Гидропневматическое устройство ударного действия Советский патент 1978 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

1

Изобретение касается гидропневматического устройства ударного действия и может быть использовано, в частности, для дробления негабаритов горных пород.

Известно гидроппевматическое устройство ударного действия для разрушения пегабарнтов горных пород, включающее поступательно перемещаемый в цилиндре ударный поршень, воздействуюш,ий на рабочий инструмент, в котором выполнена заполняемая жидкостью полость с ВХОДЯШ.ИМ в нее золотником-плунжером, передающим удары от по1)шня жидкости и нерекрываюш,им при этом каналы для подвода жидкости, выходящие в полость рабочего инструмента 1.

Конструкция такого устройства предусматривает уменьшение динамических нагрузок на пего в момент удара. Однако передача усилий от газового аккумулятора к ударной массе осуществляется механическим путем и сопровождается ударами металлических деталей одна о другую, что снижает надежность в работе зстройства.

Более близким техническим решением к изобретению является гидропневматическое устройство ударного действия, содержащее размещенный в цилиндре боек, несущий рабочий и тормозной поршни, образующие с разделительной перегородкой цилиндра папоряую и сливную полости, периодически соединяемые между собой с помощью расположенного в бойке золотника, и воздействующий на боек гидропневматический аккумулятор с двумя порщнями, полость мелгду которыми заполнена сжатым газом, а полости перед порщнями - жидкостью 2.

В указанном устройстве поршень гидропневматического аккумулятора своим штоком жестко соединен с траверсой штока гидроцилиндра взвода и снабл ен упорами, взаимодействующими с тормозными порщнямп аккумулятора. Таким образом, и в этом случае аккумулятор имеет жесткую механическую связь с подвижными ударными массами, что

оказывает значительное влияние на надежность в работе устройства.

Кроме того, в устройстве из-за того, что щток проходит через полость газового аккумулятора, приходится увеличивать объем

его цилиндра, что создает трудности в получении надежного уплотнения поверхности аккумулятора.

Целью изобретения является повышение надежности в работе уетройства.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено гидропневматическим порщневым компенсатором, а в цилиндре соответственно со стороны рабочего и тормозного поршней выполнены рабочая и тормозная камеры, постоянно сообщенные с гидравлическими полостями аккумулятора и гидравлическими полостями компенсатора, газовые полости которого сообщены с атмосферой.

Такое конструктивное решение позволяет полностью заменить жесткую механическую связь газового аккумулятора с бойком гидравлической, сохраняя нри этом статистическую разгрузку подвижных масс; исключить соударение деталей при работе и увеличить таким образом надежность запирания газа в цилиндре аккумулятора.

На фиг. 1 показано описываемое устройство в положении, соответствующем моменту начала взвода бойка; на фиг. 2 - то же в положении, соответствующем началу рабочего хода бойка; на фиг. 3 - то же в положении, соответствующем концу торможения бойка.

Устройство имеет цилиндр 1, в котором расположен боек 2 с наконечником 3, несущий тормозной 4 и рабочий 5 поршни, золотник 6 с нружиной 7, гидропневматический аккумулятор 8 с рабочим 9 и тормозным 10 поршнями, переднюю 11 и заднюю 12 крепежные обоймы, разделительную перегородку 13, переднюю 14 и заднюю 15 уплотнительные крышки, корпус гидропневматического поршневого компенсатора 16 с упорной перегородкой 17 и поршнями 18. В цилиндре 1 выполнены отверстия 19 и 20 соответственно для подвода и для слива рабочей жидкости, а в теле бойка 2 - перепускные 21 и управляющие 22 каналы. Взаимное расположение деталей устройства образует сливную 23, напорную 24, рабочую 25 и тормозную 26 камеры, гидравлическую нолость 27 гидропневматического поршневого компенсатора 16, газовую полость 28 гидроиневматического поршневого компенсатора 16, гидравлические полости 29 и 30 аккумулятора 8, полость 31 газового аккумулятора 8. Тормозная 26 и рабочая 25 камеры соединены с гидравлическими полостями 29 и 30 газового аккумулятора 8 и гидропневматического поршневого компенсатора 16 соответственно каналами 32 и 33.

В исходном положении детали устройства занимают положение, показанное на фиг. 1, причем золотник 6 находится в нижнем положении. Полость 31 аккумулятора 8 заполнена сжатым газом, например азотом, под давлением, обеспечивающим получение расчетной величины энергии единичного удара. Камеры 23-26 и полости 27, 29 и 30 заполнены рабочей жидкостью.

При подаче от гидропривода рабочей жидкости в напорную камеру 24 нроисходит перемещение бойка 2 с тормозным 4 и рабочим 5 поршнями вверх, при этом рабочий поршень 5 через каналы 33 вытесняет жидкость из рабочей камеры 25 цилиндра 1 в иолости 27 и 30. Так как на рабочий поршень 9 аккумулятора 8 со стороны полости 31 воздействует усилие сжатого газа, а газовая полость 28 гидроиневматического поршневого компенсатора 16 соединена с атмосферой, происходит перемещение поршня 18 вниз. При этом выбирается «свободный выбег подвижных масс. После того как поршень 18 дой.з,ет до упорной перегородки 17, начинается непосредственно взвод подвижных масс, при этом рабочий поршень 9 перемещается вниз, производя дополнительное сжатие газа в аккумуляторе 8 и повышая его потенциальную энергию. В это время за счет разряжения в тормозной камере 26 цилиндра 1 происходит неремещение иоршня 18 вниз, и разрыва столба жидкости в тормозной камере 26 не происходит. Взвод осуществляется до момента выхода управляющих каналов 22 в напорную камеру 24, при котором золотник 6 перемещается в крайнее верхнее положение и соединяет камеры 23 и 24 через перепускные каналы 21 и кольцевую проточку золотника 6, как цоказано «а фиг. 2. Под действием быстрорасширяющего газа аккумулятора 8 подвижная

масса устройства (детали 2, 3, 4, 5, 6, 7) перемещается ускоренно вниз и потенциальная энергия сжатого газа переходит в кинетическую энергию подвижных масс. Золотник 6 удерживается в крайнем верхнем положении

за счет сил инерции, возникающих в момент разгона подвижных масс, а жидкость по каналам 21 переливается из наиорной камеры 24 в сливную камеру 23. В момент удара происходит резкая остановка подвижных масс и

золотник 6 за счет сил инерции перебрасывается в крайнее нижнее положение, перекрывая перепускные каналы 21 и разобщая камеры 23 и 24. Затем цикл повторяется. Конструкция устройства предусматривает

статистическую разгрузку подвижных масс в MOMCFiT удара, т. е. в это время подвижные массы движутся по инерции и на них не действуют ускоряющие и тормозные усилия. При свободном перемещении подвижных масс также не происходит разрыв столба жидкости в рабочей 25 и тормозной 26 камерах, так как поршни 18 гидропневматических поршневых компенсаторов перемещаются, сохраняя постоянство объема жидкости в указанных камерах.

Если после выбора «свободного выбега боек 2 не встретит преграды, начинается процесс торможения. Положение деталей устройства в этот момент представлено на фиг. 3. В

этом случае нижний поршень 18 компенсатора 16 доходит до упорной перегородки 17, а тормозной поршень 4 цилиндра 1 вытесняет жидкость из тормозной камеры 26 через каналы 32 в гидравлическую полость 29 аккумулятора 8. При перемещении поршня 10 происходит сжатие газа в полости 31 аккумулятора 8 и гашение кинетической энергии подвижных масс до их полной остановки. Выполнение в цилиндре 1 устройства тормозной 26 и рабочей 25 камер, соединенных с гидравлическими полостями 27 гидропневматического компенсатора 16 и гидравлическими полостями 29 и 30 гидропневматического аккумулятора 8, полностью устраняет его

жесткую механическую связь с бойком 2, заменяя ее гидравлической, при этом исключаются удары отдельных деталей устройства под большими ударными нагрузками, повышается технологичность изготовления, надежность в работе и уменьшаются динамические нагрузки на корпус устройства в момеит удара.

Формула изобретения

Гидропиевматическое устройство ударного действия, содержашее размешенный в цилиндре боек, несуш;ий рабочий и тормозной иоршни, образуюшие с разделительной перегородкой цилиндра напорную и сливную полости, периодически соединяемые между собой с помошью расположенного в бойке золотника, и воздействующий на боек гидролиевматический аккумулятор с двумя поршнями, полость мелчду которыми заполнена сжатым газом, а нолости перед поршнями - жидкостью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе устройства, оно снабжено гидропневматическим поршневым компенсатором, а в цилиндре соответственно со стороны рабочего и тормозного поршней выполнены рабочая и тормозная камеры, постоянно сообп1енные с гидравлическими полостями аккумулятора и гидравлическими лолостями компенсатора, газовые полости которого сообщены с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №393402, кл. Е 21С 3/20, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР ЛЬ 420738, кл. Е 21С 3/20, 1971.

30

12

32

IpL 1

32

JJ fSJ/

n

27