Штанговый дизель-молот Советский патент 1979 года по МПК E02D7/12 

Изобретение относится к строительной технике, а именно к сваебойному оборудованию и может быть использовано при стрбительстве фундаментов зданий и сооружений. В основном авт, св. № 162787 описан штанговый дизель-молот, включающий неподвижно закрепляемый, например, на свае поршень и подвижной цилиндр, причем поршень и цилиндр выполнены двухступенчатыми. Недостатком известного дизель-мояоТа является неполное сгорание топлива в полости цилиндра, что приводит к неэкономичности его работы и снижению, мощности. Цель настоящего изобретения -- повышение мощности, экономичности молота за счет обеспечения полного сгорания топлива. Это достигается тем, что в щтанговом дизель-молоте по авт. св. № 162787 одна из ступеней подвижного цилиндра выполнена в виде отдельной массы, подпружиненной относительно другой ступени цилиндра, а каждая ступень порщня снабжена форсункой, а по периферии конца отдельной подпружиненной массы выполнен обращенный к поршню выступ, в котором образованы радиальные сквозные каналы. Ступени поршня и цилиндра образуют двухступенчатую камеру сгорания. На фиг. 1 изображен дизель-молот, одна ступень камеры которого выполнена в подпружиненной массе подвижного цилиндра; на фиг. 2 изображен вариант выполнения дизель-молота, в котором одна ступень камеры сгорания выполнена в порщне дизельмолота. Дизель-молот состоит из ступенчатого поршня 1 и подвижного цилиндра 2. На ступенях поршня 1 установлены форсунки 3 и 4. В отверстии 5 цилиндра 2 установлена масса 6 с подвижной ступенью цилиндра с помощью направляющих 7. Для ограничения вертикального перемещения массы 6 служат верхний и нижний подпружиненные упоры 8 и 9. Ступени 10 и 11 камеры сгорания отделены между собой цилиндрической стенкой 12, выполненной в виде выступа по периферии конца массы, в которой имеются скбозные каналы 13. ДЛя регулировки режима опережения подпружиненные упоры 8 и 9 установлены на прокладках 14 и 15. Работа молота происходит следующим образом. Ударная часть цилиндра 2 сбрасывается вниз. При этом масса 6 со, ступенью 10 камеры доходит до нижней мертвой точки раньше, чем основная ударная часть (цилиндр ) 2. При подходе массы 6 к нижней мертвой тoчкe чepeз форсунки 3 и 4 подается топливо. Причём через форсунку 4 вступень 10 камеры сгорания подается порция топлива с таким расчетом, чтобы там образовалась богатая смесь с коэффициентом избытка воздуха а 0,5. В ступени 10 камеры степень сжатия выше, и масса 6 доходит до нижней мертвой точки раньше. Поэтому там и воспламенение происходит раньше. Под действием расширяющихся газов маеса 6 начинает подниматься вверх, и .каналы 13 открываются,. Ступени 10 и 11 снова сообш.аются между собой. Продукты неполного сгорания устремляются по каналам 13 в ступень 11 камеры (пламя, прЬходя через каналы 13, загасает и в ступени 11 камеры происходит ЛАГ-процесс (согласно открытию № Г42). Ударная часть (цилиндр) 2 отбрасывается вверх. В дальнейшем цикл повторяется. Одна ступень ступенчатой камеры сгорания дизель-молота (фиг. 2) может быть выполнена в поршне в виде углубления, например, цилиндрической формы в центре торцовой его поверхности, а ступень цилиндра- в виде выступа цилиндрической формы со .смонтированными на «ем компрессионными кольцами. Выступ цилиндра имеет возможность входа и перемешения с компрессией в цилиндрическом углублении в центре поршня. Причем,выступ цилиндра выполнен в отдельной массе, установленной в отверстии ударной части - цилиндра с.-возможностью ограниченного подпружиненными упорами вертикального перемещения по направляющим. . . Дизель-молот (на фиг. 2) состоит из поршня I и ударной части цилиндра 2. На ступенях поршня 1 установлены .форсунки 3 и 4. В сквозном отверстии 5 ударной части 2 установлена масса 6, с подвижной ступенью 16 цилиндра с помощью направ--. ляющих 7. На ступени 16 смонтированы- компрессион.ные кольца 17 и 18 для создания при работе молота компрессии в полости 19 цилиндра и полости 20 поршня. Масса 6 со ступенью 16 цилиндра имеет возможность вертикального перемещения по направляющим ударной части 2. Для ограничения вертикального . перемещения массы 6 служат верхний и нижний упоры 9, и 8 ударной части 2. Для смягчения ударов массы 6 по упорам 9 и 8 на них установлены пружинь. Для создания богатой горючей смеси объем полости 19 порщня 1 выполнен Меньшим, чем объем полости 18 цилиндра. Отношение полной высоты полости 20 поршня 1 к разности между полной высотой и рабочей высотой той же полости 20 выполнено большим, чем отношение .полной высоты полости 19 цилиндра к разности между полной высотой полости 19 цилиндра и рабочей высотой той же полости 19. Это условие необходимо для того, чтобы при работе дизель-молота обеспечивалась в полости 20 поршня 1 более высокая степень сжатия, чем в полости 19 цилиндра. Работа молота происходит следующим образом. Ударная часть 2 обычным способом поднимается и сбрасывается. При приближении ударной части .(цилиндра) 2 к нижней мертвойточке полости 19 и 20 цилиндра и поршня 1 изолируются друг от друга за счет входа ступенейпоршня I и. цилиндра друг в друга. В этот мбмент в полости 19 и 20 цилиндра и поршня 1 с помощью форсунок 3 и 4 производится впрыск топлива. При этом в полости 20 порщня 1 из-за недостаточности воздуха образуется богатая горючая смесь, а в полости 19 - бедная смесь. Так как в полости 20 степень сжатия выше, чем в полости 19, то и воспламенение топлива в полости 20 происходит раньше, чем в полости 19. При этом из-за недостаточности воздуха в полости 20 происходит неполное сгорание топлива. ПодДействием расширяющихся газов от взрыва богатой смеси в полости 20 масса 6 со ступенью 16 цилиндра, преодолевая сопротивление пружин, начинает движение вверх (при этом ударная часть 2 находится неподвижно, не поднимаясь вверх. Тем самым в полости 20 цилиндра степень сжатия не снижается до взрыва смеси). Ступень 16 цилиндра выходит из полости 20 поршня 1 и полости 19-20 снова сообщаются между собой. Поэтому продукты неполного сгорания богатой горючей смеси из полости 20 выбрасываются в полость 19 цилиндра с бедной горючей смесью. При этом происходит мгновенное полное сгорание всего топлива, без остатка несгоревщих продуктов и ударная часть 2 вместе с массой 6 резко отбрасывается вверх. В дальнейшем цикл повторяется и дизель-молот работает автоматически. Изобретение обладает следующими преимуществами. 1.Оно способствует решению проблемы защиты окружающей среды от загрязнений при погружении свай дизель-м.олотами, преградив путь выбрасыванию продуктов неполного сгорания топлива в атмосферу, наблюдаемому в настоящее время. 2.Дает .возможность повысить мощность молота, так как топливо полностью сгорает, что позволяет наиболее полно превращать энергию сгорания топлива в механическую энергию работы молота. 3.Дает возможность экономии тоилива, так как топливо используется наиболее полно, эффективно, что позволяет уменьшать подачу топлива на каждый цикл работы молота без снижения мощности. 4.Позволяет повысить энергию удара молота, так как основной взрыв топлива происходит после удара. Таким образом, ударная часть до удара падает беспрепятственно, не снижая скорости падения. Поскольку энергия удара пропорциональна скорости падения ударной части в момент удара, то и энергия удара сохраняется высокой (для сравнения, в существуюш,их штанговых дизель-молотах взрыв топлива происходит до удара. Тем самым замедляется скорость падения ударной части, к моменту удара. Это ведет к снижению энергии удара). 5.Позволяет увеличить продолжительность воздействия давления на сваю в момент удара, так как последовательно происходит несколько взрывов в ступенях камеры сгорания, увеличивая продолжительность давления на сваю во время одного цикла работы молота и снижая резкий скачок давления, что позволяет также предотвратить возникновение в голове сваи резкого и чрезмерного напряжения, защищая тем самым сваю от разрушения. Это улучшает эффективность погружения сваи. Формула изобретения 1.Штанговый дизель-молот по авт. св. № 162787, отличающийся тем, что, с целью, повышения мощности, экономичности молота за счет обеспечения полного сгорания топлива, одна из ступеней подвижного цилиндра выполнена в виде отдельной массы, подпружиненной относительно другой ступени цилиндра, а каждая ступень порщня снабжена форсункой. 2.Дизель-молот по п. 1, отличающийся тем, что по периферии конца отдельной подпружиненной массы выполнен обращенный к поршню выступ с радиальными.сквозными каналами.