Гидравлическое устройство ударного действия Советский патент 1991 года по МПК E21C3/20 

1

(61) 1550124

(21)4710547/03

(22)03.0b.tf9

(4t) 30.04.91. йюл. № 16

(71)Донецкий политехнический институт

(72)P.M. Тимошенко, Б. И. Коваленко, С.А. Селивра, А.Ф. Яценко и А.А. Се- ливра

(53) 622.233.5(088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1550124, кл. Е 21 С 3/20, 1938.

(54) ГИДРАЫБПЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАГ- .НОГО ДЕЙСТВИЯ

(57 Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам ударного действия для разрушения горных пород. Мель изобретения - повышение надежности работы устройства за счет исключения возможности преждевре- ipHHoro переключения распределительного кллпана. Гидравлическое устройство устного действия содержит корпус (К) 1, поршень-боек (Ш) 2 с цилиндричес

21

гь

1$

I

(Л

05 4

сл

д

со

СО

N)

кой поверхностью (Щ1) 3 и конической поверхностью 4, поршень-клапан (ПК) 6, аккумулятор 7 и распределительный клапан 8. Камеры прямого 9 и обратно- го 10 ходов и следящая 11 образояаны ПБ 2 и К 1, дроссель 12 ПБ 2 и ПК 6. В полости ПК 6 со стороны следящей ча- меры 11 выполнена расточка 13, ответная Ц11 3 и образующая с ней дополни- ю тельную камеру. С атмосферой связана камера 14, образованная К 1 и ПК 6. Поверхность 15 служит седлом для наружной конической поверхности ПК 6. Коническая поверхность 4 является сед-

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

. Цель изобретения - повышение на- дежности работы устройства за счет исключения возможности преждевременного переключения распределительного клапана.

На чертеже представлена схема предлатаемого устройства.

Гидравлическое устройство ударного действия состоит из корпуса 1, внутри которого размещены поршень-боек 2 с цилиндрической 3 и конической 4 поверхностями его штока, инструмент 5, поршень-клапан 6, аккумулятор 7, распределительный клапан 8. Поршень- боек 2 образует с корпусом 1 камеры прямого 9, обратного 10 ходов и еле- дящую камеру 11, ас поршнем-клапаном 6 - дроссель 12. Поршень-клапан 6 выполнен с расточкой 13, ответной цилиндрической поверхности 3 штока поршня-бойка 2, и образует дополнительную камеру. Поршень-клапан 6 образует с корпусом 1 сбросную камеру 14, связанную линией сброса с атмосферой. Цилиндрическая поверхность 15 корпуса 1 служит седлом для наружной конической поверхности поршня-клапана ь, а коническая поверхность 4 поршня-бойка 2 - седлом внутренней цилиндрической поверхности 16 поршня-клапана 6. Поршневая поверхность поршня-клапана 6 со стороны камеры 9 прямого хода больше его поршневой поверхности со стороны следящей камеры 11, а поршневая поверхность поршня-бойка 2 со стороны

лом для поверхности 16 ПК 6. Клапан

8образует с К 1 камеры 17,18,19 и 20. В конце обратного хода ПБ 2 его ЦП 3 входит в расточку 13. В начале прямого хода ПБ 2 в расточке 13 перемещается ЦП 3. Благодаря ттому камеры

9и 11 изолированы друг от друга и в них сохраняется перепал, давления при разгоне ПБ 2. При дальнейшем движении ПБ 2 перепад давления в камерах 9 и

11 надежно обеспечивается дросселем 12. Благодаря этому перепаду давления клапан 8 надежно удерживается в позиции прямого хода до удара ПБ 2 по инструменту 5. 1 ил.

камеры 10 обратного хода больше суммы площадей поршневых поверхностей поршня-бойка 2 и поршня-клапана 6 со стороны камеры 9 прямого хода. Клапан 8 образует с корпусом 1 напорную 17, сливную 18, а также подпоршневую 19 и надпоршневую 20 камеры. Площадь поршневой поверхности клапана 8 со стороны подпоршневой камеры 19 больше, чем со стороны надпоршневой камеры 20. Камера 9 прямого хода соединена каналами 2 с аккумулятором 5, каналом 22 с надпоршневой камерой 20 распределителя, дросселем 12, расточкой 13 и каналом 23 - с подпоршневой камерой 19 распределителя. Надпоршневая камера

20обратным клапаном 24 связана с линией нагнетания. Камера 10 обратного хода каналом 25 через отверстие в седле клапана 8 соединена с напорной ка- мерой 17, а каналом 26 - со сливной камерой 18 распределителя.

Гидравлическое устройство ударного действия работает следующим образом.

Через обратный клапан 24 рабочая жидкость поступает в надпоршневую камеру 20 и через канал 22 - в камеру прямого хода 9, а затем через канал

21- в гидравлическую полость аккумулятора 7. В момент соударения с инструментом 5 поршень-боек 2 останавливается. & надпоршневой 20 и в подпоршневой 19 камерах устанавливается одинаковое давление, так как эти камеры соединены между собой каналом 22, камерой 9 прямого хода, дросселем 12, расточкой 13, следящей камерой 11 и каналом 23. Из-за разности поршневых площадей клапана 8 возникает сила,

перебрас ывающая этот клапан в крайнее верхнее положение, и рабочая жидкость из магистрали через напорную камеру 7, канал 25 постулае в камеру 10 обратного хода. Поршень-иоек 2. начинает совершать обратный , в течение K-J- торого шток поршня-бойка 2 вытесняет жидкость из следящей камеры 11 через дроссель 12 в камеру 9 прямого хода. При этом давление в следящей камере 1 1 выше, чем давление в камере 9 пря1- мого хода на величину потерь давления в дросселе 12. Соответственно давление в подпоршневой камере 19 выше дав ления в надпоршневой камере 20, что надежно удерживает клапан 8 распределителя п верхнем положении. Поршечь- клапан b E этот период находится в крайнем нижнем положении и прижат к седлу 15, так как его поршневая площадь со стороны камеры 9 г.рямого хода больше, чем со стороны сгедящей камеры 11. В конце обратного хода цилиндрическая поверхность 3 портня-бой ка 2 входит в расточку 13, ооразуя герметическое соединение. При дальней шем перемещении поршня-Оойка 2 коии- ческая поверхность 4 eiо хвостовика контактирует с цилиндрической поверхностью 1Ь гюршня-клапрна 6, перекрывая дроссель 12. Так как поршневая ппощадь поршня-бойкл 2 со стороны камеры 10 обратного хода больше, чем сумма порг невьгх площадей хвостовика поршня-бойка 2 и поршня-клапана b со стороны камеры 9 прямого хода, то поршень-боек 2 начинает перемещать вверх поршень-кпапан Сч. В результате этого открывается доступ жидкости из следящей камеры 11 в сбросную камеру 14 л далее в атмосферу. Так как дроссель 12 надежно закрыт клапаном, образованным конической поверхностью 4 хвостовика поршня-бойка 2 и п фшнем- клапаном 6, то в следящей камере 11 и подпоршневой камере 19 резко снижается давление до атмосферного. Клапан 8 под действием давления жидкости со стороны надпоршневой камеры 20 перебрасывается в нижнее положение, перекрывая доступ рабочей жидкости в камеру 10 обратного хода и открывая сброс жидкости из этой камеры в атмосферу через какал 2ь, сливную камеру 18 и отверстие в седле клапана 8. Под действием давления жидкости со сторо- ;ны камеры 9 прямого хода поршень-клапан 6 и поршень-боек 2 останавлива,AS i

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

93б

ются и начинают перемещаться вниз (начало прямого хода). Их совместное движение продолжается до тех пор, пока поршень-клапан 6 не сядет на седло 15 в корпусе 1. При этом сброс жидкости из следящей камеры 11 в атмосферу прекращается. Иод действием давления жидкости со стороны камеры 9 прямого хода поршень-боек 2 продолжает движение самостоятельно. Цилиндрическая поверхность 3 поршня-бойка 2 перемешается в расточке 13, не допуская перетока жидкости из камеры 9 прямого хода в следящую камеру 11, что предотвращает повышение давления в следящей камере 11. Поршень-боек 2 продолжает ускоренное движение и к моменту выхода цилиндрической поверхности 3 из расточки 13 он приобретает значительную скорость. Начиная с этого момента, появляется доступ жидкости из камеры 9 прямого хода через дроссель 12 и расточку 13 в следящую камеру 11. Гидравлические потери давления между камерой прямого хода и следящей камерой 11 пропорциональны квадрату скорости жидкости в дросселе 12, зависят от скорости движения поршня- бойка 2, площади его поршневой поверхности в следящей камере 11 и площади дросселя 12 и являются высокими. Следовательно, давление жидкости в следящей камере 11 с учетом потерь на дросселирование, будет значительно ниже давления в камере 9 прямого хода. Такое же давление устанавливается и в подпоршневой камере 19, соединенной каналом 23 со следящей камерой, что обеспечивает надежное удержание клапана 8 в нижнем положении. Таким образом, наличие в поршень-клапане 6 расточки 13 обеспечивает к моменту начала перетока жидкости через дроссель 12 разгон поршня-бойка 2 до значительной скорости, значительно увеличивая перепад давления между следящей камерой 11 и камерой 9 прямого хода, что обеспечивает устойчивость работы гид- рораспределительных элементов и увеличивает надежность работы гидравлического устройства в целом. Поршень- боек 2 совершает прямой ход под действием давления жидкости со стороны аккумулятора 7 до тех пор, пока не нанесет удар по инструменту 5. После нанесения удара поршень-боек 2 останавливается. Так как расход жидкости через дроссель 12 исчезает, то давление

7if,4544J8

в следящей камере 11 становится равнымФормула изобретения давлению в камере 9 прямого хода и, Гидравлическое устройство ударноследовательно, выравнивается данлениего действия по явт.св. СССР № 1550124,

в надпоршневои 20 и подпоршневой 19 5 г л и ч ,-i ю щ е е с я тем, что, с

самерах, соединенных с указанными вышецелью повышения надежности работы усткамеры соответственно каналами 22 и -ройства за счет исключения воэможнос23. Под действием силы, возникающейти преждевременного переключения расиз-эа разности площадей поршневых по-иределительного клапана, поршень-клаверхностей клапана 8, последний пере- юпан со стороны следящей камеры выполмещается в крайнее верхнее положениепен с расточкой, которая образует с

и цикл повторяется.поверхностью поршня-бойка дополнительную камеру.