Устройство ударного действия

Изобретение относится к горной и строительной технике, предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород и т.д. Устройство содержит корпус с патрубком, имеющим впускное отверстие, и выхлопным/выхлопными отверстиями в стенке задней части, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную патрубком и ударником, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, корпус содержит наковальню. На внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Наковальня, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника выполнены в средней части корпуса, упругое кольцо запорного клапана установлено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью средней части корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки. Камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком наружной поверхности указанной трубки. Технический результат - уменьшение удельного расхода сжатого воздуха путем отсечки выхлопа сжатого воздуха в атмосферу с момента выхлопа до окончания прямого хода ударника. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Техническое решение относится к горной и строительной технике, а именно к пневмоударным устройствам, и может быть использовано для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта и т.п.

Известен пневматический ударный механизм по авторскому свидетельству СССР №395251, кл. B25D 17/00, опубл. в БИ №35 за 1973 г., содержащий цилиндр с дифференциальным поршнем-ударником и подпружиненный в осевом направлении рабочий наконечник. Поршень-ударник имеет калиброванное отверстие, соединяющее над- и подпоршневое пространства, а головка рабочего наконечника выполнена в виде клапана, перекрывающего связь подпоршневого пространства с атмосферой.

Недостатком известного пневматического ударного механизма является ненадежность работы клапана для выхлопа в атмосферу воздуха из подпоршневого пространства, так как весь удар на объект воздействия передается через клапан, что может привести к его быстрому износу и выходу из строя.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство ударного действия по патенту РФ №2105881, кл. Е21С 3/24, E02F 5/18, опубл. в БИ №6 за 1998 г., содержащее корпус с впускным и выхлопным отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, сквозной канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника выполнена кольцевая канавка, на внутренней поверхности корпуса выполнены кольцевой выступ и ограничитель обратного хода, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде пазов на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а поверхность кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. Устройство снабжено направляющим элементом для ударника, выполненным в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса или на наружной поверхности ударника, при этом корпус снабжен наковальней, а кольцевой выступ и ограничитель обратного хода выполнены на внутренней поверхности наковальни.

Недостатком этого устройства является непроизводительный расход сжатого воздуха в результате его выхлопа в атмосферу через сквозной канал в ударнике во время его прямого хода. Причем, чем больше площадь проходного сечения сквозного канала, тем больше непроизводительный расход сжатого воздуха. Уменьшение площади проходного сечения вызывает снижение частоты ударов из-за снижения скорости перемещения ударника на его обратном ходу. Вывод: устройство работает неэффективно.

Технической задачей предлагаемого решения является повышение эффективности работы устройства ударного действия за счет уменьшения удельного расхода сжатого воздуха путем отсечки выхлопа сжатого воздуха в атмосферу через канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода с момента выхлопа до окончания прямого хода ударника.

Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается устройство ударного действия, включающее корпус с патрубком, имеющим впускное отверстие, и выхлопным/выхлопными отверстиями в задней части, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную патрубком и ударником, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню. На внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Согласно техническому решению наковальня, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника выполнены в средней части корпуса, упругое кольцо запорного клапана установлено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью средней части корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки. Камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком наружной поверхности указанной трубки.

Указанная совокупность признаков обеспечивает рабочий цикл устройства ударного действия при меньшем удельном расходе сжатого воздуха за счет отсечки выхлопа сжатого воздуха в атмосферу через канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода с момента выхлопа до окончания прямого хода ударника, тем самым повышается эффективность его работы.

Целесообразно в стенке средней части корпуса выполнить дополнительные выхлопное/выхлопные отверстия, которые служат ограничителем обратного хода ударника. Это позволяет упростить технологию изготовления устройства, например, исключить операции по выполнение пазов на ударнике, необходимых для ограничения его обратного хода при выхлопе через выхлопное/выхлопные отверстия в стенке задней части корпуса.

Целесообразно ограничитель обратного хода ударника выполнить в виде пазов на внутренней поверхности средней части корпуса, а на наружной поверхности ударника выполнить кольцеобразный ряд впадин. Это позволяет выполнить среднюю часть корпуса цельной, обеспечивая выхлоп через выхлопное/выхлопные отверстия в стенке задней части корпуса, что необходимо при использовании устройства ударного действия для проходки скважин в грунте.

Целесообразно ограничитель обратного хода ударника выполнить в виде пазов на внутренней поверхности средней части корпуса, а на внутренней поверхности задней части корпуса выполнить кольцеобразный ряд впадин. Это также позволяет выполнить среднюю часть корпуса цельной, обеспечивая выхлоп через выхлопное/выхлопные отверстия в стенке задней части корпуса, что необходимо при использовании устройства ударного действия для проходки скважин в грунте. Кроме того, это позволяет повысить надежность работы машины за счет исключения кольцеобразного ряда впадин на наружной поверхности ударника, которые ослабляют его прочность.

Целесообразно поверхность переднего кольцевого выступа выполнить сферической, что обеспечивает надежное запирание рабочей камеры за счет плавного растяжения запорного клапана.

Целесообразно поверхность переднего кольцевого выступа выполнить конической. Кроме надежного запирания камеры обратного хода, такая форма поверхности улучшает технологичность изделия.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения устройства ударного действия и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства с запорным клапаном квадратного сечения с кольцеобразным рядом впадин на наружной поверхности ударника (слева от оси - выхлопное/выхлопные отверстия выполнены в стенке задней части корпуса, справа от оси - выхлопное/выхлопные отверстия выполнены в стенках задней части корпуса, а дополнительные выхлопное/выхлопные отверстия выполнены в средней частей корпуса); на фиг.2 изображен продольный разрез устройства с кольцеобразным рядом впадин на внутренней поверхности корпуса и выхлопным/выхлопными отверстиями в задней части корпуса в момент начала выхлопа.

Устройство ударного действия (далее - устройство) содержит корпус 1 (фиг.1) с патрубком 2, ударник 3, установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения, камеру 4 прямого хода, образованную патрубком 2 и ударником 3, камеру 5 обратного хода, запорный клапан 6, клапан 7 отсечки (далее - клапан 7). Корпус 1 имеет в передней части накопительную камеру 8, в которой размещен клапан 7. Наковальня 9, передний кольцевой выступ 10 и ограничитель обратного хода, например, в виде пазов 11, выполнены в средней части корпуса 1 (пунктиром показаны линии раздела корпуса 1 на части), а направляющий элемент 12 для ударника 3 - в задней части корпуса 1. Камера 5 обратного хода образована передней частью ударника 3, наковальней 9, внутренней поверхностью 13 средней части корпуса 1 и запорным клапаном 6, выполненным в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке 14 ударника 3 на наружной поверхности его передней части с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью 13 средней части корпуса 1. Камера 4 прямого хода сообщена с камерой 5 обратного через накопительную камеру 8 для сжатого воздуха, которая обеспечивает камеру 5 обратного хода необходимым количеством сжатого воздуха при обратном ходе ударника 3. Для этого устройство содержит центральную трубку 15, пропущенную через отверстие 16 в наковальне 9 в канал 17 ударника 3 для сообщения камер прямого 4 и обратного 5 хода, в которой выполнено отверстие 18 для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру 8 из магистрали. Клапан 7 установлен на наружной поверхности центральной трубки 15 с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником 3 через отверстие 16 в наковальне 9 для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры 8 в камеру 5 обратного хода, а нижним торцом - с буртиком 19 центральной трубки 15.

В патрубке 2 выполнено впускное отверстие 20, а выхлопное/выхлопные отверстия 21 и дополнительные выхлопное/выхлопные отверстия 22 выполнены в стенке задней и в стенке средней частей корпуса 1 соответственно.

Ударник 1 установлен с возможностью взаимодействия с наковальней 9, средней частью корпуса 1 и направляющим элементом 12.

Устройство может иметь кольцеобразный ряд впадин 23 (фиг.1) на наружной поверхности ударника 2 для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 21 или иметь кольцеобразный ряд впадин 23 (фиг.2) на внутренней поверхности корпуса 1 для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 21.

Устройство ударного действия работает следующим образом.

Перед включением устройства ударник 3 уперт в наковальню 9 (фиг.1), запорный клапан 6 находится в соприкосновении с внутренней поверхностью 13 средней части корпуса 1, клапан 7 находится в соприкосновении с буртиком 19 центральной трубки 15. При включении устройства сжатый воздух из магистрали через впускное отверстие 20, камеру 4 прямого хода, канал 17 в ударнике 3, отверстие 18 центральной трубки 15, накопительную камеру 8, отверстие 16 в наковальне 9 поступает в камеру 5 обратного хода, и в ней повышается давление. Под действием давления упругое кольцо запорного клапана 6 растягивается и прижимается наружной поверхностью к внутренней поверхности 13 и поверхности переднего кольцевого выступа 10. Одновременно с этим упругое кольцо запорного клапана 6 давлением прижимается к верхней (по чертежу фиг.1, 2) поверхности кольцевой канавки 14 ударника 3. Под действием давления в камере 5 обратного хода за счет разности эффективных площадей ударник 3 перемещается в верхнее (по чертежу) положение.

При прохождении запорным клапаном 6 пазов 11 (фиг.1 - слева от оси, фиг.2) происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры 5 обратного хода через кольцеобразный ряд впадин 23 (фиг.1) на наружной поверхности ударника 2 для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 21 или через кольцеобразный ряд впадин 23 (фиг.2) на внутренней поверхности корпуса 1 для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 21.

При прохождении запорным клапаном 6 дополнительных выхлопного/выхлопных отверстий 22 (фиг.1 - справа от оси) происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры 5 обратного хода через эти дополнительные выхлопное/выхлопные отверстия 22 в стенке средней части корпуса 1 и через кольцеобразный зазор (поз. не показана) между наружной поверхностью ударника 3 и направляющим элементом 12 в выхлопное/выхлопные отверстия 21 в стенке задней части корпуса 1.

В этот момент давление на внутреннюю поверхность (поз. не обозначена) запорного клапана 6 (фиг.1) уменьшается и под действием упругих сил запорный клапан 6 сжимается. Одновременно под действием перепада давления в камере 5 обратного хода и накопительной камере 8 клапан 7 перемещается вверх и перекрывает доступ сжатому воздуху в камеру 5 обратного хода из накопительной камеры 8.

Далее под действием давления в камере 4 прямого хода ударник 3, не встречая сопротивления со стороны камеры 5 обратного хода, ускоренно движется вниз и наносит удар по наковальне 9.

В момент перед ударом наружная поверхность запорного клапана 6 соприкасается с поверхностью 13 средней части корпуса 1, а ударник 3 воздействует на клапан 7, смещая его вниз и открывая доступ сжатому воздуху из накопительной камеры 8 в камеру 5 обратного хода через отверстие 16 в центральной трубке 15. Затем цикл повторяется.

1. Устройство ударного действия, включающее корпус с патрубком, имеющим впускное отверстие, и выхлопным/выхлопными отверстиями в стенке задней части, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную патрубком и ударником, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан, при этом на наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню, причем на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса, отличающееся тем, что наковальня, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника выполнены в средней части корпуса, упругое кольцо запорного клапана установлено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью средней части корпуса, при этом корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки, причем камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали, при этом клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком наружной поверхности указанной трубки.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенке средней части корпуса выполнены дополнительные выхлопное/выхлопные отверстия, которые служат ограничителем обратного хода ударника.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде пазов на внутренней поверхности средней части корпуса, а на наружной поверхности ударника выполнен кольцеобразный ряд впадин.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде пазов на внутренней поверхности средней части корпуса, а на внутренней поверхности задней части корпуса выполнен кольцеобразный ряд впадин.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность переднего кольцевого выступа выполнена конической.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и строительству, а именно к буровой технике, и может найти применение при бурении скважин ударно-вращательным способом. Пневматический ударный механизм включает корпус, в котором установлены переходник с магистральным каналом и кольцевой канавкой, поршень с центральным отверстием, образующий с цилиндрической поверхностью корпуса камеры рабочего и холостого хода, эластичный клапан в форме тора, установленный в указанной кольцевой канавке переходника с предварительным натягом и возможностью периодического образования контактной кромкой тора и цилиндрической поверхностью корпуса питающего канала для камеры рабочего хода, шток-золотник с центральным, радиальным и наружными каналами для подвода энергоносителя в камеры рабочего и холостого хода, закрепленный в переходнике и установленный в центральном отверстии поршня, и буровой инструмент.

Изобретение относится к механизмам, применяемым в машинах ударного действия для прокладки скважин бестраншейным способом для коммунальных целей, забора проб грунта в инженерно-геологических изысканиях для строительства.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к оборудованию для бурения скважин, преимущественно погружным пневмоударником большого диаметра. Пневмоударник включает корпус, поршень-боек, камеры прямого и обратного хода, воздухораспределительную систему, скрепленные с корпусом посредством резьб шлицевую муфту и переходник бурильной колонны.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. Погружной пневмоударник включает буровое долото с центральным продувочным каналом, полый корпус с разрядными каналами, ударник, разделяющий полость корпуса на камеры рабочего и обратного хода, переходник с основным напорным трактом и расточкой, закрепленный в полом корпусе, и распределительную систему, содержащую расположенные в верхней части полого корпуса седло с каналами и центральным отверстием, в котором установлена трубка, выполненная с напорными каналами и центральным продувочным отверстием, сообщенным с центральным продувочным каналом бурового долота, коробку с разрядными каналами и питающими отверстиями, установленную на седле, ступенчатый клапан, установленный между седлом и коробкой и образующий своей внутренней поверхностью с коробкой разрядную заклапанную полость, и кольцевой объем, образованный в полости корпуса между коробкой и наружной поверхностью ступенчатого клапана и сообщенный через питающие отверстия коробки с основным напорным трактом переходника, сопло с центральным каналом, суженным по ходу потока энергоносителя, которое установлено в расточке переходника торцом с широким проходным сечением центрального канала, а противоположным торцом - в центральном отверстии седла.

Изобретение относится к средствам автоматизации производственных процессов в различных отраслях промышленности - к распределительным элементам гидравлических ударных устройств (ГУУ) для управления потоком рабочей жидкости между участками и агрегатами гидравлической системы.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при прокладке труб, кабелей высокого напряжения и телефонных, а также водоспусковых и дренажных коммуникаций.

Изобретение относится к погружным устройствам для бурения скважин ударно-вращательным способом, применяется в горной промышленности, строительстве и геологоразведке.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено, преимущественно, для бурения мелких скважин в твердых породах, а также для разрушения цементных мостов.

Изобретение относится к горному делу и строительству - к буровой технике, применяется при бурении скважин ударно-вращательным способом. .

Изобретение относится к машинам ударного действия различного назначения. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с втулкой и выпускными каналами, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый поршень со штоковой и основной частями с центральным каналом и втулкой, с продольным каналом-пазом и отверстием в штоковой части поршня, разделяющий полость цилиндрического корпуса на кольцевую камеру со стороны штоковой части поршня, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента и кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса со стороны штоковой части поршня, кольцевой фланец с отверстиями подвода воздуха в кольцевую распределительную камеру и сквозным осевым каналом для пропуска стержня с запорным клапаном, крепежный стакан, закрепленный относительно цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха, образованную стаканом с воздухоподводящим каналом и кольцевым фланцем, закрепленный в сквозном осевом канале кольцевого фланца стержень с запорным клапаном, постоянно взаимодействующим с продольным каналом-пазом в отверстии втулки, находящейся в центральном канале поршня, соединяющим периодически, в зависимости от положения ступенчатого поршня, кольцевую распределительную камеру и камеру холостого хода между собой.

Изобретение относится к механизмам, применяемым в машинах ударного действия различного назначения. Механизм включает цилиндрический корпус с втулкой и выпускными каналами, рабочий инструмент с хвостовиком.

Изобретение относится к бойкам для машин ударного действия. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к ударникам бурильных машин. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к бойкам ударных механизмов. .

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. .

Изобретение относится к горной и строительной технике - к пневматическим устройствам ударного действия, используется для разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт и т.д.

Изобретение относится к области строительства, а именно к механизмам, используемым в машинах ударного действия различного назначения. .

Изобретение относится к области строительства и горной промышленности, а именно к пневматическим устройствам ударного действия. .

Изобретение относится к строительству и горной промышленности, в частности к пневматическим устройствам ударного действия. Ударный механизм включает цилиндрический корпус с выпускными каналами, кольцевой фланец со сквозным центральным отверстием, рабочий инструмент с хвостовиком, ступенчатый ударник со штоковой частью, установленный в центральном отверстии кольцевого фланца стержень с поршневой частью, постоянно находящейся в сквозном осевом отверстии ступенчатого ударника, кольцевую камеру пневматического буфера, втулку цилиндрического корпуса с отверстием для пропуска штоковой части и образующую со стороны кольцевой камеры пневматического буфера кольцевой перешеек, ограничивающий величину перемещения ступенчатого ударника, закрепленный относительно цилиндрического корпуса стакан с каналом для подвода воздуха, кольцевую распределительную камеру во втулке цилиндрического корпуса, камеру сетевого воздуха со стороны кольцевого фланца, камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, удерживаемого пружиной относительно цилиндрического корпуса.
Наверх