Устройство для разрушения мерзлых грунтов Советский патент 1982 года по МПК E02F9/22 

Изобретение относится к строитель ным и дорожным машинам, а именно к устройствам, предназначенньом для раз рушения прочных и мерзлых грунтов. Известен рыхлитель для разработки мерзлого и скального грунта, включаю щий навешиваемую на тягач раму, иарнирную стойку с наковальней и рыхлящем наконечником, ударный механизм и амортизатор, причем ударный механизм выполнен в виде жестко закрепленного на раме силового цилиндра с ударным штоком и поршнем, выполненными составными из частей, а во внутренней полости ударного штока силового иилиндра смонтирован распределительный .клапан, где размещена тяга 1. Недостатком данного рыхлителя для разработки мерзлого и скального грун та является то, что он не может обес печить эффективной передачи знергии. ударного механизма посредством инструмента на забой, так как под действием определенного сопротивления гру нта, стойка навесного рыхлителя отхо дит в заднее положение до упора, передавая через боек перемещение подвижному поршню, который открывает ок но, соединяющее гидроприв-од насоса с взводящей полостью ударного устройст ва и происходит взвод. Базовая магина в это время движется осуществляя статическое резание за счет тягового усилия. В конце взвода открывается клапан, соединяя взводящую полость со сливной магистралью и происходит разгон ударной массы с нанесением удара по наковальне шарнирной стойки. Причем удар наносится в любом случае: есть ли достаточное дляэффективной передачи энергии грунту статическое поджатие или нет, и даже в cлsчae внезапного отсутствия сопротивления на инструменте при сколе мерзлого грунта за счет статического резания. Это приводит к динамическому удару по амортизатору базовой машины. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому изобретению является гидропневматическое ударное устройство, содержащее корпус со сливным и напорными каналами, поршень-боек, выполненный с поясками шириной : один равный сумме величины рабочего хода поршня-бойка и диаметра дополнительного радиального канала, другой меньше диаметра сливного канала и кольцевой проточки, аккумулятор, блок управления с управляемым проходным окном и золотником, на котором вьтолнена кольцевая проточка, В одной части корпуса, охватывающей блок управления, выполнен смещенный относительно проходного окна радиальный канал, а в другой части корпуса охватьюагощий поршень-боек - дополнительный радиаль ный канал 1. Недостатком данной конструкции является то, что она не может обеспечит Эффективной передачи энергии посредсп вом инструмента на забой, так как пор шень-боек наносит удар по инструменту в любом случае: есть ли достаточное для эффективной передачи энергии грун ту статическое поджатие или нет, и даже в случае внезапного отсутствия сопротивления на инструменте, что пр водит к динамическому удару по Kopnyсу конструкций, что снижает долговечность работы машины. Цель изобретения - повышение долговечности работы машины. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для разрушения мерз лых грунтов, включающем рабочий инструмент и гидропневмоударник с насосом, содержащий корпус с радиальными каналами, поршень-боек с кольцевой проточкой, который образует с корпусом полости взвода и слива, блок управления с проходным окном и золотник, образующий с корпусом полость управления и зазолотниковую полость, соединенную с кольцевой проточкой .поршня-бойка перепускной магистралью и магистраль, гидровневмоударник сна бжен установленным в перепускной магистрали обратным клапаном, соединен ным с входом и выходом последнего распределителем, золотник которого связан с рабочим инструментом, и гидропневмоаккумулятором, сообщенным с полостью управления золотника блока управления. На чертеже представлена схема уст ройства для динамического разрушения мерзлого грунта. Устройство содержит рабочий инстру мент 1, подвешенный шарнирно на раме базовой машины, упорную пружину 2, винт 3 регулирования усилия пружины и гидропневмоударник. с насосом, содержащий гидрораспределитель 4, соединенный с инструментом 1, взаимодей ствуквдий с ограничителем 5 поворота инстр5тлента. Гидропневмоударник. содержит также .корпус 6, поршень-боек 7, блок 8 управления с золотником 9 управления, гидроаккумулятор 10, выполненный в виде упругого трубопровода, соединенного с напорной магистралью 11. Поршень-боек 7 разделяет корпус б на полость взвода 12, полость слива 13 и аккумуляторную полость 14, напол ненную сжатым газом. Кольцевая проточка 15 вьшолнена на поршне-бойке 7 В корпусе б выполнен радиальный канал 16. Поршень-боек 7 имеет пояски 17 и 18. На золотнике 9 выполнена кольцевая проточка 19, а в части корпуса б охватывающей блок управления - управляемое проходное окно 20. Торец золотника 9 образует с корпусом полость управления 21, с которой соединен гидропневмоаккумулятор 22, а в части корпуса, охватывающей блок управления, выполнен радиальный канал 23.Противоположный торец золотника 9 ограничивает зазолотниковую полость 24.В корпусе 6 выполнен канал 25, напорный канал 26 и сливной канал 27. В перепускной магистрали 28, сое диняющей зазолотниковую полость 24 с кольцевой проточкой 15 поршня-бойка 7, установлен обратный клапан 29. Гидрораспределитель 4 соединен с входом и выходом последнего. Полость управления 21 каналом 30 постоянно сообщена с полостью слива 13. Канал 27 соединен со сливной магистралью 31. Устройство работает следующим образом. В исходном положении, когда пружина 2 и поршень-боек 7. под действием газа в. аккумуляторной полости 14 отжимают инструмент 1 до ограничителя .5 и поршень-боек 7 находится в крайнем левом (по чертежу) положении, гидрораспределитель 4 закрыт, а зазолотниковая полость 24 сообщена через канал 25, обратный клапан 29, магистраль 28, канал 16, проточку 15, канал 26 и гидроаккумулятор Юс напорной магистралью 11. Золотник 9 находится в крайнем правом (по чертежу) положении, соединяя взводящую полость 12 через окно 20, проточку 19, канал 23 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью 11 . Полость управления 21 соединена через канал 30, полость слива 13 и канал 27 со сливной магистралью 31. При движении машины при включенном насосе происходит взвод (холостой ход) поршня-бойка 7, во время которого жидкость из полости .3 вытесняется в сливную магистраль 31, канал 26 запирается пояском поршня-бойка 17. В конце взвода сначала кольцевая проточка 15 сообщается черегз канал 27 со сливной магистралью 31, затем одновременно полость сливс1 13 отсекается от сливного канала 27 пояском 18, а полость взвода 12 сообщается через канал 26 и гидроаккумулятор 10с напорной магистралью 11. Далее жидкость из полости слива 13 вытесняется полостью управления 21 через канал 30 и аккумулируется в гидропневмоаккумуляторе 22. Поршеньбоек 7 выводится и останавливается до тех усилие от забоя, действующее при движении машины, на инструмент 1 не станет больше усилия пружины 2, при этом инструмент откло няется в правое (по чертежу) положение, открьшая гидрораспределитель 4, и зазолотниковая полость 24 сообщает ся через канал 25, гидрораспределитель 4, магистраль 28, канал 16, кольцевую проточку 15 и канал 27 со сливной полостью 31. Жидкость из гид ропневмоаккумулятора 22 воздействует на золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. Пр открытом гидрораспределителе 4 вытес няемая в полость управления 21 из по лости слива 13 жидкость воздействует на золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. Пр перемещении золотника 9, проходное окно 20 вначале отсекается от напорного канала 23, а затем сообщается с полостью управления 21. При этом взводящая полость 12 соединяется через проходное окно 20, полость управ ления 21 и канал 30 со сливной по- . лостью 13. Под действием энергии сжатого газа, поршень-боек 7 перемещается влево (по чертежу) и происходит рабочий ход поршня-бойка 7. При перемещении поршня-бойка 7 сначала одновременно канал 27 сообщает полость 13 со слив ной магистралью 31, а канал 26 отсекается пояском 17 от взводящей полос ти 12, взводящая магистраль запирает ся, затем пояском 18 разобщается кольцевая проточка 15 и канал 27, разобщая при этом зазолотниковую полость 24 со сливной магистралью 31 В конце рабочего хода (момент нанесения удара по инструменту) поясок 17 открывает канал 26 и сообщает его с кольцевой проточкой 15. При этом напорная магистраль 11 сообщается через аккумулятор 10, канал 26, коль цевую проточку 15, канал 16, магистраль 28, обратный клапан 29 и канал 25 с зазолотниковой полостью 24, независимо от положения гидрораспределителя 4, т.е. от того внедрился инструмент или нет. Золотник. 9 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, соединяя напорную магистраль 11 через аккумулятор 10, канал 23, проточку 19 и проходное окно 20 со взводящей полостью 12. Далее цикл повторяется. Наличие гидропневмоаккумулятора 22, включенного в полость управления 21, позволяет при холостом ходе, ког да зазолотниковая полость 24 заперта накапливать жидкость вытесняемую из полости слива 13 в момент отсечения этой полости от сливного канала 27 пояском 18 поршня-бойка 7. Включение в магистраль 28, соединяющую зазолотниковую полость 24 с кольцевой проточкой 15, обратного клапана 29 и гидрораспределителя 4 позволяет запирать зазолотниковую полость 24 не давая золотнику 9 открываться, если гидрораспределитель 4, соединенный с инструментом 1 закрыт, т.е. усилие, действующее на инструмент от забоя при движении машины, если не достаточно чтобы преодолеть отрегулированное усилие пружины 2. При холостом ходе, когда полость слива 13 отсекается от сливного -канала 27 поясков 18 поршня-бойка 7, ширина которого меньше диаметра сливного канала 27, вытесняемая из полости слива 13 в полость управления 21, жидкость накапливается в гидропневмоаккумуляторе 22, и поршень-боек 7 останавливается при запертой зазолот-. никовой полости 24, вытесняемая жид- кость открывает золотник при отпертой золотниковой полости 24. При рабочем ходе (разгоне) в момент соединения радиального канала 26 с кольцевой проточкой 15 поршнябойка 7, напорная магистраль 11 соединится с зазолотниковой полостью 24 независимо от положения гидрораспределителя 4 (т.е. произойдет внедрение инструмента или нет) через обратный клапан 29 и золотник закроется. Следовательно, данная конструкция обеспечивает взвод поршня-бойка независимо от внедрения инструмента т.е. от положения гидрораспределителя и нанесения удара только при наличии определяемого усилия на инструменте от забоя, что повышает эффективность воздействия инструмента на забой при ударе и исключает удар по ограничителю при отсутствии усилия на инструменте. Формула изобретения Устройство для разрушения мерзлых грунтов, включающее рабочий инструмент и гидропневмоударник с насосом, содержащий корпус с радиальными клапанами, поршень-боек с кольцевой проточкой, который образует с корпусом полости взвода и слива, блок управления с проходным окном и золотник, образующий с корпусом полость управления и зазолотниковую полость, соединенную с кольцевой проточкой поршня-бойка перепускной магистралью, и магистрали, отличающееся тем, что, с целью повышения долговечности работы машины, гидропневмоударник снабжен установленным .в перепускной магистрали обратным клапаном, соединенным со входом и выходом последнего распределителем, золотник которого связан с рабочим инструментом, и гидропневмоаккумулятором, сообщенным с полостью управления золотника блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 296452, кл. Е 02 F 3/04, 1971.

2.Авторское свидетельство по заявке 2833124/22-03, кл.. Е 02 F 5/30, 1979 (прототип).