Устройство ударного действия

 

Использование: в горном деле и строительстве для разрушения пород и материалов . Сущность изобретения: устройство включает корпус и размещенный в нем поршень-ударник , делящий полость корпуса на рабочие камеры. С целью повышения КПД предлагаемого устройства и расширения его функциональных возможностей за счет обеспечения независимости энергии удара от производительности привода, установленного на базовой машине, в напорной магистрали, соединяющей источник давления с камерой холостого хода после канала, соединяющего указанный источник давления с гидроаккумулятором, установлен нормально закрытый напорный клапан, управляющая полость которого постоянно соединена с упомянутым каналом, снабженным обратным клапаном, срабатывающим в сторону гидравлической полости гидроаккумулятора . 1 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 С 3/20

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Ж

C м чи (21) 5019888/03 (22) 15,07,91 (46) 23.03.93. Бюл, № 11 (71) Институт гидродинамики им. M,À,Ëàâрентьева (72) В.Я.Фадеев, П.Я,Фадеев и M.M.Ãóñåëüников . (73) Институт гидродинамики им, М,А.Ëàâрентьева СО РАН (56) Авторское свидетельство СССР

N 1422988, кл, Е 21 С 3/20, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1493778, кл, Е 21 С 3/20, 1987. (54) УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Использование: в горном деле и строительстве для разрушения пород и материалов, Сущность изобретения; устройство включает корпус и размещенный в нем порИзобретение относится к гидропневматическим ударным устройствам с аккумулятором давления, снабженным разделительной диафрагмой и может использоваться в горном деле и строительстве для разрушения горных пород и других породоподобных материалов.

Цель изобретения — создать ударное устройство, в котором исключены непроизводительные потери энергии при холостом ходе ударника и энергия удара которого не зависит от производительности питающего насоса, На чертеже приведена принципиальная схема устройства ударного действия с нормально закрытым напорным клапаном.

Устройство состоит из корпуса 1, в направляющих которого подвижно вдоль оси установлен поршень-ударник 2 с рабочим

„„Я2„„1804554 А3 шень-ударник, делящий полость корпуса на рабочие камеры. С целью повышения КПД предлагаемого устройства и расширения его функциональных возможностей за счет обеспечения независимости энергии удара от производительности привода, установленного на базовой машине, в напорной магистрали, соединяющей источник давления с камерой холостого хода после канала, соединяющего указанный источник давления с гидроаккумулятором, установлен нормально закрытый напорный клапан, управляющая полость которого постоянно соединена с упомянутым каналом, снабжен-, ным обратным клапаном, срабатывающим в сторону гидравлической полости гидроаккумулятора, 1 ил, ааааЪ инструментом 3, образующий с корпусом 1 камеру холостого хода 4 и камеру рабочего хода 5, Камера холостого хода 4 напорной С магистралью 6 с установленным на ней под- Ф г1ружиненным нормально закрытым напор- (jl ным клапаном 7 постоянно соединена с (Л источникомдавления 8,а каналом 9 с обрат- Д, : ным клапаном 10 — с аккумулятором давле- ния 11, заполненным сжатым газом, Камера рабочего хода б каналом 12 периодически .. через распределитель 13 сообщается со, еливным баком 14.или каналами l2, 15 и 16 — с камерой холостого хода 4 и аккумулято- . ром давления 11. Гидравлическая управляющая полость распределителя 13 постоянно каналом 17 соединена с открытой в cTopOHó рабочей камеры 5 полостью 18 и периодически,":каналом 19 — с полостью 4

1804554 холостого хода. Кроме того, управляющая полость распределителя 13 каналом 20 с дросселем 21 сообщена с противоположной полостью указанного распределителя. Управляющая полость нормально закрытого напорного клапана 7 каналом 22 постоянно соединена с каналом 9 гидросистемы устройства.

Ударное устройство работает следующим образом. В исходном положении пор- "0 шень-ударник 2 занимает крайнее левое положение, диафрагма 23 аккумулятора 11 давления под действием сжатого газа прижата к перфорированной переборке, разде15 ляющей гидравлическую и газовую полости аккумулятора, напорный клапан 7 под действием пружины закрыт, источнйк давления

8 и камера 4 холостого хода разорщены.

Распределитель 13 под действием пружины занимает положение, показанное на фиг.1.

Рабочая жидкость от источника давления 8 по каналу 9 через обратный клапан 10 вначале поступает в гидравлическую полость аккумулятора 11, накаплйваясь в по-:, . следнем и дополйительно сжимая 25 находящийся в нем сжатый газ. Происходит аккумулирование энергии в гидроаккумуляторе 11 для совершения рабочего хода; При этом давление жидкости в аккумуляторе 11 и канале 9 увеличивается и, передаваясь по 30 каналу 22 в управляющую полость клапана

7, сжимает пружину последнего; вследствие чего источник давления 8 по напорной магистрали 6 соединяется с камерой 4 холостого хода. Под действием поступающей в камеру 35

4 рабочей жидкости поршень-ударник 2 начйнает ускоренное движение, вытесняя из камеры рабочего хода 5 отработанную жидкость по каналу 12 через распределитель 13 в сливной бак 14. Происходит холостой ход 40 ударника 2. Скорость поршня-ударника 2 в начале холостого хода значительно ниже предельной скорости для данной производительности источника 8 давления. Поэтому в начальный момект количество поступаю- 45 щей от источника 8 давления жидкости зна. чительно превосходит потребное для .холостого хода поршня-ударника 2 и избыток жидкости по линии 9 через обратйый клапан 10 поступает в гидравлическую по- 50

noc b аккумулятора 11 давления, обеспечивая дополнительную зарядку последнего, По мере нарастания скорости холостого хода поршня-ударника.2 количество жидкости, поступающей в камеру 4 холостого хода 55 непрерывно увеличивается, в то время как количество жидкости, поступающей в аккумулятор 11 уменьшается, B момент, когда скорость поршня-ударника 2 достигает предельно возможной скорости при данной производительности источника 8 давления. вся жидкость от последнего поступает s камеру 4 холостого хода, а поступление рабочей жидкости в аккумулятор 11 прекращается. При этом обратная разрядка аккумулятора 11 не происходит, т.к. этому препятствует обратный клапан 10, Жесткость пружины нормально закрытого напорного клапана 7 подбирается таким образом, что до открытия клапана 7 в аккумулятор 11 поступает количество жидкости, почти достаточное для совершения последующего рабочего хода поршня-ударника 2. Недостающая для рабочего хода порция жидкости поступает в аккумулятор 11 во время ускоренного движения поршня-ударника 2 в начале и во время его торможения в конце холостого хода. В конце холостого хода поршневой выступ поршня-ударника 2 входит в полость 18, изолируя находящуюся в ней жидкость от канала 12, В результате в полости 18 возрастает гидравлическое давление, жидкость из полости 18 по каналу 17 поступает в управляющую полость распределителя 13 и, сжимая пружину, толкает золотник распределителя 13 в противоположное положение. При этом камера 5 рабочего хода изолируется от сливного бака 14 и одновременно по каналам 15, 16 и 12 сообщается с камерой 4 холостого хода источником 8 давления и аккумулятором 11 давления, В результате давление жидкости в камерах 4 и 5 становится одинаковым и равным давлению сжатого газа в аккумуляторе 11. В связи с тем, что площадь поршневого выступа поршня-ударника 2 со стороны камеры 5 рабочего хода превосходит его площадь со стороны камеры 4 холостого хода, то при равенстве давлений в обеих камерах на поршень-ударник 2 действует сила, выталкивающая его из корпуса 1. Под действием этой силы поршень-ударник 2 совершает рабочий ход. При этом поршневой выступ поршня-ударника 2 выходит из полости 18.и последняя снова сообщается с камерой 5 рабочего хода, Однако золотник распределителя 13 продолжает удерживаться во втором положении, благодаря перепаду давления между камерами 4 и 5 устройства за счет скоростного напора, создаваемого движущимся поршнем-ударником 2. Скоростной напор по каналу 19 передается в управляющую полость распределителя 13, При рабочем ходе поршня-ударника 2 жидкость из камеры холостого хода по каналу 15 через распределитель 13 перетекает в камеру 5 рабочего хода, куда по каналам 9 и 16 поступает такжежидкость отисточника 8давления и аккумулятора 11 давления. Так как на совершение рабочего хода рэ".ходуется запас

1804554 накопленной в аккумуляторе 11 жидкости, то по мере приближения ударника 2 к разрушаемой поеграде давление жидкости в устройстве и ускорение ударника 2 непрерывно уменьшаются, При столкновении с преградой поршень-ударник 2 наносит по ней удар и останавливается. При этом скоростной напор в камере 4 становится равным 0 и давление жидкости в камерах 4 и 5 становится одинаковым. При этом одинаковым становится также гидравлическое давление, действующее на ггротивоположные торцы золотника распределителя 13. В результате он под действием прухрвны возвращается в исходное положение и начинается очередной холостой ход. Далее цикл повторяется.

Из описания работы предлагаемого устройства следует, что почти вся энергия, необходимая для совершения рабочего хода поршня-ударника 2 запасается в аккумуляторе 11 давления до начала холостого хода поршня-ударника 2. Это происходит благодаря тому, что на напорной линии 6, соединяющей источник 8 давления с камерой 4 холостого хода установлен нормаль. ной закрытый подпружиненный напорный клапан 7с управляющей полостью, который настроен таким образом, что автоматически сообщает источник 8 давления с полостью 4 холостого хода в том случае когда в аккумуляторе 11 практически полностью запасена энергия для совершения рабочего хода. При этом, независимо от характера движения поршня-ударника 2 запасенная в аккумуляторе энергия во время холостого хода не может возвратиться обратно в систему, т.к. этому препятствует обратный клапан 10, установленный в канале 9, соединяющем аккумулятор 11 давления с напорной линией

6. При этом независимо от производительности источника 8 давления запас энергии в аккумуляторе 11 всегда будет одинаков и определяется только настройкой пружины нормально закрытого напорного клапана 7, Следовательно всегда одинаковой будет и

5 энергия удара. Из изложенного следует, что благодаря использованию в устройстве нормально закрытого клапана 7 на напорной линии 6 и обратного клапана 10 на линии 9, соединяющей гидравлическую полость ак10 кумулятара 11 с напорной линией 6, удается достичь постоянства энергии удара н зависимо от производительности питающего ударное устройство источника 8 давления, . П йдлагаемое ударное устройство ус15 тойчиво работает при любой производительности источника 8 давления и пригодно для использования практически на всех видах базовых машин, располагающих гидравлической системой заданного давления.

20 Объемный расход жидкости в гидросистеме базовой машины существенного значения не имеет.

Формула изобретения

Устройство ударного действия, включа25 ющее корпус, образующий с поршнем-ударником камеру холостого хода, сообщенную с напорной магистралью, и камеру рабочего .. хода, попеременно через распределитель связанную со.сливной или напорной маги30 стралью и гидроаккумулятором, гидравлические каналы, источник давления, о т л ич а ю щ ее с я тем, что устройство снабжено установленным в напорной магистрали, соединяющей источник давления с камерой

35 холостого хода, нормально закрытым напорным клапанОм, управляющая полость которого постоянно связана с гидравлическим каналом, соединяющим источник давления с гидроаккумулятором, при этом

40 упомянутый канал имеет обратный клапан, вход которого связан с напорной магистралью, а выход — с гидроаккумулятором.

1804554

Составитель Н,Зилинг

Техред М.Моргентал Корректор Л,Левринй

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1074 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113635, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5