ГИДРОМОЛОТ Российский патент 1994 года по МПК E02D7/00 

Изобретение относится к машинам, применяемым в области строительства, в промышленности строительных материалов и горных работах для рыхления мерзлых и скальных пород, разрушения бетонных покрытий и конструкций, дробления негабаритов и других подобных работ.

Известны конструкции гидромолотов, содержащие корпус, рабочий цилиндр, боек, распределительный золотник, напорную и сливную магистрали, а также гидропневматические поршневые аккумуляторы, обеспечивающие высокий КПД, накапливающие энергию, подводимую от гидронасоса, и отдающие для совершения ускоренного перемещения бойка [1] . Однако поршневые гидропневматические аккумуляторы в эксплуатации требуют повышенных затрат времени на обслуживание вследствие утечек газа через подвижные уплотнения и переноса рабочей жидкости гидросистемы в газовую полость.

Известны конструкции гидромолотов, в которых используются диафрагменные гидропневматические аккумуляторы с шаровидным корпусом, в котором газовая и жидкостная полости разделены эластичной диафрагмой, защемленной по внешнему контуру [2] . Однако применение таких аккумуляторов в гидромолоте увеличивает его осевой габарит при размещении аккумулятора на торце молота, а при размещении на боковой поверхности увеличивает поперечный габарит, а консольное расположение аккумулятора вызывает большие напряжения в местах его закрепления, так как все выступающие части гидромолота испытывают инерционные ударные нагрузки с ускорениями 10g и более.

Известна конструкция гидромолота [3] , принятая за прототип, в которой гидропневматический аккумулятор с эластичной мембраной выполнен в виде тороида, концентрично охватывающего рабочий цилиндр, что позволяет вписать его в общие габариты гидромолота. Причем для обеспечения нормальных условий работы эластичной мембраны поверхность внутреннего корпуса аккумулятора выполнена волнистой, длина образующей которой в поперечном сечении равна длине образующей мембраны в том же сечении, а в стенках внутреннего корпуса образованы каналы для прохода рабочей жидкости. Однако изготовление внутреннего корпуса такого гидроаккумулятора вызывает значительные технологические трудности, связанные со сложностью получения волнистого профиля с многочисленными (от нескольких сот до нескольких тысяч в зависимости от типоразмера) каналами малого диаметра (1,5. . . 2мм). Ограничение диаметра каналов связано с обеспечением целостности мембраны, которая может быть выдавлена в каналы под действием давления газа, когда мембрана прилегает к поверхности внутреннего корпуса.

Таким образом возникает изобретательская задача, то есть задача, связанная с необходимостью разрешения технического противоречия, проявляющегося в том, что существует необходимость размещения на гидромолоте гидроаккумулятора компактной конструкции, а элементы этой конструкции увеличивают трудоемкость изготовления и удорожает производство.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей и снижение трудоемкости и материалоемкости изготовления гидромолота, оснащенного тороидальным гидропневматическим аккумулятором диафрагменного типа.

Цель достигается тем, что внутренний корпус аккумулятора выполнен составным из пакета шайб, а каналы для прохода жидкости образованы канавками, выполненными на торцовых поверхностях шайб. Отдельные шайбы расположены соосно, и их совокупная внешняя поверхность - непрерывная волнистая.

Такая конструкция позволяет отдельные элементы внутреннего корпуса гидроаккумулятора (шайбы) изготавливать, например, из пластмассы или композитных материалов методом формования, что исключает необходимость механической обработки и снижает расход материалов. Если же шайбы изготавливать посредством механической обработки, то канавки для прохода жидкости могут выполняться фрезерованием, что менее трудоемко, чем сверление отверстий в цельном корпусе.

Радиальное смещение шайб при сборке и работе гидромолота может быть предотвращено известными способами, например, наличием на сопрягаемых поверхностях выступов и впадин, штифтами, шпильками и тому подобными элементами.

По сравнению с прототипом изобретение содержит новую совокупность существенных признаков, поэтому соответствует требованиям "Новизны". При этом совокупности отличительных существенных признаков изобретений, позволяющих достичь требуемый технический результат, среди известных в науке и технике решений, в объеме проведенного поиска не обнаружены.

Совокупность общих и частных существенных признаков изобретения обеспечивает возможность достижения цели изобретения, а именно - снижение трудоемкости изготовления гидромолота и повышение его надежности функционирования.

Таким образом можно утверждать, что изобретение соответствует требованиям критерия "Промышленной применимости", а также то, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе достаточны для достижения цели изобретения (требуемого технического результата).

На фиг. 1 изображена общая компоновка гидромолота с тороидальным диафрагменными гидропневмоаккумулятором; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент шайбы с канавками на торцовой поверхности.

Гидромолот содержит корпус 1, рабочий цилиндр 2, поршень-боек 3, распределительный золотник 4, напорную 5 и сливную 6 магистрали, гидропневматический мембранный аккумулятор 7, внутренний корпус которого смонтирован из отдельных шайб 8, мембрану 9, сменный рабочий инструмент 10. На торцовой поверхности шайб 8 выполнены радиальные канавки 11, образующие при сборке каналы во внутреннем корпусе гидропневматического мембранного аккумулятора 7. Подобное выполнение обеспечивает свободный проход рабочей жидкости из полости, образованной мембраной 9 и внутренним корпусом гидропневматического мембранного аккумулятора 7, в камеру рабочего цилиндра и обратно с минимальными потерями давления в тракте, что увеличивает энергетические показатели гидромолота из-за возможности выполнения большего числа каналов.

В исходном положении, когда гидромолот не работает, мембрана 9 под действием давления газа в наружном корпусе прилегает по всему периметру волнистой поверхности пакета шайб 8 без растяжения, так как периметры их образующих равны. Сечение каждой из канавок 11 выбрано достаточно малым, с учетом толщины и прочности материала диафрагмы, чтобы давление газа не могло выдавить мембрану в этот канал. Суммарная площадь всех каналов обеспечивает проход жидкости без существенных потерь давления. При включении подачи гидронасоса в напорную магистраль 5 рабочая жидкость поступает в камеру холостого хода и в гидропневматический мембранный аккумулятор 7, мембрана 9 которого отжимается в сторону стенки наружного корпуса аккумулятора. Поршень-боек 3 движется в сторону от инструмента, дополнительно заряжая гидроаккумулятор 12, который может быть конструктивно выполнен как и гидропневматический мембранный аккумулятор 7. Реверсирование поршня-бойка 3 осуществляется распределительным золотником 4 (по гидравлическим сигналам от управляющих проточек в рабочем цилиндре и на поршне). Во время работы гидромолота мембраны его гидроаккумуляторов перемещаются между стенками внутреннего и наружного корпусов в ту или иную сторону в зависимости от того, происходит зарядка или разрядка гидропневматического мембранного аккумулятора 7. (56) Проспект фирмы NRK (Япония), 1977.

Проспект фирмы Krupp (ФРГ), 1988.

Авторское свидетельство СССР N1281637, кл. Е 02 D 7/10, 1987.

Использование: в машинах, применяемых в строительстве, промышленности строительных материалов, в горном деле, преимущественно для рыхления мерзлых и скальных грунтов, дробления негабаритов и других подобных работ. Цель изобретения - снижение материалоемкости и трудоемкости изготовления, повышение надежности гидромолота. Мембранные гидропневматические аккумуляторы гидромолота выполнены в виде тороидов, соосных рабочему цилиндру. Причем внутренний корпус аккумулятора, имеющий в поперечном сечении волнистую поверхность, выполнен составным из пакета шайб, на торцовых поверхностях которых сделаны канавки, служащие каналами для прохода жидкости. 3 ил.

ГИДРОМОЛОТ, содержащий корпус, рабочий цилиндр, боек, распределительный золотник, напорную и сливную магистрали и размещенные в корпусе соосно рабочему цилиндру гидропневматические мембранные аккумуляторы с рабочей камерой в виде тороидов, внутренний корпус с радиальными каналами для прохода жидкости и волнистой поверхностью в поперечном сечении, длина образующей которой равна длине образующей мембраны в свободном состоянии, отличающийся тем, что внутренний корпус каждого аккумулятора выполнен составным из пакета шайб с канавками, выполненными на торцевых поверхностях и образующими каналы для прохода жидкости.