Клапан газоимпульсного устройствадля РАзРАбОТКи гРуНТА Советский патент 1981 года по МПК E02F3/76 E02F5/30 

(54) КЛАПАН ГАЗОИМПУЛЬСНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

Изобретение относится к горному строительному и дорожному машиностроению машинам, оснашенным газоимпульсными уст ройствами для разрушения и перемещения грунта энергией сжатого газа.

Известна конструкция клапана газоимпульсного устройства тарельчатого типа. При увеличении давления в камере сгорания газоимпульсного устройства за счет горения топливовоздушной смеси клапан открывается автоматически и обеспечивает выпуск продуктов сгорания для разрушения и перемеш,ения грунта 1.

Однако клапан тарельчатого типа плохо приспособлен к работе в условиях значительных знакопеременных динамических и тепловых нагрузок.

Известна также конструкция клапана газоимпульсного устройства золотникового типа, включающего поршень с торцовой уплотняющей поверхностью и корпус 2.

Недостатком данного клапана является малая надежность перекрытия выпускного клапана в корпусе.

Известен также клапан газоимпульсного устройства для разработки грунта, включающий ступенчатый в осевом направлении поршень и составной из двух частей различного диаметра корпус, снабженный управляющей полостью, осевым выпускным каналом и радиальными окнами, соединенными с камерой сгорания топливовоздушной смеси. В закрытом положении клапана часть поршня большего диаметра перекрывает радиальные окна, а часть поршня меньшего диаметра располагается внутри осевого выпускного канала, перекрывая последний 3.

Недостатком этого клапана является низкая эффективность разработки различных типов грунтов, обусловленная постоянным проходным сечением выпускного канала. Постоянное проходное сечение выпускного канала обеспечивает эффективную разработку узкой группы грунтов, например только талых или только прочных и мерзлых.

Цель изобретения - повышение эффективности разработки различных по прочности грунтов путем обеспечения изменения сечения выхлопного канала

Для достижения цели седло корпуса выполнено ступенчатым, а каждая ступень поршня - с контактной поверхностью для взаимодействия с соответствующей ступенью седла, при этом меньшая ступень поршня установлена .внутри большей ступени с возможностью осевого перемеш,ения и имеет выхлопное отверстие с плош.адью сечения, меньшей чем площадь сечения выхлопного канала, а внутренняя полость большей ступени поршня соединена с управляюш,ей полостью корпуса, который снабжен механизмом для фиксации меньшей ступени поршня в седле. Кроме того, механизм для фиксации мень шей ступени поршня выполнен в виде штоков С управляющими поршнями, а меньшая ступень поршня имеет проточку для взаимодействия с этими штоками. На фиг. 1 показан клапан в закрытом состоянии, продольный разрез; на фиг. 2 - в открытом состоянии при большом проходном сечении выпускного канала; на фиг. 3 в открытом состоянии при малом проходном сечении выпускного канала. Клапан газоимпульсного устройства включает корпус с герметичной крышкой 2, радиальнь)ми окнами 3, соединенными с камерой сгорания топливовоздушной смеси (не показана) и выхлопным каналом 4. Внутри корпуса установлен ступенчатый поршень 5, состояпгий из двух отдельнь х частей малой ступени 6 и большой ступени 7. В корпусе образована управляющая полость 8, соединенная трубопроводом 9 с источником сжатого газа, например пневматическим ресивером и трубопроводом 10, снабженным краном И, соединенным с атмосферой. Внутри полости 8 размещена возвратная пружина 12 сжатия. Большая ступень 7 имеет внутреннюю полость 13, внутри которой размещен .дополнительный поршень 14, соединенный продольными тягами 15 с основной частью малой ступени 6, которая снабжена осевым выхлопным отверстием 6. Выхлопное отверстие 16 имеет меньшую плоп:,адь сечения, чем выхлопной канал 4 корпуса 1. По внешней цилиндрической поверхности малой ступени 6 выполнена кольцевая проточка 17, для взаимодействия с устройствами 18 фиксации, имеющими штоки 19 и управляющие поршни 20. Корпус 1 снабжен ступенчаты.м седлом 21, каждая ступень 22 и 23 которого взаимодействует с контактными поверхностями 24 и 25 малой и большой ступени поршня 5. Управляющая полость 8 соединена с внутренней полостью 13 каналом 26. Клапан газоимпульсного устройства работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 1) ступени 6 и 7 порщня установлены на седельных ступенях 22 и 23 и перекрывают радиальные окна 3 и осевые выхлопные каналы 4 и 16. По трубопроводу 9 в управляющую полость 8 подается сжатый воздух, давление которого и усилие предварительного сжатия пружины 12 удерживают ступени 6 и 7 порщня в нижнем закрытом положении. При горении в камере сгорания топливовоздушной смеси продукты сгорания воздействуют на большую часть поршня через радиальные окна 3. Перекрытие трубопровода 9 и открытие крана 11 обеспечивает выпуск сжатого воздуха из полости 8 в атмосферу, при этом обе ступени 6 и 7 поршня под действием давления продуктов сгорания перемешаются за короткий промежуток вверх, сжимая пружину 12 и открывая выхлопной канал 4 (фиг. 2). Истечение продуктов сгорания высокого давления через выхлопной канал 4 обеспечивает разрушепие и неремепдение грунта. Совместный подъем вверх обеих ступеней 6 и 7 поршня и выпуск 1 родуктов сгорания через канал 4 больп-его проходного сечения производится при разработке прочных и мерзлых грунтов. При разработке талых грунтов малая ступень 6 фикси1)уется в нижнем закрытом положении у11равлясгу ыми штоками 19, которые зах;}дят в кольцевую проточку 17. ПроизвоДИ1СЯ ВЫПУСК сжатого воздуха из полости 8 через кран 11 в атмосферу, после чего больП1ая стунень 7 перемещается за короткий промежуток вверх, дополнительный поршень 14 остается неподвижным, а воздух из полости 8 через перепускной канал 26 засасывает в полость 13, частично уравновешивая давление сжатых газов на дополните;1ьный поршень 14 (фиг. 3). родукты сгорания топливовоздушной смеси через радиальные окна 8, выхлопной канал 16, оказывающий дросселирующее действие, а выхлопной канал 4 поступают в грунт, производя его разрушение и перемещение. Предложенное устройство повышает эффектинпость разработки грунтов различной прочности, что обеспечивается ступенчатым измснение.м проходного сечения выпускного канала при адагггации газоимпульсного устройства. Формула изобретения 1. Клапан газоимпульсного устройства для разработки грунта, включающий ступе} чатый поршень, установленный в корпусе с управляющей полостью, выхлопной канал с седлом и радиальными окнами для сообщения с камерой сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки различных по прочности грунтов путем обеспечения изменения сечения выхлопного канала, седло корпуса выполнено ступенчатым, а каждая ступень поршня с контактной поверхностью для взаимодействия с соответствующей ступенью седла, при этом меньшая ступень порщня установлена внутри большей ступени с возосевого перемещения и имеет можностью выхлопное отверстие с площадью сечения, меньщей чем площадь сечения выхлопного канала, а внутренняя полость больщей ступени поршня соединена с управляющей полостью корпуса, который снабжен механизMOM для фиксации меньшей ступени поршня в седле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 445734, кл. Е 02 F 5/30, 1974 (прототип).