Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1985 года по МПК E21C37/00 B25D9/04 

f Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурильным машинам ударного действия. Известно гидравлическое устройство ударного действия,) включающее гид роцилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, камеры рабочего и холосто го ходов и систему гидрораспределения .П . Недостатком данного устройства является низкая его надежность при измерении давления рабочего -агента в гидросистеме. Наиболее близким к изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, включающее гидроцихшндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан споршневой и штоковой полостя,ми управления, первый и второй дифференциальный золотники с напорными, выходными и пружинными полостями вспомогателыйш золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и слив ную магистраль 2J . Однако возможность увеличения пе репада давления между камерами рабочего и холостого ходов в этом устройстве ограничена, что снижает ударную, моир-юсть устройства. Цель изобретения - повышение уда ной мощности устройства за счет обеспечения возможности перепада давления между камерами рабочего и холос того ходов. Цель достигается тем, что гидрав лическое устройство ударного деист ВИЯ, включающее ri-щродилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, каме ры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и што1 ;овой полостями управления, первый и второй дифференциальные зо лотники с напор11ыми, выходными и пружинныг-в полостями, вспомогательный золотник с первой и -второй выХОД1ШМИ и дополнительной полостями, распределительный золотник, источни рабочего агента и сливную магистрал снабжено гидроуправлнемым сливным клапаном для связи камеры холостого хода со сливной магистралью, датчиком высокого давления, связанным с источником рабочего агента} гидро (Управляем1.м юхапаном высокого давле 52 ния, выходная полость которого связана со штоковой полостью распределительного клапана, двумя дополнительными гидроуправляемыми клапанами, входы которых связаны соответственно со штоковой полостью распределительного клапана и с камерой-рабочего хода гидроцилиндра, а выходы - с кольцевой полостью сливного клапана, и дополнительным- источником рабочего агента, который связан с гидроаккумулятором, напорной полостью клапана высокого давления и датчиком.высокого давления, при этом распределительный клапан выполнен тарельчатым, причем входная полость датчика высокого давления связана с напорной полостью первого дифференциального золотника и дополнительной полостью вспомогательного золотника, вторая выходная полость которого связана с пружинной полостью второго- дифференциального золотника, при этом вторая полость управления клапана высокого давления связана с первой выходной полостью вспомогательного золот шка и поршневыми полостями распределительного и сливного клапанов, а первая полоСть управления клапана высокого давления и полости управления обоих дополнительных гшапанов связаны с выходной полостью второго дифференциального золотника. На фиг. представлена схема устройства; на фиг.2 - упрощенный вариант устройства. Гидропривод ударного действия содержит гидроцилиндр 1 с плунжеромударником. 2 и распределительным клапаном 3, гидроаккумулятор 4, сливной клапан 5, первый и второй дифференциальные золотники 6 и 7, вспомогательный золотник 8, распределительный золотник 9, напорный канал 10 источник рабочего агента и сливную магистраль 1, гидроуправляемый клапан 12 высокого давления , первый и второй дополнительные гидроуправляемые клапаны 13 и 14, датчик высокого давления 15 с дросселем 16 и напорный канал 7 дополнительного источника рабочего агента высокого давления. В гидроцилиндре i плунжером 2 образованы камеры рабочего хода 18 и холостого хода 19. Клапан 3 выполнен тарельчатым совместно с управляюЭщим гидроцилиндром, в котором образованы поршневая 20 и штоковая 21 полости, а его поршенё скреплен с т релыо. lOianaH 3 выполнен с возможностью обеспечения минимального гид росопротивления потоку жидкости из гидроаккумулятора в камеру рабочего хода, а клапан 5 - с возможностью минимального гидросонротивления сливному потоку жидкости из камеры холостого хода. Дифференциальные золотники 6 и 7 выполнены с головками разного диаметра, в их торцовых полостях меньшего диаметра установлены пружины 22и 23, в открытых торцовых полостях золотников 8 и 9 установлены пружины 24 и 25. Золотник 6 выполнен с напорной 26, сливной 27 и выходной 28 полостями, золотник 7 со сливной 29 и выходной 30 полостя ми, золотник 8 - с напорной 31, сливной 32 и первой 33 и второй 34 выходными и дополнительными 36 и 37 сливной 38 и выходными 39 и 40 полостями. Гидроаккумулятор связан с второй выходной полостью 39, камера холост го хода 19 - с выходной полостью 40 золотника 9, торцовой полостью 41 золотника 6 и входом сливного клапа на 5. Первая выходная полость 39 золотника 9 соединена с пружинной полостью .22 золотника 7 и торцовой полостью 43 золотника 9, выходная полость 30 золотника 7 - с торцовой полостью 44 золотника 8, кольцевой полостью 45 клапана 5 и штоковой полостью 21 клапана3, выходная полость 33 золотника 8 - с поршневой полостью 46 клапана 5, поршневой полостью 20 клапана 3 и с полостью пружины 23 золотника 7. К камере хо лостого хода 19 подсоединен пружинный гидроаккумулятор 47, предназначенный для компенсации утечек и под держания давления в камере во время такта накачки жидкости в гидроаккумулятор. Полость 48 золотника 7 соединена с HanopHWM каналом 10. Напорная полость 26 золотника 6 и дополнительная полость 35 золотни ка 8 соединены с выходным каналом 4 датчика 15 высокого давления, полос 34 золотника 8 - с полостью пружины 23золотника 7, а напорный канал 10 дополнительно с входом дросселя 16, 95Л соединенного или непосредственно совмещенного с полостью низкого давления 50 датчика 15, Напорный канал I7 высокого давления подсоединен к гидравлической полости аккумулятора 4, к полости высокого давления 51 датчика 15 и напорной полости 52 клапана 12. Выходная полость 30 золотника 7 соединена с торцовой полостью 53 клапана 12 и торцовыми полостями клапанов 13 и 14, выходная полость 33 золотника 8 - дополггительI-HO с торцовой полостью 54 клапана 12. Рабочая камера 18 гидроцилиндра 1 соединена с входом клапана 14, выход которого соединен со сливным каналом 11, штоковая камера 21 клапана 3 - с выходной полостью 55 клапана 12 и -входом клапана 13, выход которого соединен со сливным каналом 11. В датчике высокого давления 15 полость 50 отделена от полости высокого давления 51 мембраной 56, которая скреплена с иглой 57, прикрывающей отверстие датчика, соединенное со сливным каналом 11. Выходной канал 49 датчика 15 подсоединен к полости 50 после ее соединения с дросселем 16. На фиг.1 показана схема упрощен- ного варианта устройства без дополнительного источника рабочего агента, дополнительно гидроуправляемого ютапана высокого давления, двух дополнительных клапанов и датчика высокого давления, при этом золотник 8 выполнен с дополнительными полостями 58 и 59, а золотник 7 - без полости 48. Устройство работает следующим образом. В такте холостого хода жидкость в камеру холостого хода подается чере.1: 1ю;;ость 40 золотника 9 из напорного канала 10. При этом жидкость под высоким давлением из канала 17 . подается в аккумулятор 4. Слив жидкости из рабочей камеры осуществляется через клапан 14. По окончании холостого хода золотник 6 перемещается влево, вслед за ним также влево золотник -9, гидроцилиндр 1 запирается, в аккумулятор 4 продолжает поступать жидкость из канала 17; В торцовую полость 42 золотника 7 подается никое пропориональное давление, получаемое от атчика высокого давления 15. Под действием .когс давления в полости 51 мембрана 56 отжимается и с помо5дьго иглы 57 постепелшо запирает сливное отверстие, давление в полос™ и 50,повышается. Когда давление в aккy {yлятope дос тнгнет.установленного уровня, соотве ственно по низкому давлеш ю в датчике 15 в положении иглы 57 близком к запиранию сливного отверстия, и ус лле от , давления жидкости в полости 42 на левый торец золотника 7 превы.сит .суммарное усилие от давления ясидкости и усилия пруж1-1ны 23 на праг вый торец, то золотник 7 переместит- . ся вправо. Вслед за тем давление из полости 30 проходит к золотнику 8 в хсольцевую полость 45 клапана 5, в торцовые полости клапанов 13 и 14 и в торцовую полость 53 клапана 12, запираются клапаны 13 и 14, перемеЕ,ается вправо золотник 8, После соед нения со сливом полостей 33, 46 и 54 первым открывается клапан 3, высокое давление проходит в рабочую камеру 18, затем открывается клапан 5 начипается рабочий ход. Под дейсчвием высокого давления в аккумуляторе плунжер 2 быстро перемещается вправо, из камеры холостого хода жидкость выталкивается на слив совершается ускоренный ра бочий ход. За счет гидравлических сопротивлений в сливном канале поддерЖ-каается некоторбе давление в камере холостого хода и в торцовой полости 41 золотника б. При остановке плунжера вследствие удара по инструменту давление в камере холостого хода снижается и золотник б перемещается в исходное положенне под действием пружины Далее в исходное полол ение возвращаются золотники 7, 9 и 8, соединяют ся со сливом штоковая полость 21 к кольцевая полость 45, а полости 20 и 46 соединяются с напором, и клапаны 3 и 5 закрываются. Далее хщкл поЕторяетс51, ПО BTOpoivfy варианту рабочий агент подается по каналу 10. Жидкость под давлешге.м проходит в полости 26,. 31 J 36 и 37 золотгш116 ков 6, 8 и 9, через полость 40 в канеру холостого хода 19 и через полости 31, 34, 33 и 38 в полости пру жив 22, 23 и в торцовые полости 20 и 46 клапанов 3 и 5, клапаны закрываются. Плунжер 2 перемещается влево, выталкивая жидкость из рабочей камеры 18 через полости 58 и 36 на слив - выполняется возвратный ход плунжера. В конце хода плунжер упирается в выступ цилиндра и останавливается. Давление в камере холостого хода 19 возрастает выше верхнего уровня срабатывания золотника 6, Усилие на правый торец золотника 6 от давления жидкости в полости 41 становится более суммарного усилия от давления жидкости и усилия пружины 22 на левый торец, золот1шк 6 перемещается влево, полость 28 соединяется с напором, давление проходит в торцовые полости 42 и 43 золотннков 7 и 9, золотник 9 перемещается влево, полости 37 и 40 и соответственно 1 :амера холостого хода запираются, полость 38 соединяется со сливом, полость 39 - с напором, начинается такт накачки жидкости (энерги;г) в. гидроаккумуляторе 4, Давление в полости прухшны 22 ис.чезает,, золотник 6 удерживается далее в левом положении остаточным давлением в камере холостого хода я давлением прулшнного гндроаккуму- . лятора 47, Гидроаккумулятор 4 заполняется жидкостью, давление в нем и в гидросистеме возрастает. Когдадавление превысит уровень срабатывания золотника 1 последний перемещается вправо, полость 30 соединяется с торцовой полостью 42, давление проходит в штоковую камеру 21 клапана 3, з кольцевую полость 45 клапана 5 и торцовую полость 44 зоотника 8, Клапаны 3 и 5 сразу перемещаться не могут, так как они удериваются давлением в торцовых полостях 20 и 46. Сначала перемещается право золотник 8, после соединения го полости 33 со сливом начинают еремещаться клапаны 3 и 5, Предложенное устройство работоспообно при высоких дггвлениях, что позоляет повысить его ударную мощность. го W

Фаг,1 2

zo zi

/

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕИСТВИЯ,включающее гидроцилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и штоковой полостями управления, первый и второй дифференциальные золотники с напорными, выходными и пружинными полостями, вспомогательный золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и сливную магистраль, отлич аю.щееся тем, что, с целью повышения ударной мощности у тройства за счет обеспечения возможности увеличения перепада давления мезвду камерами рабочего и холостого ходов, оно снабжено гидроуправляемым сливным клапаном для связи камеры холостого хода со сливной магистралью, датчиком высокого давления, связанным с источником рабочего агента гидроуправляемым клапаном высокого агента, выходная полость которого связана со штоковой полостью распределительного клапана, двумя дополнительнььмн гидроуправляемыми тспапанами, входы которых связаны соответственно со штоковой полостью распределительного клапана и с камерой рабочего хода гидроцилиндра, а выходы - с кольцевой полостью сливного клапана, и дополнительным источником рабочего агента, который связан с гидроаккумулятором, напорной полостью клапана высокого давления и датчиком высокого давления, при этом распределительный клапан выполнен тарельчатым, причем входная полость сл Датчика высокого давления связана с напорной полостью первого диффес ренциального золотрп1ка и дополнительной полостью вспомогательного золотника, вторая выходная полость которого связана с пружинной полостью второго дифференциального золотника, при этом вторая полость управления клапана высокохо давления связана с первой выходнс)й полостью вспомосо гательного золотника и поршневыми полостями распределительного и сливного кхгапанов, а первая полость упсо равления клапана высокого давления сл и полости управления обоих дополнительных клапанов связаны с выходной полостью второго дифференциального золотника.

Фиг.2