Гидромолот Российский патент 2018 года по МПК E21B1/26 E21B1/38 E21C37/24 

Изобретение относится к горной и строительной промышленности, в частности к гидравлическим ударным механизмам, и предназначено для использования в качестве сменного оборудования к строительно-дорожным машинам для разрушения прочных горных пород, дорожных покрытий, бетонных сооружений и тому подобных работ.

Из уровня техники известен гидрообъемный ударный механизм буровой машины, состоящий из корпуса, в котором размещены инструмент, составная гильза и поршень-боек, включающий боек с напрессованной на его штоковую часть втулкой и объемный поршень. В центральной продольной расточке бойка помещен подпружиненный двухпоясковый двухпозиционный золотник. Устройство имеет гидроаккумулятор. Поршень-боек образует с гильзой камеру холостого хода, постоянно соединенную с напорной линией гидросистемы, камеру рабочего хода и сливную полость, постоянно соединенную со сливом гидросистемы. В поршне-бойке выполнены рабочие каналы, сливной канал, управляющий канал, система напорных каналов. Золотник имеет поясковую камеру и штоковую управляющую камеру. Жидкость в ударный механизм подается по напорной линии. Слив жидкости происходит по сливной линии. Золотник выполнен с односторонним штоком и имеет торцовые камеры (SU 899891, 23.01.1982).

Недостатком данного гидрообъемного ударного механизма является сложность конструкции, низкая эффективность производства и эксплуатации гидромолота.

Известно устройство ударного действия, включающее корпус, образующий с поршнем-бойком полость, периодически сообщенную через блок управления с напорной или сливной магистралями и инструмент. Блок управления выполнен в виде размещенного в расточке корпуса подпружиненного золотника с первым и вторым каналами, проточкой и двумя торцевыми расточками, и двух разных по диаметру плунжеров, размещенных в расточках золотника и образующих с ним полости управления, причем в расточке золотника со стороны пружины размещен меньший по диаметру плунжер. Первый канал и проточка золотника периодически сообщаюю расположенную со стороны пружины полость управления с напорной или сливной магистралями, а второй канал золотника сообщает другую полость управления с напорной магистралью (SU 1372039, 07.02.1988).

Однако в данной конструкции не устранены указанные выше недостатки.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) заявленного изобретения можно принять гидромолот, включающий вращатель бурового става с гидромотором и ударный механизм, в корпусе которого размещен поршень-боек, образующий с ним сливную, напорную и аккумулирующие камеры, выполненный с энергоподводящим каналом и имеющий установленный в осевой расточке подпружиненный золотник управления. В ударном механизме выполнена вспомогательная полость, образованная кольцевой расточкой корпуса и наружной поверхностью поршня-бойка и постоянно сообщенная с гидромотором вращателя бурового става и гидроаккумулятором, который монтирован в магистрали гидромотора. В поршне-бойке выполнены дополнительные каналы для периодического сообщения его энергоподводящего канала с напорной камерой или вспомогательной полостью в зависимости от положения золотника управления (SU 663831, 25.05.1979).

Недостатками данной конструкции гидромолота являются сложность конструкции, низкая эффективность производства и эксплуатации гидромолота.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в создании гидромолота, который устранял бы указанные выше недостатки.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в упрощении конструкции, повышении надежности работы, эффективности производства и эксплуатации гидромолота.

Указанный технический результат в гидромолоте, содержащем корпус с напорным и сливным каналами и с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения бойком для передачи импульса силы рабочему инструменту, имеющим напорный канал, переливной канал, сливной канал и канал управления, и в верхней части которого выполнено отверстие, в котором расположен золотник управления, при этом боек образует с корпусом напорную полость, переливную полость для выравнивания давления жидкости и сливную полость.

Боек содержит нижний шток, верхний шток и поршень, при этом диаметр нижнего штока больше диаметра верхнего штока.

Золотник управления поджат пружиной, упирающейся в пробку, установленную в верхнем штоке бойка. Золотник управления образует с бойком полости управления и под действием пружины прижат к торцу отверстия в бойке со стороны полости управления, образованной в нижнем штоке бойка.

Рабочий инструмент установлен в нижней части корпуса, а в верхней части корпуса расположен аккумулятор энергии, представляющий собой пневмоаккумулятор или гидроаккумулятор.

В золотнике управления выполнен продольный канал, также он выполнен с тремя поясками, причем диаметр верхнего пояска больше, чем диаметр нижнего, а средний поясок выполнен ступенчатым.

Отверстие в бойке, в котором расположен золотник управления, выполнено с проточками.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема гидромолота.

Принятые обозначения:

1 - Корпус

2 - Боек

3 - Золотник управления

4 - Рабочий инструмент

5 - Напорный канал корпуса 1

6 - Сливной канал корпуса 1

7 - Нижний шток

8 - Верхний шток

9 - Поршень

10 - Отверстие (продольное осевое)

11, 12, 13 - Проточки в отверстии 10 бойка 2

14 - Напорный канал в бойке 2

15 - Переливной канал в бойке 2

16 - Сливной канал в бойке 2

17 - Канал управления в бойке 2

18 - Продольный паз

19, 20 - Проточки золотника управления

21 - Продольный канал управления

22 - Напорная полость

23 - Переливная полость

24 - Сливная полость

25 - Аккумулятор энергии

26, 27 - Полость управления

28 - Пружина

29 - Пробка

30 - Напорная магистраль

31 - Сливная магистраль

32 - Верхний поясок золотника управления 3

33 - Средний поясок золотника управления 3

34 - Нижний поясок золотника управления 3

Гидромолот содержит корпус 1, боек 2, золотник управления 3 и рабочий инструмент 4.

В корпусе 1 выполнены напорный канал 5 и сливной канал 6.

Боек 2 содержит нижний шток 7, верхний шток 8 и поршень 9, причем диаметр нижнего штока 7 больше диаметра верхнего штока 8. В верхней части бойка 2 выполнено (продольное осевое) отверстие 10 с проточками 11, 12 и 13. Кроме того, боек 2 имеет напорный канал 14, переливной канал 15, сливной канал 16 и канал управления 17. На наружной поверхности верхнего штока 8 выполнен продольный паз 18, соединенный с каналом управления 17.

Золотник управления 3 имеет проточки 19 и 20 и выполнен с тремя поясками, причем диаметр верхнего пояска 32 больше, чем диаметр нижнего 34, а средний поясок 33 выполнен ступенчатым.

Боек 2 установлен в корпус 1 и образует с ним напорную полость 22, переливную полость 23, сливную полость 24 и полость аккумулятора энергии 25.

Золотник управления 3 установлен в отверстии 10 бойка 2 и образует с ним полости управления 26 и 27. Золотник управления 3 поджат пружиной 28, упирающейся в пробку 29.

Напорная полость 22 через напорный канал 5 соединяется с напорной магистралью 30. Сливная полость 24 через сливной канал 6 соединяется со сливной магистралью 31.

В нижней части гидромолота установлен рабочий инструмент 4.

Аккумулятор энергии 25 представляет собой пневмоаккумулятор (полость аккумулятора энергии 25 заполнена сжатым газом) или гидроаккумулятор.

Гидромолот работает следующим образом.

В исходном положении боек 2 под действием давления газа в полости аккумулятора энергии 25 прижат к рабочему инструменту 4. Золотник управления 3 под действием пружины 28 прижат к торцу отверстия 10 со стороны полости управления 26.

Рабочая жидкость из напорной магистрали 30 через напорный канал 5 корпуса 1 под давлением поступает в напорную полость 22. Давление жидкости, воздействуя на поршень 9, заставляет боек 2 перемещаться в сторону аккумулятора энергии 25, сжимая, например, находящийся там газ. Происходит взвод бойка. При этом рабочая жидкость из переливной полости 23 через переливной канал 15 в бойке 2, проточки 12, 20 и 13, сливной канал 16 в бойке 2, сливную полость 24, сливной канал 6 корпуса 1 уходит в сливную магистраль 31.

В конце взвода бойка 2 сливной канал 16 в бойке 2 поднимается выше верхней кромки сливной полости 24. В результате переливная полость 23 отсоединяется от сливной магистрали 31. При дальнейшем взводе бойка 2 жидкость, находящаяся в переливной полости 23, через переливной канал 15, проточку 12 вытесняется в полость управления 26 и, воздействуя на золотник управления 3, перемещает его вверх до упора в пробку 29, сжимая пружину 28. При этом жидкость из полости управления 27 через канал 17 в бойке 2 вытесняется в сливную полость 24. Таким образом, напорная полость 22 через напорный канал 14 в бойке 2, проточки 11, 19, 12 и переливной канал 15 в бойке 2 соединяется с переливной полостью 23. Давление в полостях 22 и 23 выравнивается. Боек 2 под действием давления газа в полости аккумулятора энергии 25 останавливается, а затем разгоняется в противоположном направлении, совершая рабочий ход до удара по инструменту 4. В процессе рабочего хода жидкость, находящаяся в напорной полости 22, и жидкость, поступающая через канал 5 корпуса 1 из напорной магистрали 30, вытесняется в переливную полость 23. При этом, благодаря разности диаметров нижнего штока 7 и верхнего штока 8, давление жидкости, поступающей в переливную полость 23, воздействует на боек 2, увеличивая энергию удара.

В конце рабочего хода нижняя кромка паза 18 опускается ниже верхней кромки переливной полости 23. Полость управления 26 через продольный канал 21, проточку 12, переливной канал 15 в бойке 2, переливную полость 23, продольный паз 18 и канал управления 17 в бойке 2 соединяется с полостью управления 27. Давление жидкости в полостях управления 26 и 27 выравнивается, и золотник управления 3 под действием пружины 28 перемещается в исходное положение.

Далее цикл работы повторяется.

В заявленном изобретении достигается повышение эффективности работы гидромолота.

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и направлено на повышение эффективности производства и эксплуатации гидромолота. Гидромолот содержит корпус с напорным и сливным каналами и с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения бойком для передачи импульса силы рабочему инструменту, имеющим напорный канал, переливной канал, сливной канал и канал управления, и в верхней части которого выполнено отверстие, в котором расположен золотник управления. Боек образует с корпусом напорную полость, переливную полость для выравнивания давления жидкости и сливную полость, а золотник управления выполнен с тремя поясками, причем диаметр верхнего пояска больше, чем диаметр нижнего, а средний поясок выполнен ступенчатым. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Гидромолот, характеризующийся тем, что содержит корпус с напорным и сливным каналами и с установленным в нем с возможностью возвратно-поступательного движения бойком для передачи импульса силы рабочему инструменту, имеющим напорный канал, переливной канал, сливной канал и канал управления, и в верхней части которого выполнено отверстие, в котором расположен золотник управления, при этом боек образует с корпусом напорную полость, переливную полость для выравнивания давления жидкости и сливную полость, а золотник управления выполнен с тремя поясками, причем диаметр верхнего пояска больше, чем диаметр нижнего, а средний поясок выполнен ступенчатым.

2. Гидромолот по п. 1, характеризующийся тем, что боек содержит нижний шток, верхний шток и поршень.

3. Гидромолот по п. 2, характеризующийся тем, что диаметр нижнего штока больше диаметра верхнего штока.

4. Гидромолот по п. 1, характеризующийся тем, что золотник управления поджат пружиной, упирающейся в пробку, установленную в верхнем штоке бойка.

5. Гидромолот по п. 4, характеризующийся тем, что золотник управления образует с бойком полости управления.

6. Гидромолот по п. 5, характеризующийся тем, что золотник управления под действием пружины прижат к торцу отверстия в бойке со стороны полости управления.

7. Гидромолот по п. 1, характеризующийся тем, что в верхней части корпуса расположен аккумулятор энергии.

8. Гидромолот по п. 7, характеризующийся тем, что аккумулятор энергии представляет собой пневмоаккумулятор или гидроаккумулятор.

9. Гидромолот по п. 1, характеризующийся тем, что в золотнике управления выполнен продольный канал.

10. Гидромолот по п. 1, характеризующийся тем, что отверстие в бойке, в котором расположен золотник управления, выполнено с проточками.