ДВИГАТЕЛЬ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ Российский патент 2002 года по МПК E21C37/00 E02D7/10 

Изобретение относится к горной, строительно-дорожной, кузнечно-прессовой промышленности и может быть использовано в гидрофицированных машинах в качестве устройства для разрушения прочных пород, забивки свай, обработке металлов.

Известен гидропневматический двигатель ударного действия, содержащий корпус, поршень со штоком, образующие взводящую и дренажную камеры, золотниковый распределитель с камерой управления рабочим ходом [1].

Наиболее близким техническим решением к предложенному является гидропневматическое устройство ударного действия, включающее корпус, размещенный в нем подвижный боек, образующий с корпусом взводящую и сливную гидравлические камеры и заполненный сжатым газом аккумулятор, блок управления с дифференциальным золотником и камерой управления рабочим ходом [2].

Недостатком данного устройства является отсутствие возможности изменять величину хода бойка (энергию удара) в зависимости от физических свойств обрабатываемой среды, что приводит к возникновению нежелательных динамических нагрузок в устройстве и, в конечном итоге, выходу его из строя.

Изобретение направлено на обеспечение возможности кратного изменения хода бойка в зависимости от физических свойств обрабатываемой среды, т.е. уменьшение энергии удара при снижении прочности обрабатываемой среды и увеличение энергии удара при повышении прочности среды.

Это достигается тем, что в блоке управления размещен дополнительный золотник с образованием двух полостей, одна из которых снабжена пружиной и через дроссель соединена с напорной линией, а вторая соединена с взводящей камерой и с каналом кратного изменения хода бойка, который выполнен между каналом полного хода бойка и торцом корпуса, причем в нижнем положении золотника камера управления соединена с каналом полного хода, а в верхнем положении с каналом кратного изменения хода бойка.

На чертеже представлен общий вид устройства.

В цилиндре 1 двигателя размещен боек 2 с буртиком 3, образующие взводящую 4, сливную 5 камеры и газовый аккумулятор 6. К цилиндру крепится блок управления 7 с дифференциальным золотником 8, в котором выполнены центральное 9 и радиальные 10 отверстия.

В блоке управления расточка 11 соединена со сливом и сливной камерой, 12 - с напором, 13 - каналом 14 с взводящей камерой. Дополнительный золотник 15 образует полость 16 с пружиной 17, соединенную через дроссель 18 с каналом 14 и полость 19, соединенную каналом 20 с взводящей камерой. Канал управления 21 соединяет камеру управления 22 с каналом полного хода бойка 23 и через камеру 19 с каналом кратного изменения хода бойка 24. Дроссель 25 предназначен для предотвращения зависания бойка.

Двигатель ударного действия работает следующим образом. Боек 2 под воздействием газа в камере 6 находится в левом положении, камера управления 22 соединена через канал управления 21, канал полного хода бойка 23, сливную камеру 5 и расточку 11 со сливом. Дифференциальный золотник 8 под действием давления жидкости со стороны канала 14 находится в правом положении. Напорная линия соединена через расточки 12, 13 и канал 14 с взводящей камерой 4. Дополнительный золотник 15 под действием результирующей силы со стороны полости 16 находится в нижнем положении и перекрывает каналы управления 21 и кратного изменения хода бойка 24.

При наличии обрабатываемой среды и поджатия со стороны рабочего органа (не показан) жидкость из напорной линии поступает во взводящую камеру 4. Начинается перемещение бойка на взвод, во время которого происходит дополнительное сжатие газа в аккумуляторе 6. В конце взвода буртик 3 открывает канал полного хода бойка 23, который соединяет камеру управления 22 через взводящую камеру 4, канал 14, расточки 13 и 12 с напором. Под действием результирующей силы со стороны камеры управления 22 дифференциальный золотник 8 перемещается в крайнее левое положение и соединяет взводящую камеру 4 через канал 14, центральное отверстие 9 и радиальные 10 со сливной камерой 5. Начинается разгон бойка под действием сжатого газа, во время которого жидкость из сливной камеры 4 по каналу 14 через центральное 9 и радиальные 10 отверстия перетекает с наименьшими гидравлическими сопротивлениями в сливную камеру 5. В конце разгона боек наносит удар по рабочему органу (не показан), который совершает полезную работу.

Если обрабатываемая среда имеет высокую прочность и боек своим буртиком не перекрывает канал 14, то дифференциальный золотник 8 перемещается в крайнее правое положение, т.к. камера управления 22 через каналы управления 21 и полного хода бойка 23 и сливную камеру 5 соединяется со сливом и цикл повторяется. Если прочность обрабатываемой среды снижается, то буртик 3 перекрывает канал 14 и во избежание удара по корпусу и возникновения повышенных динамических нагрузок, которые могут привести к поломке, энергия удара передается на жидкость в замкнутом объеме между торцом корпуса и ребром буртика 3. Давление жидкости возрастает в полости 19 и дополнительный золотник 15, вытесняя жидкость из полости 16 через дроссель 18, перемещается вверх, соединяя через полость 19 каналы управления 21 и кратного изменения хода бойка 24.

При наличии обрабатываемой среды и поджатия со стороны рабочего органа (не показан) боек 2 с буртиком 3 перемещается и соединяет взводящую камеру 4 с каналом 14. Жидкость под давлением поступает во взводящую камеру 4, и начинается новый взвод бойка. При этом канал кратного уменьшения хода (энергии) бойка 24 будет соединен через полость 19 и канал управления 21 с камерой управления 22, а величина взвода сократится в кратном соотношении от расстояния канала полного хода бойка 23 и кратного изменения хода бойка 24 от торца корпуса. Далее цикл повторяется как обычно до тех пор, пока появится обрабатываемая среда более высокой прочности и дополнительный золотник 15 не опустится вниз.

При уменьшенном ходе бойка возрастает частота его ударов, за счет чего, помимо предотвращения динамических нагрузок на корпус, повышается коэффициент полезного действия двигателя ударного действия.

Источник информации
1. Авт. св. СССР 543744, кл. Е 21 С 3/20, 1974.

2. Авт. св. СССР 751983, кл. Е 21 С 3/20, 1978.

Изобретение относится к горной, строительной, кузнечно-прессовой промышленности и может быть использовано в гидрофицированных машинах в качестве устройства для разработки прочных пород и обработки различных материалов. Двигатель содержит цилиндр, боек, взводящую и сливную камеры и заполненный сжатым газом аккумулятор, блок управления, в котором расположен дифференциальный золотник и дополнительный золотник, канал, поочередно сообщающий камеру управления с взводящей и сливной камерами. Камера управления имеет возможность в зависимости от прочности породы автоматически соединяться с каналом полного хода или каналом кратного изменения хода бойка. Изобретение обеспечивает уменьшение энергии удара при снижении прочности обрабатываемой среды и увеличение энергии удара при повышении прочности среды. 1 ил.

Двигатель ударного действия, содержащий цилиндр и размещенный в нем подвижный боек, образующие взводящую и сливную камеры и заполненный сжатым газом аккумулятор, блок управления, в котором расположен дифференциальный золотник, выполненный с центральным и радиальными отверстиями, канал, поочередно сообщающий камеру управления с взводящей и сливной камерами, отличающийся тем, что в блоке управления размещен дополнительный золотник с образованием двух полостей, одна из которых снабжена пружиной и через дроссель соединена с напорной линией, а вторая соединена с взводящей камерой и с каналом кратного изменения хода бойка, причем в нижнем положении золотника камера управления соединена с каналом полного хода, а в верхнем положении с каналом кратного изменения хода бойка.