Устройство ударного действия Советский патент 1991 года по МПК E21C37/14 

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

Цель изобретения - повышение надежности работы и КПД за счет использования всей энергии отработанных газов для осуществления обратного хода поршня-бойка.

На чертеже показано устройство ударного действия, разрез.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 с днищем 2, поршень-боек, переднюю крышку 4, вмещающую с возможностью осевого перемещения наковальню 5 с рабочим наконечником 6, направляющую трубу 7, вмонтированное в днище 2 средство подачи горючей смеси в виде ступенчатого цилиндра 8 с дифференциальным распределителем 9, поджатым пружиной 10 относительно цилиндра 8, подпружиненным обратным клапаном 11 и штуцером 12. Электросвеча 13 с электропроводом 14 удерживается в днище 2 гайкой 15. На корпусе 1 закреплено пусковое средство в виде пускового штуцера 16 с подпружиненным обратным клапаном 17, головная гайка 18 и хвостовая гайка 19.

В корпусе 1 и днище 2 выполнены соответственно каналы 20 - 25, которые за исключением канала 25, служат для прохода газов, приводящих устройство в действие. Поршень-боек 3 выполнен дифференциальным, его большая ступень 26 образует с внутренней поверхностью корпуса 1, имеющей соответствующий ответный выступ 27, кольцевую камеру 28, постоянно сообщенную отверстиями 25 в корпусе 1 с атмосферой. Поршень-боек 3 разделяет внутреннюю полость корпуса 1 на две полости - надпоршневую полость 29 и подпорш- невую полость 30. В ступенчатом цилиндре 8 выполнены каналы 31, 32 и образованы полости 33 и 34, первая из которых сообщена с атмосферой.

Дифференциальный распределитель 9 имеет две разного диаметра ступени, меньшая из которых помещена в ступенчатый цилиндр 8, а большая введена внутрь над- поршневой полости 29 и контактирует с поршнем-бойком 3 в конце его холостого хода. В дифференциальном распределителе 9 выполнены входные и выходные радиальные каналы 35, 36 v осевой канал 37, а на наружной его поверхности выполнена кольцевая проточка 38, которая периодически сообщает либо непосредственно надпоршневую полость 29 через каналы 24, 23, 21, 20 с подпоршневой полостью 30, либо через каналы 24, 23, 21, 20, полость 33 и

каналы 31 соответственно подпоршневую полость 30 атмосферой.

Электропровод 14 одной жилой подсоединен к электросвече 13, а другой к днищу 2

корпуса 1. Штуцер 12 подсоединяется к карбюратору горючей воздушно-бензиновой или другой газовой смеси, а штуцер 16 к баллону со сжатым воздухом (карбюратор и баллон не показаны) с возможностью одно0 временной подачи воздуха в надпоршневую 29 и подпоршневую 30 полости посредством каналов 22, 21, 24, 20 и проточки 38.

Устройство ударного действия работает следующим образом.

5 Пуск его производится подачей сжатого воздуха через штуцер 16 из специального баллона. Сжатый воздух через обратный клапан 17, каналы 22, 21, 20, 23, 24 и кольцевую проточку 38 проходит в полости 30 и

0 29 и отводит поршень-боек 3 к днищу 2, так как из-за наличия ступени 26 и некомпенсированной давлением площади, находящейся в кольцевой камере 28, головная площадь поршня-бойка 3 больше его хвостовой пло5 щади. При дальнейшем своем движении поршень-боек 3 достигает торца распределителя 9 и, упираясь в него, двигается вместе с распределителем 9 назад, сжимая пружину 10 При этом каналы 35 распреде0 лителя 9 оказываются сообщенными с полостью 34 ступенчатого цилиндра 8. а кольцевая проточка 38 отсоединена (разобщена) от надпоршневой полости 29 торцом распределителя 9 и сообщена каналами 24.

5 23, 21, 20 с подпоршневой полостью 30 и непосредственно сообщена с полостью 33 и далее каналами 31 с атмосферой Воздушно-бензиновая (или другая) смесь, поступившая под заданным давлением через штуцер

0 12 из специальной емкости, имеющей карбюратор, отжимает обратный клапан 11 влево (по чертежу), проходит через каналы 32 в полость 34 цилиндра 8 и далее через каналы 35, 36, 37 входит в по/.осгь 29 корпуса 1. В

5 крайнем заднем положении своего холостого хода поршень-боек 3 приближается к электросвече 13, и между ним и свечой возникает электрическая искра, зажигающая горючюю смесь в полости 29. Вследствие

0 образования при этом продуктов сгорания (газов) с высоким давлением поршень-боек 3 под их действием устремляется вперед, совершая свой рабочий ход, при этом воздух или газ из полости 30 вытесняется им

5 через каналы 20, 21, 23, 24, кольцевую проточку 38, полость 33 и каналы 31 в атмосфеРУПока в полости 29 корпуса 1 сохраняет,ся повышенное давление продуктов сгорания горючей смеси, распределитель 9 отжат

ими в крайнее заднее положение, так как площадь сечения ступени распределителя 9, находящейся в надпоршневой полости 29, больше площади сечения его ступени, находящейся в полости 34 цилиндра 8, а кольцевая полость 33, в которой перемещается большая ступень распределителя 9, со общена каналами 31 с атмосферой.

На конечном участке своего перемещения вперед поршень-боек 3 наносит удар по наковальне 5, передающийся через ее рабочий наконечник 6 на обьект разрушения. В этот период давление продуктов сгорания горючей смеси в надпоршневой полости 29 резко падает вследствие их расширения и охлаждения. Поэтому пружина 10 и давление горючей смеси, действующее на хвостовой (меньший) торец распределителя 9, перемещают распределитель 9 в крайнее левое (исходное) положение, при котором каналы 35 перекрываются меньшей сту- пенЬю цилиндра 8. а кольцевая расточка 38 сообщает надпоршневую полоса 29 каналами 24, 23, 21, 20 с подпоршневой полостью 30. Газы (продукты сгорания смеси) из полости 29 через кольцевую проточку 38 и каналы 24, 23,21,20 проходят в полость 30 и вследствие большей площади торца поршня-бойка 3, помещенного в этой полости, отодвигают его назад до упора о распределитель 9, далее процесс повторяется, и устройство ударного действия работает в автоматическом режиме только энергией продуктов сгорания горючей смеси, поступающей через штуцер 12

Предлагаемое устройство позволяет развивать высокую энергию ударов, достаточную для разрушения горных пород любой крепости. За счет использования при холостом ходе поршня-бойка энергии отработанных газов, образующихся при сгорании горючей смеси, о период прямого его хода повышается КПД механизма и его эксплуатационная надежность.

Формула изобретения

Устройство ударного действия, включающее цилиндрический корпус с радиальными, осевыми каналами и днищем, размещенный в полости корпуса поршень- боек, разделяющий последнюю на подпоршневую и надпоршневую полости, переднюю крышку с наковальней, связанной с рабочим наконечником, установленную в днище электросвечу и средство подачи горючей смеси в надпоршневую полость, пусковое средство для подачи воздуха в подпоршневую полость, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности работы и КПД за счет использования всей

энергии отработавших газов для осуществления обратного хода поршня-бойка, оно снабжено дифференциальным распределителем с осевым, входными и выходными радиальными каналами для подачи горючей

смеси в надпоршневую полость, при этом дифференциальный распределитель имеет кольцевую проточку на наружной поверхности и установлен с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с поршнембойком в конце его холостого хода в средстве подачи горючей смеси, которое выполнено в виде цилиндра с внутренней ступенчатой поверхностью, в большей ступени которого образована полость, связанная с атмосферой посредством каналов в стенке цилиндра, а дифференциальный распределитель подпружинен относительно цилиндра и установлен с возможностью периодического перекрытия входных радиальных каналов меньшей ступенью цилиндра, при этом поршень-боек выполнен дифференциальным, его большая ступень размещена со стороны подпоршневой полости и образует с внутренней поверхностью корпуса, имеющего ответную ступенчатую форму, кольцевую камеру, постоянно связанную с атмосферой посредством радиальных каналов в корпусе, а подпоршневая полость периодически сообщается с надпоршневой

полостью в период холостого хода бойка ч с атмосферой в период его рабочего хода по средством каналов в корпусе, радиальных каналов, выполненных в днище и кольцевой проточки дифференциального распределителя, причем пусковое средство установле- но с возможностью одновременной подачи воздуха в надпоршневую полость посредством каналов в корпусе, днище и кольцевой проточке дифференциального

распределителя.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород. Цель изобретения - повышение надежности работы и КПД за счет использования всей энергии отработавших газов для осуществления обратного хода поршня-бойка (ПБ). Полость цилиндрического корпуса 1 устройства разделена ПБ 3 на надпоршневую 29 и подпоршневую 30 полости (П). В днище 2 корпуса 1 размещено средство подачи горючей смеси в виде ступенчатого цилиндра 8 с дифференциальным распределителем 9 с радиальными 35, 36 и осевым 37 каналами. На его боково поверхности выполнгена кольцевая проточка 38. В передней крышке 4 размещена наковальня 5 с рабочим наконечником 6. Пусковое средство в виде штуцера 16 связывает П 30 с источником сжатого воздуха. Штуцер 12 цилиндра 8 связывает П 29 с карбюратором горючей смеси. Ступень 26 на ПБ 3 и ответный выступ 27 корпуса 1 образуют кольцевую камеру 28, постоянно связанную с атмосферой. При подаче в П 30 сжатого воздуха ПБ 3 перемещается к днищу 2 и толкает распределитель 9. При этом открывается обратный клапан 11 и топливная смесь заполняет П 29. После приближения ПБ 3 к электросвече 13 на необходимое расстояние происходит вспышка, смесь воспламеняется и ПБ 3 наносит удар по наковальне 5. Наконечник 6 разрушает породу. Распределитель 9 перемещается к наковальне 5 и через проточку 38, канал 24 в днище 2, канал 21 и канал 20 сообщает П 29 и 30 между собой. Продукты сгорания попадают в П 30 и вследствие разности площадей торцов ПБ 3 происходит обратный ход ПБ 3 и цикл повторяется. 1 ил.