Устройство ударного действия Советский патент 1982 года по МПК E21C37/00 E01C19/05 

(54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

1

Изобретение относится к устройству ударного действия и может быть использовано, в частности, для дробления негабаритов горных пород.

Известно устройство ударного действия, в корпусе которого расположен подвижный в 5 осевом направлении поршень-боек, разделяющий пространство корпуса на камеру сгорания и буферную камеру, где расположен хвостовик рабочего инструмента 1.

Буферная камера этого устройства запол- Q няется сжатым газом от источника газа под давлением через промежуточную камеру, при этом энергия выхлопных газов, образующихся в камере сгорания, выбрасывается в атмосферу, не соверщая полезной работы.

Поэтому экономичность работы такого уст- 15 ройства оказывается сравнительно низкой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство ударного действия, включающее цилиндр с примыкающей к нему промежуточной камерой, сообщаемой с ис- 2о точником сжатого газа, аксиально подвижный поршень-боек, размещенный в цилиндре, и образующий с ним камеру сгорания, соединенную с системой подачи топлива, и буферную камеру, сообщаемую с промежуточной

камерой, хвостовик рабочего инструмента и подвижный элемент, расположенные в буферной камере 2.

В этом устройстве подвижный элемент выполнен в виде перегородки, установленной с возможностью осевого перемещения относительно хвостовика. В результате удается изменять объем буферной камеры и повысить ударную мощность устройства.

Однако при таком конструктивном решении часть энергии, накопленной поршнембойком, расходуется на сжагие воздуха в буферной камере, необходимою для возврата поршня-бойка в исходное положение после удара. В конечном итоге снижается энергия удара бойка.

Кроме того., энергия выхлопных газов после разгона поршня-бойка не используется для совершения полезной работы, например на возврат порщня-бойка, а сбрасывается в атмосферу. Это отрицательно связывается на экономичности устройства.

Цель изобретения - повышение энергии удара и экономичности устройства.

Указанная цель достигается тем, что расположенный в буферной камере подвижный элемент выполнен в виде подпружиненной

со стороны хвостовика инструмента и имеющей радиальные отверстия втулки, взаимодействующей с поршнем-бойком и обеспечивающей периодическое соединение буферной камеры с камерой сгорания через промежуточную камеру и перепускной клапан,установленный в камере сгорания.

При этом промежуточная камера сообщена с источником сжатого газа через обратный клапан.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит цилиндр 1, в котором размещен аксиально подвижный поршень-боек 2, взаимодействующий с хвостовиком 3 рабочего инструмента 4. Поршеньбоек 2 разделяет пространство цилиндра I на камеру 5 сгорания, соединенную с системой 6 подачи топлива, оперативно связанной через .блок 7 автоматического управления с рабочим инструментом 4, и буферную камеру 8, в которой находится хвостовик 3 этого рабочего инструмента 4.

В буферной камере 8 установлена подвижная в осевом направлении втулка 9, нагруженная с одной стороны пружиной 10 и взаимодействующая другой стороной с порщнем-бойком 2. Эта втулка 9 имеет радиальные отверстия 11, благодаря которым она обеспечивает периодическое соединение буферной камеры 8 с камерой 5 сгорания через ее перепускной клапан 12, промежуточную камеру 13, примыкающую к цилиндру 1, и канал 14 в стенке буферной камеры 8.

Камера 5 сгорания имеет выхлопные окна 15 и через продувочный клапан 16 периодически сообщается с источником (не показан) сжатого воздуха. С этим же источником сжатого воздуха соединена и промежуточная камера 13 через обратный клапан 17, который сообщает камеру 13 с источником сжатого воздуха во время запуска устройства и перекрывает ее во время подачи выхлопных газов из камеры 5 сгораиия в буферную камеРУ 8.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент работы сжатый воздух от источника (не показан) через клапан 17, промежуточную камеру 13, канал 14, радиальные отверстия 11 втулки 9 поступает в буферную камеру 8 и перемещает поршеньбоек 2 в сторону камеры 5 сгорания. По мере его перемещения пружина 10 передвигает втулку 9 в сторону бойка 2, перекрывая радиальный канал 14 и прекращая подачу сжатого воздуха в буферную камеру 8.

В момент .перекрытия поршнем-бойком 2 выхлопных окон 15 в камере 5 сгорания происходит сжатие воздуха до давления, необходимого для самовоспламенения топлива, .подаваемого в камеру 5 сгорания с помоц1.ью топливоподающей системы 6, а буферная камера 8 в это время через выхлопные окна 15 сообщена с атмосферой.

При сгорании топлива в камере 5 расширяющиеся газы перемещают поршеньбоек 2 в сторону хвостовика 3 инструмента 4,

срабатывает перепускной клапан 12 и выхлопные газы поступают в промежуточную камеру 13, а остаток сгоревших газов через выхлопные окна 15 сбрасывается в атмосферу за счет продувки камеры 5 сгорания свежей порцией сжатого воздуха, поступающего от источника через продувочный клапан 16, который срабатывает только в том случае, когда давление в камере 5 сгорания равно атмосферному.

Поршень-боек 2, перемещаясь вправо

(по чертежу), захватывает втулку 9, передвигает ее так, что радиальные отверстия 11 совпадают с каналом 14, в результате чего выхлопные газы из промежуточной камеры 13 перекачиваются в буферную камеру 8. Это приводит к тому, что давление газа в этой камере резко возрастает, вследствие чего поршень-боек 2 после удара по хвостовику 3 рабочего инструмента 4 совершает обратный ход под воздействием этого давления. В дальнейшем цикл повторяется.

Увеличение энергии единичного удара возможно за счет уменьшения пути торможения поршня-бойка 2. Энергия, накопленная им, идет исключительно на совершение полезной работы (без расхода на сжатие воздуха в буферной камере), а возврат бойка осуществляется давлением выхлопных газов. Благодаря этому удается повысить энергию удара и экономичность устройства.

Формула изобретения

отверстия втулки, которая имеет возможность взаимодействовать с поршнем-бойком и обеспечивает периодическое соединение буферной Kaiviepbi с камерой сгорания через промежуточную камеру и перепускной клапан, который установлен в камере сгорания. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что -промежуточная камера сообшена с источником сжатого газа через обратный клапан.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

№ 746105, кл. Е 21 С 3/06, 1977 (прототип).