Гидравлический механизм ударного действия Российский патент 2023 года по МПК E21B1/24 E21B1/38 B25D9/04 E21C37/24 

Изобретение относится к ударным устройствам, которые могут быть использованы в машинах для разработки скальных пород и мерзлых грунтов в горной и строительной промышленности.

Известен гидравлический механизм ударного действия, содержащий корпус, аккумулятор энергии, взводящую камеру, боек с поршнем и штоком и ступенчатый клапан с торцовой полостью, выполненной с возможностью входа в нее поршня бойка и штока и образующий с корпусом переливную камеру, периодически сообщаемую со сливной магистралью, а со штоком бойка - ограничительную полость, имеющую периодическую связь с переливной камерой посредством обратного клапана, установленного на штоке бойка.

(Авторское свидетельство №1051261, Е21С 3/20. 31.10.1983 г.)

Недостатком механизма является сообщение напорной магистрали со сливной магистралью после разъединения клапана с бойком, т.е. напорная магистраль при ходе бойка на удар сообщена со сливной магистралью, что приводит к снижению давления рабочей жидкости в напорной магистрали и, как следствие, ее пульсации, отражающейся на работоспособности насосной станции привода механизма. Наличие обратного клапана усложняет конструкцию механизма и увеличивает трудоемкость его изготовления.

Наиболее близким техническим решением к предполагаемому изобретению является гидравлический механизм ударного действия, содержащий корпус, аккумулятор энергии, взводящую камеру, боек с поршнем и ступенчатый клапан с торцовой полостью, выполненной с возможностью входа в нее поршня бойка и образующий с корпусом переливную камеру, периодически сообщаемую со сливной магистралью и постоянно сообщенной с торцовой полостью клапана.

((RU №2143072 от 20.12.1999 г.)

Недостатком механизма является сообщение напорной магистрали со сливной магистралью после разъединения клапана с бойком, т.е. напорная магистраль при ходе бойка на удар сообщена со сливной магистралью, что приводит к снижению давления рабочей жидкости в напорной магистрали, и, как следствие, ее пульсацию, отражающейся на работоспособности насосной станции привода механизма. Многоступенчатая конструкция бойка и наличие пазов в опоре штока усложняют конструкцию механизма, повышая трудоемкость его изготовления.

Цель изобретения - упрощение конструкции механизма, снижение трудоемкости его изготовления и пульсации давления рабочей жидкости в напорной магистрали.

Это достигается тем, что в известном гидравлическом механизме ударного действия, содержащим корпус, аккумулятор энергии, взводящую камеру, боек с поршнем и ступенчатый клапан с торцовой полостью, выполненной с возможностью входа в нее поршня бойка и образующий с корпусом переливную камеру, периодически сообщаемую со сливной магистралью и постоянно - с торцовой полостью клапана величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана определяется формулой,

Х=В×Н/Г (см),

где Х - величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана, см;

Н - величина перекрытия сливной магистрали наружной поверхностью клапана для обеспечения необходимой энергии удара, см;

В - площадь сечения переливной камеры (см кв.);

Г - торцовая площадь поршня бойка (см кв.).

На чертеже изображен гидравлический механизм ударного действия в разрезе. Механизм содержит корпус 1, аккумулятор энергии 2, взводящую камеру 3, напорную 4 и сливную 5 магистрали, боек 6 с поршнем 7, ступенчатый клапан 8 с торцовой полостью 9, выполненной с возможностью входа в нее поршня 7 бойка 6. Ступенчатый клапан 8 образует с корпусом 1 переливную камеру 10, периодически сообщаемую со сливной магистралью 5. Торцовая полость 9 клапана 8 постоянно сообщена с переливной камерой 10 посредством каналов 11 клапана 8. Величина входа X поршня 7 бойка 6 в торцовую полость 9 клапана 8 определяется расчетом при определении параметров механизма.

Устройство работает следующим образом.

Поступающая во взводящую камеру 3 рабочая жидкость, действуя на активную площадь поршня 7 бойка 6, соединит его с клапаном 8. вытесняя при этом жидкость из торцовой полости 9 клапана 8 в сливную магистраль 5 через каналы 11 клапана 8 и переливную камеру 10. Соединенные боек 6 с клапаном 8, преодолевая усилие энергии аккумулятора 2, перемещаются в верхнее положение, вытесняя при этом рабочую жидкость из переливной камеры 10 в сливную магистраль 5.

При перекрытии наружной поверхностью клапана 8 сливной магистрали 5 рабочая жидкость из переливной камеры 10 вытесняется в торцовую полость 9 клапана 8 через каналы 11 клапана 8, постепенно разъединяя при этом боек 6 с клапаном 8 и увеличивая величину перекрытия сливной магистрали 5 наружной поверхностью клапана 8.

Когда вытесняемый объем жидкости из переливной камеры 10 в торцовую полость 9 клапана 8 превысит объем, занимаемый поршнем бойка 6 в торцовой полости 9 клапана 8, боек 6 разъединится с клапаном 8.

Разъединенный боек 6, под действием энергии аккумулятора 2 и накопленной энергии в рукаве высокого давления напорной магистрали 4 при взводе бойка 6, перемещается на удар при перекрытой сливной магистрали 5. Это позволит снизить пульсацию рабочей жидкости в напорной магистрали 4. При ходе бойка 6 на удар рабочая жидкость из взводящей камеры 3 и напорной магистрали 4 перемещается в переливную камеру 10 посредством каналов 11 клапана 8. В нижнем положении бойка 6 клапан 8, под действием энергии аккумулятора 2, надвигается на поршень 7 бойка 6, разъединяя при этом взводящую камеру 3 от полости 9 клапана 8. Давление рабочей жидкости напорной магистрали 4, действуя на активную площадь поршня 7 бойка 6, вытесняя жидкость из торцовой полости 9 клапана 8 в сливную магистраль 5, через каналы 11 и переливную камеру 8, соединит боек 6 с клапаном 8. Далее цикл повторяется.

Вытеснение жидкости из торцовой полости 9 в сливную магистраль 5 под давлением напорной магистрали 4 и энергии аккумулятора 2 позволяет эффективно преодолеть гидравлическое сопротивление сливной магистрали 5, что дает возможность напорную и сливную магистрали применять равного сечения.

Предлагаемое техническое решение гидравлического механизма ударного действия позволит снизить пульсацию рабочей жидкости в напорной магистрали, упростить конструкцию и снизить трудоемкость его изготовления.

Изобретение относится к гидравлическим механизмам ударного действия, которые могут быть использованы в машинах для разработки скальных пород и мерзлых грунтов в горной и строительной промышленности. Гидравлический механизм ударного действия содержит корпус, аккумулятор энергии, взводящую камеру, боек с поршнем и ступенчатый клапан. Ступенчатый клапан выполнен с торцовой полостью, выполненной с возможностью входа в нее поршня бойка. Ступенчатый клапан образует с корпусом переливную камеру. Переливная камера периодически сообщается со сливной магистралью и постоянно сообщается с торцовой полостью клапана. С целью упрощения конструкции механизма, снижения трудоемкости его изготовления и пульсации давления рабочей жидкости в напорной магистрали, величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана определяется формулой Х= В * Н/Г (см), где X - величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана (см); Н - величина перекрытия сливной магистрали наружной поверхностью клапана для обеспечения необходимой энергии удара (см); В - площадь сечения переливной камеры (см²); Г - торцовая площадь поршня бойка (см²). Обеспечивается снижение пульсации давления рабочей жидкости в напорной магистрали, упрощение конструкции и снижение трудоемкости изготовления. 1 ил.

Гидравлический механизм ударного действия, содержащий корпус, аккумулятор энергии, взводящую камеру, боек с поршнем и ступенчатый клапан с торцовой полостью, выполненной с возможностью входа в нее поршня бойка, образующий с корпусом переливную камеру, периодически сообщаемую со сливной магистралью и постоянно сообщенной с торцовой полостью клапана, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции механизма, снижения трудоемкости его изготовления и пульсации давления рабочей жидкости в напорной магистрали, величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана определяется формулой

Х = В * Н/Г (см),

где X - величина входа поршня бойка в торцовую полость клапана (см);

Н - величина перекрытия сливной магистрали наружной поверхностью клапана для обеспечения необходимой энергии удара (см);

В - площадь сечения переливной камеры (см²);

Г - торцовая площадь поршня бойка (см²).