4, промежуточную камеру 7 выхлопа, ограниченную внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью ударника 3 между передним 4 и задним 5 центрирующими выступами, и заднюю выхлопную камеру 8The device consists of a housing 1 with an anvil 2. Inside the housing 1 is placed with the possibility of longitudinal movement of the hammer 3, having front 4 and rear 5 centering continuous guide lugs dividing the internal cavity of housing 1 into three chambers front chamber 6, bounded by the anvil 2, internal the surface of the housing 1 and the front centering protrusion 4, the intermediate exhaust chamber 7, bounded by the inner surface of the housing 1 and the outer surface of the hammer 3 between the front 4 and rear 5 centering protrusions, and the back nude exhaust chamber 8

В ударнике 3 выполнены дополнительна  мала  9 и основна  больша  10 внутренние полости и р д окон 11, соедин ющих малую полость 9 с передней камерой б, р д окон 12, соедин ющих полость 9 с промежуточной камерой 7 выхлопа, р д окон 13,соедин ющих промежуточную камеру 7 выхлопа с задней выхлопной камерой 8 При этом площадь поперечного сечени  промежуточной камеры 7 выхлопа Sn в больше суммарной площади каждого р да окон 11, 12, 13 So у не менее чем в два раза, т.е. Sn в 3 2 So у.In the drummer 3 there is an additional small 9 and a main large 10 internal cavities and a number of windows 11 connecting the small cavity 9 with the anterior chamber b, a row of windows 12 connecting the cavity 9 with the intermediate exhaust chamber 7, a row of windows 13, connecting At the same time, the cross-sectional area of the intermediate chamber 7 of the exhaust Sn is more than the total area of each row of windows 11, 12, 13 So at least two times, i.e. Sn in 3 2 So u.

Дл  нормального выхлопа (как и подачи в переднюю камеру) воздуха активное проходное сечение должно располагатьс  в зоне нахождени  окон, и окна всех р дов должны располагатьс  вдоль продольной оси ударника 3.For normal exhaust (as well as supply to the front chamber) of air, the active flow area should be located in the zone where the windows are located, and the windows of all rows should be located along the longitudinal axis of the hammer 3.

В корпусе 1 смонтирована гайка 14, в которой с помощью эластичного амортизатора 15, имеющего отверсти  16, служащие дл  пропуска отработанного воздуха из выхлопной камеры 8, установлен патрубок 17 с центральным отверстием 18. На патрубке 17с помощью упругого элемента - втулки 19 установлена гильза 20 с расточкой 21 и аксиальными отверсти ми 22. В гильзе 20 жестко закреплен удлинитель 23, имеющий глухое торцовое отверстие 24 и окна 25, соедин ющие отверстие 24 с большой внутренней полостью 10 ударника 3 или малую внутреннюю полость 9 ударника 3 с промежуточной камерой 7 выхлопаA nut 14 is mounted in the housing 1, in which, using an elastic shock absorber 15 having openings 16 serving to pass the exhaust air from the exhaust chamber 8, a nozzle 17 with a central opening 18 is installed. A sleeve 20 is installed on the nozzle 17c by an elastic element - sleeve 19 bore 21 and axial holes 22. In the sleeve 20, an extension 23 is rigidly fixed, having a blind face hole 24 and a window 25 connecting the hole 24 to the large internal cavity 10 of the striker 3 or the small internal cavity 9 of the striker 3 with an intermediate second exhaust cam 7

Механизм реверсировани  смонтирован на патрубке 17 и состоит из втулки 26,The reversal mechanism is mounted on nozzle 17 and consists of a sleeve 26,

вкладышей 27, пружины 28 и ограничительной гайки 29 Втулка 26 имеет расточку 30 В режиме Пр мой ход устройство работает следующим образомliners 27, springs 28 and a restrictive nut 29 Sleeve 26 has a bore 30 In the Forward travel mode, the device works as follows

Сжатый воздух через отверстие 18 в патрубке 17, расточку 21 и отверсти  22 в гильзе 20 поступает в большую полость 10 ударника 3 Вкладыши 27 под действием сжатого воздуха выдвигаютс  в расточку 30 фиксиру  патрубок 17 в переднем рабочем положении Далее воздух через окна 25, отверстие 24, малую полость 9 и отверсти  11 попадают в переднюю камеру 6Compressed air through the hole 18 in the pipe 17, the bore 21 and the holes 22 in the sleeve 20 enters the large cavity 10 of the striker 3 Liners 27 under the action of compressed air are pushed into the bore 30 fixing the pipe 17 in the forward working position. Then the air through the windows 25, hole 24, a small cavity 9 and the holes 11 fall into the front chamber 6

Так как площадь поперечного сечени  ударника 3, принимающего давление роздуха со стороны передней камеры 6 больше поперечного сечени  ударника 3, принимающего давление воздуха со стороны большой полости 10, ударник 3 двигаетс  вправо, в сторону гайки 14.Since the cross-sectional area of the hammer 3, which receives the air pressure from the front chamber 6 is larger than the cross-section of the hammer 3, which receives air pressure from the large cavity 10, the hammer 3 moves to the right, toward the nut 14.

По мере движени  ударника 3 окна 25 вAs the drummer moves, 3 windows 25

удлинителе 23 перекрываютс , после чего движение ударника 3 продолжаетс  за счет работы расширени  сжатого воздуха, заключенного в передней камере 6 Далее отверсти  12 ударника совмещаютс  с окнами 25, а отверсти  13 открываютс  в выхлопную камеру 8. благодар  чему происходит выхлоп отработанного воздуха из передней камеры 6 через отверсти  11, промежуточную камеру 7 выхлопа, отверсти  13, выхлопную камеру 8 и отверсти  16 в атмосферуextension 23 is closed, after which the movement of the striker 3 continues due to the expansion operation of compressed air enclosed in the front chamber 6 Next, the holes 12 of the impactor are aligned with the windows 25, and the holes 13 are opened into the exhaust chamber 8. thereby exhausting the exhaust air from the front chamber 6 through the holes 11, the intermediate chamber 7 of the exhaust, the holes 13, the exhaust chamber 8 and the holes 16 to the atmosphere

После выхлопа отработанного воздуха ударник 3 под действием сжатого воздуха вAfter exhaust air exhaust drummer 3 under the action of compressed air in

полости 10 останавливаетс  и начинает движение в сторону наковальни 2 разгон етс  и наносит по ней удар В процессе движени  ударника 3 вперед вновь открываютс  окна 25, и цикл повтор етс , а устройствоthe cavity 10 stops and starts moving in the direction of the anvil 2, accelerates and strikes it. While the drummer 3 is moving forward, the windows 25 re-open, and the cycle repeats, and the device

внедр етс  в грунт под воздействием ударов ударника 3 по наковальне 2embedded in the ground under the impact of the impact of the striker 3 on the anvil 2

Реверсирование хода устройства осуществл етс  следующим образом. Прекращаетс  подача сжатого воздухаThe reversal of the stroke of the device is carried out as follows. Compressed air supply stops

в устройство, при этом фиксаторы 27 выдвигаютс  из расточки 30. Нат жением шланга патрубок 17 перемещаетс  в крайнее заднее положение, затем подаетс  воздух который, воздейству  на гильзу 20. удержиinto the device, with the latches 27 extending out of the bore 30. By pulling the hose, the nozzle 17 moves to its extreme rear position, then air is supplied which, acting on the sleeve 20.

вает патрубок 17 в этом положении, пока в корпусе 1 имеетс  давление.The nozzle 17 is in this position while pressure is in case 1.

Перемещение патрубка 17 в крайнее заднее положение способствует смещению окон 25 в сторону гайки 14 в новое фиксиро- ванное положение, при котором впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 6 и выхлоп отработанного воздуха происход т так же, как и при пр мом ходе. Но ввиду того, что окна 25 смещены, впуск сжатого воздуха в переднюю камеру 6 происходит раньше, что влечет торможение и остановку ударника 3 до момента нанесени  им удара по наковальне 2. а выхлоп отработанного воздуха происходит в другой зоне выхлопной камеры 8, что позвол ет ударнику 3 нанести удар по гайке 14 до торможени .Moving the nozzle 17 to the rearmost position contributes to the displacement of the windows 25 in the direction of the nut 14 to a new fixed position in which the intake of compressed air into the front chamber 6 and the exhaust of exhaust air occur in the same way as during forward running. But due to the fact that the windows 25 are displaced, the compressed air inlet into the front chamber 6 occurs earlier, which causes braking and stopping of the striker 3 until they strike the anvil 2. And the exhaust air exhaust occurs in another area of the exhaust chamber 8, which allows drummer 3 to strike the nut 14 before braking.

После удара цикл повтор етс . Таким образом, устройство движетс  по образованной скважине.After the strike, the cycle repeats. Thus, the device moves along the formed well.

При сн тии давлени  в системе пружина 28 разжимаетс  и возвращает патрубок в крайнее переднее положение, устройство подготовлено дл  работы впередWhen relieving pressure in the system, the spring 28 expands and returns the nozzle to the extreme forward position, the device is prepared for forward operation.

Благодар  системе воздухораспределе- ни  сжатый воздух по внутренним каналам ударника 3 поступает в переднюю камеру б исключа  этапы расширени  и последующего сжати  воздуха до первоначального давлени , на котором расходовалась энерги  сжатого воздуха, т е. повышаетс  энерги  и частота ударов устройства сокращаетс  длительность рабочего циклаDue to the air distribution system, the compressed air through the internal channels of the striker 3 enters the front chamber without the expansion and subsequent compression of the air to the initial pressure at which compressed air was consumed, i.e. the energy is increased and the frequency of blows of the device decreases the duration of the operating cycle

Claims (1)

1. Реверсивное устройство ударного действи  дл  проходки скважин в грунте. включающее корпус с наковальней, размещенные в корпусе ударник с передним центрирующим выступом, внутренней полостью и р дом окон, сообщающих последнюю с передней камерой, воздухораспределительный патрубок с центральным и радиальными каналами и размещенной на нем посредством упругого элемента гильзой и выхлопную камеру, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности за счет снижени  потерь энергии сжатого воздуха в передней камере, оно снабжено управл ющим элементом в виде удлинител  с окнами, причем ударник выполнен с промежуточной камерой выхлопа с дополнительной внутренней полостью и двум  дополнительными р дами окон дл  сообщени  дополнительной полости с промежуточной камерой выхлопа и промежуточной камеры выхлопа с выхлопной камерой соответственно, передний центрирующий выступ выполнен непрерывным а гильза выполнена с р дом аксиально расположенных отверстий, при этом удлинитель установлен в гильзе жестко.1. Reverse percussion device for drilling wells in the ground. an enclosure with an anvil, a drummer with a front centering protrusion, an internal cavity and a number of windows located in the case, communicating the latter with an anterior chamber, an air distribution pipe with central and radial channels and a sleeve placed on it through an elastic element, and an exhaust chamber, characterized in that , in order to increase productivity by reducing the energy loss of compressed air in the front chamber, it is equipped with a control element in the form of an extension with windows, and the drummer is made with an intermediate exhaust chamber with an additional internal cavity and two additional rows of windows for communicating an additional cavity with an intermediate exhaust chamber and an intermediate exhaust chamber with an exhaust chamber, respectively, the front centering protrusion is made continuous and the sleeve is made with a number of axially arranged holes, with the extension in the sleeve tough. 2Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с   тем что оно выполнено с различным числом окон в удлинителе и в р де, сообщающем дополнительную полость с промежуточной камерой выхлопа.2 The device according to claim 1, wherein it is made with a different number of windows in the extension cord and in a row, communicating an additional cavity with an intermediate exhaust chamber. 3Устройство поп1 отличающее- с   тем. что оно выполнено с площадью поперечного сечени  промежуточной камеры выхлопа (5пв). соотнос щейс  с площадью сечени  каждого из р дов окон ударника (S0 у) согласно выражению3 Pop1 device is different. that it is made with a cross-sectional area of the intermediate exhaust chamber (5pv). correlated with the cross-sectional area of each of the rows of windows of the firing pin (S0) according to the expression S п в S2SoyS p in S2Soy 77 Фие.2Fie.2 1 25 12 h- 22 20 19 13 j 8 281 25 12 h- 22 20 19 13 j 8 28 2323 ФигЛFy 1 12 1 3 1020 22 211 12 1 3 1020 22 21 2tf 232tf 23 2525 19 18 2817 30 21 Фиг. 519 18 2817 30 21 FIG. five /J 5 15 16 W/ J 5 15 16 W 2929 26 26