ГИДРОМОТОРНЫЙ ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЬ Российский патент 1999 года по МПК E02D7/18 F15B21/12 

Изобретение относится к строительству, в основном мостостроению, и конкретно к устройствам для погружения в грунт свайных элементов.

Известен гидромоторный вибропогружатель ВПГ-0,3/12, содержащий центробежный дебалансный вибровозбудитель с гидромотором, наголовник с гидроцилиндром, насос, гидрораспределитель, соединенный с насосом и гидроцилиндром наголовника (см. отчет по теме КМ-2-92-939. Всесоюзный ордена Октябрьской революции научно-исследовательский институт транспортного строительства. Москва, 1992, лист 94, рис. П.5.18).

Недостатком этого устройства является слив подаваемой насосом рабочей жидкости через предохранительный клапан в исходных позициях гидрораспределителей, отсутствие блокировки дебалансов до фиксации наголовника на свае, усложненное управление.

Известно устройство Oil Hydraulic Unit for Vibration Driver, содержащее автономную гидросистему с гидроцилиндром наголовника, насос, трехпозиционный гидрораспределитель, предохранительный клапан, всасывающую, напорную, сливную и рабочие гидролинии. В исходной позиции гидрораспределителя напорная гидролиния соединена со сливной (см. каталог фирмы Kensetsu Kikai Chosa, Ltd, Osaka, 1990, Япония). Автономная гидросистема не соединена с основной и в основном у этого устройства те же недостатки, что и у предыдущего.

Известный гидромоторный вибропогружатель ВПГ-1/22 содержит дебалансный вибровозбудитель с гидромотором, наголовник с гидроцилиндром, основной насос, направляющий аппарат с гидравлическим управлением, соединенный с гидромотором вибровозбудителя, гидрораспределитель, соединенный с гидроцилиндром наголовника и с линией управления направляющего гидроаппарата гидромотора вибровозбудителя, дополнительный насос, регулирующие гидроаппараты, гидролинии всасывания, напора, слива гидросистем основного и дополнительного насосов.

Направляющий аппарат гидромотора выполнен в виде нормально закрытого клапана давления, установленного последовательно на напорной гидролинии основного насоса перед входом ее в гидромотор. Линия управления клапана давления соединена с рабочей гидролинией гидрораспределителя и рабочей полостью гидроцилиндра наголовника.

Дополнительный насос установлен последовательно с основным и выполняет только функцию создания повышенного давления во всасывающей гидролинии основного насоса (см. отчет по теме КМ-2-92-939. Всесоюзный ордена Октябрьской революции научно-исследовательский институт транспортного строительства. Москва, 1992, лист 96, рис. П.5.19).

Недостатком этого устройства является слив подаваемой основным насосом рабочей жидкости через предохранительный клапан в исходной позиции гидрораспределителя, ограниченное использование дополнительного насоса, что снижает технические характеристики гидромоторного вибропогружателя.

Целью изобретения является устранение недостатков известного устройства и улучшение технических характеристик гидромоторного вибропогружателя.

Указанная цель достигается тем, что в гидромоторном вибропогружателе, содержащем центробежный дебалансный вибровозбудитель с одним или несколькими гидромоторами, наголовник с гидроцилиндром, основной насос, направляющий гидроаппарат с гидравлическим управлением, соединенный с гидромотором вибровозбудителя, гидрораспределитель, соединенный с гидроцилиндром наголовника и с линией управления направляющего гидроаппарата гидромотора вибровозбудителя, дополнительный насос, регулирующие гидроаппараты, гидролинии всасывания, напора и слива гидросистем основного и дополнительного насосов, дополнительный насос установлен параллельно основному, а его напорная гидролиния соединена с гидрораспределителем, сливная гидролиния которого соединена со сливной гидролинией гидросистемы основного насоса.

Объединенная сливная гидролиния гидросистем основного и дополнительного насосов замкнута на всасывающую гидролинию основного насоса.

Направляющий аппарат гидросистемы основного насоса выполнен в виде нормально открытого клапана давления, вход которого соединен с напорной гидролинией основного насоса, выход - со сливной гидролинией, а полость управления - с рабочей полостью гидроцилиндра наголовника.

Направляющий аппарат гидросистемы основного насоса может быть также выполнен в виде двухпозиционного гидрораспределителя с двусторонним гидравлическим управлением и пружинным возвратом, а гидрораспределитель выполнен трехпозиционным четырехлинейным, при этом напорная гидролиния соединена с дополнительным насосом, а обе рабочие гидролинии соединены с линиями управления направляющего гидроаппарата гидросистемы основного насоса, причем в средней позиции четырехлинейного гидрораспределителя обе рабочие гидролинии соединены с напорной гидролинией.

На сливной гидролинии установлен охладитель рабочей жидкости с вентилятором, соединенным с валом вентилятора и регулирующим гидроаппаратом, вход которого соединен с напорной гидролинией гидросистемы дополнительного насоса, а выход - с входом гидромотора, при этом выход гидромотора соединен со сливной гидролинией до ее входа в охладитель.

На чертеже изображено предлагаемое устройство с направляющим аппаратом гидросистемы основного насоса в виде гидроклапана давления.

Гидромоторный вибропогружатель содержит центробежный дебалансный вибровозбудитель с дебалансами 1 и 2, гидромоторы 3 и 4, соединенные с валами дебалансов, наголовник с гидроцилиндром 5, основной насос 6, дополнительный насос 7, установленный параллельно основному, предохранительные клапаны 8 и 9, нормально открытый клапан давления 10, полости управления которого соединены с полостями гидроцилиндра 5, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 11, вход которого соединен с насосом 7, а рабочие линии с гидроцилиндром 5 и линиями управления клапана давления 10, напорные гидролинии 12 и 13 основного и дополнительного насосов, объединенную гидролинию слива 14, которая замкнута на вход насоса 6, охладитель 15, установленный на сливной гидролинии 14, вентилятор 16 охладителя 15, гидромотор вентилятора 17, соединенный с валом вентилятора 16, дроссель 18, установленный между напорной гидролинией 13 дополнительного насоса 7 и входом гидромотора 17, фильтр 19, установленный на сливной гидролинии 14 после охладителя 15, всасывающую гидролинию 20 основного насоса 6, гидробак 21, предохранительный клапан 22 и фильтр 23, установленные между сливной гидролинией 14 и гидробаком 21, всасывающую гидролинию 24 дополнительного насоса 7, соединенную с гидробаком 21.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении гидрораспределитель 11 находится в правой позиции. Штоковая полость гидроцилиндра 5 соединена с напорной гидролинией 13, поршневая - со сливной гидролинией 14.

Шток гидроцилиндра втянут в наголовник не скреплен со сваей. Клапан давления 10 находится в открытом положении, так как давление в верхней управляющей линии значительно больше, чем в нижней.

Дроссель 18 может быть открыт, или закрыт или находится в промежуточном положении.

При закрытом положении дросселя гидромотор 17 не вращается, вентилятор 16 не обдувает охладитель 15 и рабочая жидкость не охлаждается. Рабочая жидкость, подаваемая дополнительным насосом 7 под давление, сливается в гидролинию 14 через предохранительный клапан 9. Этот режим целесообразен в случае, когда необходим предварительный нагрев рабочей жидкости.

При открытом дросселе рабочая жидкость, подаваемая насосом 7, поступает в гидромотор 17, который вращает вентилятор 16, и рабочая жидкость охлаждается в охладителе 15. Из гидромотора 17 рабочая жидкость сливается в гидролинию 14 и соединяется с рабочей жидкостью, подаваемой основным насосом 6. Пройдя через охладитель 15 и фильтр 19, рабочая жидкость поступает во всасывающую линию 20 основного насоса 6. Количество этой жидкости больше подаваемой насосом 6 и во всасывающей гидролинии 20 устанавливается повышенное давление, определяемой настройкой предохранительного клапана 22, что обеспечивает возможность форсирования насоса 6 за счет повышения частоты вращения его вала. Излишек рабочей жидкости сливается из всасывающей гидролинии 20 в гидробак 21 через предохранительный клапан 22 и фильтр 23, откуда всасывается дополнительным насосом 7 через гидролинию 24.

При переключении гидрораспределителя 11 в среднюю позицию напорная линия 13 соединяется с обеими полостями гидроцилиндра 5 и его шток быстро перемещается влево до упора, так как кроме рабочей жидкости, подаваемой насосом 7, в поршневую полость гидроцилиндра 5 поступает жидкость из его штоковой полости. Клапан давления 10 остается открытым, так как давления в обеих его линиях управления равны.

При переключении гидрораспределителя 11 в левое положение поршневая полость гидроцилиндра 5 соединяется с напорной гидролинией 13, а штоковая - со сливной гидролинией 14. Гидроцилиндр через зажим фиксирует наголовник на свае. Когда усилие зажима достигнет необходимой величины, давление в нижней управляющей линии клапана давления 10 преодолеет сопротивление пружины клапана и он закроется. При закрытом клапане давления рабочая жидкость, подаваемая насосом 6, поступает на вход гидромоторов 3 и 4 вибровозбудителя, которые вращают дебалансы 1 и 2. Из гидромоторов рабочая жидкость сливается в гидролинию 14. При перегрузках излишек рабочей жидкости сливается в гидролинию 14 через предохранительный клапан 8.

Положение дросселя 18 регулируется так, чтобы были обеспечены необходимое давление в гидроцилиндре 5 и необходимая частота вращения гидромотора 17 и вентилятора 16.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность форсирования основного насоса, рационального управления работой гидромоторов вибровозбудителя, блокирование вращения дебалансов до надежной фиксации наголовника на свае, использование дополнительного насоса для привода вентилятора охладителя рабочей жидкости и гидроцилиндра наголовника.

Вибропогружатель предназначен для погружения в грунт свайных элементов и содержит дебалансы, гидромоторы, соединенные с валами дебалансов, наголовник с гидроцилиндром, основной насос, дополнительный насос, установленный параллельно основному, предохранительные клапаны, нормально открытый клапан давления, вход которого соединен с напорной гидролинией основного насоса, выход - со сливной гидролинией, а линии управления - с полостями гидроцилиндра наголовника, трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель, вход которого соединен с насосом, а рабочие линии - с гидроцилиндром и линиями управления клапана давления, напорные гидролинии основного и дополнительного насосов, объединенную гидролинию слива, замкнутую на всасывающую гидролинию основного насоса, охладитель, установленный на сливной гидролинии, вентилятор охладителя, гидромотор, соединенный с валом вентилятора, дроссель, установленный между напорной гидролинией дополнительного насоса и входом гидромотора, фильтр, установленный на сливной гидролинии после охладителя, гидробак, предохранительный клапан и фильтр, установленные между сливной гидролинией и гидробаком, всасывающую гидролинию дополнительного насоса, соединенную с гидробаком. Технический результат - повышение надежности. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидромоторный вибропогружатель, содержащий центробежный вибровозбудитель с одним или несколькими гидромоторами, наголовник с гидроцилиндром, основной насос, направляющий гидроаппарат с гидравлическим управлением, соединенный с гидромотором вибровозбудителя, гидрораспределитель, соединенный с гидроцилиндром наголовника и с линией управления направляющего гидроаппарата гидромотора вибровозбудителя, дополнительный насос, регулирующие гидроаппараты, гидролинии всасывания, напора и слива гидросистем основного и дополнительного насосов, отличающийся тем, что дополнительный насос установлен параллельно основному, а его напорная гидролиния соединена с гидрораспределителем, сливная гидролиния которого соединена со сливной гидролинией гидросистемы основного насоса. 2. Вибропогружатель по п.1, отличающийся тем, что объединенная сливная гидролиния гидросистем основного и дополнительного насосов замкнута на всасывающую гидролинию основного насоса. 3. Вибропогружатель по п.1, отличающийся тем, что направляющий аппарат гидросистемы основного насоса выполнен в виде нормально открытого клапана давления, вход которого соединен с напорной гидролинией основного насоса, выход - со сливной гидролинией, а полость управления - с рабочей полостью гидроцилиндра наголовника. 4. Вибропогружатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что на его сливной гидролинии установлен охладитель рабочей жидкости с вентилятором, гидромотором, соединенным с валом вентилятора, регулирующим гидроаппаратом, вход которого соединен с напорной гидролинией гидросистемы дополнительного насоса, выход - с входом гидромотора, при этом выход гидромотора соединен со сливной гидролинией до ее входа в охладитель.