Гидравлическая ударная машина двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода Российский патент 2018 года по МПК E21B1/24 E21C37/22 E02D7/02 

Техническое решение относится к гидравлическим устройствам ударного действия и может найти применение в горном деле и строительстве при бурении и ударном погружении в грунт стержневых элементов, при дроблении негабаритов, при разрушении старых конструкций зданий, фундаментов, бетонных конструкций.

Известен гидромолот двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода финской фирмы Rammer (А.П. Архипенко, А.И. Федулов. Гидравлические ударные машины. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1991, стр. 12-14), содержащий корпус, ударник, камеру прямого хода и камеру обратного хода, образованные между корпусом и ударником, канал управления в корпусе, инструмент, источник расхода рабочей жидкости, аккумулятор, бак, клапан для настройки давления в гидросистеме гидромолота, гидрораспределитель, с помощью которого камера прямого хода соединена с источником расхода рабочей жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода в конце обратного хода ударника, а перед началом обратного хода - со сливом в бак.

Указанная конструкция и предлагаемое решение имеют общий принцип двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода. Также общим является наличие основных деталей и узлов - корпуса с каналами, бойка (ударника), аккумулятора (гидроаккумулятора), гидрораспределителя, камеры прямого хода и камеры обратного хода, образованных между корпусом и бойком (ударником).

Недостатком этого устройства является, во-первых, разобщенность и независимость работы клапана для настройки давления в гидросистеме и гидрораспределителя, что отрицательно влияет на стабильность работы гидравлической ударной машины. Еще одним недостатком является то, что рабочая жидкость из камеры обратного хода вытесняется в гидросистему и через гидрораспределитель - в камеру прямого хода, что приводит к большим гидравлическим потерям и, соответственно, к снижению КПД указанного устройства.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является гидравлическая ударная машина по первому варианту исполнения (патент РФ №2230189, Е21С 37/00, E02D 7/10, опубл. в БИ №16, 2004), содержащая корпус, ударник, камеру прямого хода и камеру обратного хода, образованные между корпусом и ударником, канал управления в корпусе, соединенный с камерой обратного хода в конце обратного хода ударника, гидрораспределительное устройство, с помощью которого камера прямого хода соединена с источником расхода жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода в конце обратного хода ударника, а после задержки ударника перед началом обратного хода и достижения в системе заранее установленной величины Р_з давления - со сливом в бак. Между ударником и корпусом образована дополнительная камера, соединенная постоянно со сливом в бак, которая на прямом ходе ударника соединена с каналом управления в корпусе при давлении рабочей жидкости в системе, меньшем величины Р_з, при этом гидрораспределительное устройство представляет собой гидрораспределитель, первая камера управления которого постоянно соединена с источником расхода жидкости, аккумулятором и камерой обратного хода, а вторая его камера управления - с каналом управления в корпусе и поджата пружиной с усилием, равным усилию в первой камере управления при давлении рабочей жидкости, равном величине Р_з.

Указанная конструкция и предлагаемое решение имеют общий принцип двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода. Также общим является наличие основных деталей и узлов - корпуса с каналами, бойка (ударника), аккумулятора (гидроаккумулятора), гидрораспределителя, камер прямого и обратного хода, образованных между корпусом и бойком (ударником).

Недостатком указанного технического решения является то, что жидкость из камеры обратного хода вытесняется в гидросистему и через гидрораспределительное устройство - в камеру прямого хода, что приводит к большим гидравлическим потерям и, как следствие, к снижению КПД указанного устройства.

Проблема - повышение КПД гидравлической ударной машины за счет снижения гидравлических потерь в соединительных линиях гидросистемы.

Указанная проблема решается тем, что в гидравлической ударной машине двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода (далее - ГУМ), содержащей корпус с каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, гидрораспределитель с каналом управления, боек, гидроаккумулятор, камеру обратного хода (далее - КОХ) и камеру прямого хода (далее - КПХ), образованные между корпусом и бойком, причем КОХ и гидроаккумулятор постоянно соединены с напорной линией, а КПХ через гидрораспределитель попеременно соединена с напорной линией и гидроаккумулятором или со сливом, согласно техническому решению КОХ соединена с КПХ каналом с гидрозамком, установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости при прямом ходе бойка, минуя гидрораспределитель, из КОХ в КПХ.

Указанная совокупность признаков позволяет рабочей жидкости при прямом ходе бойка напрямую перетекать из КОХ в КПХ по кратчайшему пути. При этом сокращается количество местных гидравлических сопротивлений на пути рабочей жидкости, что ведет к снижению гидравлических потерь и, как следствие, к повышению КПД ГУМ.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения ГУМ и чертежом, где изображена схема подключения к гидросистеме предлагаемой ГУМ и общий вид ГУМ в продольном разрезе.

ГУМ содержит корпус 1 с каналами 2, 3 для подвода и каналом 4 для отвода рабочей жидкости, гидрораспределитель 5 с каналом 6 управления, боек 7, гидроаккумулятор 8, соединенный с напорной линией, КОХ 9 и КПХ 10, образованные между корпусом 1 и бойком 7, канал 11, которым соединены КОХ 9 и КПХ 10, с гидрозамком 12, установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости при прямом ходе бойка из КОХ 9 в КПХ 10 и канал 13 управления гидрозамком 12.

ГУМ работает следующим образом.

Рабочая жидкость из напорной линии поступает в гидроаккумулятор 8 (см. чертеж) и по каналам 2 и 3 - в ГУМ. Давление в КОХ 9 повышается и боек 7 начинает смещаться влево по чертежу, осуществляя обратный ход. КПХ 10 через канал 4 и гидрораспределитель 5, удерживаемый силой F поджатия в позиции I, соединена со сливом. Доступ рабочей жидкости из КОХ 9 в КПХ 10 через канал 11 перекрыт гидрозамком 12. Продолжая движение, боек 7 открывает канал 6 управления гидрораспределителем 5. Под действием давления рабочей жидкости гидрораспределитель 5 переключается в позицию II, соединяя КПХ 10 с напорной линией и гидроаккумулятором 8. Боек 7 останавливается и под действием давления рабочей жидкости в КПХ 10 начинает прямой ход. При этом давление рабочей жидкости через канал 13 управления гидрозамком 12 открывает его, обеспечивая тем самым доступ рабочей жидкости из КОХ 9 в КПХ 10. Боек 7, двигаясь вправо по чертежу, вытесняет рабочую жидкость из КОХ 9 через канал 11 в КПХ 10. В конце прямого хода боек 7 перекрывает канал 6 управления гидрораспределителем 5, который под действием силы F поджатия возвращается в позицию I, цикл повторяется.

Изобретение относится к гидравлическим устройствам ударного действия, применяемым в горном деле и строительстве при бурении и ударном погружении в грунт стержневых элементов, при дроблении негабаритов и т.п. Машина содержит корпус с каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, гидрораспределитель с каналом управления, боек, гидроаккумулятор, камеру обратного хода и камеру прямого хода, образованные между корпусом и бойком, причем камера обратного хода и гидроаккумулятор постоянно соединены с напорной линией, а камера прямого хода через гидрораспределитель попеременно соединена с напорной линией и гидроаккумулятором или со сливом. Камера обратного хода соединена с камерой прямого хода каналом с гидрозамком, установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости при прямом ходе бойка, минуя гидрораспределитель, из камеры обратного хода в камеру прямого хода. Обеспечивается снижение гидравлических потерь в соединительных линиях гидросистемы. 1 ил.

Гидравлическая ударная машина двухстороннего действия с управляемой камерой прямого хода, содержащая корпус с каналами для подвода и отвода рабочей жидкости, гидрораспределитель с каналом управления, боек, гидроаккумулятор, камеру обратного хода и камеру прямого хода, образованные между корпусом и бойком, причем камера обратного хода и гидроаккумулятор постоянно соединены с напорной линией, а камера прямого хода через гидрораспределитель попеременно соединена с напорной линией и гидроаккумулятором или со сливом, отличающаяся тем, что камера обратного хода соединена с камерой прямого хода каналом с гидрозамком, установленным в нем с возможностью перетекания рабочей жидкости при прямом ходе бойка, минуя гидрораспределитель, из камеры обратного хода в камеру прямого хода.