PL211210B1 - Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał, urządzenie udarowe do kruszenia oraz sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał - Google Patents

Description

(21) Numer zgłoszenia: 376760 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 23.02.2004 B25D 9/18 (2006.01)

B25D 9/20 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

23.02.2004, PCT/FI04/000080 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

02.09.2004, WO04/073931

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia (54) skał, urządzenie udarowe do kruszenia oraz sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał
(30) Pierwszeństwo: 21.02.2003, FI, 20030263	(73) Uprawniony z patentu: SANDVIK MINING AND CONSTRUCTION OY, Tampere, FI
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku:
09.01.2006 BUP 01/06	ANTTI KOSKIMAKI, Tampere, FI
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.04.2012 WUP 04/12	(74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Elżbieta Słomczyńska

PL 211 210 B1

Opis wynalazku

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

Do kruszenia skał stosowane są młoty pneumatyczne i wiertarki do kamieni, które są wyposażone w urządzenie udarowe, kierujące impulsy udarowe przez narzędzie do kamienia. Urządzenie udarowe zawiera tłok udarowy, który może być przesuwany do tyłu i do przodu przy pomocy ośrodka ciśnieniowego, zwykle płynu hydraulicznego, i który jest dostosowany do uderzania o narzędzie albo bezpośrednio, albo przez odpowiednią część pośrednią. Tłok udarowy zawiera powierzchnie ciśnienia roboczego, na które przekazywane jest ciśnienie hydrauliczne tak, aby powodować ruch tłoka udarowego do tyłu i do przodu. Przepływy płynu hydraulicznego, przesuwające tłok udarowy, są sterowane przy pomocy zaworu sterującego, który może być elementem w kształcie tulei, która jest usytuowana ruchomo wokół tłoka udarowego lub też zawór sterujący może być oddzielnym zaworem suwakowym. Typowy zawór suwakowy zawiera ramę i suwak, który może być przesuwany w przestrzeni wewnątrz ramy. Wzdłużne przesuwanie suwaka jest wykonywane w celu sterowania przepływami płynu hydraulicznego, działającego na powierzchnie ciśnienia roboczego w tłoku udarowym. Jednakże, w istniejących zaworach suwakowych trudno sterować przepływem płynu o dużym ciśnieniu, chyba że suwak zaworu suwakowego ma dużą średnicę lub też ma duży zakres ruchu tak, że może otwierać duże kanały. Zawór suwakowy, mający duży przekrój poprzeczny, jest trudny do zastosowania w urządzeniu do kruszenia skał. Natomiast zawór suwakowy, mający duży zakres ruchu, jest wolny, co ogranicza jego zastosowanie w urządzeniach udarowych działających z dużą częstością udarów. Również znane zawory sterujące w kształcie rękawa stwarzają podobne problemy.

Z dokumentu WO 0192730 znane jest urządzenie hydrauliczne, takie jak prasa cierna. Urzą dzenie to zawiera korpus zaworu mający kształt tulei i przesuwany osiowo w obudowie zaworu za pomocą elektromagnesu. Korpus zaworu jest wyposażony w wiele otworów w celu umożliwienia przepływu płynu hydraulicznego przez korpus zaworu w kierunku promieniowym. Urządzenie ma otwory wlotowe, przez które płyn ciśnieniowy wpływa do pierścieniowej komory. Otwory te są usytuowane w tym samym położeniu osiowym, tak więc w rozwią zaniu tym płyn hydrauliczny moż e przepływać przez otwory wlotowe tylko w jednym położeniu osiowym.

Z dokumentu GB 210662 znane jest urządzenie zaworowe obejmujące dwa wydrążone, podłużne zawory, które podczas działania urządzenia są przemieszczane w kierunku poprzecznym, tzn. na lewo oraz na prawo. Urządzenie nie zawiera elementu sterującego, który byłby przesuwany wzdłużnie w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie nowego zaworu sterującego oraz urządzenia udarowego do kruszenia skał, jak również sposobu sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego, umożliwiające sterowanie przepływem płynu o dużym ciśnieniu oraz zachowanie małych wymiarów zaworu.

Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał zawierający ramę wewnątrz której jest usytuowana przestrzeń, co najmniej dwa kanały ośrodka ciśnieniowego połączone z przestrzenią oraz element sterujący, który jest elementem podłużnym, umieszczonym w przestrzeni w ramie oraz rozmieszczonym przesuwnie w kierunku wzdłużnym w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania, przy czym element sterujący jest elementem otwierającym i zamykającym, podczas jego przemieszczania, kanały ośrodka ciśnieniowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej dwa z kanałów ośrodka ciśnieniowego są równoległymi kanałami ciśnieniowymi o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego oraz usytuowanymi w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego, zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych poprzez zawór sterujący jest połączeniem otwieranym jednocześnie z wzdłużnym przemieszczaniem elementu sterującego w jednym kierunku sterowania.

Korzystnie, zawór jest zaworem suwakowym, zaś element sterujący jest podłużnym suwakiem w kształ cie bolca, przy czym suwak jest wyposaż ony w kilka ramion.

Korzystnie, element sterujący jest podłużną tuleją, wyposażoną w co najmniej jedno ramię usytuowane na jej zewnętrznym obrzeżu.

Korzystnie, zawór jest zintegrowany z urządzeniem udarowym, natomiast element sterujący jest elementem w kształcie tulei i jest rozmieszczony wokół elementu udarowego, oraz jest wyposażony

PL 211 210 B1 w co najmniej jeden otwór, który rozciąga się od powierzchni zewnętrznego obrzeża do powierzchni wewnętrznego obrzeża.

Korzystnie, równoległe kanały ciśnieniowe są połączone ze sobą po pierwszej stronie zaworu sterującego i po drugiej stronie zaworu sterującego.

Korzystnie, każdy równoległy kanał ciśnieniowy jest połączony z oddzielnym kanałem płynu ciśnieniowego każdego równoległego kanału ciśnieniowego.

Korzystnie, zawór zawiera co najmniej jeden kanał ciśnienia sterującego, natomiast element sterujący zawiera co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia sterującego i jest usytuowany przesuwnie w co najmniej jednym kierunku przez doprowadzanie ośrodka ciśnieniowego od kanału ciśnienia sterującego do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia sterującego.

Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy, który jest umieszczony w przestrzeni usytuowanej w ramie, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący rozmieszczony przesuwanie w kierunku wzdłużnym i będącym elementem oddziaływującym na doprowadzanie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, przy czym element udarowy zawiera co najmniej jedną pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym pierwszym kanałem ośrodka ciśnieniowego, oraz co najmniej jedną drugą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym drugim kanałem ośrodka ciś nieniowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepływu, umieszczone z odstępem względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego i sterowane jednocześnie przez element sterujący, przy czym wszystkie równoległe kanały ciśnieniowe są połączone z co najmniej jedną powierzchnią ciśnienia roboczego elementu udarowego kierując przepływy ośrodka ciśnieniowego wszystkich równoległych kanałów ciśnieniowych na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego elementu udarowego i działając na nią w kierunku, będącym kierunkiem udaru.

Korzystnie, zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe doprowadzające płyn ciśnieniowy od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego do kanału wyładowczego.

Korzystnie, równoległe kanały ciśnieniowe są połączone ze sobą przed urządzeniem udarowym a nastę pnie połączone kanał y ciś nieniowe są połączone z powierzchnią ciś nienia roboczego w urzą dzeniu udarowym.

Korzystnie, każdy z równoległych kanałów ciśnieniowych jest bezpośrednio połączony z powierzchnią ciśnienia roboczego w urządzeniu udarowym.

Korzystnie, rama urządzenia udarowego zawiera przestrzeń ciśnienia roboczego wzdłuż sekcji tylnego końca elementu udarowego, zaś element udarowy jest podłużnym elementem rozmieszczonym przesuwnie do tyłu i do przodu, zawierającym pierwszy koniec wyposażony w powierzchnię udarową, jak również drugi koniec mający wolny obszar powierzchniowy o określonej wielkości, skierowany w stronę przestrzeni ciśnienia roboczego, przy czym cały obszar powierzchniowy drugiego końca elementu udarowego stanowi powierzchnię ciśnienia roboczego.

Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy umieszczony w przestrzeni usytuowanej wewnątrz ramy i zawierający co najmniej jedną pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym pierwszym kanałem ośrodka ciśnieniowego, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący usytuowany przesuwnie w kierunku wzdłużnym i będący elementem oddziaływującym na ciśnienie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe o takim samym kierunku przepł ywu, usytuowane w odstę pie wzglę dem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego i sterowane jednocześnie przez element sterujący, przy czym równoległe kanały ciśnieniowe są połączone z co najmniej jedną powierzchnią ciśnienia roboczego elementu udarowego odprowadzając ośrodek ciśnieniowy od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego podczas cyklu roboczego urządzenia udarowego.

Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał, w którym przesuwa się wzdłużnie element sterujący należący do zaworu sterującego i steruje się przepływami ośrodka ciśnieniowego w kanałach ośrodka ciśnieniowego prowadzących do urządzenia udarowego przesuwając wzdłużnie element sterujący, oraz doprowadza się ośrodek ciśnieniowy z kanałów ośrodka ciśnieniowego do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego

PL 211 210 B1 należącego do urządzenia udarowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do sterowania stosuje się zawór sterujący zawierający co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe rozmieszczone w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego, przez zawór sterujący kieruje się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego o takim samym kierunku oraz przepływy ośrodka ciśnieniowego doprowadza się co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego.

Korzystnie, łączy się wszystkie równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego doprowadzane przez zawór sterujący i doprowadza się zsumowany przepływ do jednej powierzchni ciśnienia roboczego w elemencie udarowym.

Korzystnie, każdy równoległy przepływ ośrodka ciśnieniowego doprowadza się z zaworu sterującego do urządzenia udarowego oddzielnym kanałem płynu ciśnieniowego.

Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał, w którym steruje się przepływami w kanałach ośrodka ciśnieniowego prowadzących do urządzenia udarowego przesuwając wzdłużnie element sterujący należący do zaworu sterującego oraz doprowadza się ośrodek ciśnieniowy od kanałów ośrodka ciśnieniowego do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego należącego do urządzenia udarowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do sterowania stosuje się zawór sterujący zawierający co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe usytuowane w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego, zaś przez zawór sterujący odprowadza się od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego o takim samym kierunku przepływu.

Zawór sterujący zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe, w których kierunek przepływu ośrodka ciśnieniowego jest taki sam i przesuwanie elementu sterującego w jednym kierunku powoduje otwarcie, w zasadzie jednocześnie, połączenia z równoległymi kanałami ciśnieniowymi przez zawór sterujący.

Urządzenie udarowe jest wyposażone w zawór sterujący, który zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe, w których kierunek przepływu jest taki sam, zaś element sterujący jest dostosowany do w zasadzie jednoczesnego sterowania nimi, natomiast przepływ ośrodka ciśnieniowego ze wszystkich równoległych kanałów ciśnienia roboczego jest kierowany na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego w elemencie udarowym, przesuwając go w kierunku udaru w celu wytworzenia impulsu udarowego.

Inne urządzenie udarowe ma zawór sterujący, który zawiera co najmniej dwa równoległe kanały wyładowcze, w których kierunek przepływu jest taki sam, zaś element sterujący jest dostosowany do w zasadzie jednoczesnego sterowania nimi, natomiast oś rodek ciśnieniowy jest kierowany do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego przez równoległe kanały wyładowcze podczas cyklu roboczego urządzenia udarowego.

Sposób polega na tym, że co najmniej dwa równoległe przepływy ciśnieniowe są doprowadzane przez zawór sterujący i są kierowane na co najmniej jedną powierzchnię ciśnienia roboczego elementu udarowego w celu wytworzenia impulsu udarowego.

Inny sposób polega na tym, że co najmniej dwa równoległe przepływy ciśnieniowe są kierowane od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego przez zawór sterujący w celu wytworzenia impulsu udarowego.

Idea wynalazku polega na tym, że element sterujący zaworu sterującego może być przesuwany wzdłużnie w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania w celu sterowania przepływami ciśnieniowymi, doprowadzanymi przez zawór sterujący. Zawór sterujący jest ponadto skonstruowany tak, że przesuwanie suwaka w pierwszym kierunku sterującym i/lub w drugim kierunku sterującym powoduje w zasadzie jednoczesne otwarcie co najmniej dwóch równoległych kanałów ciśnieniowych. W takim przypadku, ośrodek ciśnieniowy przepływa przez co najmniej dwa różne kanały do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego urządzenia udarowego w celu wytworzenia impulsu udarowego. Ponadto, zawór sterujący umożliwia sterowanie przepływem ośrodka ciśnieniowego odprowadzanego od powierzchni ciśnienia roboczego przez sterowanie równoległymi kanałami wyładowczymi.

Zaletą zaworu sterującego według wynalazku jest to, że zawór ten, bez znacznego zwiększania jego wymiarów, może zostać dostosowany do szybkiego sterowania dużymi przepływami. Dobierając liczbę i rozmiar równoległych kanałów można w sposób uniwersalny dostosować połączony efekt stosowania kanałów do różnych urządzeń udarowych. Taki zawór sterujący może mieć małą stratę ciPL 211 210 B1 śnienia, a zatem dużą wydajność. Ponadto, ponieważ zawór sterujący jest dostosowany do jednoczesnego otwierania kilku kanałów ciśnieniowych, żaden pojedynczy kanał nie musi mieć dużej średnicy, a zatem, nie jest konieczny duż y zakres ruchu elementu sterują cego w celu otwarcia kanał ów ciś nieniowych. Ponieważ zakres ruchu elementu sterującego może być mały, działanie zaworu sterującego może być szybkie. Zawór sterujący według wynalazku jest zatem odpowiedni również dla urządzeń udarowych działających z dużą częstością udarów. Możliwe jest dostosowanie zaworu sterującego tak, aby prędkość zaworu i wielkość przepływu odpowiadała danemu urządzeniu udarowemu.

Ponadto, zawór według wynalazku może zastępować tradycyjne zawory, które są obecnie stosowane w urządzeniach udarowych.

Zawór sterujący jest zaworem suwakowym, zawierającym suwak umieszczony w przestrzeni utworzonej wewnątrz ramy. Suwak jest wyposażony w ramiona, dostosowane do otwierania i zamykania kanałów ośrodka ciśnieniowego, prowadzących do przestrzeni. Ponieważ zawór sterujący zawiera kilka równoległych kanałów, można przez niego szybko przepuścić duży strumień. Wymiary przekroju poprzecznego suwaka mogą być jednakże stosunkowo małe. Zatem, kiedy zawór sterujący według wynalazku został porównywany z dotychczasowymi rozwiązaniami, stwierdzono, że strata ciśnienia, wywołana przez zawór, zmniejszyła się, a zatem wydajność urządzenia udarowego znacznie wzrosła. Ponieważ przekrój poprzeczny suwaka może być stosunkowo mały, struktura całego zaworu suwakowego może również być mała. Taki zawór suwakowy można łatwo zastosować w wiertarce do kamieni, młocie udarowym lub odpowiednim urządzeniu do kruszenia skał, ponieważ zawór nie zwiększa w sposób istotny zewnętrznych wymiarów urządzenia. Ponadto, masa elementu sterującego, mającego niewielkie wymiary, może być mała, co częściowo również umożliwia szybkie otwieranie i zamykanie zaworu przez suwak.

Element sterujący ma kształt podłużnej tulei. Tuleja zawiera co najmniej jeden poprzeczny otwór rozciągający się od powierzchni zewnętrznej tulei do powierzchni wewnętrznej tulei. Przesuwając tuleję wzdłużnie ustawia się otwory naprzeciw lub poza kanałami ośrodka ciśnieniowego, w celu sterowania przepływem ośrodka ciśnieniowego.

Element sterujący ma kształt podłużnej tulei mającej ramiona usytuowane na zewnętrznym obrzeżu. Kiedy tuleja jest przesuwana wzdłużnie, ramiona otwierają i zamykają równoległe kanały ośrodka ciśnieniowego.

Mniejsze przepływy kilku równoległych kanałów są łączone w jeden duży przepływ, zsumowany przed skierowaniem do urządzenia udarowego, po czym zsumowany przepływ jest przesyłany do jednej powierzchni ciśnienia roboczego, przesuwając ją w kierunku udaru.

Element udarowy jest tłokiem udarowym, który może być przesuwany do tyłu i do przodu i który, kiedy jest przesuwany zgodnie z cyklem roboczym, doprowadza ośrodek ciśnieniowy do i odprowadza od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu sterującego, powodując zmianę położenia elementu sterującego. Taka struktura urządzenia udarowego jest prosta i niezawodna w działaniu. Urządzenie udarowe wytwarza impulsy udarowe tak długo, jak długo ośrodek ciśnieniowy jest doprowadzany do zaworu sterującego.

Element udarowy jest tłokiem udarowym, który może być przesuwany do tyłu i do przodu i którego cały tylny koniec służy jako powierzchnia ciśnienia roboczego. W takim przypadku, urządzenie udarowe może być krótkie, dzięki czemu urządzenie do kruszenia skał jest łatwe w obsłudze. Ponadto, tłok udarowy jest wyposażony w dużą powierzchnię ciśnienia roboczego, skierowaną w stronę kierunku udaru, dzięki czemu można stosować ośrodek ciśnieniowy o niższym ciśnieniu w celu wytwarzania impulsów udarowych. Dzięki niższemu ciśnieniu roboczemu, urządzenie udarowe może być bardziej ekonomiczne w użyciu. Ponadto, uszczelnienie między tłokiem udarowym a ramą jest łatwiejsze do wykonania.

Przedmiotem wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z boku i w przekroju dotychczasowe urządzenie udarowe w sytuacji, w której tł ok udarowy ma wł a ś nie wrócić w celu wykonania nowego skoku, fig. 2 przedstawia w widoku z boku i w przekroju dotychczasowe urządzenie udarowe w sytuacji, w której tłok udarowy rozpoczyna ruch udarowy, fig. 3 przedstawia w widoku z boku i w przekroju urządzenie udarowe według wynalazku w sytuacji, w której tłok udarowy ma właśnie wrócić w celu wykonania nowego skoku, fig. 4 przedstawia w widoku z boku i w przekroju urządzenie udarowe według wynalazku w sytuacji, w której tłok udarowy rozpoczyna ruch udarowy, fig. 5 przedstawia w widoku z boku i w przekroju drugie urządzenie udarowe według wynalazku, fig. 6 przedstawia w widoku z boku i w przekroju szczegół urządzenia udarowego z fig. 5 w sytuacji, w której tłok udarowy rozpoczyna ruch powrotny, fig. 7 przedstawia

PL 211 210 B1 w widoku z boku i w przekroju szczegół urzą dzenia udarowego z fig. 5 w sytuacji, w której t ł ok udarowy rozpoczyna ruch udarowy, fig. 8 przedstawia w widoku z boku i w przekroju urządzenie udarowe według trzeciego przykładu wykonania wynalazku, fig. 9 przedstawia w widoku z boku i w przekroju konstrukcję i zasadę działania urządzenia udarowego według czwartego przykładu wykonania wynalazku, zaś fig. 10 przedstawia w widoku z boku i w przekroju konstrukcję i zasadę działania urządzenia udarowego według piątego przykładu wykonania wynalazku.

W celu wyjaś nienia róż nicy mię dzy rozwiązaniem według wynalazku a rozwią zaniami dotychczasowymi, najpierw zostaną pokazane, w odniesieniu do fig. 1 i 2, zasady działania rozwiązania dotychczasowego. Ponadto, zostanie opisane ogólnie działanie zaworu sterującego i urządzenia udarowego.

Cykl roboczy urządzenia udarowego 1 może być sterowany przy użyciu zaworu suwakowego będącym zaworem sterującym 2. Zawór sterujący 2 zawiera ramę 3 posiadającą przestrzeń 4 z umieszczonym w niej suwakiem stanowiącym element sterujący 5, przy czym suwak zawiera ramiona 6a, 6b dostosowane do otwierania i zamykania kanałów 7a, 7b ośrodka ciśnieniowego oraz kanału wyładowczego 7c prowadzących do i z urządzenia udarowego 1 przez zawór sterujący 2. Na fig. 1 zawór suwakowy stanowiący zawór sterujący 2 jest w najdalszym lewym położeniu tak, że ramię 6a, zamyka połączenie od kanału 7a do urządzenia udarowego 1, zaś ramię 6b otwiera połączenie od kanału 7b do kanału wyładowczego 7c, prowadzącego do zbiornika. W takim przypadku, ciśnienie ośrodka ciśnieniowego nie oddziałuje na powierzchnię 9 ciśnienia roboczego usytuowaną w tylnym końcu tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8. Źródło ciśnienia 30 jest połączone kanałem 10 z przestrzenią 11 ciśnienia roboczego rozmieszczoną wokół elementu udarowego 8 tak, że ciśnienie ośrodka ciśnieniowego działa na powierzchnie 12a, 12b, 12c roboczego ciśnienia tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8, które mają takie wymiary, że element udarowy 8 rozpoczyna ruch powrotny. Kiedy element udarowy 8 przesuwa się w prawo na fig. 1, ramię 14 otwiera kanał 15 ciśnienia sterującego tak, że ośrodek ciśnieniowy może oddziaływać na powierzchnię 16 ciśnienia sterującego zaworu sterującego 2, powodując przesunięcie suwaka stanowiącego element sterujący 5 do położeniu pokazanego na fig. 2.

Na fig. 2, suwak będący elementem sterującym 5 zaworu sterującego 2 został przesunięty do najdalszego prawego położenia tak, że otwiera połączenie od kanału 7a przez kanał 7b do powierzchni 9 ciśnienia roboczego w tylnym końcu tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8. Ponieważ powierzchnie ciśnienia roboczego w kierunku A, będącym kierunkiem udaru, mają takie wymiary, że są wyraźnie większe niż powierzchnie ciśnienia roboczego w kierunku B, będącym kierunkiem powrotnym, elementu udarowego 8, element udarowy 8 jest przesuwany z dużą prędkością w kierunku narzędzia 17 tak, że powierzchnia udarowa 18 na czole elementu udarowego 8 uderza o tylny koniec narzędzia 17 w miejscu udaru. Kiedy element udarowy 8 jest przesuwany w lewo na fig. 2, ramię 14 otwiera połączenie od kanału 15 ciśnienia sterującego do kanału 19 i dalej do zbiornika tak, że ciśnienie ośrodka ciśnieniowego nie oddziaływuje na powierzchnię 16 ciśnienia sterującego w suwaku stanowiącym element sterujący 5, ale ciśnienie ośrodka ciśnieniowego może oddziaływać na ramiona suwaka przez kanał 7a tak, że suwak jest przesuwany ponownie do położenia pokazanego na fig. 1. Następnie, tłok udarowy stanowiący element udarowy 8 i suwak stanowiący element sterujący 5 kontynuują cykl roboczy opisany powyżej tak długo, jak długo ośrodek ciśnieniowy jest doprowadzany ze źródła ciśnienia 30.

Problem związany z zaworem suwakowym stanowiącym zawór sterujący 2, pokazanym na fig. 1 i 2 polega na tym, że na początku ruchu udarowego, tylko jeden kanał 7b otwiera się do przestrzeni 20 ciśnienia roboczego w tylnym końcu tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8. Objętość przestrzeni 20 ciśnienia roboczego w tylnym końcu tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8 jest duża, zatem możliwe jest szybkie doprowadzenie dużego przepływu ośrodka ciśnieniowego do przestrzeni 20 ciśnienia roboczego. Jednakże, kanał prowadzący przez zawór sterujący do przestrzeni 20 ciśnienia roboczego 2 jest dość wąski tak, że zawór sterujący 2 ogranicza przepływ i powoduje stratę ciśnienia.

Rozwiązanie według wynalazku jest pokazane na fig. 3 i 4. Podstawowa konstrukcja zaworu suwakowego stanowiącego zawór sterujący 2 i urządzenia udarowego 1 ogólnie odpowiada rozwiązaniu pokazanemu na fig. 1 i 2. Różnica w stosunku do dotychczasowego rozwiązania polega co najmniej na tym, że zawór sterujący 2 jest dostosowany do otwierania i zamykania jednocześnie kilku kanałów ciśnienia roboczego stanowiących kanały ciśnieniowe 21a, 21 b połączonych z przestrzenią 20 ciśnienia roboczego. Kanały te są równoległe, tj. kierunek przepływu płynu ciśnieniowego

PL 211 210 B1 jest taki sam w tych kanałach. Ponadto, równoległe kanały ciśnieniowe 21a, 21b są dostosowane do doprowadzania ośrodka ciśnieniowego do i odprowadzania od tylko jednego elementu napędowego, w tym przypadku do i od urządzenia udarowego 1. Równoległe kanały ciśnieniowe 21a, 21b mogą, w sposób pokazany na fig. 4, zostać połączone z przestrzenią 20 ciśnienia roboczego przy pomocy wspólnego kanału 7b, lub każdy kanał może prowadzić oddzielnie do przestrzeni 20 ciśnienia roboczego, jak pokazano na fig. 3. Ponadto, kanał 7a prowadzący ze źródła ciśnienia 30 do zaworu suwakowego stanowiącego zawór sterujący 2 może rozdzielać się na co najmniej dwa oddzielne kanały 21c, 21d. Alternatywnie, kanały 21c, 21d mogą być bezpośrednio połączone ze źródłem ciśnienia 30. Chociaż fig. 3 i 4 pokazują rozwiązanie, w którym suwak stanowiący element sterujący 5 steruje dwoma kanałami ciśnienia roboczego stanowiącymi kanały ciśnieniowe 21a, 21b, jest oczywiste, że liczba kanałów ciśnienia roboczego, sterowanych przez suwak, może być również większa. Długość zaworu sterującego 2 i suwaka stanowiącego element sterujący 5 jest zwymiarowana biorąc pod uwagę liczbę sterowanych kanałów ciśnienia roboczego. Ponadto, suwak stanowiący element sterujący 5 jest wyposażony w niezbędną liczbę ramion 6, w celu umożliwienia sterowania kanałami ciśnienia roboczego.

W najprostszej postaci, suwak stanowiący element sterujący 5 jest podłużnym bolcem, którego przekrój poprzeczny ma kształt kołowy. Przestrzeń 4 dla suwaka jest usytuowana w ramie 3 zaworu suwakowego stanowiącego zawór sterujący 2. Suwak zawiera powierzchnię 16 ciśnienia sterującego i powierzchnie ramion, połączone z kanałem 21c, na które ciśnienie ośrodka ciśnieniowego może być kierowane tak, że suwak stanowiący element sterujący 5 zmienia położenie zgodnie z cyklem roboczym urządzenia udarowego 1. Alternatywnie, suwak może być dostosowany do przesuwania w jednym kierunku ruchu przy pomocy ośrodka ciśnieniowego i do powrotu w drugim kierunku ruchu przy pomocy siły sprężystości. Zawór suwakowy stanowiący zawór sterujący 2 może być oddzielnym, stosunkowo małym elementem, który może być usytuowany w odpowiednim miejscu w pobliżu lub w połączeniu z urządzeniem udarowym 1. Z drugiej strony, zawór suwakowy stanowiący zawór sterujący 2 może być zintegrowany z urządzeniem udarowym 1 tak, że rama 24 urządzenia udarowego 1 może służyć również jako rama zaworu sterującego 2.

Fig. 5 pokazuje urządzenie udarowe 1 według kolejnego przykładu wykonania. Tłok udarowy stanowiący element udarowy 8 urządzenia udarowego 1 jest w położeniu udarowym. W tym rozwiązaniu, zawór sterujący 2 jest zintegrowany z urządzeniem udarowym 1 tak, że rama 24 urządzenia udarowego 1 służy również jako rama zaworu sterującego 2. Zawór sterujący 2 zawiera część w kształcie tulei, umieszczoną wokół tylnej części elementu udarowego 8, przy czym tuleja działa jak element sterujący 5. Element sterujący 5 jest zatem usytuowany w przestrzeni pierścieniowej między ramą 24 a elementem udarowym 8 i w tej przestrzeni element sterujący 5 może być przesuwany wzdłużnie przy pomocy ciśnienia wytwarzanego w kanale 15 ciśnienia sterującego. Ciśnienie w kanale 15 ciśnienia sterującego zmienia się zgodnie z cyklem roboczym tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8 w sposób podobny jak wyjaśniono w odniesieniu do poprzednich figur. Na fig. 5 można również zauważyć, że kanał 10, który jest połączony ze źródłem ciśnienia 30, jest połączony także z przestrzenią 11 ciśnienia roboczego urządzenia udarowego 1. Od źródła ciśnienia 30, kanał 7a jest również doprowadzony do zaworu sterującego 2. Ponadto, zawór sterujący 2 jest połączony z kanałem wyładowczym 7c, prowadzącym do zbiornika. Konstrukcja ta zawiera zarówno równoległe kanały ciśnienia roboczego jak i równoległe kanały wyładowcze, którymi steruje element sterujący 5. Fig. 6 i 7 pokazują dokładniej strukturę zaworu sterującego 2.

W odniesieniu do fig. 6, powierzchnia 16 ciśnienia sterującego elementu sterującego 5 w kształcie tulei jest, przez kanał 15 ciśnienia sterującego, poddawana działaniu ciśnienia ośrodka ciśnieniowego, które powoduje przesunięcie tulei do przedniego położenia, tj. położenia odpowiadającego powrotnemu ruchowi tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8. Tuleja następnie zamyka kanały 21c, 21d ośrodka ciśnieniowego. Jednocześnie, tuleja otwiera równoległe kanały ciśnieniowe 7c', 7c będące kanałami wyładowczymi tak, że element udarowy 8 zaczyna ruch powrotny. Ramię 51 ogranicza ruch tulei w obu kierunkach osiowych. Tuleja jest wyposażona w otwór dla pierwszego kanału ciśnieniowego 7c'. Drugi kanał ciśnieniowy 7c jest usytuowany między ramą 24 a końcem tulei. W tym rozwiązaniu, element sterujący 5 powoduje zatem otwieranie i zamykanie zarówno równoległych kanałów ciśnieniowych 21a, 21b, jak i równoległych kanałów ciśnieniowych 7c', 7c urządzenia udarowego 1. Fig. 5 pokazuje, że kanały ciśnieniowe 7c', 7c, będące kanałami wyładowczymi, mogą prowadzić do zbiornika wzdłuż oddzielnych kanałów płynu ciśnieniowego. Alternatywnie, płyn ciśnieniowy może być kierowany do zbiornika wspólnym kanałem wyładowczym 7c, jak pokazano na fig. 6.

PL 211 210 B1

Kiedy tłok udarowy stanowiący element udarowy 8 zostanie przesunięty dostatecznie do tyłu, tj. w prawo na fig. 5, zamyka połączenie między źródłem ciśnienia 30 a kanałem 15 ciśnienia sterującego i otwiera połączenie z kanałem wyładowczym 19. W takim przypadku w kanale 15 ciśnienia sterującego panuje tylko ciśnienie zbiornika. Ponieważ powierzchnia ciśnieniowa 50 z przodu tulei jest pod działaniem ciśnienia kanału 7a, element sterujący 5 jest przesuwany do tyłu, do położenia pokazanego na fig. 7.

W odniesieniu do fig. 7, tuleja zamknęła połączenie z kanałem wyładowczym 7c, ale jednocześnie otworzyła połączenie od kanałów 21 c, 21d ciśnienia roboczego do kanałów ciśnieniowych 21a, 21b tak, że ośrodek ciśnieniowy dostaje się do przestrzeni 20 ciśnienia roboczego w górnym końcu tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8 i tłok udarowy przesuwa się w kierunku narzędzia 17. Kanał ciśnieniowy 21a jest usytuowany pomiędzy końcową powierzchnią tulei a ramą 24. Dla kanału ciśnieniowego 21 b tuleja jest wyposażona w co najmniej jeden otwór przelotowy. Liczba i położenie otworów przelotowych odpowiada liczbie i położeniu równoległych kanałów ciśnieniowych.

Fig. 8 pokazuje ponadto inny zawór sterujący 2, wyposażony w element sterujący 5 w kształcie tulei. W tym przypadku, zawór sterujący 2 może być elementem oddzielonym od urządzenia udarowego 1, zawierającym oddzielną ramę 3. Z drugiej strony, może być zintegrowany z ramą urządzenia udarowego 1. Zewnętrzna powierzchnia elementu sterującego 5 w kształcie tulei jest wyposażona w ramiona 53, 54, 55, dostosowane do otwierania i zamykania połączenia od kanałów ciśnieniowych 21a, 21b do kanałów 21c, 21d, a ponadto, do otwierania i zamykania połączenia z kanałem wyładowczym 7c, kiedy tuleja jest przesuwana wzdłużnie w przestrzeni 4 w ramie 3. Tuleja jest wyposażona w powierzchnię 16 ciśnienia sterującego, na którą może zostać skierowane ciśnienie z kanału 15 ciśnienia sterującego tak, że tuleja w położeniu powrotnym, pokazanym na fig. 8, jest przesuwana w prawo, tj. do położenia odpowiadającego ruchowi udarowemu.

Chociaż powyżej zostały opisane tylko rozwiązania, w których ciśnienie ośrodka ciśnieniowego jest zmieniane przez zawór sterujący 2 tak, że działa na powierzchnie 9 ciśnienia roboczego tylko w kierunku A, będącym kierunkiem udaru, zawór sterujący 2 według wynalazku można również zastosować w urządzeniach udarowych 1, w których cykl roboczy tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8 lub odpowiedniego innego elementu udarowego jest osiągany przez zmienianie nacisku płynu ciśnieniowego na powierzchnie ciśnienia roboczego zarówno w kierunku A jak i w kierunku B będącym kierunkiem powrotnym. Korzystnie, ośrodek ciśnieniowy, przeznaczony do usunięcia z przestrzeni ciśnienia roboczego elementu udarowego, jest doprowadzany do zbiornika maksymalnie szybko. Można to uzyskać przy pomocy zaworu sterującego 2 według wynalazku, który zawiera ponadto równoległe kanały wyładowcze, których otwieranie i zamykanie jest sterowane przez element sterujący 5 zaworu sterującego 2. W pewnych przypadkach, możliwe jest sterowanie działaniem elementu udarowego 8 przez sterowanie przepływem tylko płynu ciśnieniowego, który jest odprowadzany z przestrzeni ciśnienia roboczego. Zawór sterujący 2 według wynalazku jest odpowiedni również dla takich rozwiązań.

Ponadto, korzystnie, tłok udarowy stanowiący element udarowy 8 zawiera, np. w połączeniu z odpowiednimi ramionami, kilka powierzchni ciśnienia roboczego, przesuwanych w kierunku A będącym kierunkiem udaru. Każda powierzchnia ciśnienia udarowego może być wówczas wyposażona we własny kanał ciśnienia roboczego, rozciągający się od zaworu sterującego 2. Również w tym przypadku, kanały ciśnienia roboczego są równoległe, mają ten sam kierunek przepływu ośrodka ciśnieniowego, są połączone z jednym układem napędowym i są sterowane jednocześnie przez przesuwanie jednego elementu sterującego 5 w zaworze sterującym 2. W takim rozwiązaniu przepływy ośrodka ciśnieniowego z równoległych kanałów ciśnienia roboczego nie są zatem sumowane. Przepływy ośrodka ciśnieniowego kanałów ciśnienia roboczego realizują jednak wspólną funkcję, tj. umożliwiają ruch tłoka udarowego w kierunku A, będącym kierunkiem udaru.

W pewnych przypadkach, położenie elementu sterującego 5 zaworu sterującego 2 może być zmieniane również w inny sposób niż taki, w którym, jak opisano powyżej, ciśnienie ośrodka ciśnieniowego jest przesyłane od kanału 15 ciśnienia sterującego do ramion sterujących odpowiednich powierzchni 16 ciśnienia sterującego elementu sterującego 5. Możliwe jest kontrolowanie położenia tłoka udarowego stanowiącego element udarowy 8 przy pomocy odpowiednich czujników i dostarczanie danych pomiarowych do układu sterującego urządzenia udarowego 1, który następnie, na podstawie danych pomiarowych, steruje cyklem roboczym urządzenia udarowego 1. Układ sterujący może być dostosowany do zmiany położenia elementu sterującego 5 np. przy pomocy elektrycznych elementów uruchamiających, takich jak solenoidy.

PL 211 210 B1

Fig. 9 pokazuje jeszcze inny przykład wykonania wynalazku, w którym zawór sterujący 2 zawiera ramę 3 i element sterujący 5. Element sterujący 5 może być podłużną częścią w kształcie tulei, która może być przesuwana w kierunku osiowym względem ramy 3. Element sterujący 5 może być wyposażony w pierwszą powierzchnię 60 ciśnienia roboczego, przesuwaną w kierunku A i połączoną z pierwszą przestrzenią 61 ciśnienia roboczego zaworu sterującego 2. Element sterujący 5 może być ponadto wyposażony w drugą powierzchnię 62 ciśnienia roboczego, przesuwaną w kierunku B i połączoną z drugą przestrzenią 63 ciśnienia roboczego zaworu sterującego 2. Zewnętrzne obrzeże elementu sterującego 5 może być wyposażone w ramię 64, które, kiedy element sterujący 5 jest przesuwany w kierunku osiowym, może otwierać i zamykać połączenia od przestrzeni 61,63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65. Ponadto, ruch elementu sterującego 5 w kierunku osiowym powoduje otwieranie i zamykanie połączenia od pierwszego kanału 66 ciśnienia sterującego do pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego. Podobnie, element sterujący 5 może być dostosowany do otwierania i zamykania połączenia od drugiego kanału 67 ciśnienia sterującego do drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego. Jak można zauważyć na fig. 9, oba boki ramienia 64 mogą być wyposażone w zagłębienia na zewnętrznej powierzchni tulei. Zagłębienia umożliwiają zwiększenie objętości przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego. Ponadto, przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego mogą, przy pomocy kanałów łączących 68, 69, zostać połączone z dodatkowymi przestrzeniami 70, 71, usytuowanymi w części 3a ramy wewnątrz tulei. Celem dodatkowych przestrzeni 70, 71 jest zwiększenie objętości przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego. Kiedy przestrzenie 61, 63 ciśnienia roboczego mają dostatecznie dużą objętość, energia ciśnienia może być w nich magazynowana w celu wykorzystania do przesuwania elementu sterującego 5 w kierunku osiowym w sposób przedstawiony poniżej. Na fig. 9, element sterujący 5 jest pokazany w położeniu środkowym, z którego może zostać przesunięty do pierwszego krańcowego położenia w kierunku A, lub, odpowiednio, do drugiej krańcowej położenia w kierunku B. Element sterujący 5 może zatem wypełniać funkcję sterowania w obu położeniach krańcowych, jak również w położeniu pośrednim.

Element sterujący 5 z fig. 9 może być wyposażony w 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 kierunku A lub B, połączenie od równoległych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c do kanału 73 jest zamykane. Jednocześnie, połączenie od kanału ciśnieniowego 74 do kanału 75a lub 75b ciśnienia roboczego jest otwierane. Kiedy zawór sterujący 2 z fig. 9 jest przesuwany od pierwszego krańcowego położenia do drugiego krańcowego położenia, mogą być wykonywane dwie funkcje sterujące podczas ruchu w jednym kierunku ze strony lewej na stronę prawą: w pierwszym krańcowym położeniu, ośrodek ciśnieniowy może przepływać do urządzenia udarowego 1 kanałem 75a ciśnienia roboczego; w położeniu środkowym, ośrodek w ciśnieniowy może być odprowadzany z urządzenia udarowego 1 do zbiornika równoległymi kanałami wyładowczymi 72a, 72b, 72c, a ponadto, w drugim położeniu krańcowym, ośrodek ciśnieniowy jest doprowadzany do urządzenia udarowego 1 kanałem 75b. Zawór sterujący 2 może być połączony z urządzeniem udarowym 1 tak, że jeden ruch elementu sterującego 5 w kierunku osiowym w kierunku A lub B wytwarza jeden impuls udaru w urządzeniu udarowym 1. Zatem częstość działania urządzenia udarowego 1 może zostać podwojona w porównaniu z częstością działania zaworu sterującego 2.

Konstrukcja urządzenia udarowego 1 może być taka, że impuls udaru występuje za każdym razem, kiedy ośrodek ciśnieniowy jest doprowadzany od urządzenia udarowego 1 do zbiornika wzdłuż kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c. Liczba równoległych i w zasadzie jednocześnie otwieranych kanałów wyładowczych 72a, 72b, 72c może być taka, że kanały tworzą razem dostatecznie duże pole powierzchni przekroju poprzecznego. Ruch elementu sterującego 5 w kierunku osiowym może być krótki.

Zawór sterujący 2, pokazany na fig. 9, może zmieniać położenie w sposób niezależny, 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 sterującego. Ponieważ pierwsza przestrzeń 61 ciśnienia roboczego jest połączona z kanałem wyładowczym 65, element sterujący 5 jest poddawany działaniu sił, które starają się przesunąć go w kierunku B. Jednocześnie, energia ciśnienia jest zmagazynowana w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego i w dodatkowej przestrzeni 71. Kiedy element sterujący 5 jest przesuwany od położenia krańcowego w punkcie d0 w kierunku B do określonego punktu dp, połączenie od drugiego kanału 67 ciśnienia sterującego do drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego jest zamykane. W tej sytuacji, połączenie od drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65 jest wciąż za10

PL 211 210 B1 mknięte. Energia ciśnienia, zmagazynowana w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego powoduje, że element sterujący 5 kontynuuje ruch w kierunku B. Zatem oznacza to, że ośrodek ciśnieniowy w drugiej przestrzeni 63 ciśnienia roboczego rozszerza się tak, że energia ciśnienia jest przetwarzana 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 dalej przesuwany w kierunku B poza położenie środkowe, ramię 64 zamyka połączenie od pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65. W efekcie, kiedy element sterujący 5 jest przesuwany dalej w prawo, ciśnienie w pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego rośnie. Kiedy element sterujący 5 kontynuuje ruch w kierunku B, otwierane jest połączenie od pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego do pierwszego kanału 66 ciśnienia sterującego. Zatem ośrodek ciśnieniowy obecny w pierwszej przestrzeni 61 ciśnienia roboczego może przenikać do pierwszego kanału 66 ciśnienia sterującego. Energia kinetyczna elementu sterującego 5 maleje w sposób ciągły, kiedy element sterujący jest przesuwany w kierunku położenia krańcowego. Siła działająca na pierwszą powierzchnię 60 ciśnienia roboczego elementu sterującego 5 zatrzymuje na koniec element sterujący 5 i powoduje zmianę kierunku jego ruchu. Element sterujący 5 zaczyna wówczas przyspieszać w przeciwnym kierunku A. Ponieważ struktura i działanie zaworu sterującego są symetryczne w obu kierunkach ruchu, opisane powyżej fazy są powtarzane. Element sterujący 5 kontynuuje ruch do tyłu i do przodu bez zewnętrznego sterowania tak długo, jak długo ośrodek ciśnieniowy jest wprowadzany do kanałów 66, 67 ciśnienia sterującego.

Zawór sterujący 2, pokazany na fig. 10, może wykonywać ruch do tyłu i do przodu między położeniami krańcowymi w sposób podobny do zaworu sterującego 2 pokazanego na fig. 9. Różnica w stosunku do rozwiązania z fig. 9 polega na tym, że element sterujący 5 może tylko otwierać i zamykać równoległe kanały wyładowcze 72a, 72b, 72c w celu doprowadzania ośrodka ciśnieniowego od urządzenia udarowego 1 do kanału 73, prowadzącego do zbiornika. Urządzenie udarowe 1 może być w sposób ciągły połączone ze źródłem ciśnienia, z którego ośrodek ciśnieniowy jest kierowany na jedną lub większą liczbę powierzchni ciśnienia roboczego w elemencie udarowym 1. Impulsy udarowe, potrzebne do kruszenia skały mogą być wytwarzane przez gwałtowne skierowanie ośrodka ciśnieniowego, działającego na element udarowy, do zbiornika.

Zaletą zaworów sterujących 2, pokazanych na fig. 9 i 10 jest to, że w tych zaworach mały ruch elementu sterującego 5 w kierunku osiowym umożliwia otwieranie i zamykanie kilku równoległych kanałów ciśnieniowych. Ponadto, zawory sterujące 2 umożliwiają zwiększenie częstości udarów, ponieważ kiedy zawór sterujący 2 wykonuje jeden ruch do tyłu i do przodu, urządzenie udarowe 1 wytwarza dwa impulsy udarowe. Ponieważ zawory sterujące 2 nie wymagają zewnętrznego sterowania, cykl roboczy urządzenia udarowego 1 jest prosty do regulowania, zaś struktura zaworu sterującego 2 może być stosunkowo prosta. Ponadto, na działanie zaworu sterującego 2 można wpływać w sposób uniwersalny przez odpowiednie zwymiarowanie wspomnianych punktów otwarcia dp, dt, jak również przez regulowanie ciśnienia w kanałach 66, 67 ciśnienia sterującego. Inną zaletą rozwiązań pokazanych na fig. 9 i 10 są małe straty ciśnienia. Wynika to stąd, że punkty dp, dt mogą zostać zwymiarowane tak, że połączenie od kanałów 66, 67 ciśnienia sterującego do przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego jest otwierane tylko wtedy, gdy ciśnienie w przestrzeniach 61,63 ciśnienia roboczego, w wyniku ruchu elementu sterującego 5, zostanie zwiększone do ciśnienia w kanałach 66, 67 ciśnienia sterującego. Ponadto, punkty dp, dt mogą zostać zwymiarowane tak, że połączenie od przestrzeni 61, 63 ciśnienia roboczego do kanału wyładowczego 65 jest otwierane tylko wtedy, gdy ciśnienie w przestrzeniach 61, 63 ciśnienia roboczego zmaleje tak, że w zasadzie odpowiada ciśnieniu w zbiorniku.

Zamiast tulei pokazanej na fig. 9 i 10, element sterujący 5 może być również innym, przesuwanym wzdłużnie elementem. Element sterujący 5 może być np. suwakiem lub bolcem i w tym przypadku zawór sterujący 2 może być zaworem typu suwakowego. Również w tym przypadku, element sterujący 5 może przyjmować położenie środkowe, jak również pierwsze położenie krańcowe i drugie położenie krańcowe. Równoległe kanały ciśnieniowe / wyładowcze mogą być rozmieszczone odpowiednio do położeniu środkowego lub położeń krańcowych elementu sterującego 5.

Zależnie od struktury urządzenia udarowego, zawór sterujący 2, którego element sterujący 5 jest przesuwany między położeniem środkowym a położeniami krańcowymi, może być dostosowany albo do odprowadzania ośrodka ciśnieniowego od powierzchni ciśnienia roboczego urządzenia udarowego wzdłuż równoległych kanałów, albo dostosowany do doprowadzania go do powierzchni ciśnienia roboczego, w celu wytwarzania impulsów udarowych.

PL 211 210 B1

Należy również podkreślić, że urządzenie udarowe według wynalazku jest urządzeniem do kruszenia skał, służącym do kierowania impulsów udarowych przez narzędzie w stronę skały. Urządzenie udarowe zawiera element udarowy, na przykład tłok udarowy, na który oddziałuje ośrodek ciśnieniowy i który wytwarza wymagane impulsy udarowe. Nie jest wymagane, aby impulsy udarowe były wytwarzane w wyniku ruchu elementu udarowego do tyłu i do przodu, ale do kruszenia skał mogą być wykorzystane inne różne urządzenia udarowe, w których wykorzystywany jest ośrodek ciśnieniowy do wytwarzania wymaganych impulsów udarowych.

Claims (17)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zawór sterujący do sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał zawierający ramę wewnątrz której jest usytuowana przestrzeń, co najmniej dwa kanały ośrodka ciśnieniowego połączone z przestrzenią oraz element sterujący, który jest elementem podłużnym umieszczonym w przestrzeni w ramie oraz rozmieszczonym przesuwnie w kierunku wzdłużnym w pierwszym kierunku sterowania i w drugim kierunku sterowania, przy czym element sterujący jest elementem otwierającym i zamykającym, podczas jego przemieszczania, kanały ośrodka ciśnieniowego, znamienny tym, że co najmniej dwa z kanałów ośrodka ciśnieniowego są równoległymi kanałami ciśnieniowymi (7c', 7C', 21a, 21b) o takim samym kierunku przepływu ośrodka ciśnieniowego oraz usytuowanymi w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego (5), zaś połączenie od równoległych kanałów ciśnieniowych (7c', 7ę, 21a, 21b) poprzez zawór sterujący (2) jest połączeniem otwieranym jednocześnie z wzdłużnym przemieszczaniem elementu sterującego (5) w jednym kierunku sterowania.
2. 2. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zaworem suwakowym, zaś element sterujący (5) jest podłużnym suwakiem w kształcie bolca, przy czym suwak jest wyposażony w kilka ramion (6a, 6b).
3. 3. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że element sterujący (5) jest podłużną tuleją, wyposażoną w co najmniej jedno ramię usytuowane na jej zewnętrznym obrzeżu.
4. 4. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że jest zintegrowany z urządzeniem udarowym (1), natomiast element sterujący (5) jest elementem w kształcie tulei i jest rozmieszczony wokół elementu udarowego (8), oraz jest wyposażony w co najmniej jeden otwór, który rozciąga się od powierzchni zewnętrznego obrzeża do powierzchni wewnętrznego obrzeża.
5. 5. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7ę, 21a, 21b) są połączone ze sobą po pierwszej stronie zaworu sterującego (2) i po drugiej stronie zaworu sterującego (2).
6. 6. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że każdy równoległy kanał ciśnieniowy (7c', 7ę, 21a, 21b) jest połączony z oddzielnym kanałem płynu ciśnieniowego każdego równoległego kanału ciśnieniowego (7c', 7ę, 21a, 21b).
7. 7. Zawór według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden kanał (15) ciśnienia sterującego, natomiast element sterujący (5) zawiera co najmniej jedną powierzchnię (16) ciśnienia sterującego i jest usytuowany przesuwnie w co najmniej jednym kierunku przez doprowadzanie ośrodka ciśnieniowego od kanału (15) ciśnienia sterującego do co najmniej jednej powierzchni (16) ciśnienia sterującego.
8. 8. Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy, który jest umieszczony w przestrzeni usytuowanej w ramie, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący rozmieszczony przesuwanie w kierunku wzdłużnym i będącym elementem oddziaływującym na doprowadzanie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, przy czym element udarowy zawiera co najmniej jedną pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym pierwszym kanałem ośrodka ciśnieniowego, oraz co najmniej jedną drugą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym drugim kanałem ośrodka ciśnieniowego, znamienny tym, że zawór sterujący (2) zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe (21a, 21b) o takim samym kierunku przepływu, umieszczone z odstępem względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego (5) i sterowane jednocześnie przez element sterujący (5), przy czym wszystkie równoległe kanały ciśnieniowe (21a, 21b) są połączone z co najmniej jedną powierzchnią (9) ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) kierując przepływy ośrodka ciśnieniowego wszystkich równoległych kanałów ciśnieniowych (21a, 21b) na co najmniej jedną powierzchnię (9) ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) i działając na nią w kierunku (A) będącym kierunkiem udaru.

   PL 211 210 B1
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zawór sterujący (2) zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7c) doprowadzające płyn ciśnieniowy od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) do kanału wyładowczego (7c).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że równoległe kanały ciśnieniowe (21a, 21b) są połączone ze sobą przed urządzeniem udarowym (1) a następnie połączone kanały ciśnieniowe (21a, 21b) są połączone z powierzchnią (9) ciśnienia roboczego w urządzeniu udarowym (1).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że każdy z równoległych kanałów ciśnieniowych (21a, 21b) jest bezpośrednio połączony z powierzchnią (9) ciśnienia roboczego w urządzeniu udarowym (1).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że rama (24) urządzenia udarowego (1) zawiera przestrzeń (20) ciśnienia roboczego wzdłuż sekcji tylnego końca elementu udarowego (8), zaś element udarowy (8) jest podłużnym elementem rozmieszczonym przesuwnie do tyłu i do przodu, zawierającym pierwszy koniec wyposażony w powierzchnię udarową (18), jak również drugi koniec mający wolny obszar powierzchniowy o określonej wielkości, skierowany w stronę przestrzeni (20) ciśnienia roboczego, przy czym cały obszar powierzchniowy drugiego końca elementu udarowego (8) stanowi powierzchnię (9) ciśnienia roboczego.
13. 13. Urządzenie udarowe do kruszenia skał zawierające ramę, element udarowy umieszczony w przestrzeni usytuowanej wewnątrz ramy i zawierający co najmniej jedną pierwszą powierzchnię ciśnienia roboczego połączoną z co najmniej jednym pierwszym kanałem ośrodka ciśnieniowego, oraz co najmniej jeden zawór sterujący zawierający element sterujący usytuowany przesuwnie w kierunku wzdłużnym i będący elementem oddziaływującym na ciśnienie ośrodka ciśnieniowego co najmniej jednego kanału ośrodka ciśnieniowego prowadzącego do elementu udarowego, znamienne tym, że zawór sterujący (2) zawiera co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7c) o takim samym kierunku przepływu, usytuowane w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego (5) i sterowane jednocześnie przez element sterujący (5), przy czym równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7c) są połączone z co najmniej jedną powierzchnią ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) odprowadzając ośrodek ciśnieniowy od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) podczas cyklu roboczego urządzenia udarowego (1).
14. 14. Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał, w którym przesuwa się wzdłużnie element sterujący należący do zaworu sterującego i steruje się przepływami ośrodka ciśnieniowego w kanałach ośrodka ciśnieniowego prowadzących do urządzenia udarowego przesuwając wzdłużnie element sterujący, oraz doprowadza się ośrodek ciśnieniowy z kanałów ośrodka ciśnieniowego do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego należącego do urządzenia udarowego, znamienny tym, że do sterowania stosuje się zawór sterujący (2) zawierający co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7ę, 21a, 21 b) rozmieszczone w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego (5), przez zawór sterujący kieruje się co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego o takim samym kierunku oraz przepływy ośrodka ciśnieniowego doprowadza się co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego (9) elementu udarowego (8).
15. 15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że łączy się wszystkie równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego doprowadzane przez zawór sterujący (2) i doprowadza się zsumowany przepływ do jednej powierzchni (9) ciśnienia roboczego w elemencie udarowym (8).
16. 16. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że każdy równoległy przepływ ośrodka ciśnieniowego doprowadza się z zaworu sterującego (2) do urządzenia udarowego (1) oddzielnym kanałem płynu ciśnieniowego.
17. 17. Sposób sterowania cyklem roboczym urządzenia udarowego do kruszenia skał, w którym steruje się przepływami w kanałach ośrodka ciśnieniowego prowadzących do urządzenia udarowego przesuwając wzdłużnie element sterujący należący do zaworu sterującego oraz doprowadza się ośrodek ciśnieniowy od kanałów ośrodka ciśnieniowego do co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego należącego do urządzenia udarowego, znamienny tym, że do sterowania stosuje się zawór sterujący (2) zawierający co najmniej dwa równoległe kanały ciśnieniowe (7c', 7c, 21a, 21b) usytuowane w odstępie względem siebie w kierunku osiowym elementu sterującego (5), zaś przez zawór sterujący (2) odprowadza się od co najmniej jednej powierzchni ciśnienia roboczego elementu udarowego (8) co najmniej dwa równoległe przepływy ośrodka ciśnieniowego o takim samym kierunku przepływu.