ГИДРОМОЛОТ Российский патент 1994 года по МПК E02D7/10 

Изобретение относится к строительству, в частности к гидромолотам, которые используются для уплотнения грунтов, разрушения бетонных конструкций, забивания свай.

Известен гидромолот, содержащий силовой цилиндр с плунжером, распределительное устройство с поворотным цилиндрическим золотником и дросселем, напорную и сливную магистрали, ударную часть, шабот [1] .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гидромолот, содержащий силовой цилиндр с плунжером, распределительное устройство с поворотным цилиндрическим золотником с дополнительными каналами, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси вращения, и направленными перпендикулярно к радиусу золотника и соединенными с напорной магистралью через внутреннюю полость золотника.

Гидромолот содержит также сливную магистраль, ударную часть и шабот [2] .

Но в известном гидромолоте рабочая жидкость из напорной магистрали после прохождения дополнительных каналов в золотнике, вновь поступает в полость, в которой постоянно присутствует высокое давление, таким образом создается сопротивление истечению жидкости из этих каналов, что резко понижает эффективность работы молота и его КПД. К тому же гидромолот с силовым цилиндром одностороннего действия содержит пружину, служащую для возврата плунжера, на сжатие которой при рабочем ходе расходуется часть полезной энергии.

Предложенный гидромолот содержит силовой цилиндр двухстороннего действия с поршнем с двумя штоками, являющимся ударником, распределительное устройство с поворотным цилиндрическим золотником, снабженным дополнительными каналами, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси его вращения и направленными перпендикулярно к радиусу золотника, напорную и сливную магистраль и рабочий инструмент, при этом дополнительные каналы-сопла вынесены за образующую золотника для повышения крутящего момента и соединены со сливной магистралью, а для осуществления реверса ударника золотник дополнительно снабжен двумя парами гнезд, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси золотника и попеременно сообщаемых с нижней полостью силового цилиндра, при этом пара гнезд, имеющих большую длину, соединены дросселированными отверстиями с напорной магистралью, а другая пара гнезд соединена со сливной магистралью.

На фиг. 1 представлен гидромолот, продольный разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Д-Д на фиг. 2.

Гидромолот состоит из корпуса 1, в котором размещен силовой цилиндр 2 с ударником 3, выполненным в виде поршня с двумя штоками. В нижней части корпуса 1 размещен рабочий инструмент 4 со стопором 5. В теле корпуса 1 размещен поворотный цилиндрический золотник 6, установленный на подшипниках 7 и имеющий горизонтальную ось вращения. С торцев золотник закрыт крышками 8 и 9. На крышке 8 установлен гидроаккумулятор 10, гидравлическая полость 11, которого соединена с внутренней полостью 12 золотника 6.

В теле корпуса 1 вокруг золотника 6 и концентрично ему выполнены кольцевые полости 13-16. При этом кольцевая полость 14 через канал 17 сообщена с напорной магистралью 18, а через канал 19 с верхней полостью гидроаккумулятора 20, нижняя полость 21 которого заполнена газом под давлением. Кольцевая полость 13 посредством канала 22 соединена с нижней полостью 23 силового цилиндра 2 и имеет каналы 24 и 25, открывающие ее в сторону золотника 6. Кольцевая полость 15 посредством канала 26 сообщена с верхней полостью 27 силового цилиндра 2 и имеет каналы 28 и 29, открывающие ее в сторону золотника 6. В теле золотника 6 имеются дополнительные каналы 30, расположенные в плоскости, перпендикулярной его оси и имеющие выходные отверстия, направленные перпендикулярно к его радиусу и вынесенные за образующую золотника в кольцевую полость 16, сообщаемую посредством канала 31 со сливной магистралью 32. На наружной поверхности золотника 6 выполнены гнезда 35-39, причем диаметрально противоположные из них равнозначны по своей форме и положению. Гнезда 35 и 37 соединены между собой дроссельными отверстиями 40. Гнезда 36 и 39 - сквозные и сообщены с внутренней полостью 12 золотника 6. Гнезда 38 соединяют кольцевые полости 14 и 15. На нижнем штоке ударника 3 выполнена кольцевая проточка 42, сообщающая при крайнем нижнем положении ударника 3 посредством каналов 41. . . 44 кольцевую напорную полость 14 с внутренней полостью 12 золотника 6.

Гидромолот работает следующим образом.

Рабочая жидкость из напорной магистрали 18 по каналу 17 поступает в кольцевую полость 14. В начальный момент, когда рабочий инструмент 4 не касается грунта, ударник занимает крайнее нижнее положение и рабочая жидкость из напорной полости 14 по каналу 41, проточке 42, каналам 43 и 44 поступает во внутреннюю полость 12 золотника 6, откуда через каналы (сопла) 30 золотника 6, выливается в кольцевую полость 16 в направлении стрелок Е. При этом возникает реактивная сила вытекающей струи, заставляющая вращаться золотник 6 в направлении стрелки Ж. Ударник 3 остается на месте, т. к. вся рабочая жидкость из полости 16 уходит в сливную магистраль 32.

При надавливании рабочего инструмента 4 на грунт ударник 3 поднимается, смещая проточку 42 относительно каналов 41 и 43 и перекрывая тем самым подачу рабочей жидкости из напорной полости 14 в сливную полость 16 и далее на слив по описанному выше пути. При положении золотника 6 (фиг. 2) рабочая жидкость из напорной полости 14 и гнезд 37 через дроссельные отверстия 40, гнезда 35 и каналы 24 и 25 поступает в кольцевую полость 13 и далее через канал 22 в нижнюю полость 23 силового цилиндра 2. Под действием давления рабочей жидкости происходит медленный подъем ударника 3. Одновременно рабочая жидкость заряжает гидроаккумулятор 20, наполняя его полость 19 и сжимая газ в полости 21. По мере подъема ударника 3 рабочая жидкость из верхней полости 27 силового цилиндра 2 вытесняется по каналу 26 в кольцевую полость 15, каналы 28 и 29, гнезда 39 во внутреннюю полость 12 золотника 6 и через каналы 30 в сливную магистраль 32. Золотник 6 непрерывно вращается, в момент, когда гнезда 38 окажутся напротив каналов 28 и 29, напорная полость 14 сообщается с полостью 15, рабочая жидкость под давлением поступит по каналу 26 в верхнюю полость 27 силового цилиндра 2 и ударника 3 под действием давления рабочей жидкости и энергии гидроаккумулятора 20 ускоренно переместится вниз, нанося удары по рабочему инструменту 4.

При этом рабочая жидкость из нижней полости 23 силового цилиндра 2 по каналу 22 через полость 13, каналы 24,25 и гнезда 36 вытесняется во внутреннюю полость 12 золотника, постоянно соединенную со сливом. Далее цикл повторяется.

Поскольку для вращения золотника требуется незначительное усилие и для этого достаточно реакции струи отработанной рабочей жидкости, каналы 30 постоянно соединены со сливной магистралью, а их удлинение (каналы вынесены за образующую золотника 6 в полость 16 корпуса 1) увеличивает крутящий момент, повышает КПД и надежность работы молота. Наличие дополнительных гнезд на золотнике, соотношение их размеров и дросселированные соединительные отверстия обеспечивают асимметричное возвратно-поступательное движение ударника - медленный подъем и быстрый ход вниз, что также повышает КПД и упрощает конструкцию молота. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 739182, кл. E 02 D 7/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР N 962457, кл. E 02 D 7/10, 1982.

Использование: в строительстве для уплотнения грунтов, разрушения бетонных конструкций, забивания свай. Гидромолот содержит силовой цилиндр, распределительное устройство с поворотным цилиндрическим золотником, снабженным каналами, расположенными в плоскости, перпендикулярной оси вращения и направленными перпендикулярно к радиусу золотника, при этом каналы удалены от образующей золотника и соединены со сливной магистралью, а золотник снабжен двумя парами дополнительных гнезд разной длины. Такое выполнение золотника позволяет управлять силовым цилиндром двухстороннего действия, в котором шток-поршень служит ударником, и получить асимметричное движение ударника - медленный подъем и быстрый рабочий ход вниз, при этом для вращения используется отработанная рабочая жидкость, что в совокупности позволяет повысить КПД и упростить конструкцию. 5 ил.

ГИДРОМОЛОТ, содержащий силовой цилиндр с верхней и нижней полостями и ударником, распределительное устройство с поворотным цилиндрическим золотником, имеющим гнезда и каналы, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси его вращения, и направленные перпендикулярно его радиусу, напорную и сливную магистрали и рабочий инструмент, отличающийся тем, что золотник снабжен двумя парами дополнительных гнезд, расположенных в плоскости, перпендикулярной его оси, и попеременно сообщенных с нижней полостью силового цилиндра, при этом одна пара гнезд имеет большую длину и соединена дросселированными отверстиями с напорной магистралью, а другая пара гнезд соединена с внутренней полостью золотника, постоянно сообщенной со сливной магистралью через каналы золотника, концы которых вынесены за его образующую.