Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1990 года по МПК E21C37/00 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород.

Цель изобретения - повышение срока службы устройства за счет обеспечения автоматического изменения энергии удара в зависимости от характеристики разрушаемой породы.

На чертеже представлено устройство.

Гидропневматическое устройство ударного действия состоит из корпуса 1, внутри которого размещен поршень-боек 2, образующий с корпусом гидропневматическую камеру 3 прямого хода и камеру 4 обратного

хода, связанную каналом 5 с распределительным узлом 6. соединенным каналами с напорной 7 и сливной 8 линиями. В корпусе соосно поршню-бойку 2 размещены наковальня 9 рабочего инструмента и промежуточная наковальня 10, образующая с дополнительными расточками корпуса 1 дроссельную 11, напорную 12 и сбросную 13 камеры.

В промежуточной наковальне 10 выполнены дроссельный канал 14 с дроссельным пазом 15 и обводной канал 16. Дроссельный канал 14 гидравлически связывает расположенные с возможностью сообщения дроссельную камеру 11 соответственно со

О

о ю ю

bo

о

сбросной 13 и напорной 12 камерами. В корпусе установлена пружина 17 для обеспечения постоянного контакта промежуточной наковальни 10 с наковальней 9.

Дроссельная камера. 11 (Каналом 18 соединена с камерой 19 управления золотника 20, имеющего в камере 19 поршневую поверхность 21, а в следящей камере 22 - поршневую поверхность 23 и образующего с корпусом напорную 24 и сбросную 25 полости, связанные соответственно с напорной 7 и сливной 8 линиями. Между напорной 24 и сбросной 25 полостями расположен канал 26 для соединения с гидропневматической камерой 3 прямого хода и следящей камерой 22. В камере 19 размещен пневмо- гидравлический аккумулятор 27. Жиклер 28 предназначен для подачи рабочей жидкости из напорной линии 7 в к-амеру 19.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что на корпус гидропневматического ударника не воздействует усилие подачи, рабочая жидкость от источника питания подается в напорную линию

7,распределительный узел 6 выключен, т.е. рабочая жидкость не поступает ни в сливную линию 8, ни в камеру 4 обратного хода, а последняя соединена со сливной линией

8.Под действием усилия пружины 17 промежуточная наковальня 10 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, а золотник 20 находится в среднем положении (как показано на чертеже). В таком положении дроссельный паз 15 полностью открыт и расположен в дроссельной камере 11, а гидравлическая связь между дроссельной 11 и напорной 12 камерами отсутствует.

Рабочая жидкость из напорной линии 7 через жиклер 28 поступает в камеру 19, дроссель 15, дроссельный канал 14, сбросную камеру 13, сливную линию 8. Поскольку гидравлическое сопротивление дросселя 15 минимально, то давление жидкости в камере 19 низкое, и золотник 20 находится в среднем (как показанр на чертеже) или левом положении, при которых рабочая жидкость, поступающая из напорной линии 7, гидравлически запирается в напорной полости 24.

При создании усилия подачи на корпусе гидропневмоударника наковальня инструмента 9 перемещается влево. При этом промежуточная наковальня 10 также перемещается влево, сжимая пружину 17. Дроссель 15 выходит из дроссельной камеры 11, что приводит к увеличению гидравли- ческого сопротивления и увеличению давления в камере 19, связанной с дроссельной камерой 11 каналом 18. Повышение

давления в камере 19 вызывает увеличение силы, действующей на золотник20 со стороны поршневой поверхности 21, и перемеще- ние золотника 20 вправо. При этом

напорная камера 24 соединяет линию-7 с каналом 26, по которому рабочая жидкость поступает в гидропневматическую камеру 3 прямого хода.

Максимальное усилие подачи вызывает

0 перемещение промежуточной наковальни 10 в крайнее левое положение, при котором дроссель 15 выходит из дроссельной камеры 11, а обводной канал 16 соединяет напорную камеру 12 с дроссельной камерой

5 11. Давление в камере 19 становится максимально допустимым, так как сброс жидкости из камеры 19 через дроссельный канал 14 прекращается.

Рабочая жидкость из напорной линии 7

0 через напорную полость 24 и канал 26 продолжает поступать в гидропневматическую камеру 3 прямого хода. Газ в пневматической полости гидропневматической камеры 3 сжимается, и давление возрастает. При

5 этом возрастает давление в следящей камере 22. Когда давление в гидропневматической камере 3 прямого хода и следящей камере 22 возрастает до величины, обеспечивающей равенство сил, действующих на

0 поршневые поверхности 21 и 23, золотник 20 под действием пружины занимает положение, при котором дальнейшая подача жидкости из напорной полости 24 в канал 26 прекращается. Гидропневматическое уст5 ройство ударного действия готово к работе. При включении распределительного узла 6 рабочая жидкость из напорной линии 7 подается по каналу 5 в камеру 4 обратного хода, и поршень-боек 2 начинает совершать

0 обратный ход. В конце обратного хода поршень-боек 2 останавливается, распределительный узел 6 переключается, канал 15 соединяется со сливной линией 8, что приводит к снижению давления в камере 4 об5 ратного хода и началу прямого хода , поршня-бойка 2 под действием давления со стороны гидропневматической камеры 3,

В конце прймого хода поршень-боек 2 наноситудар по промежуточной наковальне

0 10, которая передает ударный импульс наковальне инструмента 9. При этом инструмент внедряется в массив, а наковальни 9 и 10 перемещаются вправо. Поршень-боек 2 останавливается, распределительный узел

5 6 переключается, и цикл повторяется. В зависимости от крепости разрушаемых пород изменяется величина внедрения инструмента после каждого удара. При разрушении очень крепких пород эта величина

небольшая, и промежуточная наковальня

находится в крайнем левом положении обеспечивая соединение напорной камеры 12 с дроссельной камерой 11 и поддержание максимально допустимого давления в камере 19, а следовательно, и в гидропневматической камере 3 прямого хода, j.e. энергия удара гидропневмоударника максимальная.

При снижении крепости разрушаемых пород промежуточная накойальня 10 перемещается вправо (относительно корпуса устройства). При этом обводной канал 16 выходит из напоркой камеры 12, а дроссельный канал И с дросселем 15 входят в дроссельную камеру 11. Рабочая жидкость из камеры 19 через дроссель 15 начинает поступать в сливную линию 8, давление в камере 19 снижается, так как жидкость в нее поступает через жиклер 28. Поскольку в следящей камере 22 давление становится выше, чем в камере 19, то золотник 20 под действием усилия со стороны поршневой поверхности 22 перемещается влево. При этом сливная полость 25 соединяет каная28 с линией 8 слива.

Рабочая жидкость из гидропневматической камеры 3 прямого хода начинает сбрасываться в сливную линию 8, и давление в камере 3 снижается. Это вызывает снижение энергии удара поршня-бойка 2, так как его разгон в период прямого хода осуществляется меньшим усилием. Снижение энергии удара предотвращает глубокое внедрение инструмента в массив и соударение поршня-бойка.2 с элементами корпуса. При дальнейшем уменьшении крепости разрушаемых пород промежуточная наковальня 10 еще больше перемещается вправо относительно корпуса. Дроссель 15 в большей степени открывается (так как он водит в дроссельную камеру 11), и его гидравлическое сопротивление уменьшается, что ведет к снижению давления в камере 19, а следовательно, и в гидропне вматической камере 3 прямого хода.

При исчезновении контакта инструмента с массивом промежуточная наковальня занимает крайнее правое положение, и сопротивление дросселя 15 становится минимальным, следовательно, давление в камере 19 и гидропневматической камере 3 прямого хода становится близким к атмосферному, так как они соединяются со сливной линией 8. Это приводит к остановке гидропневматического устройства ударного действия. Если крепость пород возрастает, то глубина внедрения инструмента снижается, и промежуточная наковальня 10 перемещается влево по отношению к корпусу, что вызывает частичный выход дросселя 15

4 50 55

из дроссельной камеры 11 и рост его гидравлического сопротивления. Давление в камере 19 увеличивается, и сила, действующая на поршневую поверхность 21, становится 5 больше, чем сила, действующая на поршневую поверхность 23. Золотник 20 перемещается вправо.

Жидкость из напорной линии через напорную полость 21 поступает в. канал 26 и 10 далее, в гидропневматическую камеру 3. Давление в камере 3 возрастает, также возрастает давление в следящей камере 22, связанной с гидропневматической камерой 3 каналом 26. При выравнивании сил, дейст- 15 вующих на поршневые поверхности 21 и 23 золотника 20, последний возвращается в среднее положение, прекращая доступ жидкости в гидропневматическую камеру 3 прямого хода. Энергия удара возрастает. 20 Поскольку при,работе устройства движение промежуточной наковальни 10 происходит в виде возвратно-поступательных - перемещений (после каждого удара проме- жуточная наковальня 10 перемещается 5 вправо, а в период обратного хода поршня- бойка 2 - влево), то это вызывает постоянное изменение гидравлического сопротивления дросселя 15 и пульсацию давления в камере 19. Для стабилизации 0 давления в камере 19 размещен гидропневматический аккумулятор 27, обеспечиваю- щий поддержание средней величины давления в камере 19 в период одного цикла работы устройства. 5

Формул а изобретения Гидравлическое устройство ударного действия, включающее поршень-боек, образующий с корпусом тидропневматическую камеру прямого хода и камеру обратного хода, промежуточную наковальню, распределительный узел и золотник с камерой управления, отличающееся тем, что. с целью повышения срока службы устройства за счет обеспечения автоматического изменения энергии удара в зависимости от характеристики разрушаемой породы, устройство снабжено пневмогидравличе- ским аккумулятором, расположенным в ка- мере управления золотника, а корпус выполнен с тремя дополнительными расточ- . - ками, образующими дроссельную, напорную и сбросную камеры, в которой размещена промежуточная наковальня, вы- полненная с дроссельным и обводным каналами, расположенными с возможностью сообщения дроссельной камеры соответственно со сбросной и напорной камерами, причем дроссельная камера сообщена с ка- мерой управления золотника.

7 2U8 201622 S

п 10 ii 1611 1

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород. В устройстве обеспечено автоматическое изменение энергии удара в зависимости от характеристики разрушаемой породы, что повышает срок службы устройства. Устройство содержит корпус 1, поршень-боек 2, распределительный узел 6, золотник 20 и промежуточную наковальню (ПН) 10. Корпус 1 образует с поршнем-бойком 2 гидропневматическую камеру (К) 3 прямого хода и К 4 обратного хода. В К 19 управления золотника 20 расположен пневмогидравлический аккумулятор 27. Корпус 1 выполнен с тремя дополнительными расточками, образующими с ПН 10 дроссельную 11, напорную 12 и сбросную 13 К. Дроссельный 15 и обводной 16 каналы ПН 10 расположены с возможностью сообщения К 11 соответственно с К 13 и 12. При этом К 19 сообщена с К 11. В зависимости от характеристики разрушаемой породы изменяется углубка инструмента при ударе, а следовательно, и ход ПН 10. Вследствие этого изменяется степень дросселирования рабочей жидкости дроссельным каналом 15. Поэтому изменяется давление в К 19 и, как следствие, давление в К 3, определяющее энергию удара. 1 ил.