Погружной пневмоударник (варианты)

1 Изобретение относится к горному делу, в частности к погружным пневматическим ударным механизмам для бурения скважин на подземных горных работах. Известен погружной пневмоударник, содержащий переходник с воздухоподающими каналами, корпус, поршень-ударник, камеры прямого и обратного хода и воздухораспределительную систему, включающую клапанную коробку с клапаном, воздухораспределительную трубку и седло с каналами, сообщающимися с камерой прямого хода (см. патент РФ 2010962, МПК 5 Е 21 С 3/24//Е 21 С 4/14, Погружной пневмоударник, опубликованный 15.04.94.). В известном устройстве клапанная коробка и седло установлены в корпусе последовательно с переходником, занимая значительную длину корпуса пневмоударника и уменьшая тем самым рабочий ход поршня-ударника, в результате чего при оптимальной длине погружного пневмоударника снижается его ударная мощность,следовательно, и производительность. Наиболее близким по совокупности существенных признаков является погружной пневмоударник, содержащий переходник с воздухоподающими каналами, корпус с выхлопными отверстиями, размещенный в нем поршеньударник, разделяющий его пространство на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположенную в переходнике клапанную коробку,клапан, седло с пропускными отверстиями, сообщающимися с камерой прямого хода, причем седло установлено последовательно с переходником, и жестко закрепленную в седле воздухораспределительную трубку с подвижно установленным на ней клапаном (см. авторское свидетельство СССР 977760, МКИ 3 Е 21 С 3/24,Погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин, опубликованное 30.11.82). Недостатком известного погружного пневмоударника является то, что часть длины корпуса занимает седло, последовательно установленное с переходником, что уменьшает рабочий ход поршня-ударника и, как следствие,ударную мощность и производительность погружного пневмоударника. Жесткое крепление воздухораспределительной трубки в седле для обеспечения работоспособности клапана, подвижно установленного на ней, с одной стороны, и ее возможный изгиб под действием поршня-ударника, который возникает в результате увеличения зазоров между корпусом и поршнем-ударником, с другой стороны, приводят к поломке воздухораспределительной трубки. Поломка воздухораспределительной трубки требует извлечения бурового става, свинчивания погружного пневмоударника, его разборку, замену воздухораспределительной трубки и 2 последующую их сборку, что требует больших затрат времени, следовательно, снижает производительность погружного пневмоударника. Кроме того, установка и крепление седла в корпусе делает трудоемким процесс сборки и разборки погружного пневмоударника. Технический результат заявляемого изобретения предусматривает повышение ударной мощности, следовательно, и производительности погружного пневмоударника путем увеличения хода поршня-ударника, повышение надежности его работы путем увеличения ресурса работы воздухораспределительной трубки, а также упрощение сборки-разборки погружного пневмоударника. Указанный технический результат достигается тем, что в погружном пневмоударнике,содержащем переходник с воздухоподающими каналами, корпус с выхлопными отверстиями,поршень-ударник, разделяющий корпус на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположенную в переходнике клапанную коробку,клапан, воздухораспределительную трубку и седло с пропускными отверстиями, сообщающимися с камерой прямого хода, согласно изобретению седло выполнено с кольцевым выступом, снабженным цилиндрической расточкой,переходящей в конусную опорную поверхность,на которой с зазором относительно седла установлена воздухораспределительная трубка, клапан установлен на наружной поверхности кольцевого выступа седла, при этом клапанная коробка выполнена заодно с переходником. Расположение седла в переходнике позволяет увеличить ход поршня-ударника и как следствие - ударную мощность погружного пневмоударника и его производительность. Расположение клапана на наружной поверхности кольцевого выступа седла позволяет исключить жесткое крепление воздухораспределительной трубки путем установки ее на конусной опорной поверхности в расточке кольцевого выступа седла с зазором относительно седла, что значительно повышает рабочий ресурс, следовательно, и надежность работы погружного пневмоударника. Расположение седла в переходнике, а воздухораспределительной трубки - на конусной опорной поверхности в расточке кольцевого выступа седла позволяет осуществить компактную сборку всей воздухораспределительной системы в переходнике и обеспечить их модульную сборку, что значительно упрощает сборку-разборку погружного пневмоударника в случае необходимости замены какой-либо детали. Выполнение клапанной коробки заодно с переходником позволяет увеличить рабочий ход поршня-ударника и упростить сборку погружного пневмоударника. 3 Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности новизна. Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности изобретательский уровень. Условие патентоспособности промышленная применимость подтверждено на примере конкретного выполнения. На фиг. 1 изображен погружной пневмоударник в разрезе (первый вариант). Погружной пневмоударник содержит переходник 1 с воздухоподающими каналами 2,корпус 3 с выхлопными отверстиями 4 и 5,поршень-ударник 6, разделяющий корпус 3 на камеры прямого хода 7 и обратного хода 8, и воздухораспределительную систему, включающую клапанную коробку 9, выполненную заодно с переходником 1, клапан 10, воздухораспределительную трубку 11 и седло 12 с пропускными отверстиями 13, сообщающимися с камерой прямого хода 7. Седло 12 расположено в переходнике 1 и выполнено с кольцевым выступом 14, снабженным цилиндрической расточкой 15, переходящей в конусную опорную поверхность 16, на которой с зазором относительно седла 12 установлена воздухораспределительная трубка 11, а клапан 10 установлен на наружной поверхности кольцевого выступа 14 седла 12. Для фиксации седла 12 в переходнике 1 установлено стопорное кольцо 17. Переходник 1 и воздухораспределительную систему собирают в виде отдельного модуля в следующей последовательности. Заводят в седло 12 воздухораспределительную трубку 11, устанавливая ее на конусную опорную поверхность 16 цилиндрической расточки 15. При этом между седлом 12 и воздухораспределительной трубкой 11 образуется зазор, обеспечивающий возможность радиального перемещения воздухораспределительной трубки. Надевают на кольцевой выступ 14 седла 12 клапан 10, а затем в собранном виде заводят седло 12 в переходник 1 и фиксируют стопорным кольцом 17. Собранный таким образом модуль заводят в корпус 3 путем резьбового соединения переходника 1 с корпусом 3. Погружной пневмоударник работает следующим образом. Воздух через воздухоподающие каналы 2 поступает в клапанную коробку 9 и далее через воздухораспределительную трубку 11 в камеру обратного хода 8. Поршень-ударник 6 под действием сжатого воздуха поднимается вверх, открывая выхлопные отверстия 5 камеры обратно 005254 4 го хода 8 и закрывая выхлопные отверстия 4 камеры прямого хода 7. В камере прямого хода 7 давление возрастает, а в камере обратного хода 8 падает. Клапан 10 перебрасывается вверх,открывая пропускные отверстия 13 и перекрывая доступ воздуха в клапанную коробку 9 и далее - в воздухораспределительную трубку 11. Доступ воздуха в воздухораспределительную трубку 11 прекращается. Под действием сжатого воздуха камеры прямого хода 7 поршеньударник 6 с заданным импульсом энергии воздействует на буровую коронку (на чертеже не показана). В случае необходимости разборки пневмоударника в рабочих условиях вывинчивают переходник 1 из корпуса 3. При этом извлекают из корпуса 3 всю воздухораспределительную систему. Сняв стопорное кольцо 17, разъединяют седло 12 с переходником 1, клапаном 10 и воздухораспределительной трубкой 11. Заявляемое изобретение по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет повысить надежность работы погружного пневмоударника, а также на 15-20% повысить его производительность. Модульная сборка воздухораспределительной системы в переходнике позволяет значительно упростить сборку-разборку погружного пневмоударника в рабочих условиях. Согласно второму варианту погружного пневмоударника наиболее близким по совокупности существенных признаков является погружной пневмоударник, содержащий переходник с воздухоподающими каналами, корпус с выхлопными отверстиями, размещенный в нем поршень-ударник, разделяющий его пространство на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположеннуюв переходнике клапанную коробку, клапан, седло с пропускными отверстиями, сообщающимися с камерой прямого хода, причем седло установлено последовательно с переходником, и жестко закрепленную в седле воздухораспределительную трубку с подвижно установленным на ней клапаном (см. авторское свидетельство СССР 977760, МКИ 3 Е 21 С 3/24, Погружной пневматический ударный механизм для бурения скважин, опубликованное 30.11.82). Недостатком известного погружного пневмоударника является то, что часть длины корпуса занимает седло, последовательно установленное с переходником, что уменьшает рабочий ход поршня-ударника и, как следствие,ударную мощность и производительность погружного пневмоударника. Жесткое крепление воздухораспределительной трубки в седле для обеспечения работоспособности клапана, подвижно установленного на ней, с одной стороны, и ее возможный изгиб под действием поршня-ударника, который возникает в результате увеличения зазоров между 5 корпусом и поршнем-ударником, с другой стороны, приводят к поломке воздухораспределительной трубки. Поломка воздухораспределительной трубки требует извлечения бурового става, свинчивания погружного пневмоударника, его разборку, замену воздухораспределительной трубки и последующую их сборку, что требует больших затрат времени, следовательно, снижает производительность погружного пневмоударника. Установка и крепление седла в корпусе делает трудоемким процесс сборки-разборки погружного пневмоударника. Выполнение воздухоподающих каналов в виде отверстий ограничивает подачу воздуха в воздухораспределительную систему, что снижает ударную мощность и производительность погружного пневмоударника. Кроме того, в известном погружном пневмоударнике отсутствует возможность регулирования хода клапана в зависимости от давления воздуха в магистрали, что также ограничивает его производительность. Технический результат заявляемого изобретения предусматривает повышение ударной мощности и производительности погружного пневмоударника путем увеличения рабочего хода поршня-ударника, увеличения объема подаваемого воздуха, регулирования хода клапана,а также упрощение сборки-разборки, повышение надежности его работы путем увеличения ресурса работы воздухораспределительной трубки. Указанный технический результат достигается тем, что в погружном пневмоударнике,содержащем переходник с воздухоподающим каналом, корпус с выхлопными отверстиями,поршень-ударник, разделяющий корпус на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположенную в переходнике клапанную коробку,клапан, воздухораспределительную трубку и седло с пропускными отверстиями, сообщающимися с камерой прямого хода, согласно изобретению седло выполнено с кольцевым выступом, снабженным расточкой, переходящей в конусную опорную поверхность, на которой с зазором относительно седла установлена воздухораспределительная трубка, а клапан установлен на наружной поверхности кольцевого выступа седла, воздухоподающий канал выполнен в виде кольцевого пространства, расположенного между переходником, снабженным кольцевой проточкой, и клапанной коробкой, снабженной пазами и выступами, при этом последние расположены в кольцевой проточке переходника, а переходник и седло в месте их соединения снабжены резьбой. Расположение седла в переходнике позволяет увеличить ход поршня-ударника, следовательно, ударную мощность погружного пневмоударника и его производительность. 6 Расположение клапана на наружной поверхности кольцевого выступа седла позволяет исключить жесткое закрепление воздухораспределительной трубки путем установки ее на конусной опорной поверхности в расточке кольцевого выступа седла с зазором относительно седла, что значительно повышает рабочий ресурс, следовательно, и надежность работы погружного пневмоударника. Расположение седла в переходнике, а воздухораспределительной трубки - на конусной опорной поверхности в расточке кольцевого выступа седла позволяет осуществить компактную сборку всей воздухораспределительной системы в переходнике и обеспечить их модульную сборку, что значительно упрощает сборку-разборку погружного пневмоударника при необходимости замены какой-либо детали. Выполнение воздухоподающего канала в виде кольцевого пространства позволяет значительно увеличить объем подаваемого воздуха и,как результат, производительность погружного пневмоударника. Резьбовое соединение переходника с седлом позволяет устанавливать последнее с возможностью осевого перемещения, регулируя ход клапана в зависимости от объема подаваемого воздуха и его давления в магистрали. Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности новизна. Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности изобретательский уровень. Условие патентоспособности промышленная применимость подтверждено на примере конкретного выполнения. На фиг. 2 изображен погружной пневмоударник в разрезе (второй вариант). Погружной пневмоударник содержит переходник 1 с кольцевым воздухоподающим каналом 2, корпус 3 с выхлопными отверстиями 4 и 5, поршень-ударник 6, разделяющий корпус 3 на камеры прямого хода 7 и обратного хода 8, и воздухораспределительную систему, включающую клапанную коробку 9, клапан 10, воздухораспределительную трубку 11, седло 12, снабженное пропускными отверстиями 13, сообщающимися с камерой прямого хода 7. Седло 12 расположено в переходнике 1 с возможностью осевого перемещения и выполнено с кольцевым выступом 14, снабженным расточкой 15,переходящей в конусную опорную поверхность 16, на которой с зазором относительно седла 12 установлена воздухораспределительная трубка 7 11, а клапан 10 установлен на наружной поверхности кольцевого выступа 14 седла 12. Клапанная коробка 9 содержит выступы 18, которые входят в кольцевую проточку 19 переходника 1. Для фиксации седла 12 в переходнике 1 установлен штифт 20. Клапанная коробка 9 снабжена также пазами 21 для подачи воздуха в кольцевой канал 2. Переходник 1 и воздухораспределительную систему собирают в виде отдельного модуля в следующей последовательности. Устанавливают в переходник 1 клапанную коробку 9, совмещая ее выступы 18 с кольцевой проточкой 19 переходника 1. Заводят в седло 12 воздухораспределительную трубку 11, устанавливая ее на конусную опорную поверхность 16 цилиндрической расточки 15. При этом между седлом 12 и воздухораспределительной трубкой 11 образуется зазор, обеспечивающий возможность радиального перемещения воздухораспределительной трубки. Надевают на кольцевой выступ 14 седла 12 клапан 10, а затем в собранном виде заводят седло 12 в переходник 1 и фиксируют штифтом 20. Собранный таким образом модуль заводят в корпус 3 путем резьбового соединения переходника 1 с корпусом 3. Погружной пневмоударник работает следующим образом. Воздух через пазы 21 клапанной коробки 9 поступает в кольцевой воздухоподающий канал 2, а затем в клапанную коробку 9 и далее через воздухораспределительную трубку 11 в камеру обратного хода 8. Поршень-ударник 6 под действием сжатого воздуха поднимается вверх, открывая выхлопные отверстия 5 камеры обратного хода 8 и закрывая выхлопные отверстия 4 камеры прямого хода 7. В камере прямого хода 7 давление возрастает, а в камере обратного хода 8 падает. Клапан 10 перебрасывается вверх,открывая каналы 13 и перекрывая доступ воздуха в клапанную коробку 9 и далее в воздухораспределительную трубку 11. Доступ воздуха в воздухораспределительную трубку 11 прекращается. Под действием сжатого воздуха камеры прямого хода 7 поршень-ударник 6 с заданным импульсом энергии воздействует на буровую коронку (на чертеже не показана). В случае необходимости разборки погружного пневмоударника в рабочих условиях вывинчивают переходник 1 из корпуса 3. При этом извлекают из корпуса 3 всю воздухораспределительную систему. Сняв штифт 20, разъединяют седло 12 с переходником 1, клапаном 10 и воздухораспределительной трубкой 11. Заявляемое изобретение по сравнению с наиболее близким аналогом позволяет повысить надежность работы погружного пневмоударни 005254 8 ка, а также на 15-20% повысить его производительность. Модульная сборка воздухораспределительной системы в переходнике позволяет значительно упростить сборку-разборку погружного пневмоударника в рабочих условиях. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Погружной пневмоударник, содержащий переходник с воздухоподающими каналами,корпус с выхлопными отверстиями, поршеньударник, разделяющий корпус на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположенную в переходнике клапанную коробку, клапан, воздухораспределительную трубку и седло с пропускными отверстиями, сообщающимися с камерой прямого хода, отличающийся тем, что седло расположено в переходнике и выполнено с кольцевым выступом, снабженным цилиндрической расточкой, переходящей в конусную опорную поверхность, на которой с зазором относительно седла установлена воздухораспределительная трубка, а клапан установлен на наружной поверхности кольцевого выступа седла. 2. Погружной пневмоударник по п.1, отличающийся тем, что клапанная коробка выполнена заодно с переходником. 3. Погружной пневмоударник, содержащий переходник с воздухоподающим каналом, корпус с выхлопными отверстиями, поршеньударник, разделяющий корпус на камеры прямого и обратного хода, и воздухораспределительную систему, включающую расположенную в переходнике клапанную коробку, клапан, воздухораспределительную трубку и седло с каналами, сообщающимися с камерой прямого хода,отличающийся тем, что седло расположено в переходнике и выполнено с кольцевым выступом, снабженным цилиндрической расточкой,переходящей в конусную опорную поверхность,на которой с зазором относительно седла установлена воздухораспределительная трубка, а клапан установлен на наружной поверхности кольцевого выступа седла, воздухоподающий канал выполнен в виде кольцевого пространства, расположенного между переходником,снабженным кольцевой проточкой, и клапанной коробкой, снабженной пазами и выступами, при этом последние расположены в кольцевой проточке переходника. 4. Погружной пневмоударник по п.3, отличающийся тем, что переходник и седло в месте их соединения снабжены резьбой.