Газодинамический рыхлитель

 

Сущность изобретения: газодинамический рыхлитель содержит полый штанговый корпус, винтовой наконечник, механизм для привода винтового наконечника, газораспределительный механизм, трубопровод для подвода сжатого газа, седло, верхнюю и нижнюю разрядные втулки, направляющий вал. кронштейн и кран для управления подачей сжатого газа Газораспределительный механизм выполнен в виде основной и дополнительной рабочих камер, газовода, клапанов и подводящих втулок. Хвостовик основной рабочей камеры кинематически связан с механизмом для привода винтового наконечника . Хвостовик дополнительной рабочей камеры расположен во внутренней полости ступенчатого корпуса и жестко соединен с последним. 3 з.п.флы,7ип

рщ ИУ (и) (51) 5 E02F5 32

К йАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4937446/03 (22) 16.05.91 (46) 15.12.93 Бюл. Ив 45-46 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Ивкин B.Ñ. (73) Ульяновский политехнический институт (54) ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РЫХЛИТЕПЬ (57) Сущность изобретения: газодинамический рыхпитель содержит полый штанговый корпус, винтовой наконечник, механизм для привода винтового наконечника, газораспределитепьный механизм, трубопровод дпя подвода сжатого газа, седло, верхнюю и нижнюю разрядные втулки, направляющий вал, кронштейн и кран для управления подачей сжатого газа Газораспределительный механизм выполнен в виде основной и дополнительной рабочих камер, газовода, клапанов и подводящих втулок

Хвостовик основной рабочей камеры кинематически связан с механизмом для привода винтового наконечника. Хвостовик дополнительной рабочей камеры расположен во внутренней полости ступенчатого корпуса и жестко соединен с последним. 3 з.п.флы,7 ил.

2004710

Изобретение относится к.горному делу и строительству и может быть использовано в рыхлителях гаэодинамического действия для разрушения прочных и мерзлых грунтов.

Известно устройство, содержащее винтовой наконечник и жестко соединенный с ним полый штанговый корпус, имеющий емкость для сжатого газа, которая через клапаны сообщена,с подводящей сжатый газ магистралью и с выхлопными отверстиями, причем в емкости расположен подпружиненный поршень, соединенный тягой с перекрывающим выхлопные отверстия клапаном.

Недостатки этого устройства следующие.

1. Так как рабочей камерой служит внутренняя полость штангового корпуса, то объем ее мал, вследствие чего будут небольшая глубина рыхления эа один цикл, малая производительность и повышенная энергоемкость процесса разрушения грунта.

Глубина рыхления в данном устройстве устанавливается, исходя из энергии сжатого газа, заключенного во внутренней полости штангового корпуса, грунтовых условий и степени подготовленности забоя (рыхление поверхности. в забой). Обьем рабочей камеры в устройстве можно увеличить в ограниченных пределах только за счет увеличения диаметра штангового корпуса, эавинчиваемого в грунт. Но с ростом диаметра штангового корпуса возрастает работа на завинчивание устройства в грунт, .

2, Штанговый корпус с винтовым наконечником соединен жестко, в результате чего затрудняется или становится невозможным ремонт рыхлителя в полевых условиях.

3. При рыхлении грунта энергия газового импульса не рассредоточена по глубине рыхления, в результате чего грунт неравномерно дробится по фракциям, возможен его разлет, Защитный экран отсутствует, который предохранял бы оператора и базовую машину.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции рыхлителя является рыхлитель, включающий винтовой наконечник с выхлопными отверстиями и жестко соединенный с ним полый штанговый корпус с емкостью для сжатого газа, связанной клапаном с источником сжатого газа, в которой установлен подпружиненный поршень, соединенный жесткой тягой с выпускным клапаном. сообщающим емкость с выхлопными отверстиями, при этом поршень имеет сквозные каналы с размещенными в них . обратными клапанами, а винтовой наконеч45

Для этого нужно иметь достаточного объема, незавинчиваемые в грунт основную и дополнительную рабочие камеры, объем которых устанавливался бы исходя не из параметров внутренней полости штангового корпуса, а из максимально возможной производительности компрессора, размещенного на базовой машине и в зависимости от частоты циклов работы рыхлителя, Но для обеспечения устойчивой производительности нового рыхлителя с двумя разрядными втулками потребуется создать оригинальный газораспределительный механизм. который бы исключал нерасчетный вариант выпуска (выхлопа) сжатого газа из основной и дополнительной рабочих камер ник имеетдополнительные, расположенные с основными выхлопными отверстиями, сообщенные через дополнительный выпускной клапан с полостью, образованной в емкости посредством перегородки и патрубка, через канал которого емкость сообщена с основными выхлопными отверстиями, причем полость через клапан сообщена с источником сжатого газа, при этом жесткая тяга выполнена с расположенными у входного устья патрубка верхним и нижним упорами, между которыми с возможностью перемещения вдоль тяги установлен впускной клапан емкости, а выпускной клапан полости связан тягой жестко, Оснащение рыхлителя патрубком, расположенным между выпускным клапаном емкости и основными выхлопными отверстиями, позволяет увеличить кинетическую энергию истекающего из емкости газа, а оборудование его дополнительной полостью в штанговом корпусе с.выпускным клапаном позволяет только локально разрыхлить грунт у основных выпускных отверстий винтового наконечника.

К недостаткам рыхлителя можно отнести следующее;

1, Так как основные и дополнительные выхлопные отверстия располагаются только на винтовом наконечнике и расстояние по высоте между ними мало, то при рыхлении не удается добиться равномерного дробления грунта по глубине рыхления, потому что в грунт завинчивается еще и штанговый корпус рыхлителя.

Применение же s этом рыхлителе до полнительной разрядной втулки, расположенной на полом штанговом корпусе, 40 позволило бы повысить равномерность дробления грунта по глубине рыхления за счет использования эффекта воздействия на мерзлый или прочный грунт разнесенных по высоте газовых импульсов.

2004710 через соединенные между собой верхнюю и нижнюю разрядные втулки, 2. Другим недостатком рыхлителя является невозможность его ремонта в полевых условиях, так как полый штанговый корпус с винтовым наконечником соединен жестко.

Применение же разъемных соединений позволило бы осуществить ремонт. быструю замену в полевых условиях вышедших из строя деталей.

3. Отсутствует защитный экран, который предохранял бы оператора и базовую машину от разлетающихся частиц грунта при рыхлении.

Цель изобретения — обеспечение устойчивой производительности рыхлителя, равномерного дробления грунта по глубине рыхления за счет исключения нерасчетного варианта выпуска сжатого газа из основной и дополнительной рабочих камер через кинематически связанные между собой верхнюю и нижнюю разрядные втулки.

Цель достигается тем, что рыхлитель снабжен кинематически связанным с штанговым корпусом и размещенным соосно с последним седлом, кинематически связанной с седлом и установленной соосно с последним верхней разрядной втулкой с выхлопными отверстиями, кинематически связанной одним своим концом с верхней разрядной втулкой и кинематически связанной другим своим концом с винтовым наконечником нижней разрядной втулкой с выхлопными отверстиями. которая установлена соосно с верхней разрядной втулкой и с винтовым наконечником, вертикально расположенным направляющим валом для закрепления нэ раме базовой машины и установленным с возможностью продольного перемещения кронштейном с закрепленными на нем втулками для соединения с направляющим валом, а газораспределительный механизм выполнен в виде закрепленной на верхнем торце штангового корпуса основной рабочей камеры с полым хвостовиком, внутренняя полость которой сообщена с внутренней полостью штангового корпуса, жестко соединенного с кронштейном ступенчатого корпуса с расположенными в его стенке меньшего диаметра двумя кольцевыми каналами и с расположенными в его стенке большего диаметра двумя кольцевыми каналами. расположенной соосно во внутренней полости основной рабочей камеры дополнительной рабочей камеры с размещенными коаксиально внутри хвостовика основной рабочей камеры полым хвостовиком, внутренняя полость которого сообщена с внутренней полостью дополнительной рабочей камеры, расположенного коаксиально с

55 кольцевым зазором во внутренних полостях штэнгового корпуса, седла и в верхней разрядной втулке газовода, который сообщен с внутренней полостью дополнительной рабочей камеры и нижний торец которого расположен во внутренней полости нижней разрядной втулки, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри верхней разрядной втулки и взаимодействия с нижним торцом седла клапана для сообщения кольцевого зазора между седлом и газоводом с выхлопными отверстиями в верхней разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления пружину для под-. жатия клапана к нижнему торцу седла, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри нижней разрядной втулки и взаимодействия с нижним торцом газавода клапана для сообщения внутренней полости газовода с выхлопными отверстиями в нижней разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления пружину для поджатия клапана к нижнему торцу газовода. и коаксиально установленные внутреннюю и наружную подводящие трубки, которые расположены по продольной оси во внутренней полости хвостовикэ дополнительной рабочей камеры и газовода, при этом один из кольцевых каналов в стенке меньшего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе и хвос- овике дополнительной рабочей камеры радиальных каналов сообщен с внутренней полостью хвостовика дополнительной рабочей камеры, второй кольцевой канал в стенке меньшего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе радиальных каналов сообщен через внутреннюю подво-дящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения внутренней полости гэзовода с выхлопными отверстиями в нижней разрядной втулке, один из кольцевых каналов в стенке большего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе радиальных каналов сообщен через наружную подводящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения кольцевого зазора между сед2004710

55 лом и газоводом с выхлопными отверстиями в верхней разрядной втулке и второй кольцевой канал в стенке большего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе и хвостовике основной рабочей камеры радиальных каналов сообщен через кольцевой зазор между хвостовиками основной и дополнительной рабочих камер, через внутреннюю полость основной рабочей камеры и кольцевой зазор между штанговым корпусом и гаэоводом с кольцевым зазором между седлом и газоводом, причем хвостовик основной рабочей камеры кинематически связан с механизмом для привода винтового наконечника и установлен во внутренней полости ступенчатого корпуса с воэможностью вращения, а хвостовик дополнительной рабочей камеры расположен во внутренней полости ступенчатого корпуса и жестко соединен с последним.

Кинематическая связь штангового корпуса с седлом, седла с верхней разрядной втулкой, верхней разрядной втулкой с нижней разрядной втулкой и нижней разрядной втулки с винтовым наконечником выполнена в виде шлицевого соединения со стопорным приспособлением для соединения деталей между собой.

На нижнем торце вертикально расположенного направляющего вала закреплен защитный экран с отверстием для прохода штангового корпуса.

8 новой конструкции рыхлителя, по сравнению с прототипом, применены дополнительная рабочая камера, расположенная соосно во внутренней полости основной рабочей камеры, которая закреплена на верхнем торце штангового корпуса рыхлителя, не два ряда выхлопных отверстий (основных и дополнительных) на винтовом наконечнике, а две разрядные втулки (верхняя и нижняя), которые кинематически связаны между собой, при этом верхняя часть верхней разрядной втулки кинематически связана с седлом, а нижняя часть нижней разрядной втулки «инематически связана с винтовым наконечником, В новой конструкции рыхлителя, по сравнению с прототипом, эа счет использования эффекта воздействия нам мерзлый или прочный грунт разнесенных по высоте двух газовых импульсов равномерность дробления грунта по глубине разрушения повышается.

Хотя рабочие камеры названы дополнительной и основной, но объемы сжатого га5

40 б за, которые накапливаются в них между циклом рыхления, могут быть и одинаковыми.

Больший обьем основной рабочей камеры необходим для размещения в ней, помимо сжатого газа. еще и дополнительной рабочей камеры.

Лимитирующими факторами по величине объемов сжатого газа в этих камерах будут являться производительность компрессора, размещенного нв базовой машине, и частота циклов работы рыхлителя.

Другим существенным отличием предлагаемой конструкции рыхлителя от прототипа является наличие разъемных соединений. Кинематическая связь штангового корпуса с седлом, седла с верхней разрядной втулкой, верхней разрядной втулки с нижней разрядной втулкой и нижней разрядной втулки с винтовым наконечником выполнена в виде шлицевого соединения со стопорным приспособлением для соединения деталей между собой, которое выполнено из соединительных муфт и контргаек.

Наличие разъемных соединений позволяет осуществить ремонт, быструю замену в полевых условиях вышедших из строя деталей, что улучшит условия эксплуатации новой конструкции рыхлителя, Третьим отличием предлагаемой конструкции рыхлителя от прототипа является наличие защитного эк рана, который закреплен на нижнем торце вертикально расположенного направляющего вала, связанного с рамой базовой машины. Защитный экран предохраняет оператора и базовую машину от разлетающихся частиц грунта при рыхлении, что также улучшает условия эксплуатации новой конструкции рыхл ителя.

И, наконец, четвертым существенным отличием предлагаемой конструкции рыхлителя от прототипа является наличие оригинального газораспределительного механизма, позволяющего осуществить надежный вариант раздельной подачи сжатого газа s основную и дополнительную рабочие камеры, в полости управления клапанами верхней и нижней разрядных втулок, а также обеспечить раздельную их разрядку, быстрое обнаружение неисправностей и их устранение.

В результате чего обеспечивается устойчивая производительность рыхлителя,качественное дробление грунта по глубине рыхления, минимальный радиус разброса грунта.

На фиг. 1 дан общий вид верхней части газодинамического рыхлителя с системой управления: на фиг, 2 — вид в разрезе сту2004710

10 пенчатого корпуса; на фиг, 3 — сечение по

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение по Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5 — сечение по  — В на фиг, 2; на фиг. 6 — сечение по à — Г на фиг, 2; на фиг, 7 — общий вид с частичным продольным разрезом рабочей части газодинамического рыхлителя.

Газодинамический рыхлитель содержит штанговый корпус 1 с внутренней полостью

2, к верхнему торцу которого болтами 3 крепится основная рабочая камера 4, связанная с полым хвостовиком 5, ступенчатый корпус 6, расположенный на полом хвостовике 7 и полом хвостовике 5 выше основной рабочей камеры 4 и связанный с вертикально расположенным направляющим валом 8 посредством кронштейна 9 и охватывающих вал 8 втулок 10 с возможностью продольного Перемещения, защитный экран 11, неподвижно закрепленный на нижнем торце направляющего вала 8 и имеющий отверстие 12 диаметром d для прохода через него штангового корпуса 1 рыхлителя (фиг.

1).

Вертикально расположенный направляющий вал 8 закреплен на раме базовой машины (не показано).

9 ступенчатом корпусе 6 выполнены центральное отверстие 13 диаметром бц со ступенчатой расточкой с торца большего диаметра De (фиг. 2), два кольцевых канала 14, 15 с радиальными каналами 16, 17 в стенке меньшего диаметра 0 (фиг. 3, фиг. 4) и два кольцевых канала 18, 19 с радиальными каналами 20. 21 в стенке большего диаметра

Об (фиг. 6) ступенчатого корпуса 6.

Полый хвостовик 5 основной рабочей камеры 4 кинематически связан с приводным механизмом (не показан) и установлен с возможностью вращения во внутренней полости ступенчатой расточки центрального отверстия 13 ступенчатого корпуса 6, в которой также установлены упорный подшипник 22, гильза 23 с радиальными каналами 24, уплотнительные кольца 25, фланец

26 уплотнительный.

Полый хвостовик 7 неподвижно установлен во внутренней полости центрального отверстия 13 ступенчатого корпуса 6. в которой также установлены гильза 27 с радиальными каналами 28, гильза 29 с радиальными каналами 30, гильза 31 с радиальными каналами 32, уплотнительные кольца 33, фланцы 34 уплотнительные. Полый хвостовик 7 коаксиально установлен во внутренней полости центрального отверстия 35, имеющего диаметр Оц, выполненного в хвостовике 5 основной рабочей камеры 4. К верхнему резьбовому участку полого хвостовика 7 гайкой 36 прикреплена

55 крышка 37, которая болтами 38 неподвижно закреплена на торце меньшего диаметра DM ступенчатого корпуса 6.

Соосно во внутренней полости основной рабочей камеры 4 установлена дополнительная рабочая камера 39, связанная с полым хвостовиком 7 и с газоводом 40. который коаксиально с кольцевым зазором установлен во внутренней полости 2 штангового корпуса 1. седла 41 и в верхней разрядной втулке 42, и нижний торец которого расположен во внутренней полости нижней разрядной втулки 43 (фиг. 1, фиг. 7).

Внутренняя полость основной рабочей камеры 4 сообщается последовательно с внутренней полостью 2 штангового корпуса 1. а затем с внутренней полостью 44 седла 41.

В нутри верхней разрядной втулки 42 установлен на газоводе 40 с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия с нижним торцом седла 41 клапан 45. Последний поджимается к торцу седла 41 пружиной 46. Клапан 45 перекрывает выхлопные отверстия 47, которые выполнены радиально с раструбом в сторону наружной поверхности верхней разрядной втулки 42.

Внутри нижней разрядной втулки 43 с возможностью ограничен ного осевого перемещения и взаимодействия с нижним торцом газовода 40 установлен клапан 48. который поджимается к нижнему торцу газовода 40 пружиной 49. Клапан 48 перекрывает выхлопные отверстия 50, которые также выполнены радиально с раструбом в сторону наружной поверхности нижней разрядной втулки 43. Движение клапана 48 вверх ограничено газоводом 40.

Седло 41 с штанговым корпусом 1 и с верхней разрядной втулкой 42 связано шлицевыми соединениями 51 и 52, соединительными муфтами 53 с контргайками 54. Для обеспечения сборки седла 41 с LUTBHI.oBblM корпусом 1 с верхней разрядной втулкой 42 выполнен монтажный размер IM (фиг, 1, фиг.

7), включающий длину Il соединительной муфты 53, высоту 12 контргайки 54, длину 1з проточки 55 на штанговом корпусе 1, седле

41, т.е.:

IM = 11 + 2 + 13

Нижняя разрядная втулка 43 с верхней разрядной втулкой 42 и с винтовым наконечником 56 связана шлицевыми соединениями 57 и 58, соединительными муфтами 53 с контргайками 54. Для обеспечения сборки нижней разрядной втулки 43 с верхней разрядной втулкой 42 и с винтовым наконечником 56 также выполнен монтажный размер

IM. На винтовом наконечнике 56 выполнена винтовая лопасть 59.

2004710

5

25

Во внутренней полости 60 хвостовика 7 дополнительной рабочей камеры 39, в газоводе 40 по продольной оси коаксиально установлены внутренняя 61 и наружная 62 подводящие трубки. Трубопровод 63 через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 65 и 66, штуцер

67, через радиальный канал 68 и кольцевой канал 14 с радиальными каналами 16 встенке меньшего диаметра D> ступенчатого корпуса 6 (фиг. 1, фиг. 3), через радиальные каналы 28 в гильзе 27 и радиальные каналы

69 в хвостовике 7 сообщен с внутренней полостью 60 хвостовика 7 дополнительной рабочей камеры 39. Дополнительная. рабочая камера 39 сообщается с внутренней полостью 70 газовода 40.

Трубопровод 63 через кран 71 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 72 и 73, штуцер 74, через радиальный канал 75 и кольцевой канал 15 с радиальными каналами 17 в стенке меньmего диаметра DM ступенчатого корпуса 6 (фиг, 1, фиг. 4). через радиальные каналы 30 в гильзе 29, кольцевую проточку 76 в хвостовике 7 дополнительной рабочей камеры 39, имеющую диаметр d, через внутреннюю подводящую трубку 61 сообщен с полостью.

77 управления клапаном 48 для сообщения внутренней полости 70 газовода 40 с выхлопными отверстиями 50 в нижней разрядной втулке 43 (фиг. 7).

Трубопровод 63 подключен к источнику

78 питания, Трубопровод 63 для подвода сжатого газа от источника 78 питания через кран 71 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 72 и 79, штуцер

80. радиальный канал 81 и кольцевой канал

18 с радиальными каналами 20 в стенке большего диаметра De ступенчатого корпуса 6 (фиг. 1, фиг. 5), через радиальные каналы 32 в гильзе 31, кольцевую проточку 82 в хвостовике 7 дополнительной рабочей камеры 39, имеющую диаметр а, через наружную подводящую 62 и патрубок 83 (фиг. 7), связанный с наружной подводящей трубкой 62 и установленный в радиальный канал 84, выполненный в газоводе 40 и имеющий диаметр d*, сообщен с полостью 85 управления клапаном 45 для сообщения кольцевого зазора между седлом 41 и газоводом 40 с выхлопными отверстиями 47 в верхней разрядной втулке 42.

Трубопровод 63 для подвода сжатого газа от источника 78 питания через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 65 и 86, штуцер 87, радиальный канал 88 и кольцевой канал 19 с радиальными каналами 21 в стенке большего диаметра Dr ступенчатого корпуса 6 (фиг. 1, фиг. 6), через радиальные каналы 24 в гильзе

23 и радиальные каналы 89 в хвостовике 5

Основной рабочей камеры 4 сообщен через кольцевой зазор 90 между хвостовиками 5 и

7 соответственно основной 4 и дополнительной 39 рабочих камер, через внутреннюю полость основной рабочей камеры 4 и кольцевой зазор между штанговым карпусом 1 и газоводом 40 с кольцевым зазором между седлом 41 и газоводом 40.

Внутренняя подводящая трубка 61, выходящая из наружной подводящей трубки

62 в полости 70 нижнего участка газовода 40 и установленная в клапане 48 и в полости 77 управления этим клапаном 48 (фиг, 7), удалена от наружной подводящей трубки 62 в полости 60 хвостовика 7 дополнительной рабочей камеры 39 (фиг. 2) на расстояние L, равное расстоянию между рядами радиальных каналов 17 и 20 и сообщенных с ними кольцевых каналов 15 и 18 в ступенчатом корпусе 6, При этом кольцевой канал 15 выполнен в стенке меньшего диаметра Ом ступенчатого корпуса 6 под кольцевым каналом 14, а кольцевой канал 18 выполнен в стенке больmего диаметра De ступенчатого корпуса 6 над кольцевым каналом 19.

Работа газодинамического рыхлителя осуществляется следующим образом. Приводной механизм (не показан) обеспечивает вращение хвостовика 5 основной рабочей камеры 4, эавинчивание винтового наконечника 56, нижней разрядной втулки 43, верхней разрядной втулки 42, седла 41, штангового корпуса 1 в мерзлый или прочный грунт (фиг. 1, фиг. 7), Крутящий момент воспринимают шлицевые соединения 51, 52, 57, 58, а осевые нагрузки — соприкасающиеся элементы (сверху вниз): 1 и 41: 41 и 42; 42 и 43; 43 и 56.

Контргайки 54 препятствуют отвинчиванию соединительных муфт 53, в результате чего исключаются утечки сжатого газа через уплотнения при заполнении основной рабочей камеры 4, дополнительной рабочей камеры 39, полости 77 управления клапаном

48, полости 85 управления клапаном 45, внутренних полостей 2, 44 и 70 в штанговом корпусе 1, в седле 41 и газоводе 40.

Одновременно свинчиванием газодинамического рыхлителя в грунт оператор открывает краны 64 и 71 для управления подачей сжатого газа. От источника 78 питания по трубопроводу 63, через кран 64 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 65 и 66,штуцер 67. через радиальный канал 68 и кольцевой канал 14 с радиальными каналами 16 в стенке меньшего диаметра D< ступенчатого корпуса 6 (фиг.

2004710

1. фиг. 3), через радиальные каналы 28 и 69 в гильзе 27 и в хвостовике 7 дополнительной рабочей камеры 39, через внутреннюю полость 60 в хвостовике 7 сжатый газ поступает в дополнительную рабочую камеру 39.

Одновременно от крана 64 для управления подачей сжатого газа. через штуцер трубопроводы 65 и 86, штуцер 87, радиальный канал 88 и кольцевой канал 19 с радиальными каналами 21 в стенке большего диаметра

Oг ступенчатого корпуса 6 (фиг, 1, фиг. 6), через радиальные каналы 24 и 89 в гильзе 23 и в хвостовике 5 основной рабочей камеры

4, через кольцевой зазор 90 между хвостовиками 5 и 7 соответственно основной 4 и дополнительной 39 рабочих камер сжатый гаэ поступает в основную рабочую камеру 4.

В тоже время от источника 78 питания по трубопроводу 63 через кран 71 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 72 и 73. штуцер 74, через. радиальный канал 75 и кольцевой канал 15 с радиальными каналами 17 в стенке меньшего диаметра DM ступенчатого корпуса 6 (фиг, 1, фиг. 4), через радиальные каналы 30 в гильзе 29, кольцевую проточку 76 в хвостовике 7 дополнительной рабочей камеры 39, имеющую диаметр d. через внутреннюю подводящую трубку 61 сжатый газ поступает и в полость 77 управления клапаном 48 для сообщения внутренней полости 70 газовода 40 с выхлопными отверстиями 50 в нижней разрядной втулке 43 (фиг. 7), Через кран 71 для управления подачей сжатого газа, через трубопроводы 72 и 79, штуцер 80. радиальный канал 81 и кольцевой канал 18 с радиальными каналами 20 в стенке большего диаметра De ступенчатого корпуса 6 (фиг. 1. фиг. 5), через радиальные каналы 32 в гильзе 31, кольцевую проточку

82 в хвостовике 7 дополнительной рабочей камеры 39, имеющую диаметр d,÷åðåç наружную подводящую трубку 62 и патрубок

83 (фиг. 7) сжатый газ поступает в полость 85 управления клапаном 45 для сообщения кольцевого зазора между седлом 41 и газоводом 40 с выхлопными отверстиями 47 в верхней разрядной втулке 42.

Для рыхления грунта оператор поворачивает кран 71 для управления подачей сжатого газа в такое положение. при котором полость 77 управления клапаном 48 в полость 85 управления клапаном 45 сообщаются с атмосферой. Давление сжатого газа в основной рабочей камере 4, в дополнительной рабочей камере 39 практически мгновенно перемещает вниз клапан 45 и клапан 48, Пружина 46 под клапаном 45 сжимается. Сжимается и пружина 49 под клапаном

48. Происходит импульсный выпуск сжатого газа через выхлопные отверстия 47 в верхней разрядной втулке 42 иэ кольцевого зазора между седлом 41 и газоводом 40, из кольцевого зазора между. штанговым корпусом 1 и газоводом 40, из внутренней полости основной рабочей камеры 4, иэ кольцевого зазора 90 между хвостовиками 5 и 7 соответственно основной 4 и дополни10 тельной 39 рабочих камер (фиг, 1, фиг. 7) В тоже время сжатый гаэ импульсно истекает через выхлопные отверстия 50 в нижней разрядной втулке 43, из внутренней полости 70 в гаэоводе 40, из внутренней полости дополнительной рабочей камеры

39, из внутренней полости 60 в хвостовике

7 дополнительной рабочей камеры 39. 3ащитный экран 11 обеспечивает безопасное ведение работ, предотвращая разлет грун20 та.

После падения давления сжатого газа в основной рабочей камере 4, в допалнитель47, расположенные на верхней разрядной втулке 42, перекрываются клапаном 45. BM" хлопные отверстия 50, расположенные на нижней разрядной втулке 43. перекрываются клапаном 48, Краны 64 и 71 для управления подачей сжатого газа закрываются.

Затем гаэодинамический рыхлитель перемещается к новому месту работы, цикл работы повторяется. Применение, по

35 сравнению с прототипом, дополнительной рабочей камеры 39, расположенной соосно во внутренней полости основной рабочей камеры 4, которая закреплена на верхнем торце штангового корпуса 1, не двух рядов выхлопных отверстий (основных и дополнительных) на винтовом наконечнике, а кине40 матически связанных между собой верхней

42 и нижней 43 разрядных втулок, позволяет повысить равномерность дробления грунта по глубине рыхления за счет использования эффекта воздействия на мерзлый или прочный грунт разнесенных по высоте двух газовых импульсов.

Использование в гаэораспределительном механизме оригинального ступенчатого корпуса 6. обеспечивающего раздельную подачу сжатого газа в основную рабочую камеру 4. в дополнительную рабочую камеру 39, в полость 85 управления клапанам 45

50 и в полость 77 управления клапаном 48, а

55 также раздельную их разрядку, позволяет исключить нерасчетный вариант выхлопа сжатого газа из верхней разрядной втулки

42 и нижней разрядной втулки 43. В результате чего обеспечивается устойчивая произ. ной рабочей камере 39 пружины 46.и 49 возвращают клапаны 45 и 48 в нормальна

25 закрытое положение. Выхлопные отверстия

2004710

16 водительность рыхлителя, качественное дробление грунта по глубине рыхления, минимальный радиус разброса грунта, Применение по сравнению с прототипом нежесткой связи итангового корпуса 1 с винтовым наконечником 56, а кинематической связи штангавого корпуса 1 с седлом

41, седла 41 с верхней разрядной втулкой

42, верхней разрядной втулки 42 с нижней

10 разрядной втулкой 43 и последней с винтовым наконечником 56, выполненной в виде шлицевого соединения 51, 52, 57, 58 для соприкасающихся элементов (сверху вниз):

Формула изобретения

ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РЫХЛИТЕЛЬ, включающий полый штанговый корпус, винтовой наконечник, механизм для привода винтового наконечника, газораспределительный механизм, трубопровод для подвода сжатого газа от источника питания и кран для управления подачей сжа- 25 того газа. отличающийся тем. что он снабжен кинематически связанным со штанговым корпусом и размещенным соосно с последним седлом, кинематически связанной с седлом и установленной соос- 30 но с последним верхней разрядной втулкой с выхлопными отверстиями, кинематически связанной одним своим концом с верхней разрядной втулкой и кинематически связанной другим своим кон- 35 цом с винтовым наконечником нижней разрядной втулкой с выхлопными отвер. стиями, которая установлена соосно с верхней разрядной втулкой и с винтовым наконечником, вертикально расположен- 40 .ным направляющим валом для закрепления на раме базовой машины и установленным с воэможностью продольного перемещения кронштейном с закрепленными на нем втулками для соединения 45 с направляющим валом, а газораспределительный механизм выполнен в виде закрепленной на верхнем торце штангового корпуса основной рабочей камеры с полым хвостовиком, внутренняя полость которой сообщена с внутренней полостью штангоеого корпуса, жестко соединенного с кронштейном ступенчатого корпуса с расположенными в его стенке меньшего диаметра двумя кольцевыми каналами и с расположенными в его стенке большего диаметра двумя кольцевыми каналами, расположенной соосно во внутренней полости основной рабочей камеры дополнительной рабочей камеры с размещенным

1 и 41: 41 и 42: 42 и 43; 43 и 56 (фиг, 1, фиг.

7) со стопорным приспособлением для соединения деталей между собой, которое выполнено из соединительных муфт 53 и контргаек 54, позволяет осуществить ремонт. быструю замену в полевых условиях вышедших из строя деталей, что улучшает условия эксплуатации ковой конструкции рыхлителя, (56) Авторское свидетельство СССР

N 621839, кл, Е 02 F 5/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N. 1010223, кл, Е 02 F 5/32, 1982. коаксиально внутри хвостовика основной рабочей камеры полым хвостовиком, внутренняя полость которого сообщена с внутренней полостью дополнительной рабочей камеры, расположенного коаксиально с кольцевым зазором во внутренних полостях штангового корпуса, седла и верхней разрядной втулки газовода, который сообщен с внутренней полостью дополнительной рабочей камеры и нижний торец которого расположен во внутренней полости нижней разрядной втулки, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри верхней разрядной втулки и взаимодействия с нижним торцом седла клапана для сообщения кольцевого зазора между седлом и газоводом с выхлопными отверстиями в верхней разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления пружину для поджатия клапана к нижнему торцу седла, установленного с возможностью ограниченного осевого перемещения внутри разрядной втулки и взаимодействия с нижним. торцом газовода клапана для сообщения внутренней полости газовода с выхлопными отверстиями в нижней разрядной втулке, имеющего полость управления и размещенную в полости управления пружину для поджатия клапана к нижнему торцу гаэовода, и коаксиально установленные внутреннюю и наружную подводящие трубки, которые расположены по продольной оси во внутренней полости хвостовика дополнительной рабочей камеры и газовода, при этом один из кольцевых каналов в стенке меньшего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника. питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе и хвостовике дополнительной рабочей камеры радиальных каналов сооб18

17 щен с внутренней полостью хвостовика дополнительной рабочей камеры, второй кольцевой канал в стенке меньшего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе радиальных каналов ° сообщен через внутреннюю подводящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения внутренней полости газовода с выхлопными отверстиями в нижней разрядной втулке, один из кольцевых каналов в стенке большего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе радиальных каналов сообщен через наружную подводящую трубку с полостью управления клапаном для сообщения кольцевого зазора между седлом и газово.дом с выхлопными отверстиями в верхней разрядной втулке и второй кольцевой канал в стенке большего диаметра ступенчатого корпуса сообщен через кран для управления подачей сжатого газа с трубопроводом для подвода сжатого газа от источника питания и посредством выполненных в ступенчатом корпусе и хвостовике основной рабочей камеры радиальных каналов сообщен через кольцевой зазор между хвостовиками соответственно основной и дополнительной рабочих камер, внутреннюю полость основной рабочей камеры и кольцевой зазор между штанговым корпусом и газоводом с кольцевым зазором между седлом и газоводом, причем хвостовик основной рабочей камеры кинематически связан с механизмом для привода винтового наконечника и установлен во внутренней полости ступенчатого корпуса с. возможностью вращения, а хвостовик дополнительной рабочей камеры расположен во внутренней полости ступенчатого корпуса и жестко соединен с последним, 2. Рыхлитель по п.1, отличающийся тем, что он имеет закрепленный на нижнем торце направляющего вала защитный экран с отверстием для прохода штангового корпуса.

3, Рыхлитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что кинематическая связь штангового корпуса с седлом, седла с верхней

20 разрядной втулкой, верхней разрядной втулки с нижней разрядной втулкой и нижней разрядной втулки с винтовым наконечником выполнена в виде шлицевого соединения со стопорным приспособлени25 ем для соединения деталей между собой.

4. Рыхлитель по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что ступенчатый корпус выполнен с

3р отверстием для размещения хвостовика дополнительной рабочей камеры, а соединение хвостовика дополнительной рабочей камеры со ступенчатым корпусом выполнено в виде расположенного на торце хво35 стовика дополнительной рабочей камеры резьбового участка, закрепленного на торце ступенчатого корпуса крышки с отверстием для прохода резьбового участка и гайки.

2004710

2004710

2004710

BD

Я Я Ж 7 Ы М Ю б/ Д с5Г УВ . У 8/ Ю У

fez. 5

Г-Г

2004710

Составитель А.Толетов

Техред М.Моргентэл

Редактор Е.Полионова

Корректор Л.Пилипенко

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Заказ 3385

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