УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 1994 года по МПК E21C3/20 

Изобретение может быть использовано при создании ударных машин, применяемых в горном деле, металлургии, строительстве и других отраслях хозяйства.

Известно гидропневматическое ударное устройство, в котором регулирование энергии удара производится посредством измерения количества жидкости в зааккумуляторной полости [1].

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство ударного действия, включающее корпус с аккумулирующей полостью, поршнем-бойком и образующим с корпусом полости управления дифференциальным клапаном, а также напорную и сливную магистрали, дифференциальный клапан выполнен со штоком, подпружинен относительно корпуса и размещен в нем с возможностью взаимодействия штока с аккумулирующей полостью и поршнем-бойком, при этом полости управления дифференциального поршня постоянно сообщены с напорной магистралью [2].

Недостатком известных устройств является отсутствие элементов, позволяющих оперативно изменять энергию удара.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения оперативного изменения энергии удара в процессе работы устройства.

На фиг.1 представлено устройство с одним клапаном и органом управления; на фиг.2 - двухклапанный вариант устройства.

Устройство ударного действия (фиг.1) содержит корпус 1, в полости которого расположен с возможностью возвратно-поступательного движения ступенчатый поршень-ударник 2. Передняя часть последнего снабжена инструментом 3. В полости корпуса 1 образованы камера 4 взвода поршня-ударника 2, ограниченная с задней стороны хвостовой частью 5 поршня-ударника 2, и аккумулирующая камера 6, заполненная сжатым газом и вмещающая хвостовую часть 5. Снаружи корпуса 1 установлен аккумулятор 7, газовая полость которого сообщена с аккумулирующей камерой 6, а гидравлическая - со сливной магистралью 8. В блоке управления 9 смонтирован подпружиненный клапан 10, предназначенный для соединения камеры 4 взвода со сливной магистралью 8. Поршень-ударник 2 снабжен буртом 11, прилегающим к переднему торцу его хвостовой части 5, а клапан 10 - толкателем 12, причем поперечное сечение 13 клапана 10 со стороны пружинной полости 14 больше площади сечения 15 со стороны камеры 4, а сам клапан 10 таков, что его пружинная полость 14 либо посредством отверстий 16 и канала 17 соединена с камерой 4 взвода либо в момент взаимодействия толкателя 12 с буртом 11 посредством отверстий 16 и канала 18 - со сливной магистралью 8.

Пружинная полость 14 посредством линии 19 соединена с двухпозиционным распределением 20, позволяющим в любой момент сообщить пружинную полость 14 со сливной магистралью 8.

Устройство, представленное на фиг.2, отличается наличием двух подпружиненных клапанов 21 и 22. Клапан 21 снабжен толкателем 23 для взаимодействия с буртом 11 в конце взводного хода поршня-ударника 2 и предназначен для соединения своей пружинной полости 24, постоянно сообщенной каналом 25 с пружинной полостью 26 клапана 22, с камерой 4 взвода либо в момент взаимодействия его толкателя 23 с буртом 11 со сливной магистралью 8. Клапан 22 служит для периодического соединения камеры 4 взвода со сливной магистралью 8.

Каждый из вариантов устройства снабжен напорной магистралью 27 для подачи в камеру 4 взвода рабочей жидкости под давлением и линией 28 для зарядки сжатым газом камеры 6.

Устройство работает следующим образом.

На фиг.1 устройство показано в положении конца взводного хода поршня-ударника 2. В этот момент в камеру 4 взвода по напорной магистрали 27 подается рабочая жидкость под давлением, которая, воздействуя на передний торец хвостовой части 5 поршня-ударника 2, заставляет его выполнить взводный ход, вдвигая при этом свою хвостовую часть 5 в аккумулирующую камеру 6. Взводной ход поршня-ударника продолжается до тех пор, пока его бурт 11 не набежит на толкатель 12 клапана 10. Клапан 10 открывается и соединяет камеру 4 взвода с гидравлической полостью аккумулятора 7 и сливной магистралью 8, а своими отверстиями 16 отсоединяет пружинную полость 14 от канала 17 и камеры 4 взвода и соединяет ее через канал 18 со сливной магистралью 8.

Поршень-ударник 2 под действием давления газа, заполняющего аккумулирующую камеру 6, совершает рабочий ход, вытесняя рабочую жидкость из камеры 4 взвода в гидравлическую полость аккумулятора 7 и сливную магистраль 8. При этом клапан 10 удерживается в открытом состоянии перепадом давления жидкости на его проходном сечении, действующим на площадь сечения 15. Рабочий ход поршня-ударника 2 заканчивается ударом инструмента 3 по обрабатываемому материалу.

После остановки поршня-ударника 2 перетекание жидкости через клапан 10 прекращается, последний под действием своей пружины закрывается. С этого момента вновь начинается взводной ход поршня-ударника 2 и процесс повторяется, как было описано.

Регулирование энергии удара в этом устройстве может выполняться двумя способами: изменением давления сжатого газа в аккумулирующей камере 6 для длительной работы при постоянной энергии удара или использованием двухпозиционного распределителя 20 при необходимости нанести удар с пониженной энергией. В последнем случае в любой момент взводного хода поршня-ударника 2 переключением двухпозиционного распределителя 20 пружинная полость 14 соединяется со сливной магистралью 8, что вызывает открывание клапана 10. Далее рабочий ход поршня-ударника 2 происходит, как описано выше.

Устройство ударного действия с двумя клапанами 21 и 22 (фиг.2) работает аналогичным образом. Воздействие на толкатель 23 бурта 11 в конце взводного хода поршня-ударника 2 вызывает резкое падение давления жидкости в соединенных между собой пружинных полостях 24 и 26 вследствие соединения последних со сливной магистралью 8. Давлением рабочей жидкости в камере 4 взвода оба клапана открываются и удерживаются в открытом положении в течение всего рабочего хода поршня-ударника 2. В остальном работа этого варианта устройства не отличается от описанного выше.

Изобретение позволяет менять в широком диапазоне энергию удара не только между сериями ударов, но и для каждого конкретного удара.

Изобретение может быть использовано при создании устройств ударного действия для разрушения горных пород и формообразования обрабатываемого материала. Устройство содержит корпус 1, поршень-ударник 2, блок управления 9, двухпозиционный распределитель 20. Поршень-ударник 2 расположен в корпусе 1 с возможностью возвратно-поступательного перемещения и образует с ним аккумулирующую камеру 6 и камеру 4 взвода. Камера взвода постоянно связана с напорной магистралью 27 и периодически со сливной магистралью 8 через блок управления 9. Блок управления имеет подпружиненный клапан 10, установленный с возможностью взаимодействия с поршнем ударником 2. Вход двухпозиционного распределителя 20 сообщен с пружинной полостью 14 клапана 10, а выход - со сливной магистралью 8. Как вариант блок управления 9 выполнен с дополнительным подпружиненным клапаном. Клапанная полость дополнительного клапана сообщена с камерой 4 взвода, а пружинная полость - с пружинной полостью клапана. Оперативные изменения энергии удара обеспечивается переключением двухпозиционного распределителя 20 за счет ограничения хода взвода поршня-ударника 2. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ, включающее корпус, в полости которого расположен с возможностью возвратно-поступательного перемещения поршень-ударник, образующий в полости корпуса аккумулирующую камеру и камеру взвода, постоянно сообщенную с напорной магистралью и периодически - со сливной магистралью через блок управления, снабженный подпружиненным клапаном, установленным с возможностью взаимодействия с ним поршня-ударника, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения оперативного изменения энергии удара, устройство снабжено двухпозиционным распределителем, вход которого сообщен с пружинной полостью клапана, а выход - со сливной магистралью. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен с дополнительным подпружиненным клапаном, клапанная полость которого сообщена с камерой взвода, а пружинная полость - с пружинной полостью клапана.