ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УДАРНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2003 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности, строительному и коммунальному машиностроению, в частности к гидравлическим ударным устройствам для разрушения пород, мерзлых грунтов, снежно-ледяных образований и т.п.

Известно гидравлическое ударное устройство, включающее корпус с каналами, золотник с параллельными каналами, поршень-боек, напорный и сливной аккумуляторы /1/.

Недостатком данной конструкции является использование для управления рабочим циклом золотникового распределителя, имеющего ограниченное быстродействие, что снижает частоту ударов и уменьшает эффективность работы гидроударного устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является гидроударное устройство, включающее боек со штоком, образующий с корпусом камеры обратного и рабочего хода, блок управления рабочим циклом, выполненный с двумя симметрично расположенными основным и дополнительным кольцевыми запорно-регулирующими элементами, обеспечивающими работу от единого энергоносителя /2/.

К недостаткам данной конструкции следует отнести постоянное соединение напорной магистрали с полостью управления основного запорно-регулирующего элемента и использование гидравлического дросселя для регулирования длительности рабочего хода поршня-бойка ударного устройства. При этом в период рабочего хода отсутствует обратная связь основного запорно-регулирующего элемента с поршнем-бойком, а время рабочего хода определяется параметрами гидравлического дросселя (коэффициентом расхода, площадью) и свойствами рабочей жидкости. В связи с изменением физических параметров жидкости (плотности, вязкости) в процессе работы, например в результате ее нагрева, время рабочего хода изменяется, что уменьшает частоту ударов и снижает эффективность работы гидроударного устройства, требует дополнительных настроек параметров гидравлического дросселя.

Задачей изобретения является увеличение частоты работы гидроударного устройства путем обеспечения управления основным запорно-регулирующим элементом в зависимости от положения поршня-бойка, т.е. введением обратной связи по положению поршня-бойка в период рабочего хода, позволяющей исключить постоянное соединение напорной магистрали с полостью управления основного запорно-регулирующего элемента и исключить применение гидравлического дросселя для регулирования длительности рабочего хода поршня-бойка.

Указанный технический результат достигается тем, что в гидравлическом ударном устройстве, включающем ударный механизм, в корпусе которого расположен имеющий проточку управления боек, делящий полость корпуса на рабочую полость и полость обратного хода, постоянно сообщенную с напорной магистралью, и блок управления с каналами подвода и отвода, в полом корпусе которого установлены симметрично основной и дополнительный разделители потока с основным и дополнительным запорно-регулирующими элементами, причем полость управления дополнительного запорно-регулирующего элемента посредством проточки управления на бойке и одного из основных каналов управления имеет возможность периодического сообщения со сливной магистралью, при этом полость втулки постоянно сообщена с рабочей полостью ударного механизма и периодически - посредством основного и дополнительного запорно-регулирующих элементов с каналами подвода и отвода блока управления, в корпусе ударного механизма выполнен дополнительный канал управления, постоянно соединенный с напорной магистралью, расположенный над каналом управления основного запорно-регулирующего элемента, а в верхней части поршня-бойка выполнена дополнительная проточка управления, посредством которой через дополнительный канал управления, выполненный в корпусе ударного механизма, канал управления основного запорно-регулирующего элемента происходит периодическое соединение напорной магистрали с полостью управления основного запорно-регулирующего элемента гидроударного механизма в конце рабочего хода, а в период холостого хода - их разъединение. Причем в период холостого хода основной запорно-регулирующий элемент находится в закрытом состоянии под действием давления рабочей жидкости, находящейся в полости управления основного запорно-регулирующего элемента, разъединяя полость втулки и полость подвода блока управления.

Применение дополнительного канала управления в корпусе ударного механизма, постоянно соединенного с напорной магистралью, имеющего возможность периодического соединения посредством дополнительной проточки поршня-бойка с полостью управления основного запорно-регулирующего элемента в зависимости от положения поршня-бойка ударного механизма, исключает постоянное соединение напорной магистрали с полостью управления основного запорно-регулирующего элемента и не требует применения гидравлического дросселя для регулирования времени рабочего хода поршня-бойка. Длительность рабочего хода будет определятся положением поршня-бойка, что позволит повысить частоту ударов и соответственно эффективность работы гидроударного механизма.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - схема устройства при крайнем нижнем положении поршня бойка, а на фиг.2 - то же, но поршень-боек находится в крайнем верхнем положении.

Устройство (фиг.1) состоит из корпуса 1 с каналами 2-6, и дополнительным каналом 7 управления, поршня-бойка 8, с проточкой 9 управления и дополнительной проточкой 10 управления, образующего с корпусом полости обратного 11 и рабочего 12 хода, инструмента 13, блока управления 14, в котором расположены основной 15 и дополнительный 16 запорно-регулирующие элементы, имеющие возможность радиального перемещения между основной 17 и дополнительной 18 управляющими полостями и кольцевыми выступами 19 и 20 основного и дополнительного разделителя потока, образуя при этом кольцевые проходные сечения. Каналы 2 и 7 постоянно соединяются с напорной магистралью 21, канал 3 - с полостью 17 управления основного запорно-регулирующего элемента 15, канал 4 соединяется с полостью 18 управления дополнительного запорно-регулирующего элемента 16. Канал 6 соединяется со сливной магистралью 22, а канал 5 соединяет полость рабочего хода 12 гидроударного механизма с полостью 23 втулки блока управления 14. Канал 24 подвода блока управления 14 соединяется с напорной магистралью 21, а канал 25 отвода - со сливной магистралью 22.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии поршень-боек 8 находится в крайнем нижнем положении (фиг.1).

Проточка управления 9 поршня-бойка 8 через каналы 6, 4 соединяет сливную магистраль 22 с полостью управления 18 дополнительного запорно-регулирующего элемента 16. При этом дополнительный запорно-регулирующий элемент 16 находится в открытом (т.е. крайнем радиальном положении) состоянии, образуя кольцевое проходное сечение, соединяет канал 25 отвода и полость 23 втулки блока управления 14. Дополнительная проточка 10 управления поршня-бойка 8, через дополнительный канал 7 и канал 3 управления, соединяет напорную магистраль 21 с полостью управления 17 основного запорно-регулирующего элемента 15. Запорно-регулирующий элемент 15 находится в закрытом состоянии, своей внутренней поверхностью опираясь на кольцевой выступ 19 основного разделителя потока, разъединяя полость 23 втулки с каналом 24 подвода блока управления 14.

Рабочая жидкость из напорной магистрали 21 подается в канал 24 подвода блока управления 14, через дополнительный канал 7 управления, дополнительную проточку 10 управления поршня-бойка 8, канал 3, в полость управления 17 основного запорно-регулирующего элемента 15, по каналу 2 в полость обратного хода 11 ударного механизма.

Происходит холостой ход (взвод) поршня-бойка 8. При этом происходит разъединение дополнительного канала 7 управления с каналом 3 и, соответственно, разъединение напорной магистрали 21 с полостью 17 управления основного запорно-регулирующего элемента 15. Основной запорно-регулирующий элемент 15 под действием давления жидкости, находящейся в полости управления 17, удерживается в закрытом состоянии, разъединяя полость 23 втулки и полость 24 подвода блока управления 14. Одновременно с этим рабочая жидкость из рабочей полости 12 через канал 5, полость 23 втулки, через открытый дополнительный запорно-регулирующий элемент 16, канал 25 отвода блока управления 14 вытесняется в сливную магистраль 22. При движении вверх поршень-боек 8 разъединяет канал 4 и сливную магистраль 22, а в конце взвода соединяет канал 4 управления с полостью обратного хода 11 (фиг.2). Рабочая жидкость из напорной магистрали 21 через канал 2, полость обратного хода 11, канал 4 подается в полость управления 18 дополнительного запорно-регулирующего элемента 16. При этом дополнительный запорно-регулирующий элемент 16 деформируется, обжимая кольцевой выступ 20 разделителя потока, и перекрывает кольцевое проходное сечение, разъединяя канал 25 отвода и полость 23 втулки блока управления 14. Одновременно с этим проточка 9 управления соединяет через каналы 3 и 6, выполненные в корпусе 1, сливную магистраль 22 с полостью управления 17 основного запорно-регулирующего элемента 15. Давление в полости управления 17 падает, основной запорно-регулирующий элемент 15 деформируется и отжимается от кольцевого выступа 19 основного разделителя потока, образуя проходное сечение, соединяет канал подвода 24 с полостью втулки 23 блока управления 14 (фиг. 2). Жидкость из напорной магистрали 21 через канал 24 подвода, полость 23 втулки, канал 5 подается в рабочую полость 12, происходит торможение поршня бойка 8 в верхней точке и его разгон вниз.

В момент удара поршня-бойка 8 по рабочему инструменту 13 дополнительная проточка 10 управления поршня-бойка 8 через канал 3 и дополнительный канал 7 управления соединяет полость 17 управления запорно-регулирующего элемента 15 с напорной магистралью 21. Основной запорно-регулирующий элемент 15 деформируется, обжимая кольцевой выступ 19 разделителя потока, перекрывает проходное сечение, разъединяя канал 24 подвода с полостью 23 втулки блока управления 14, не давая рабочей жидкости из напорной магистрали 21 поступать в полость рабочего хода 12.

Одновременно с закрытием основного запорно-регулирующего элемента 15 проточка 9 управления поршня-бойка 8 соединяет через каналы 6 и 4 сливную магистраль 22 с дополнительной полостью 18 управления, давление над дополнительным запорно-регулирующим элементом 16 падает, он отжимается от кольцевого выступа 20 дополнительного разделителя потока, образует кольцевое походное сечение, соединяет канал 25 отвода с полостью 23 втулки блока управления 14.

Далее цикл повторяется.

Изобретение позволяет повысить частоту ударов гидравлического ударного устройства и эффективность его использования в качестве силового рабочего органа базовой машины при разработке различных грунтов импульсными нагрузками. При этом используется один энергоноситель - рабочая жидкость базовой машины.

Источники информации
1. А.с. 419621, М. Кл. Е 21 С 3/20 1974.

2. А.с. 1733628, М. Кл. Е 21 С 3/20 1992 (прототип).

Изобретение относится к горной промышленности, строительному и коммунальному машиностроению, в частности к гидравлическим ударным устройствам для разрушения пород, мерзлых грунтов, снежно-ледяных образований и т.п. Гидравлическое ударное устройство включает ударный механизм, в корпусе которого расположен поршень-боек, делящий полость корпуса на рабочую полость и полость обратного хода, постоянно сообщенную с напорной магистралью, и блок управления, в корпусе которого установлены симметрично основной и дополнительный разделители потока с основным и дополнительным запорно-регулирующими элементами. В корпусе ударного механизма выполнен дополнительный канал управления, постоянно соединенный с напорной магистралью, расположенный над каналом управления основного запорно-регулирующего элемента. В верхней части поршня-бойка выполнена дополнительная проточка управления, посредством которой через канал управления основного запорно-регулирующего элемента и дополнительный канал управления происходит периодическое соединение полости управления основного запорно-регулирующего элемента с напорной магистралью в конце рабочего хода и ее разъединение в период холостого хода поршня-бойка. Изобретение обеспечивает увеличение частоты ударов и повышение эффективности работы гидроударного устройства. 2 ил.

Гидравлическое ударное устройство, включающее ударный механизм, в корпусе которого расположен имеющий проточку управления боек, делящий полость корпуса на рабочую полость и полость обратного хода, постоянно сообщенную с напорной магистралью, и блок управления с каналами подвода и отвода, в полом корпусе которого установлены симметрично основной и дополнительный разделители потока с основным и дополнительным запорно-регулирующими элементами, причем полость управления дополнительного запорно-регулирующего элемента посредством проточки управления на бойке и одного из основных каналов управления имеет возможность периодического сообщения со сливной магистралью, при этом полость втулки постоянно сообщена с рабочей полостью ударного механизма и периодически посредством основного и дополнительного запорно-регулирующих элементов с каналами подвода и отвода блока управления, отличающееся тем, что в корпусе ударного механизма выполнен дополнительный канал управления, постоянно соединенный с напорной магистралью, расположенный над каналом управления основного запорно-регулирующего элемента, а в верхней части бойка выполнена дополнительная проточка управления, посредством которой через канал управления основного запорно-регулирующего элемента и дополнительный канал управления происходит периодическое соединение полости управления основного запорно-регулирующего элемента с напорной магистралью в конце рабочего хода и ее разъединение в период холостого хода бойка.