Гидравлическое устройство ударного действия

 

ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕИСТВИЯ,включающее гидроцилиндр , плунжер-ударник, гидроаккумулятор , камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и штоковой полостями управления , первый и второй дифференциальные золотники с напорными, выходными и пружинными полостями, вспомогательный золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и сливную магистраль, отлич аю.щееся тем, что, с целью повышения ударной мощности у тройства за счет обеспечения возможности увеличения перепада давления мезвду камерами рабочего и холостого ходов, оно снабжено гидроуправляемым сливным клапаном для связи камеры холостого хода со сливной магистралью, датчиком высокого давления, связанным с источником рабочего агента гидроуправляемым клапаном высокого агента, выходная полость которого связана со штоковой полостью распределительного клапана, двумя дополнительнььмн гидроуправляемыми тспапанами , входы которых связаны соответственно со штоковой полостью распределительного клапана и с камерой рабочего хода гидроцилиндра, а выходы - с кольцевой полостью сливного клапана, и дополнительным источником рабочего агента, который связан с гидроаккумулятором, напорной полостью клапана высокого давления и датчиком высокого давления, при этом распределительный клапан выполнен тарельчатым, причем входная полость сл Датчика высокого давления связана с напорной полостью первого диффес ренциального золотрп1ка и дополнительной полостью вспомогательного золотника, вторая выходная полость которого связана с пружинной полостью второго дифференциального золотника , при этом вторая полость управления клапана высокохо давления связана с первой выходнс)й полостью вспомосо гательного золотника и поршневыми полостями распределительного и сливного кхгапанов, а первая полость упсо равления клапана высокого давления сл и полости управления обоих дополнительных клапанов связаны с выходной полостью второго дифференциального золотника.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) Е 21 С 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3622069/22-03 (22) 25.05.83 .(46) 30.01.85. Бюл,N - 4 (72) С.И.Елизаров и В.Н.Покровский (53) 622.233,5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 825898, кл. Е 21 С 3/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 1002564, кл. Е 21 С 3/10, 1981 (прототип). (54)(57)ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ.,включаюцее гидроцилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумуллтор, камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и штоковой полостямн управления, первый и второй дифференциальные золотники с напорными, выходными и пружинными полостями, вспомогательный золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и сливную магистраль, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ударной мощности у тройства эа счет обеспечения воэможности увеличения перепада давления между камерами рабочего и холостого ходов, оно снабжено гидроуправляемым сливным клапаном для связи камеры холостого хода со сливной магистралью, датчиком высокого давления, связанным с источником рабочего агента гидроуправляемым клапаном высокого агента, выходная полость которого связана со штоковой полостью распределительного клапана, двумя дополнительными гидроуправляемыми клапанами, входы которых связаны соответственно со штоковой полостью распределительного клапана и с камерой рабочего хода гидроцилиндра, а выходы — с кольцевой полостью сливного клапана, и дополнительным источником рабочего агента, который связан с гидроаккумулятором, напорной полостью клапана высокого давления и датчиком высокого давления, при этом распределительный клапан выполнен тарельчатым, причем входная полость датчика высокого давления связана с напорной иолостью первого дифференциального золотника и дополни тельной полостью вспомогательного золотника, вторая выходная полость которого связана с пружинной полостью второго дифференциального золотника, при этом вторая полость управления клап-иа высокого давления связана с первой выходной полостью вспомогательного золотника и поршневыми полостями распределительного и сливного кг апанов, а первая полость управления клапана высокого давления и полости управления обоих дополнительных клапанов связаны с выходной полостью второго дифференциального золотника.

1137195

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к бурильным машинам ударного действия.

Известно гидравлическое устройство ударного действия, включающее гид" роцилиндр, плунжер-ударник, гидроак- . кумулятар, камеры рабочего и холостого ходов и систему гидрораснределения Я.

Недостатком данного устройства является низкая его надежность при измерении давления рабочего агента в гидросистеме °

Наиболее близким к изобретению является гидравлическое устройство ударного действия, включающее гидроцилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и .штоковой полоатя" ми управления, первый и второй дифференциальный золотники с напорными, выходными и пружинными полостями, вспомогательный золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и сливную магистраль (21 .

Однако возможность увеличения перепада давления между камерами рабо- З чего и холостого ходов в этом устройстве ограничена, что снижает ударную. мощность устройства.

Цель изобретения — повышение ударной мощности устройства sa счет обес-, печения возможности перепада давления между камерами рабочего и холостого ходов.

Цель достигается тем, что гидрав-, лическое устройство ударного дейст40 вия, включающее гидроцилиндр, плунжер-ударник, гидроаккумулятор, камеры рабочего и холостого ходов, распределительный клапан с поршневой и штоковой полостями управления, 45 первый и второй дифференциальные золотники с напорными, выходными и пружинными полостями, вспомогательный золотник с первой и второй выходными и дополнительной полостями, распределительный золотник, источник рабочего агента и сливную магистраль, снабжено гидроуправляемым сливным клапаном дчя связи камеры холостого хода со сливной магистралью, датчиком высокого давления, связанным с источником рабочего агента, гидроуправляемым клапаном высокого давления, выходная полость которого связана со штоковой полостью распределительного клапана, двумя дополнительными гидроуправляемыми клапанами, входы которых связаны соответственно со штоковой полостью распреде лительного клапана и с камерой рабочего хода гидроцилиндра, а выходы — с кольцевой полостью сливного клапана, и дополнительным. источником рабочего агента, который связан с гидроаккумулятором, напорной полостью клапана высокого давления и датчиком. высокого давления, при этом распределительный клапан выполнен тарельчатым, причем входная полость датчика высокого давления связана с напорной полостью первого дифференциального золотника и дополнительной полостью вспомогательного золотника, вторая выходная полость которого связана с пружинной полостью второго дифференциального золотника, при этом вторая полость управления клапана высокого давления связана с первой выходной полостью вспомогательного золотника и поршневыми полостями распределительного и сливного клапанов, а первая полоеть управления клапана высокого давления и полости управления обоих дополнительных клапанов связаны с выходной полостью второго дифференциального золотника, На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 — упрощенный вариант устройства.

Гндропривод ударного действия содержит гидроцилиндр 1 с плунжеромударником 2 и распределительным клапаном 3, гидроаккумулятор 4, сливной клапан 5, первый и второй дифференциальные золотники 6 и 7, вспомогательный золотник 8, распределительный золотник 9, напорный канал 10 источник рабочего агента и сливную магистраль 11, гидроуправляемый кла= пан 12 высокого давления, первый и второй дополнительные гидроуправляемые клапаны 13 и 14, датчик высокого давления 15 с дросселем 16 и напорный канал 17 дополнительного источника рабочего агента высокого давления.

В гидроцилиндре 1 плунжером 2 образованы камеры рабочего хода 18 и холостого хода 19, Клапан 3 выполнен тарельчатым совместно с управляв3 1137 щим гидроцилиндром, в котором образованы поршневая 20 и штоковая 21 полости, а его поршень скреплен с тарелью. Клапан 3 выполнен с возможностью обеспечения минимального гид5 росопротивления потоку жидкости из гидроаккумулятора в камеру рабочего хода, а клапан 5 — с возможностью минимального гидросопротивления спивному потоку жидкости из камеры 10 холостого хода.

Дифференциальные золотники 6 и 7 выполнены с головками разного диаметра, в их торцовых полостях меньшего диаметра установлены пружины 15

22 и 23, в открытых торцовых полостях золотников 8 и 9 установлены пружины 24 и 25. Золотник 6 выполнен с напорной 26, сливной 27 и выходной 28 полостями, золотник 7 — 20 со сливной 29 и выходной 30 полостями, золотник 8 — с напорной 31, сливной 32 и первой 33 и второй 34 выходными и дополнительными 36 и 37, сливной 38 и выходными 39 и 40 полостями.

Гидроаккумулятор связан с второй выходной полостью 39, камера холостого хода 19 — с выходной полостью 40 золотника 9, торцовой полостью 41 золотника 6 и входом сливного клапана 5. Первая выходная полость 39 золотника 9 соединена с. пружинной полостью .22 золотника 7 и торцовой полостью 43 золотника 9, выходная полость 30 золотника 7 — с торцовой пблостью 44 золотника 8, кольцевой полостью 45 клапана 5 и штоковой полостью 21 клапана 3, выходная полость 33 золотника 8 — с поршневой

40 полостью 46 клапана 5, поршневой полостью 20 клапана 3 и с полостью пружины 23 золотника 7. К камере холостого хода 19 подсоединен пружинный гидроаккумулятор 47, предназначенный для компенсации утечек и под45 держания давления в камере во время такта накачки жидкости в гидроаккумулятор.

Полость 48 золотника 7 соединена 50 с напорным каналом 10.

Напорная полость 26 золотника 6 и дополнительная полость 35 золотника 8 соединены с выходным каналом 49 датчика 15 высокого давления, полость55

34 золотника 8 — с полостью пружины

23 золотника 7, а напорный канал 10— дополнительно с входом дросселя 16

195 4 соединенного или непосредственно совмещенного с полостью низкого давления 50 датчика 15. Напорный канал

17 высокого давления подсоединен к гидравлической полости аккумулятора 4, к полости высокого давления

51 датчика 15 и напорной полости 52 клапана 12, Выходная полость 30 золотника 7 соединена с торцовой полостью 53 клапана 12 и торцовыми полостями клапанов 13 и 14, выходная полость 33 золотника 8 — дополнитель .но с торцовой полостью 54 клапана 12.

Pабочая камера 18 гидроцилиндрà l соединена с входом клапана 14, выход которого соединен со сливным каналом 11, штоковая камера 21 клапана 3 — с выходной полостью 55 клапана 12 и входом клапана 13, выход которого соединен со сливным каналом

11. В датчике высокого давления 15 полость 50 отделена от полости высокого давления 51 мембраной 56, которая скреплена с иглой 57, прикрывающей отверстие датчика, соединенное со сливным каналом 11. Выходной. канал 49 датчика 15 подсоединен к полости 50 после ее соединения с дросселем 16.

На фиг.l показана .схема упрощенного варианта устройства без дополнительно-о источника рабочего агента, дополнительно гидроуправляемого клапана высокого давления, двух дополнительных клапанов и датчика высокого давления, при этом золотник 8 выполнен с дополнительными полостями 58 и 59, а золотник 7 — беэ полости 48.

Устройство работает следующим образом.

В такте холостого хода жидкость в камеру холостого хода подается

-через;;о;ость 40 золотника 9 иэ напорного канала 10 При этом жидкость под высоким давлением иэ канала 17 подается в аккумулятор 4. Слив жидкости иэ рабочей камеры осуществляется через клапан 14.

По окончашш холостого хода золотник 6 перемещается влево, вслед эа ним также влево золотник .9, гидроцилиндр l запирается, в аккумулятор

4 продолжает поступать жидкость из канала 17. В торцовую полость 42 золотника 7 подается никое пропорциональное давление, получаемое от датчика высокого давления 15 ° Под

11371 действием вь.сокогс давления в полос" ти 51 мембрана 56 отжимается и с помощью иглы 57 постепенно запирает сливное отверстие, давление в полосaи 50 повышается, 5

Когда давление в аккумуляторе дос-. тигнет. установленного уровня, соответственно по низкому давлению в датчике 15 в положении иглы 57, близком к запиранию сливного отверстия> и уси40

« лие от, давления жидкости в полости

42 на левьй торец золотника 7 превысит,суммарное усилие от давления жидкости и усилия пружины 23 на пра;

° 1 выи торец, то золотник 7 переместит- 15 . ся вправо. Вслед за тем давление из полости 30 проходит к золотнику 8 в кольцевую полость 45 клапана 5, в торцовые полостп клапанов 13 и 1 4 и в торцовую полость 53 клапана 12, 2О запираются клапаны 13 н 14, переме" щается вправо золотник 8. После соединения со сливом полостей 33, 46 и 54 первым открывается клапан 3, высокое давление проходит в рабочую ка- 25 меру 18, затем открывается клапан 5— на-пинается рабочий ход.

Под действием высокого давления в аккумуляторе плунжер 2 быстро перемещается вправо, из камеры холостого хода жидкость выталкиваетса на слив — совершается ускоренный рабочий ход. За счет гидравлических сопротивлений в спивном канале поддерживается некоторбе давление в камере холостого хода и в торцовой полости 41 золотника б, При остановке плунжера вследствие удара но инструменту давление в камере холос того хода снижается и золотник 6 перемещается в исходное положение под действием пружины, Далее в исходное положение возвращаются золотники 7, 9 и 8, соединяются со сливом штоковая полость 21 и кольцевая полость 45, а полости 20 и 46 соединяются с напором, и клапаHbI 3 H 5 заKpLIH«IIOTCH °

Дачее цикл повторяется

По второму варианту рабочий агент подается по каналу 10.

Жпдкость под давлением проходит в полости 26,. 31, 36 и 37 эолотьп 95 6 ков 6, 8 и 9, через полость 40 в камеру холостого хода 19 и через полости 31, 34, 33 и 38 в полости пру. жин 22, 23 и в торцовые полости 20 и 46 клапанов 3 и 5, клапаны закрываются, Плунжер 2 перемещается влево, выталкивая жидкость из рабочей камеры 18 через полости 58 и 36 на слив — выполняется возвратный ход плунжера. В конце хода плунжер упирается в выступ цилиндра и останавливается. Давление в камере холостого хода 19 возрастает выше верхнего уровня срабатывания золотника 6.

Усилие на правый торец золотника б от давления жидкости в полости 41 становится более суммарного усилия

or давления жидкости и усилия пружины 22 на левый торец, золотник б перемещается влево, полость 28 соединяется с напором,,цавление проходит в торцовые полости 42 и 43 золотников 7 и 9, золотник 9 перемещается влево, полости 37 и 40 и соответственно камера холостого хода запираются, полость 38 соединяется со сливом, полость 39 — с напором, начинается такт накачки жидкости (энергпп1 в гидроаккумуляторе 4.

Давление в полости пружины 22 исчезает,. золотник 6 удерживается далее в левом положении остаточным давлением в камере холостого хода и давлением пружинного гидроаккумулятора 4?. Гидроаккумулятор 4 заполняется жидкостью, давление в нем и в гидросистеме возрастает, Когда давление превысит уровень срабатывания золотника 7, псследний перемещается вправо, полость 30 соединяется с торцовой полостью 42, давление проходит в штоковую камеру

21 клапана 3, в кольцевую полость 45 клапана 5 и торцовую полость 44 золотника 8. Клапаны 3 и 5 сразу перемещаться не могут, так как они удерживаются давлением в торцовых полостях 20 и 46. Сначала перемещается вправо золотник 8, после соединения его полости 33 со сливом начинают перемещаться клапаны 3 и 5 °

Предложенное устройство работоспособно прн высоких давлениях, что позполяет повысить его ударную мощность.!

137195

Составитель 10. Стрелов

Редактор N.Äûëûí Техред А.Бабинец Корректор С.Черни

Заказ 10486/23 Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r,ужгород, ул. Проектная, 4