PL211209B1 - Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, urządzenie udarowe do kruszenia skał oraz sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211209 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 376759 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 23.02.2004 B25D 9/16 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

23.02.2004, PCT/FI04/000079 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

02.09.2004, WO04/073930

Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, (54) urządzenie udarowe do kruszenia skał oraz sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego

(30) Pierwszeństwo:	(73) Uprawniony z patentu: SANDVIK MINING AND CONSTRUCTION OY, Tampere, FI
21.02.2003, FI, 20030263 (43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku: ANTTI KOSKIMAKI, Tampere, FI
09.01.2006 BUP 01/06	MARKKU KESKINIVA, Tampere, FI
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12	JORMA MAKI, Mutala, FI ERKKI AHOLA, Kangasala, FI (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Elżbieta Słomczyńska

PL 211 209 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, urządzenie udarowe do kruszenia skał oraz sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego.

Do kruszenia skał stosowane są młoty pneumatyczne i wiertarki do skał, które są wyposażone w urządzenia udarowe, kierujące impulsy udarowe przez narzędzia do skał. Urządzenie udarowe zawiera element udarowy, na przykład tłok udarowy, na którego powierzchnie ciśnieniowe może działać ośrodek ciśnieniowy, przy czym element udarowy jest dostosowany do wytwarzania wymaganych impulsów udarowych. Ośrodek ciśnieniowy, który działa na element udarowy, może być kierowany przez zawór sterujący, który jest zastosowany w celu otwierania i zamykania kanałów ośrodka ciśnieniowego. Stwierdzono, że szczególnie w przypadku, kiedy zawór sterujący musi otwierać i zamykać te kanały bardzo szybko, przez zawór zużywana jest duża ilość energii kinetycznej ze względu na jego dużą masę i prędkość. Stosowanie dotychczasowych zaworów sterujących wymaga zużycia dużej ilości energii.

Z dokumentu EP 0578623 znane jest urzą dzenie udarowe zawierają ce obudowę , w której jest umieszczony tłok przemieszczany ruchem postępowo-zwrotnym i oddziaływujący na narzędzie. Urządzenie posiada także zawór sterujący ruchem tłoka.

Z dokumentu US 5979291 znane jest urządzenie udarowe sterowane hydraulicznie i zawierające tłok przesuwany za pomocą płynu ciśnieniowego, zawór główny sterowany położeniem tłoka i prowadzący płyn ciśnieniowy do tłoka, oraz tłok sterowania ciśnieniem, który jest umieszczony w kanale wylotowym i zapobiega wypływowi płynu ciśnieniowego z urządzenia.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie nowego i lepszego zaworu sterującego i urządzenia udarowego, jak również sposobu sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego.

Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego zawierający ramę posiadającą przestrzeń, co najmniej dwa kanały ośrodka ciśnieniowego połączone z przestrzenią, element sterujący, który jest umieszczony w przestrzeni w ramie, jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania oraz jest elementem otwierającym i zamykającym kanały ośrodka ciśnieniowego podczas jego przemieszczania do tyłu i do przodu zgodnie z jego cyklem roboczym, co najmniej pierwszą przestrzeń ciśnienia roboczego i co najmniej drugą przestrzeń ciśnienia roboczego, pierwszy kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, drugi kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, co najmniej pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego przesuwającą element sterujący w pierwszym kierunku sterowania w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w pierwszej przestrzeni ciś nienia roboczego oraz co najmniej drugą powierzchnię ciśnienia roboczego przesuwającą element sterujący w drugim kierunku w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w pierwszym położeniu krańcowym elementu sterującego druga przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę i element sterujący a w drugim położeniu krańcowym elementu sterującego pierwsza przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę i element sterujący, przy czym ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest ośrodkiem sprężanym i przekształcającym energię kinetyczną elementu sterującego na energię ciśnienia oraz ponownie przekształcającym energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną przy zamianie kierunku ruchu elementu sterującego.

Korzystnie, element sterujący jest podłużną tuleją zawierającą obrzeże zewnętrzne i obrzeże wewnętrzne, przestrzenie ciśnienia roboczego są usytuowane wokół elementu sterującego w przestrzeni w ramie, zaś na obrzeżu zewnętrznym elementu sterującego, przy pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego i drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, znajduje się pierwsze zagłębienie zwiększające objętość przestrzeni ciśnienia roboczego.

Korzystnie, element sterujący jest podłużną tuleją zawierającą obrzeże zewnętrzne i obrzeże wewnętrzne, zaś wewnątrz elementu sterującego znajduje się część ramy, która jest usytuowana nieruchomo względem ramy i zawiera obrzeże zewnętrzne, przy czym element sterujący jest usytuowany przesuwnie w pierścieniowej przestrzeni pomiędzy ramą a częścią ramy, na obrzeżu zewnętrznym części ramy, przy pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego i drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, znajduje się drugie zagłębienie, pomiędzy obrzeżem wewnętrznym elementu sterującego a drugim zagłębieniem jest usytuowana przestrzeń pomocnicza, zaś pomiędzy przestrzenią ciśnienia roboczePL 211 209 B1 go a drugim zagłębieniem znajduje się kanał łączący, który łączy pomocniczą przestrzeń z przestrzenią ciśnienia roboczego.

Korzystnie, zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego, zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych poprzez zawór sterujący jest połączeniem otwieranym jednocześnie z ruchem elementu sterującego z jednego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego.

Korzystnie, element sterujący posiada wiele momentów łączenia otwierających i zamykających kanały ciśnieniowe.

Korzystnie, element sterujący jest elementem podłużnym oraz przesuwnym wzdłużnie do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania.

Korzystnie, element sterujący zawiera obrzeże lub fragment obrzeża i jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu w kierunku obrzeża w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania.

Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy umieszczony w przestrzeni usytuowanej w ramie i zawierają cy co najmniej jedną powierzchnię ciś nienia roboczego połączoną z co najmniej jednym kanałem ośrodka ciśnieniowego kierując ciśnienie ośrodka ciśnieniowego na powierzchnię ciśnienia roboczego, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący, który jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu i jest elementem oddziaływującym na dostarczanie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, przy czym element udarowy jest elementem wytwarzającym impulsy udarowe, zaś zawór sterujący zawiera ponadto co najmniej pierwszą przestrzeń ciśnienia roboczego i drugą przestrzeń ciśnienia roboczego, pierwszy kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, drugi kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, co najmniej pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego przemieszczającą element sterujący w pierwszym kierunku sterowania w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, oraz co najmniej drugą powierzchnię ciśnienia roboczego przemieszczającą element sterujący w drugim kierunku sterowania w wyniku wpływu ciśnienia w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w pierwszym położeniu krańcowym elementu sterującego druga przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę i element sterujący, zaś w drugim położeniu krańcowym elementu sterującego pierwsza przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę i element sterujący, przy czym ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest ośrodkiem sprężanym i przekształcającym energię kinetyczną elementu sterującego na energię ciśnienia oraz ponownie przekształcającym energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną przy zamianie ruchu elementu sterującego, zaś zawór sterujący jest zaworem ruchomym do przodu i do tyłu bez zewnętrznego sterowania.

Korzystnie, element sterujący posiada kilka momentów łączenia otwierających i zamykających kanały ciśnieniowe oraz jest elementem wytwarzającym co najmniej dwa impulsy udarowe w urządzeniu udarowym podczas jego przemieszczania z pierwszego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego i z powrotem.

Korzystnie, zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego, zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych poprzez zawór sterujący jest połączeniem otwieranym jednocześnie z w zasadzie jednocześnie z przemieszczaniem elementu sterującego z jednego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego.

Korzystnie, element udarowy jest prętem sprężania i jest dociśnięty do ramy urządzenia udarowego wpływem ośrodka ciśnieniowego doprowadzanego do powierzchni ciśnienia roboczego ściskając wzdłużnie element udarowy, zaś zawór sterujący jest elementem szybko usuwającym ośrodek ciśnieniowy działający na powierzchnię ciśnienia roboczego przywracając oryginalną długość elementowi udarowemu wytwarzając impuls udarowy.

Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, w którym kieruje się ciśnienie ośrodka ciśnieniowego na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego elementu udarowego usytuowanego w urządzeniu udarowym oraz wytwarza się impuls udarowy, kieruje się ośrodek ciśnieniowy stosując co najmniej jeden zawór sterujący, przy czym zawór sterujący zawiera co najmniej ramę oraz element sterujący, przemieszcza się element sterujący do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania, otwiera i zamyka się kanały ośrodka ciśnienio4

PL 211 209 B1 wego prowadzące do urządzenia udarowego, kieruje się ośrodek ciśnieniowy na pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z pierwszą przestrzenią ciśnienia roboczego w elemencie sterującym oraz przemieszcza się element sterujący w pierwszym kierunku sterowania, i kieruje się ośrodek ciśnieniowy na drugą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z drugą przestrzenią ciśnienia roboczego w elemencie sterującym oraz przemieszcza się element sterujący w drugim kierunku sterowania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że podczas ruchu elementu sterującego w pierwszym kierunku sterowania w stronę położenia krańcowego w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego tworzy się zamkniętą przestrzeń ciśnieniową, podczas ruchu elementu sterującego w drugim kierunku sterowania w kierunku położenia krańcowego w pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego tworzy się zamkniętą przestrzeń ciśnieniową, spręża się ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej i przekształca się energię kinetyczną elementu sterującego na energię ciśnienia, oraz przekształca się ponowne energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną, kiedy element sterujący zmienia kierunek ruchu.

Korzystnie, element sterujący przemieszcza się tam i z powrotem z pierwszego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego oraz podczas ruchu w urządzeniu udarowym wytwarza się kilka impulsów udarowych.

Korzystnie, poprzez zawór sterujący kieruje się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego, prowadzi się te równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego elementu udarowego oraz wytwarza się impuls udarowy.

Korzystnie, poprzez zawór sterujący odprowadza się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego oraz wytwarza się impuls udarowy.

Korzystnie, ośrodek ciśnieniowy doprowadza się pod stałym ciśnieniem do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego poprzez pierwszy kanał ciśnienia sterowania oraz ośrodek ciśnieniowy doprowadza się pod stałym ciśnieniem do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego poprzez drugi kanał ciśnienia sterowania.

Korzystnie, wydłużony element sterujący przemieszcza się w kierunku wzdłużnym.

Korzystnie, element sterujący przemieszcza się w kierunku jego obrzeża.

Zawór sterujący według wynalazku charakteryzuje się tym, że kiedy element sterujący jest przesuwany w pierwszym kierunku sterowania od położenia środkowego w kierunku pierwszego położenia krańcowego, druga przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamykana i tworzy zamkniętą przestrzeń ciśnieniową i, odpowiednio, kiedy element sterujący jest przesuwany w drugim kierunku sterowania od położenia środkowego w kierunku drugiego położenia krańcowego, pierwsza przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamykana i tworzy zamkniętą przestrzeń ciśnieniową. Ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest przystosowany do kompresji i przetwarzania energii kinetycznej elementu sterującego na energię ciśnienia, zaś energia ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej może zostać zamieniona na energię kinetyczną, kiedy zmieniany jest kierunek ruchu elementu sterującego.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się tym, że tworzona jest zamknięta przestrzeń ciśnieniowa w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, kiedy element sterujący jest przesuwany w pierwszym kierunku sterowania, w stronę położenia krańcowego. Ponadto tworzona jest zamknięta przestrzeń ciśnieniowa w pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, kiedy element sterujący jest przesuwany w drugim kierunku sterowania w stronę położenia krańcowego, ośrodek ciśnieniowy jest sprężany w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej i energia kinetyczna elementu sterującego jest zamieniana na energię ciśnienia, zaś energia ciśnienia jest ponownie zamieniana w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną, kiedy zmieniany jest kierunek ruchu elementu sterującego.

Urządzenie udarowe według wynalazku charakteryzuje się tym, że kiedy element sterujący zaworu sterującego jest przesuwany w pierwszym kierunku sterowania od położenia środkowego w stronę pierwszego położenia krańcowego, druga przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamykana i tworzona jest zamknięta przestrzeń ciśnieniowa oraz, odpowiednio, kiedy element sterujący jest przesuwany w drugim kierunku sterowania od położenia ś rodkowego do drugiego położ enia krańcowego, pierwsza przestrzeń ciśnienia roboczego jest zamykana i tworzona jest zamknięta przestrzeń ciśnieniowa. Ponadto, ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest sprężany i przekształca energię kinetyczną elementu sterującego na energię ciśnienia, zaś energia ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest ponownie przekształcana na energię kinetyczną, kiedy zmieniany jest kierunek ruchu

PL 211 209 B1 elementu sterującego, natomiast zawór sterujący realizuje swój cykl roboczy bez zewnętrznego sterowania.

Zawór sterujący zawiera element sterujący, który może być przesuwany do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania i który moż e kierować przepływem ośrodka ciśnieniowego przez zawór sterujący w kierunku jednej lub większej liczby powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego lub od nich. Ponadto, zamknięta przestrzeń ciśnieniowa jest tworzona w zaworze sterującym zarówno w pierwszym jak i w drugim kierunku sterowania, kiedy element sterujący osiąga położenia krańcowe. W tym przypadku, ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest sprężany i magazynuje energię kinetyczną elementu sterującego jako energię ciśnienia. Energia ciśnienia jest ponownie przekształcana na energię kinetyczną, kiedy zmieniany jest kierunek ruchu elementu sterującego w jego położeniach krańcowych.

Zaletą wynalazku jest to, że zawór sterujący nie wymaga zewnętrznego sterowania, lecz może powtarzać swój cykl roboczy tak długo, jak długo doprowadzany jest do niego ośrodek ciśnieniowy. Zatem sterowanie cyklem roboczym urządzenia udarowego jest proste. Ponadto, konstrukcja zaworu sterującego może być stosunkowo prosta. Dodatkową zaletą zaworu sterującego według wynalazku jest to, że energia potrzebna do działania zaworu sterującego może być stosunkowo mała niezależnie od tego, że częstość działania zaworu sterującego jest duża.

Element sterujący jest dostosowany do otwierania dwóch lub większej liczby równoległych kanałów ośrodka ciśnieniowego w zasadzie jednocześnie, kiedy element sterujący jest przesuwany w pierwszym kierunku sterowania i/lub w drugim kierunku sterowania. W tym przypadku, ośrodek ciśnieniowy może przepływać wzdłuż dwóch lub większej liczby kanałów do jednej lub większej liczby powierzchni ciśnienia roboczego urządzenia udarowego w celu wytwarzania impulsu udarowego. Kierunek przepływu ośrodka ciśnieniowego w równoległych kanałach jest taki sam. Ponadto, ośrodek ciśnieniowy może być odprowadzany od powierzchni roboczych urządzenia udarowego przy pomocy elementu sterującego kilkoma równoległymi kanałami do kanału usuwania, w wyniku czego wytwarzany jest impuls udarowy.

Jeden ruch do tyłu i do przodu elementu sterującego, tj. jeden cykl roboczy, powoduje otwarcie i zamknię cie kanał ów oś rodka ciś nieniowego tak, ż e w urzą dzeniu udarowym jest wytwarzanych kilka impulsów udarowych w jednym cyklu roboczym zaworu. Na przykład, urządzenie udarowe może być dostosowane do wytwarzania 2, 4 lub 6 impulsów udarowych w cyklu roboczym zaworu sterującego. Kiedy cykl roboczy zaworu sterującego obejmuje kilka momentów łączenia, częstość robocza zaworu może być kilka razy mniejsza niż częstość robocza urządzenia udarowego. W momencie łączenia ośrodek ciśnieniowy może płynąć w jednym kierunku, w stronę urządzenia udarowego lub od niego. Alternatywnie, w momencie łączenia ośrodek ciśnieniowy może płynąć w kierunku urządzenia udarowego pierwszymi kanałami i od urządzenia udarowego drugimi kanałami. Zatem zawór sterujący jest dostosowany do otwierania połączenia pomiędzy co najmniej dwoma kanałami ośrodka ciśnieniowego w momencie łączenia.

Zawór sterujący zawiera ramę i element sterujący w kształcie tulei. Element sterujący jest umieszczony w przestrzeni usytuowanej wewnątrz ramy i może być przesuwany w kierunku sterowania. Kilka powierzchni ciśnienia roboczego jest utworzonych na zewnętrznym obrzeżu elementu sterującego, przy czym są one usytuowane w przestrzeniach ciśnienia roboczego, otaczających element sterujący. Element sterujący może być przesuwany przez oddziaływanie na ciśnienie ośrodka ciśnieniowego w przestrzeniach ciśnienia roboczego, które wpływa również na ciśnienie działające na powierzchnie ciśnienia roboczego. Ponadto, element sterujący zawiera jeden lub większą liczbę otworów, rozciągających od powierzchni zewnętrznej tulei do jej powierzchni wewnętrznej. Przez przesuwanie elementu sterującego, otwory mogą być kierowane na kanały ośrodka ciśnieniowego, usytuowane w ramie, i przesuwnie z dala od nich, w celu kierowania przepływami ośrodka ciśnieniowego.

Na zewnętrznym obrzeżu elementu sterującego znajduje się ramię, które jest dostosowane do otwierania i zamykania połączenia od przestrzeni ciśnienia roboczego elementu sterującego do kanału wyładowczego, kiedy element sterujący jest przesuwany. Ponadto, ruch elementu sterującego w kierunku sterowania powoduje otwieranie i zamykanie połączenia od pierwszego kanału ciśnienia sterowania do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego. Odpowiednio, ruch elementu sterującego w kierunku sterowania powoduje otwieranie i zamykanie połączenia od drugiego kanału ciśnienia sterowania do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego. Na zewnętrznym obrzeżu tulei, po obu bokach ramienia, znajdują się wgłębienia. Dzięki zagłębieniom, objętość przestrzeni ciśnienia roboczego jest większa i w tym przypadku może zostać w nich zmagazynowana większa ilość energii ciśnienia.

PL 211 209 B1

Część ramy jest umieszczona wewnątrz elementu sterującego w kształcie tulei. Część ramy jest wyposażona w pomocnicze przestrzenie, które są połączone z przestrzeniami ciśnienia roboczego przy pomocy kanałów łączących. Celem pomocniczych przestrzeni jest zwiększenie objętości przestrzeni ciśnienia roboczego. Kiedy przestrzenie ciśnienia roboczego mają dostatecznie dużą objętość, może zostać w nich zmagazynowana dostatecznie duża energia ciśnienia, co może zostać wykorzystane do przesuwania elementu sterującego.

Element sterujący jest podłużnym elementem, który jest przesuwany wzdłużnie do tyłu i do przodu.

Element sterujący zawiera obrzeże lub fragment obrzeża i jest przesuwany do tyłu i do przodu w kierunku obrzeż a.

Ośrodek ciśnieniowy o w zasadzie stałym ciśnieniu jest wprowadzany do kanałów ciśnienia sterowania zaworu sterującego.

Ośrodkiem ciśnieniowym jest płyn hydrauliczny.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie i w przekroju urządzenie udarowe w sytuacji, w której tłok udarowy za chwilę zostanie zawrócony w celu wykonania nowego skoku, fig. 2 przedstawia schematycznie i w przekroju urzą dzenie udarowe z fig. 1 w sytuacji, w której tł ok udarowy rozpoczyna ruch udarowy, fig. 3 przedstawia w przekroju zawór sterujący według wynalazku, fig. 4 przedstawia w przekroju zawór sterujący według innego przykładu wykonania wynalazku, fig. 5 przedstawia w przekroju urządzenie udarowe, w którym nagłe usunięcie ośrodka ciśnieniowego z powierzchni ciśnieniowej elementu udarowego wywołuje impuls udarowy, zaś fig. 6 przedstawia schematycznie część zaworu sterującego według wynalazku widzianego z jednego końca, przy czym element sterujący zaworu sterującego jest elementem, który może być przesuwany do tyłu i do przodu w kierunku obrzeża.

Fig. 1 i 2 ilustrują konstrukcję i zasadę działania urządzenia udarowego 1. W tym przypadku, urządzenie udarowe 1 zawiera tłok udarowy 8a, który może być przesuwany do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania A będącym kierunkiem udarowym i w drugim kierunku sterowania B będącym kierunkiem powrotnym przy pomocy ośrodka ciśnieniowego i którego powierzchnia udarowa 18 jest dostosowana do uderzania w narzędzie 17, umieszczone przed tłokiem udarowym 8a, i wytwarza impuls udarowy w narzędziu 17 w celu kruszenia skały. Tłok udarowy 8a działa zatem jako element udarowy 8, który wytwarza impulsy udarowe. Cykl roboczy tłoka udarowego 8a może być zatem sterowany przy pomocy zaworu sterującego 2 przez sterowanie ośrodkiem ciśnieniowym w przestrzeni ciśnieniowej 20, wpływającym na tłok udarowy 8a. W pewnych przykładach wykonania, można również regulować ciśnienie działające na inne przestrzenie ciśnieniowe, np. przestrzeń ciśnieniową 11. Ośrodkiem ciśnieniowym jest zwykle płyn hydrauliczny.

Na fig. 1, tłok udarowy 8a uderzył właśnie w narzędzie 17 i zostanie za chwilę zawrócony w celu wykonania nowego skoku w drugim kierunku sterowania B (powrotnym). Zawór sterujący 2 otworzył połączenie od przestrzeni ciśnieniowej 20 w tylnym końcu tłoka udarowego 8a do kanału 7c, prowadzącego do zbiornika, przy czym w tym przypadku zasadniczo żadne ciśnienie ośrodka ciśnieniowego nie działa na powierzchnię 9 ciśnienia roboczego w tylnym końcu tłoka udarowego 8a. Istnieje połączenie od źródła ciśnienia 30 do przestrzeni ciśnieniowej 11 wokół tłoka udarowego 8a przez kanał 10, w którym to przypadku ciśnienie ośrodka ciśnieniowego działa na powierzchnie robocze 12a, 12b, 12c tłoka udarowego 8a, które mają takie wymiary, że tłok udarowy 8a rozpoczyna ruch powrotny w drugim kierunku sterowania B.

Na fig. 2, tłok udarowy 8a za chwilę rozpocznie ruch udarowy w pierwszym kierunku sterowania A (udarowym). Zawór sterujący 2 otworzył połączenie od kanału 7a do kanału 7b i dalej do przestrzeni ciśnieniowej 20, i w tym przypadku ciśnienie ośrodka ciśnieniowego jest kierowane od źródła ciśnienia 30 na powierzchnię 9 ciśnienia roboczego. Powierzchnie ciśnienia roboczego w pierwszym kierunku sterowania A (udarowym) są wyraźnie większe niż powierzchnie ciśnienia roboczego, działające na tłok udarowy 8a w drugim kierunku sterowania B (powrotnym), dzięki czemu tłok udarowy 8a rozpoczyna ruch w kierunku narzędzia 17 z dużym przyspieszeniem i uderza w nie. W rozwiązaniach pokazanych na fig. 1 i 2, położenie tłoka udarowego 8a może być wykrywane przy pomocy odpowiednich środków, zaś informacja otrzymana z detekcji może być wykorzystywana do sterowania cyklem roboczym tłoka udarowego 8a.

Dla specjalisty w danej dziedzinie jest całkowicie jasne, że urządzenie udarowe 1 może zostać wykonane również inaczej niż pokazano na fig. 1 i 2. Element udarowy 8 może zawierać różne ramiona i powierzchnie ciśnienia roboczego. Ponadto, zawór sterujący 2 może być dostosowany do kieroPL 211 209 B1 wania ośrodka ciśnieniowego na wszystkie powierzchnie ciśnienia roboczego lub tylko na niektóre powierzchnie ciśnienia roboczego.

Fig. 3 ilustruje przykład wykonania zaworu sterującego 2 według wynalazku. Elementy związane ze stosowaniem zaworu sterującego 2 mogą być usytuowane w części roboczej 90, utworzonej w pierwszym końcu zaworu, zaś elementy związane ze sterowaniem przepływem ośrodka ciśnieniowego, tj. elementy łączące, mogą być usytuowane w części sterowania 91, utworzonej w drugim końcu zaworu. Zawór sterujący 2 zawiera ramę 3 i element sterujący 5. Element sterujący 5 może być podłużnym elementem w kształcie tulei, który może być przesuwany w kierunku osiowym względem ramy 3. Element sterujący 5 może zawierać pierwszą powierzchnię 60 ciśnienia roboczego, która działa w pierwszym kierunku sterowania A i jest połączona z pierwszą przestrzenią 61 ciśnienia roboczego zaworu sterującego 2. Ponadto, element sterujący 5 może zawierać drugą powierzchnię 62 ciśnienia roboczego, która działa w drugim kierunku sterowania B i jest połączona z drugą przestrzenią 63 ciśnienia roboczego zaworu sterującego 2. Zewnętrzne obrzeże elementu sterującego 5 może być wyposażone w ramię 64, które może otwierać lub zamykać połączenia od przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65, kiedy element sterujący 5 jest przesuwany w kierunku osiowym. Ponadto, ruch elementu sterującego 5 w kierunku osiowym powoduje otwieranie i zamykanie połączenia od pierwszego kanału 66 ciśnienia sterowania do pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego. Odpowiednio, element sterujący 5 może otwierać i zamykać połączenie od drugiego kanału 67 ciśnienia sterowania do drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego. Jak wynika z fig. 3, na obu bokach ramienia 64, na zewnętrznym obrzeżu tulei, mogą występować zagłębienia. Dzięki zagłębieniom objętość przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego jest większa. Ponadto, przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego mogą być połączone za pomocą kanałów 68, 69 z pomocniczymi przestrzeniami 70, 71 utworzonymi opcjonalnie w części 3a ramy wewnątrz tulei. Celem stosowania pomocniczych przestrzeni 70, 71 jest zwiększenie objętości przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego. W pewnych przypadkach, tylko zagłębienia 80 wykonane w elemencie sterującym 5 lub alternatywnie tylko pomocnicze przestrzenie 70, 71 mogą dostatecznie zwiększyć objętość przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego. Kiedy przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego mają dostatecznie dużą objętość, można w nich zmagazynować energię ciśnienia w celu użycia jej do osiowego przesuwania elementu sterującego 5, jak zostanie opisane poniżej. Fig. 3 pokazuje element sterujący 5 w położeniu środkowym, z którego może on zostać przesunięty w pierwszym kierunku A do jego pierwszego położenia krańcowego i, odpowiednio, w drugim kierunku B sterowania do jego drugiego położenia krańcowego. Zatem element sterujący 5 może wykonywać funkcję sterowania w obu położeniach krańcowych, jak również w położeniu środkowym.

Element sterujący 5 przedstawiony na fig. 3 może zawierać kilka równoległych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c, którymi ośrodek ciśnieniowy może płynąć od urządzenia udarowego 1 do kanału 73 prowadzącego do zbiornika, kiedy element sterujący 5 jest w położeniu środkowym. Jeśli element sterujący 5 jest przesuwany od położenia środkowego w pierwszym lub drugim kierunku sterowania A, B, połączenie od równoległych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c do kanału 73 jest zamykane. Jednocześnie otwierane jest połączenie od kanału ciśnieniowego 74 do kanału 75a lub 75b ciśnienia roboczego. Konsekwentnie, cykl roboczy zaworu sterującego 2, pokazany na fig. 3, zawiera kilka momentów łączenia. Kiedy zawór sterujący 2 z fig. 9 jest przesuwany od pierwszego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego, mogą wystąpić dwie funkcje sterowania podczas ruchu w jedną stronę od lewej do prawej: w pierwszym położeniu krańcowym ośrodek ciśnieniowy może płynąć do urządzenia udarowego 1 kanałem 75a ciśnienia roboczego; w położeniu środkowym ośrodek ciśnieniowy może płynąć równoległymi kanałami wyładowczymi 72a, 72b, 72c od urządzenia udarowego 1 do zbiornika, zaś w drugim położeniu krańcowym ośrodek ciśnieniowy jest kierowany do urządzenia udarowego 1 wzdłuż kanału 75b. Zawór sterujący 2 może być połączony z urządzeniem udarowym 1 tak, że ruch osiowy elementu sterującego 5 w kierunku sterowania A lub B wytwarza jeden impuls udarowy w urządzeniu udarowym 1. W tym przypadku, częstość robocza urządzenia udarowego 1 może być dwa razy większa niż częstość robocza zaworu sterującego 2. Jeśli cykl roboczy zaworu sterującego 2 zawiera kilka momentów łączenia, można uzyskać nawet większą liczbę skoków w urządzeniu udarowym 1 na jeden cykl roboczy zaworu sterującego 2. W tym przypadku, stosunek częstotliwości roboczej zaworu sterującego 2 do częstotliwości udarowej urządzenia udarowego 1 może być nawet mniejszy, równy na przykład jedna czwarta, jedna szósta, itd. Liczba równoległych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c, które są otwierane w zasadzie jednocześnie,

PL 211 209 B1 może zostać dobrana tak, że równoległe kanały tworzą razem dostatecznie dużą powierzchnię przekroju poprzecznego, co umożliwia szybki przepływ ośrodka przez zawór sterujący 2.

Zawór sterujący 2, przedstawiony na fig. 3, może zostać dostosowany do zmiany położenia bez zewnętrznego sterowania. Kiedy element sterujący 5 jest w pierwszym położeniu krańcowym, tj. został przesunięty w lewo, druga przestrzeń 63 ciśnienia roboczego jest połączona z drugim kanałem 67 ciśnienia sterowania. Ponieważ w tym przypadku pierwsza przestrzeń 61 ciśnienia roboczego jest połączona z kanałem wyładowczym 65, na element sterujący 5 działa siła dążąca do przesunięcia elementu w drugim kierunku sterowania B. Jednocześnie, energia ciśnienia jest magazynowana w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego i w należącej do niej przestrzeni pomocniczej 71. Kiedy element sterujący 5 jest przesuwany w kierunku sterowania B od krańcowego położenia w punkcie d0 do określonego punktu dp, połączenie od drugiego kanału 67 ciśnienia sterowania do drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego jest zamknięte. W tej sytuacji, połączenie od drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65 jest wciąż zamknięte. Energia ciśnienia, zmagazynowana w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego powoduje, że element sterujący 5 kontynuuje ruch w drugim kierunku sterowania B. Oznacza to, że sprężony ośrodek ciśnieniowy w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego rozszerza się tak, że energia ciśnienia jest zamieniana na energię kinetyczną. Kiedy element sterujący 5 osiąga określony punkt dt, ramię 64 otwiera połączenie od drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65. Kiedy element sterujący 5 jest przesuwany dalej w kierunku sterowania B poza położenie środkowe, ramię 64 zamyka połączenie od pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65. W wyniku tego, ciśnienie w pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego rośnie, kiedy element sterujący 5 jest przesuwany dalej w prawo. Kiedy element sterujący 5 kontynuuje ruch w drugim kierunku sterowania B, otwierane jest połączenie od pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego do pierwszego kanału 66 ciśnienia sterowania. W tym przypadku, część ośrodka ciśnieniowego, działającego na pierwszą przestrzeń 61 ciśnienia roboczego może przedostać się do pierwszego kanału 66 ciśnienia sterowania. Energia kinetyczna elementu sterowania 5 maleje stale, kiedy element sterujący 5 przesuwa się do położenia krańcowego. Na koniec, siła działająca na pierwszą powierzchnię 60 ciśnienia roboczego elementu sterującego 5 zatrzymuje element sterujący 5 i powoduje zmianę kierunku jego ruchu. Wówczas element sterujący 5 zaczyna przyspieszać w przeciwnym pierwszym kierunku sterowania A. Ponieważ konstrukcja i działanie zaworu sterującego 2 są symetryczne w obu kierunkach, etapy opisane powyżej są powtarzane. Element sterujący 5 kontynuuje ruch do tyłu i do przodu bez zewnętrznego sterowania tak długo, jak długo ośrodek ciśnieniowy jest doprowadzany do kanałów 66, 67 ciśnienia sterowania.

W zaworze sterującym 2 według wynalazku, ruch elementu sterującego 5 w położeniach krańcowych może być tłumiony przez zamknięte przestrzenie ciśnieniowe. Zatem element sterujący 5 nie jest zatrzymywany mechanicznie i dzięki temu osiowe powierzchnie ramy 3 oraz elementu sterującego 5 nie ulegają mechanicznemu zużyciu.

Ponadto, zawór sterujący 2 może zawierać elementy zapewniające, że element sterujący 5 nie zatrzymuje się w położeniu środkowym, kiedy zawór sterujący 2 jest zatrzymywany. Elementy te są dostosowane do takiego oddziaływania na element sterujący 5, że jest on przesuwany do jednego z jego położeń krańcowych i kiedy ciśnienie ośrodka ciśnieniowego jest doprowadzone ponownie do zaworu sterującego 2, element sterujący 5 rozpoczyna ruch do tyłu i do przodu według jego cyklu roboczego. Fig. 3 ilustruje rozwiązanie, w którym połączenia od przestrzeni na końcach elementu sterującego 5 do zbiornika zostały ustalone za pomocą kanałów 100, 101.

Zagłębienia 80, 81, w zaworze sterującym 2 mogą zostać skonstruowane również inaczej. Na przykład, pewne rozwiązania mogą nie mieć zagłębień 80 i w tym przypadku tylko pomocnicze przestrzenie 70, 71 są wykorzystywane do powiększenia przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego w wymagany sposób. Ponadto, ramię 64 może zostać wykonane na wewnętrznym obrzeżu tulei, zaś przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego, i opcjonalne zagłębienia, mogą zostać utworzone wewnątrz tulei. W tym przypadku, pomocnicze przestrzenie 70, 71 mogą zostać utworzone na zewnętrznym obrzeżu tulei.

Zawór sterujący 2, pokazany na fig. 4, jest dostosowany do przesuwania do tyłu i do przodu między jego położeniami krańcowymi w sposób, który odpowiada przesuwaniu zaworu sterującego 2, pokazanego na fig. 3. Różnica między tym rozwiązaniem a rozwiązaniem pokazanym na fig. 3 polega na tym, że element sterujący 5 jest dostosowany tylko do otwierania i zamykania równoległych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c w celu przesyłania ośrodka ciśnieniowego od urządzenia udarowego 1

PL 211 209 B1 do kanału 73 prowadzącego do zbiornika. Urządzenie udarowe 1 może być na stałe połączone ze źródłem ciśnienia 30, z którego ośrodek ciśnieniowy jest kierowany na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego w elemencie udarowym 8. Impulsy udarowe, wymagane do kruszenia skały, mogą być wytwarzane przez szybkie odprowadzanie ośrodka ciśnieniowego, działającego na element udarowy 8, do zbiornika.

Ponadto, można wykonać zawór sterujący 8 w taki sposób, że jeden ruch do tyłu i do przodu elementu sterującego 5 powoduje otwieranie i zamykanie kanałów ośrodka ciśnieniowego tak, że kilka impulsów udarowych jest wytwarzanych w urządzeniu udarowym 1, na przykład 2, 4 lub 6 impulsy udarowe na jeden cykl roboczy zaworu. W ten sposób można zredukować częstotliwość roboczą zaworu sterującego 2. Z drugiej strony, przez użycie zaworu sterującego, który umożliwia wykonanie kilku impulsów udarowych w jednym cyklu roboczym zaworu, można zwiększyć częstotliwość udarową urządzenia udarowego 1, przy czym częstotliwość robocza zaworu sterującego 2 nie będzie czynnikiem ograniczającym. Ruch elementu sterującego 5 w kierunku sterowania można zwymiarować odpowiednio do liczby momentów łączenia w cyklu roboczym zaworu: im większa liczba momentów łączenia, tym dłuższy może być ruch elementu sterującego 5. Ponadto, ponieważ prędkość elementu sterującego 5 może być inna w różnych momentach łączenia, rozmiary kanałów utworzonych w ramie 3 zaworu sterującego 2 mogą zostać zwymiarowane tak, że kanał jest otwarty przez w zasadzie taki sam czas w każdym momencie łączenia.

Ponieważ zawór sterujący 2 według wynalazku nie wymaga zewnętrznego sterowania, sterowanie cyklem roboczym urządzenia udarowego 1 jest proste, zaś konstrukcja zaworu sterującego 2 może być również stosunkowo prosta. Ponadto, działanie zaworu sterującego 2 może być regulowane w różny sposób przez odpowiednie wymiarowanie wspomnianych powyżej punktów dp, dt (punktów otwierania) i przez regulowanie ciśnienia działającego na kanały 66, 67 ciśnienia sterowania. Inną zaletą rozwiązań przedstawionych na fig. 3 i 4 jest to, że straty ciśnienia są małe. Wynika to stąd, że punkty dp, dt mogą zostać zwymiarowane tak, że połączenia od kanałów 66, 67 ciśnienia sterowania nie otwierają się na przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego aż ciśnienie działające na przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego osiągnie wartość odpowiadającą ciśnieniu działającemu na kanały 66, 67 ciśnienia sterowania w wyniku ruchu elementu sterującego 5. Ponadto, punkty dp, dt mogą zostać zwymiarowane tak, że połączenie od przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65 nie jest otwierane aż ciśnienie w kanałach 61, 63 ciśnienia roboczego zmniejszy się tak, że w zasadzie odpowiada ciśnieniu w zbiorniku.

Zamiast tulei pokazanej na fig. 3 i 4, element sterujący 5 może być elementem innego typu, który może być przesuwany wzdłużnie. Element sterujący 5 może być, na przykład, suwakiem lub bolcem i w tym przypadku zawór sterujący 2 może być zaworem suwakowym. Również w tym przypadku element sterujący 5 może mieć położenie środkowe i położenia krańcowe, pierwsze i drugie. Równoległe kanały ciśnieniowe / wyładowcze mogą być łączone w położeniu środkowym lub położeniach krańcowych elementu sterującego 5. Ponadto, jeśli cykl roboczy zaworu sterującego 2 zawiera kilka momentów łączenia, co najmniej jeden moment łączenia może zostać usytuowany między położeniem środkowym a położeniem krańcowym.

Zawór sterujący 2, którego element sterujący 5 jest dostosowany do przesuwania między położeniem środkowym a położeniami krańcowymi, może, zależnie od konstrukcji urządzenia udarowego 1, zostać dostosowany do kierowania przepływem ośrodka ciśnieniowego równoległymi kanałami albo od powierzchni 60, 62 ciśnienia roboczego elementu udarowego, albo do powierzchni 60, 62 ciśnienia roboczego w celu wytwarzania impulsów udarowych.

Fig. 5 pokazuje znacznie uproszczone „urządzenie udarowe z prętem sprężania. W tym typie urządzenia udarowego 1, element udarowy 8 nie jest przesuwany do tyłu i do przodu przy pomocy ośrodka ciśnieniowego, ale impulsy udarowe są wytwarzane przez zmianę ciśnienia ośrodka ciśnieniowego działającego na powierzchnię 9 ciśnienia roboczego elementu udarowego 8. Ciśnienie ośrodka ciśnieniowego jest przekazywane do przestrzeni ciśnieniowej 20 przy pomocy zaworu sterującego 2, co powoduje przesuwanie elementu udarowego 8 względem ramy 24 w kierunku sterowania B i jego ściskanie. W tym przykładzie wykonania, element udarowy 8 działa jako pręt sprężania. Kiedy ciśnienie działające na powierzchnię 9 ciśnienia roboczego elementu udarowego 8 jest szybko odprowadzane z przestrzeni ciśnieniowej 20 przy pomocy zaworu sterującego 2, element udarowy 8 odzyskuje swoją oryginalną długość i wytwarza impuls udarowy w narzędziu 17. Zawór sterujący 2 według wynalazku nie wymaga zewnętrznego sterowania i z tego powodu jest również prosty do zainstalowania w urządzeniach udarowych 1 tego typu. Ponadto, zużycie energii zaworu sterującego 2 według wyna10

PL 211 209 B1 lazku jest wyraźnie mniejsze niż w przypadku tradycyjnych zaworów, co oczywiście zwiększa wydajność roboczą urządzenia udarowego 1. Ponadto, może być również zawór sterujący 2, posiadający kilka momentów łączenia w cyklu roboczym zaworu. W tym przypadku, urządzenie udarowe 1 z prętem sprężania może pracować z bardzo dużą częstością udarową. Częstotliwość robocza zaworu sterującego 2 może być jednak kilka razy mniejsza niż częstotliwość udarowa urządzenia udarowego 1.

Zawór sterujący 2 według wynalazku umożliwia również przekazywanie impulsów ciśnienia bezpośrednio ze zbiornika ciśnieniowego do powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego 1 w celu wytwarzania impulsów udarowych.

Fig. 6 ilustruje część zaworu sterującego 2 według wynalazku, którego element sterujący 5 jest elementem, który może być przesuwany do tyłu i do przodu w kierunku obrzeża. Element sterujący 5 może być, na przykład, tuleją lub może mieć przekrój poprzeczny w kształcie fragmentu pierścienia. W tym przypadku, element sterujący 5 ma zewnętrzne obrzeże 5a i wewnętrzne obrzeże 5b. Element sterujący 5 może być przesuwany do tyłu i do przodu w kierunku sterowania A i B, odpowiednio do jego cyklu roboczego. Element sterujący 5 może być przesuwany według tej samej zasady co element sterujący 5, pokazany na fig. 3 i 4, który jest przesuwany wzdłużnie. Zamknięte przestrzenie ciśnieniowe są tworzone wtedy, gdy element sterujący 5 jest przesuwany od położenia środkowego, pokazanego na fig. 6 do jednego z położeń krańcowych. W tym przypadku, energia kinetyczna elementu sterującego 5 może być zamieniana w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię ciśnienia. Element sterujący 5 może być dostosowany do otwierania i zamykania co najmniej jednego kanału 72 ośrodka ciśnieniowego. Element sterujący 5 może być również wyposażony w kilka kanałów ośrodka ciśnieniowego, które są otwierane w zasadzie jednocześnie i w których kierunek przepływu jest taki sam. Ten typ zaworu sterującego 2 może być również wyposażony w zagłębienia i pomocnicze przestrzenie 70, 71. Jeden lub większa liczba elementów, pokazanych na fig. 6, służących do tworzenia zamkniętych przestrzeni ciśnieniowych, może zostać wykonana na zewnętrznym obrzeżu 5a elementu sterującego 5. W pewnych przypadkach, elementy do tworzenia zamkniętych przestrzeni ciśnieniowych mogą być również wykonane na zewnętrznym obrzeżu 5b elementu sterującego 5.

Należy również zauważyć, że zawór sterujący według wynalazku może być również stosowany w urządzeniach udarowych innych typów, przeznaczonych do kruszenia skał. Ani technika wytwarzania impulsów udarowych w urządzeniu udarowym, ani urządzenie stosowane do kruszenia skał nie są istotne dla wynalazku, ale sterowanie i konstrukcja cyklu roboczego zaworu sterującego.

Claims (18)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego zawierający ramę posiadającą przestrzeń, co najmniej dwa kanały ośrodka ciśnieniowego połączone z przestrzenią, element sterujący, który jest umieszczony w przestrzeni w ramie, jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania oraz jest elementem otwierającym i zamykającym kanały ośrodka ciśnieniowego podczas jego przemieszczania do tyłu i do przodu zgodnie z jego cyklem roboczym, co najmniej pierwszą przestrzeń ciśnienia roboczego i co najmniej drugą przestrzeń ciśnienia roboczego, pierwszy kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, drugi kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, co najmniej pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego przesuwającą element sterujący w pierwszym kierunku sterowania w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego oraz co najmniej drugą powierzchnię ciśnienia roboczego przesuwającą element sterujący w drugim kierunku w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, znamienny tym, że w pierwszym położeniu krańcowym element sterującego (5) druga przestrzeń (63) ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę (3) i element sterujący (5) a w drugim położeniu krańcowym elementu sterującego (5) pierwsza przestrzeń (61) ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę (3) i element sterujący (5), przy czym ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest ośrodkiem sprężanym i przekształcającym energię kinetyczną elementu sterującego (5) na energię ciśnienia oraz ponownie przekształcającym energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną przy zamianie kierunku ruchu elementu sterującego (5).

   PL 211 209 B1
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element sterujący (5) jest podłużną tuleją zawierającą obrzeże zewnętrzne i obrzeże wewnętrzne, przestrzenie (61, 63) ciśnienia roboczego są usytuowane wokół elementu sterującego (5) w przestrzeni (3) w ramie (4), zaś na obrzeżu zewnętrznym elementu sterującego (5), przy pierwszej przestrzeni (61) ciśnienia roboczego i drugiej przestrzeni (63) ciśnienia roboczego, znajduje się pierwsze zagłębienie (80) zwiększające objętość przestrzeni (61, 63) ciśnienia roboczego.
3. 3. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że element sterujący (5) jest podłużną tuleją zawierającą obrzeże zewnętrzne i obrzeże wewnętrzne, zaś wewnątrz elementu sterującego (5) znajduje się część (3a) ramy, która jest usytuowana nieruchomo względem ramy (3) i zawiera obrzeże zewnętrzne, przy czym element sterujący (5) jest usytuowany przesuwnie w pierścieniowej przestrzeni pomiędzy ramą (3) a częścią (3a) ramy, na obrzeżu zewnętrznym części (3a) ramy, przy pierwszej przestrzeni (61) ciśnienia roboczego i drugiej przestrzeni (63) ciśnienia roboczego, znajduje się drugie zagłębienie (81), pomiędzy obrzeżem wewnętrznym elementu sterującego (5) a drugim zagłębieniem (81) jest usytuowana przestrzeń pomocnicza (70, 71) pomiędzy przestrzenią (61, 63) ciśnienia roboczego a drugim zagłębieniem (81) znajduje się kanał łączący (68, 69), który łączy pomocniczą przestrzeń (70, 71) z przestrzenią (61,63) ciśnienia roboczego.
4. 4. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego, zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych poprzez zawór sterujący (2) jest połączeniem otwieranym jednocześnie z ruchem elementu sterującego (5) z jednego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego.
5. 5. Zawór według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że element sterujący (5) posiada wiele momentów łączenia otwierających i zamykających kanały ciśnieniowe.
6. 6. Zawór sterujący według zastrz. 1, znamienny tym, że element sterujący (5) jest elementem podłużnym oraz przesuwnym wzdłużnie do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania (A) i w drugim kierunku sterowania (B).
7. 7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element sterujący (5) zawiera obrzeże lub fragment obrzeża i jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu w kierunku obrzeża w pierwszym kierunku sterowania (A) i w drugim kierunku sterowania (B).
8. 8. Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy umieszczony w przestrzeni usytuowanej w ramie i zawierający co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym kanałem ośrodka ciśnieniowego kierując ciśnienie ośrodka ciśnieniowego na powierzchnię ciśnienia roboczego, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący, który jest usytuowany przesuwnie do tyłu i do przodu i jest elementem oddziaływującym na dostarczanie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, przy czym element udarowy jest elementem wytwarzającym impulsy udarowe, zaś zawór sterujący zawiera ponadto co najmniej pierwszą przestrzeń ciśnienia roboczego i drugą przestrzeń ciśnienia roboczego, pierwszy kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, drugi kanał ciśnienia sterowania doprowadzający ośrodek ciśnieniowy do drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, co najmniej pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego przemieszczającą element sterujący w pierwszym kierunku sterowania w wyniku wpływu ośrodka ciśnieniowego w pierwszej przestrzeni ciśnienia roboczego, oraz co najmniej drugą powierzchnię ciśnienia roboczego przemieszczającą element sterujący w drugim kierunku sterowania w wyniku wpływu ciśnienia w drugiej przestrzeni ciśnienia roboczego, znamienne tym, że w pierwszym położeniu krańcowym elementu sterującego (5) druga przestrzeń (63) ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę (3) i element sterujący (5), zaś w drugim położeniu krańcowym elementu sterującego (5) pierwsza przestrzeń (61) ciśnienia roboczego jest zamknięta przez ramę (3) i element sterujący (5), przy czym ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej jest ośrodkiem sprężanym i przekształcającym energię kinetyczną elementu sterującego (5) na energię ciśnienia oraz ponownie przekształcającym energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną przy zamianie ruchu elementu sterującego (5), zaś zawór sterujący (2) jest zaworem ruchomym do przodu i do tyłu bez zewnętrznego sterowania.
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że element sterujący (5) posiada kilka momentów łączenia otwierających i zamykających kanały ciśnieniowe oraz jest elementem wytwarzającym co najmniej dwa impulsy udarowe w urządzeniu udarowym (1) podczas jego przemieszczania z pierwszego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego i z powrotem.

   PL 211 209 B1
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że zawór sterujący (2) zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego, zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych poprzez zawór sterujący (2) jest połączeniem otwieranym jednocześnie z w zasadzie jednocześnie z przemieszczaniem elementu sterującego (5) z jednego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że element udarowy (8) jest prętem sprężania i jest dociśnięty do ramy (24) urządzenia udarowego (1) wpływem ośrodka ciśnieniowego doprowadzanego do powierzchni (9) ciśnienia roboczego ściskając wzdłużnie element udarowy (8), zaś zawór sterujący (2) jest elementem szybko usuwającym ośrodek ciśnieniowy działający na powierzchnię (9) ciśnienia roboczego przywracając oryginalną długość elementowi udarowemu (8) wytwarzając impuls udarowy.
12. 12. Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, w którym kieruje się ciśnienie ośrodka ciśnieniowego na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego elementu udarowego usytuowanego w urządzeniu udarowym oraz wytwarza się impuls udarowy, kieruje się ośrodek ciśnieniowy stosując co najmniej jeden zawór sterujący, przy czym zawór sterujący zawiera co najmniej ramę oraz element sterujący, przemieszcza się element sterujący do tyłu i do przodu w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania, otwiera i zamyka się kanały ośrodka ciśnieniowego prowadzące do urządzenia udarowego, kieruje się ośrodek ciśnieniowy na pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z pierwszą przestrzenią ciśnienia roboczego w elemencie sterującym oraz przemieszcza się element sterujący w pierwszym kierunku sterowania, i kieruje się ośrodek ciśnieniowy na drugą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z drugą przestrzenią ciśnienia roboczego w elemencie sterującym oraz przemieszcza się element sterujący w drugim kierunku sterowania, znamienny tym, że podczas ruchu elementu sterującego (5) w pierwszym kierunku sterowania (A) w stronę położenia krańcowego w drugiej przestrzeni (63) ciśnienia roboczego tworzy się zamkniętą przestrzeń ciśnieniową, podczas ruchu elementu sterującego (5) w drugim kierunku sterowania (B) w kierunku położenia krańcowego w pierwszej przestrzeni (61) ciśnienia roboczego tworzy się zamkniętą przestrzeń ciśnieniową, spręża się ośrodek ciśnieniowy w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej i przekształca się energię kinetyczną elementu sterującego (5) na energię ciśnienia, oraz przekształca się ponowne energię ciśnienia w zamkniętej przestrzeni ciśnieniowej na energię kinetyczną, kiedy element sterujący (5) zmienia kierunek ruchu.
13. 13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że element sterujący (5) przemieszcza się tam i z powrotem z pierwszego położenia krańcowego do drugiego położenia krańcowego oraz podczas ruchu w urządzeniu udarowym wytwarza się kilka impulsów udarowych.
14. 14. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że poprzez zawór sterujący (2) kieruje się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego, prowadzi się te równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego na co najmniej jedną powierzchnię (9) ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) oraz wytwarza się impuls udarowy.
15. 15. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że poprzez zawór sterujący (2) odprowadza się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego od co najmniej jednej powierzchni (9) ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) oraz wytwarza się impuls udarowy.
16. 16. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że ośrodek ciśnieniowy doprowadza się pod stałym ciśnieniem do pierwszej przestrzeni (61) ciśnienia roboczego poprzez pierwszy kanał (66) ciśnienia sterowania oraz ośrodek ciśnieniowy doprowadza się pod stałym ciśnieniem do drugiej przestrzeni (63) ciśnienia roboczego poprzez drugi kanał (67) ciśnienia sterowania.
17. 17. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że wydłużony element sterujący (5) przemieszcza się w kierunku wzdłużnym.
18. 18. Sposób według zastrz. 12 albo 13, znamienny tym, że element sterujący (5) przemieszcza się w kierunku jego obrzeża.