RU2042773C1

RU2042773C1 - Working member for loosening soil

Info

Publication number: RU2042773C1
Authority: RU
Inventors: В.Д. Глебов; А.И. Тархов; В.М. Иванова; А.М. Ветлицын
Original assignee: Глебов Вадим Дмитриевич
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: excavating. SUBSTANCE: working member has wedge-shaped body with built- in pneumatic cylinder, the piston of which is connected to weight block using a rod. Piston cavity of the pneumatic cylinder is communicated through return valve with gas receiver. The receiver is communicated with nozzles on the body surface through controllable pneumatic valve. When the working member is felt down, the body is interacted with soil and slowing down. Slide valve lowers and overlaps hydraulic lines used as communication between the receiver and nozzles, when the body slows down under action of weight inertia. Pneumatic cylinder piston lowers and pumps air in the receiver through return valve under inertia of weight block. On completion deepening and slowing down pneumatic slide valve is raised by a spring and brings the receiver and the nozzles into communication. Compressed air from the receiver enters through the nozzles on body surface in soil chip off area. EFFECT: increased chip off area, soil break of from solid mass. 1 dwg

Description

Изобретение относится к землеройной технике и может найти применение в рыхлителях ударного действия. The invention relates to earthmoving equipment and may find application in shock rippers.

Известен рабочий орган устройства для рыхления грунта, содержащий клиновидный корпус, соединенный с грузовым блоком [1]
Недостатком известного рабочего органа является низкая эффективность рыхления. Это объясняется тем, что вся кинетическая энергия падающего рабочего органа, т. е. клиновидного корпуса и грузового блока, затрачивается на деформацию грунта, имеющую характер сжатия. Деформация сжатия существенно уменьшает зону скола грунта, а соответственно и производительность. Кроме того такой характер деформации грунта обуславливает увеличение затрат энергии на выполнение рабочего процесса рыхления.Known working body of the device for loosening the soil, containing a wedge-shaped body connected to the cargo block [1]
A disadvantage of the known working body is the low loosening efficiency. This is explained by the fact that all the kinetic energy of the falling working body, i.e., the wedge-shaped body and the cargo block, is expended on soil deformation, which has the nature of compression. Compression deformation significantly reduces the soil cleavage zone, and, accordingly, productivity. In addition, this nature of soil deformation leads to an increase in energy costs for the implementation of the working process of loosening.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является рабочий орган устройства для рыхления грунта, включающий корпус клиновидной формы с расположенными внутри вертикальным цилиндром, в котором поршневая полость соединена через обратный клапан, а шток соединен с грузовым блоком, и в нижней части дополнительным рыхлителем, соединенным линиями с управляемым клапаном, выполненным с подпружиненным золотником, соединенным с инерционным механизмом управления, включающим грузик, и с механизмом регулирования упругости пружины, линии соединения и обратные клапаны [2]
Во втором известном устройстве, в сравнении с первым, кинетическая энергия клиновидного корпуса затрачивается на его заглубление за счет деформации сжатия, а кинетическая энергия грузового блока затрачивается на расширение зоны скола путем выдвижения скалывающих зубьев. Однако скол грунта и отрыв его от массива производится при подъеме рабочего органа тросом с большими затратами времени и усилий, что снижает эффективность и надежность устройства.Closest to the proposed invention is the working body of the device for loosening the soil, including a wedge-shaped body with a vertical cylinder located inside, in which the piston cavity is connected through a non-return valve, and the rod is connected to the cargo block, and in the lower part, an additional cultivator connected by lines with controlled a valve made with a spring-loaded spool connected to an inertial control mechanism, including a weight, and with a mechanism for adjusting the elasticity of the spring, the connection line ies and check valves [2]
In the second known device, in comparison with the first, the kinetic energy of the wedge-shaped body is spent on its deepening due to compression deformation, and the kinetic energy of the cargo block is spent on expanding the cleavage zone by extending the cleaving teeth. However, soil cleavage and its separation from the array is carried out when the working body is lifted by a cable with a large expenditure of time and effort, which reduces the efficiency and reliability of the device.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности. The aim of the invention is to increase efficiency and reliability.

Цель достигается тем, что рабочий орган для рыхления грунта, включающий корпус клиновидной формы с расположенными внутри вертикальным цилиндром, в котором поршневая полость соединена через обратный клапан с подпиткой, а шток соединен с грузовым блоком, и в нижней части дополнительным рыхлителем, соединенным линиями с управляемым клапаном, выполненным с подпружиненным золотником, соединенным с инерционным механизмом управления, включающим грузик, и с механизмом регулирования упругости пружины, линии соединения и обратные клапаны, дополнительный рыхлитель выполнен в виде газового ресивера, коллектора с соплами, расположенными на поверхности корпуса, при этом ресивер через обратный клапан соединен с поршневой полостью цилиндра, а управляемый клапан соединен с коллектором и с линией между обратным клапаном и ресивером, причем штоковая полость цилиндра соединена с атмосферой посредством параллельно включенных обратно клапана и регулируемого дросселя. The goal is achieved in that the working body for loosening the soil, including a wedge-shaped body with a vertical cylinder located inside, in which the piston cavity is connected via a check valve and recharged, and the stem is connected to the cargo block, and in the lower part, an additional cultivator connected by controlled lines a valve made with a spring-loaded spool connected to an inertial control mechanism including a weight, and with a mechanism for adjusting the spring elasticity, connection lines and check valves, additionally the body ripper is made in the form of a gas receiver, a manifold with nozzles located on the surface of the housing, while the receiver is connected through a non-return valve to the piston cavity of the cylinder, and the controllable valve is connected to the manifold and to the line between the non-return valve and the receiver, the rod cavity of the cylinder being connected to atmosphere through a parallel-connected back valve and an adjustable throttle.

На чертеже изображен рабочий орган устройства для рыхления грунта. The drawing shows the working body of the device for loosening the soil.

Рабочий орган содержит клиновидный корпус 1 с встроенным пневмоцилиндром 2, поршень которого через шток 3 соединен с грузовым блоком 4, прикрепленным к тросу 5 подъемного механизма. Штоковая полость 6 пневмоцилиндра пневмолинией 7 через обратный клапан 8 и дроссель 9 сообщена с окружающей средой 10. Поршневая полость 11 сообщена с окружающей средой пневмолинией 12 через обратный клапан 13, а, кроме того, через обратный клапан 14 сообщена с газовым ресивером 15. Газовый ресивер 15 сообщен пневмолиниями 16 и 17 через управляемый пневмоклапан 18 и газовый коллектор 19 с соплами 20, расположенными на поверхности корпуса 1 в нижней его части. Управляемый пневмоклапан 18 выполнен с подпружиненным золотником, с механизмом 21 регулирования упругости пружины и с инерционным механизмом управления, включающим грузик 22, соединенный с золотником. Все элементы устройства встроены в клиновидный корпус 1. The working body contains a wedge-shaped housing 1 with a built-in pneumatic cylinder 2, the piston of which through the rod 3 is connected to the cargo block 4, attached to the cable 5 of the lifting mechanism. The rod cavity 6 of the pneumatic cylinder with the pneumatic line 7 through the non-return valve 8 and the throttle 9 is in communication with the environment 10. The piston cavity 11 is in communication with the environment with the pneumatic line 12 through the non-return valve 13, and, in addition, through the non-return valve 14 is in communication with the gas receiver 15. The gas receiver 15 is communicated by pneumatic lines 16 and 17 through a controlled pneumatic valve 18 and a gas manifold 19 with nozzles 20 located on the surface of the housing 1 in its lower part. The controlled pneumatic valve 18 is made with a spring-loaded spool, with a spring elasticity control mechanism 21 and with an inertial control mechanism including a weight 22 connected to the spool. All elements of the device are built into the wedge-shaped housing 1.

Рабочий орган устройства для рыхления грунта работает следующим образом. The working body of the device for loosening the soil works as follows.

В исходном положении рабочий орган удерживается тросом 5 механизма подъема в верхней позиции. Золотник пневмоклапана 18 отжат вверх пружиной и сообщает газовый ресивер 15 с соплами 20. In the initial position, the working body is held by a cable 5 of the lifting mechanism in the upper position. The valve of the pneumatic valve 18 is pressed upward by a spring and communicates the gas receiver 15 with nozzles 20.

При падении рабочего органа клиновидный корпус 1 входит во взаимодействие с грунтом и начинается замедление его движения вследствие сопротивления грунта. Возникающая при замедлении рабочего органа сила инерции грузика 22 преодолевает усилие пружины и переключает вниз золотник пневмоклапана 18, который перекрывает пневмолинии 16 и 17, сообщающие газовый ресивер 15 с соплами 20. Поршень пневмоцилиндра 2 под действием силы инерции грузового блока 4 опускается и нагнетает воздух через обратный клапан 14 в газовый ресивер 15. Объем газового ресивера 15 существенно меньше объема поршневой полости 11 пневмоцилиндра 2, поэтому воздух в ресивере 15 имеет большое давление. Штоковая полость 6 пневмоцилиндра 2 во время опускания поршня заполняется воздухом из окружающей среды через обратный клапан 8 и частично через дроссель 9. По мере заглубления корпуса 1 в грунт замедление его движения стремится к нулю и соответственно стремится к нулю сила инерции грузика 22. При уменьшении силы инерции грузика 22 до величины, соответствующей практически полной остановке корпуса 1, пружина поднимает золотник пневмоклапана 18 вверх в исходную позицию, в которой он сообщает газовый ресивер 15 с соплами 20. Сжатый воздух из газового ресивера 15 через пневмоклапан 18 поступает в коллектор 19 и через сопла 20 на поверхность корпуса 1. где он попадает в зону образования скола грунта, проникает в образовавшиеся трещины и способствует расширению упомянутой зоны скола и отрыву грунта от массива. Расширение зоны скола грунта увеличивает объем разрыхленного грунта, а следовательно и производительность. Кроме того подача сжатого воздуха на поверхность корпуса 1 уменьшает его заклинивание и облегчает выглубление и извлечение рабочего органа при его подъеме тросом 5. When the working body falls, the wedge-shaped housing 1 enters into interaction with the soil and its movement begins to slow down due to soil resistance. The inertia force of the weight 22 arising when the working body slows down overcomes the spring force and switches the valve of the pneumatic valve 18, which shuts off the pneumatic lines 16 and 17, which communicate with the gas receiver 15 with nozzles 20. The piston of the pneumatic cylinder 2 is lowered by the inertia force of the cargo block 4 and pumps air through the return valve 14 into the gas receiver 15. The volume of the gas receiver 15 is significantly less than the volume of the piston cavity 11 of the pneumatic cylinder 2, so the air in the receiver 15 has a high pressure. The rod cavity 6 of the pneumatic cylinder 2 during the lowering of the piston is filled with air from the environment through the check valve 8 and partially through the throttle 9. As the housing 1 deepens into the ground, its deceleration tends to zero and, accordingly, the inertia of the weight 22 tends to zero. When the force decreases the inertia of the weight 22 to a value corresponding to the almost complete stop of the housing 1, the spring lifts the valve of the pneumatic valve 18 up to its original position, in which it communicates with the gas receiver 15 with nozzles 20. Compressed air from the gas receiver 15 via the air valve 18 is supplied to the manifold 19 and through nozzles 20 to the surface of the housing 1, where it gets in the formation zone of cleaved soil penetrates into the cracks and promotes the expansion of said zones cleavage and detachment of the soil from the array. The expansion of the area of cleaved soil increases the volume of loosened soil, and therefore productivity. In addition, the supply of compressed air to the surface of the housing 1 reduces its jamming and facilitates the deepening and removal of the working body when it is lifted by a cable 5.

Для подъема рабочего органа включают привод механизма подъема, который через трос 5 воздействует на грузовой блок 4 и соединенный с ним штоком 3 поршень пневмоцилиндра 2. При подъеме поршня поршневая полость 11 заполняется воздухом из окружающей среды через обратный клапан 13, а воздух из штоковой полости 6 вытесняется в окружающую среду через дроссель 9. Дроссель 9 образует подпор воздуха в штоковой полости 6, т.е. временную упругую связь между корпусом 1 и поршнем во время его движения. Упомянутая упругая связь предотвращает резкое увеличение нагрузки на трос 5 и весь механизм подъема в начальный момент подъема корпуса 1 при его извлечении из грунта и преодолении силы инерции покоя. Благодаря упругой связи интенсивность увеличения нагрузки на трос 5 и весь механизм существенно уменьшается, что повышает надежность работы. Упругая связь между корпусом 1 и поршнем сохранятся только во время перемещения поршня относительно стенок пневмоцилиндра. Продолжительность перемещения регулируют дросселем 9 таким образом, чтобы она была несколько больше времени разгона корпуса 1. После окончания разгона и начала равномерного подъема корпуса 1 поршень пневмоцилиндра 2 доходит до верхнего конечного положения и упирается в крышку корпуса 1, имея с ним жесткую связь. Поэтому в процессе дальнейшего подъема рабочего органа корпус 1 и грузовой блок 4 перемещаются с одинаковой и равномерной скоростью. To raise the working body, the drive of the lifting mechanism is turned on, which acts through the cable 5 on the cargo block 4 and the piston of the pneumatic cylinder 2 connected to it by the rod 3. When the piston is lifted, the piston cavity 11 is filled with air from the environment through the check valve 13, and the air from the rod cavity 6 displaced into the environment through the throttle 9. The throttle 9 forms a block of air in the rod cavity 6, i.e. temporary elastic connection between the housing 1 and the piston during its movement. The mentioned elastic connection prevents a sharp increase in the load on the cable 5 and the entire lifting mechanism at the initial moment of lifting of the housing 1 when it is removed from the ground and overcoming the rest inertia. Thanks to the elastic connection, the intensity of the increase in load on the cable 5 and the entire mechanism is significantly reduced, which increases the reliability of the work. The elastic connection between the housing 1 and the piston will remain only during the movement of the piston relative to the walls of the pneumatic cylinder. The duration of movement is regulated by the throttle 9 so that it is slightly longer than the acceleration of the housing 1. After the acceleration and the start of the uniform lifting of the housing 1, the piston of the pneumatic cylinder 2 reaches the upper end position and abuts against the housing cover 1, having a rigid connection with it. Therefore, in the process of further lifting the working body, the housing 1 and the cargo block 4 move with the same and uniform speed.

После подъема рабочего органа в верхнее исходное положение рабочий цикл повторяется. After lifting the working body to the upper initial position, the working cycle is repeated.

Момент включения пневмоклапана 18 регулируют механизмом 21, выполненным, например, винтовым. The moment of inclusion of the pneumatic valve 18 is regulated by a mechanism 21, made, for example, screw.

Claims

A WORKING BODY FOR GROWING SOIL, comprising a wedge-shaped body with a vertical cylinder located inside, in which the piston cavity is connected through a check valve with make-up, and the rod is connected to the cargo block, and in the lower part, an additional cultivator connected by lines to a controlled valve made with a spring-loaded a spool connected to an inertial control mechanism including a weight, and with a mechanism for adjusting the spring elasticity, connection lines and check valves, characterized in that, for the purpose of to increase efficiency and reliability, an additional ripper is made in the form of a gas receiver, a collector with nozzles located on the surface of the housing, while the receiver is connected through a non-return valve to the piston cavity of the cylinder, and the controlled valve is connected to the manifold and to the line between the non-return valve and the receiver, the cylinder stem cavity is connected to the atmosphere by means of a parallel check valve and an adjustable throttle.