RU2095566C1 - Impact-action device - Google Patents

Impact-action device Download PDF

Info

Publication number
RU2095566C1
RU2095566C1 RU95109495A RU95109495A RU2095566C1 RU 2095566 C1 RU2095566 C1 RU 2095566C1 RU 95109495 A RU95109495 A RU 95109495A RU 95109495 A RU95109495 A RU 95109495A RU 2095566 C1 RU2095566 C1 RU 2095566C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
diameter
valve
chamber
cocking
Prior art date
Application number
RU95109495A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95109495A (en
Inventor
П.Я. Фадеев
В.Я. Фадеев
М.М. Гусельников
Original Assignee
Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН filed Critical Институт гидродинамики им.М.А.Лаврентьева СО РАН
Priority to RU95109495A priority Critical patent/RU2095566C1/en
Publication of RU95109495A publication Critical patent/RU95109495A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2095566C1 publication Critical patent/RU2095566C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

FIELD: rock-crushing equipment. SUBSTANCE: this relates to devices for crushing rocks and artificial materials, for loosening frozen and compacted filled earth and can be used in mining industry, metallurgy and construction, and also in designing pile-driving and stamping hammers. This impact-action device or hammer is simple in design, compact in size and easy to manufacture. It possesses high power due to fact that overflow chamber in it is connected by passage in body through non-return valve with cocking chamber having hydraulic accumulator. Outer surface of circular valve is made in the form of four-stage cylinder. Its first stage at side of cocking chamber is of smallest diameter. Second stage is provided with sealing protrusion and is of diameter which is less than diameter of third stage but larger than diameter of fourth stage adjacent to side surface of stepped opening in body. EFFECT: high efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разрушения скальных пород и искусственных материалов, рыхления мерзлого и уплотнения насыпного грунтов и может быть использовано в горной промышленности, металлургии и строительстве, а также при создании сваебойных и штамповочных молотов. The invention relates to devices for the destruction of rock and artificial materials, loosening of frozen and compaction of bulk soils and can be used in mining, metallurgy and construction, as well as the creation of piling and stamping hammers.

Известно устройство ударного действия /1/, включающее в себя корпус, образующий с поршнем ударником камеру холостого хода, постоянно сообщенную с источником давления и гидроаккумулятором, и камеру рабочего хода, сообщенную попеременно с камерой холостого хода или со сливной магистралью. A percussion device / 1 / is known, including a housing forming an idle chamber with a piston by a striker, constantly in communication with a pressure source and a hydraulic accumulator, and a working chamber communicated alternately with the idle chamber or with a drain line.

Это устройство обладает существенно более высоким КПД и частотой ударов, но поршень-ударник, помимо основной функции, выполняет роль золотника, управляющего потоком жидкости внутри устройства. Для нормальной работы устройства зазоры между внутренней поверхностью корпуса и наружной поверхностью поршня-ударника должны находиться в пределах 0,03-0,06 мм, тогда как для ударника при прямом его назначении допускаются зазоры 0,1-0,2 мм, то есть в три раза больше. Поэтому даже небольшой износ поршня-ударника и направляющих корпуса может привести к нарушению работы устройства, тогда как по прямому назначению поршень-ударник мог бы работать еще очень долго. This device has a significantly higher efficiency and frequency of impacts, but the piston-hammer, in addition to the main function, plays the role of a slide valve that controls the fluid flow inside the device. For normal operation of the device, the gaps between the inner surface of the housing and the outer surface of the piston-hammer must be within 0.03-0.06 mm, while for the hammer with its direct purpose, gaps of 0.1-0.2 mm are allowed, i.e. three times more. Therefore, even a small wear of the piston-drummer and the guides of the housing can lead to disruption of the device, while for the intended purpose the piston-drummer could work for a very long time.

Кроме того, для подвода жидкости от распределителя к рабочим камерам в корпусе выполнены протяженные каналы малого сечения, что, с одной стороны, усложняет технологию изготовления, а с другой снижает КПД устройства из-за гидравлических потерь в этих каналах. И, наконец, в связи с тем, что соударение с инструментом в данном устройстве происходит после переключения золотникового распределителя, то в течение времени от момента переключения золотникового распределителя до удара на поршень-ударник будет действовать сила, направленная против его движения, уменьшая скорость его движения. In addition, for supplying fluid from the distributor to the working chambers, extended small cross-section channels are made in the housing, which, on the one hand, complicates the manufacturing technology, and on the other, reduces the efficiency of the device due to hydraulic losses in these channels. And, finally, due to the fact that the collision with the tool in this device occurs after the spool valve is switched, then a force will act against the piston-hammer during the time from switching the spool valve to the impact, decreasing its speed .

Известно наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому изобретению устройство /2/, включающее корпус, в осевом ступенчатом отверстии которого подвижно вдоль его оси коаксиально размещены поршень-ударник и охватывающий его кольцевой ступенчатый клапан с осевой ступенчатой расточкой, диаметр ступени которой равен диаметру поршневого выступа поршня-ударника, совместно образующие заполненную сжатым газом аккумуляторную камеру, сообщенную со сливной линией переливную камеру, сообщенную с насосом напорную камеру и сообщенную с последней взводящую камеру. The device / 2 / closest in technical essence to the proposed invention is known, comprising a housing, in the axial step hole of which a piston-hammer is coaxially placed along its axis and an annular step valve with an axial step bore enveloping it, the diameter of which is equal to the diameter of the piston protrusion of the piston - hammers, together forming a battery chamber filled with compressed gas, an overflow chamber in communication with a drain line, a pressure chamber in communication with a pump and in communication with last cocking chamber.

Однако оно недостаточно надежно, имеет пониженную частоту ударов и КПД вследствие неполного использования энергии рабочей жидкости, поступающей от насоса во время рабочего хода ударника. However, it is not reliable enough, it has a reduced shock frequency and efficiency due to the incomplete use of the energy of the working fluid coming from the pump during the stroke of the hammer.

Цель изобретения повышение надежности, частоты ударов и КПД устройства. The purpose of the invention is to increase the reliability, frequency of shock and efficiency of the device.

Сущность изобретения состоит в том, что в отличие от известного технического решения согласно изобретению переливная камера каналом в корпусе через обратный клапан сообщена с взводящей камерой, включающей гидроаккумулятор, а кольцевой клапан на наружной боковой поверхности имеет четыре цилиндрические ступени, из которых первая со стороны взводящей камеры имеет наименьший диаметр, диаметр второй ступени, имеющий на своем торце уплотнительный выступ меньше диаметра третьей ступени, но больше диаметра четвертой ступени, сопряженная с боковой цилиндрической поверхностью ступенчатого отверстия корпуса, причем в корпусе напротив первой и второй ступеней кольцевого клапана выполнена ступенчатая цилиндрическая расточка, диаметр большей ступени которой равен диаметру второй ступени кольцевого клапана, а диаметр меньшей ступени упомянутой расточки несколько больше диаметра первой ступени кольцевого клапана, причем длина большей ступени этой расточки меньше длины как первой, так и второй ступеней кольцевого клапана и упомянутой расточки корпуса определяется соотношением
l1 l2 < l3 l4 l5 < l3
где l1 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей первую и вторую ступени расточки корпуса, до плоскости, разделяющей взводящую и напорную камеры, м;
l2 суммарная длина второй и третьей ступени клапана, м;
l3 длина первой ступени ступенчатой расточки корпуса, м;
l4 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей первую и вторую ступени расточки корпуса до наиболее удаленной со стороны взводящей камеры торцевой поверхности канавки корпуса, сообщенной со сливной линией, м;
l5 расстояние от торца второй ступени клапана до ближайшей со стороны взводящей камеры кромки радиальных каналов в теле клапана, сообщающих переливную камеру с упомянутой канавкой корпуса, м.
The essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the known technical solution according to the invention, the overflow chamber is in communication with a charging chamber including a pressure accumulator through a check valve in a channel in the housing, and the annular valve on the outer side surface has four cylindrical steps, of which the first is from the charging chamber has the smallest diameter, the diameter of the second stage, having at its end the sealing lip is smaller than the diameter of the third stage, but larger than the diameter of the fourth stage, conjugated with a cylindrical surface of the stepped opening of the housing, and in the housing opposite the first and second stages of the annular valve, a stepped cylindrical bore is made, the diameter of the larger stage of which is equal to the diameter of the second stage of the annular valve, and the diameter of the smaller stage of the said bore is slightly larger than the diameter of the first stage of the annular valve, the length being longer the steps of this bore are less than the length of both the first and second steps of the annular valve and said body bore is determined by the ratio eat
l 1 l 2 <l 3 l 4 l 5 <l 3
where l 1 is the distance from the end surface separating the first and second steps of the body boring to the plane separating the cocking and pressure chambers, m;
l 2 the total length of the second and third valve stages, m;
l 3 the length of the first step of the stepwise boring of the body, m;
l 4 the distance from the end surface separating the first and second stages of the housing bore to the end surface of the housing groove that is farthest from the cocking chamber side and communicates with the drain line, m;
l 5 distance from the end face of the second stage of the valve to the edge of the radial channels closest to the side of the cocking chamber in the valve body communicating with the overflow chamber with the said housing groove, m

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, состоит в повышении надежности, частоты ударов и КПД устройства. The technical result obtained by carrying out the invention consists in increasing the reliability, frequency of impacts and efficiency of the device.

На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 укрупненное изображение клапана. In FIG. 1 is a schematic diagram of a device; in FIG. 2 enlarged image of the valve.

Устройство ударного действия состоит из корпуса 1, в направляющих 2 и 3 которого подвижно вдоль его оси установлен поршень-ударник 4 с поршневым выступом 5. Нижний (по чертежу) шток 6 имеет диаметр D1 больше диаметра D2 его верхнего штока 7. Поршневой выступ 5 своей цилиндрической поверхностью диаметром D3 сопряжен с поверхностью ступенчатой расточки корпуса 1, при этом полость, образованная внутренней расточкой корпуса 1 и наружной поверхностью поршня-ударника 4, разделена на две камеры: взводящую 8 и передвижную 9, которые сообщаются между собой при открытом положении кольцевого клапана 10. Взводящая камера 8 посредством каналов 11, 12 и 13 сообщена с гидроаккумулятором 14 и напорной камерой 15, сообщенной через канал 16, напорную линию 17 с источником давления 18. Переливная камера 9 через каналы 19 и 20, обратный клапан 21, каналы 22 и 23 сообщена с гидроаккумулятором 14, а через каналы 12 и 11 с взводящей камерой 8. Кроме того, переливная камера 9 через каналы 23 в теле клапана 10, кольцевую канавку 24, канал 25 сообщена со сливной линией 26. В верхней части корпуса 1 расположена аккумуляторная камера 27, заполненная сжатым газом, в которую входит задний шток 7 ударника 4. Наружная поверхность кольцевого клапана 10 имеет четыре цилиндрических ступени. Диаметр D4 первой ступени 28 меньше диаметра D5 второй ступени 29, на торце которой расположен уплотнительный выступ 30. Диаметр D5 второй ступени 29 меньше диаметра D6 третьей ступени 31, но больше диаметра D7 четвертой ступени 32, которая сопряжена с боковой поверхностью ступенчатой расточки 33 корпуса 1. Диаметр D6 третьей ступени 31 несколько меньше диаметра D8 напорной камеры 15. В корпусе 1 со стороны взводящей камеры 8 выполнена кольцевая ступенчатая расточка, имеющая две ступени, первая из них 24 имеет диаметр, равный диаметру второй ступени 29 кольцевого клапана 10, а вторая ступень 35 расточки имеет диаметр D9 несколько больше диаметра D4 первой ступени 28 клапана 10. При этом длина ступени 34 кольцевой расточки меньше длины как первой 28, так и второй 29 ступени кольцевого клапана 10. длины ступеней клапана 10 и кольцевой расточкой корпуса 1 связаны соотношениями
l1 l2 < l3 и l4 l5 < l3,
где l1 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей первую 34 и вторую 35 ступени расточки корпуса до плоскости, разделяющей входящую 8 и напорную 9 камеры;
l2 суммарная длина второй 29 и третьей 31 ступени клапана 10;
l3 длина первой ступени 34 расточки корпуса 1;
l4 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей первую 34 и вторую 35 ступени расточки корпуса до верхней (по чертежу) торцевой поверхности канавки 24 корпуса 1;
l5 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей первую 34 и вторую 35 ступени расточки корпуса 1 до нижней (по чертежу) кромки радиальных каналов 23 в теле клапана 10.
The impact device consists of a housing 1, in the guides 2 and 3 of which a piston-hammer 4 with a piston protrusion 5 is mounted movably along its axis. The lower (according to the drawing) rod 6 has a diameter D 1 greater than the diameter D 2 of its upper rod 7. A piston protrusion 5 with its cylindrical surface with a diameter of D 3 mates with the surface of the stepped bore of the housing 1, while the cavity formed by the internal bore of the housing 1 and the outer surface of the piston-hammer 4 is divided into two chambers: cocking 8 and mobile 9, which communicate with each other at the open position of the annular valve 10. The cocking chamber 8 through channels 11, 12 and 13 is in communication with the accumulator 14 and the pressure chamber 15, communicated through channel 16, the pressure line 17 with a pressure source 18. Overflow chamber 9 through channels 19 and 20, the check valve 21, channels 22 and 23 are in communication with the accumulator 14, and through channels 12 and 11 with a cocking chamber 8. In addition, the overflow chamber 9 through channels 23 in the valve body 10, an annular groove 24, channel 25 communicates with a drain line 26. In the upper part of the housing 1 is a battery chamber 27, ennaya compressed gas, which includes a rear rod 7 striker 4. The outer surface of annular valve 10 has four cylindrical stage. The diameter D 4 of the first stage 28 is smaller than the diameter D 5 of the second stage 29, at the end of which a sealing lip 30 is located. The diameter D 5 of the second stage 29 is smaller than the diameter D 6 of the third stage 31, but larger than the diameter D 7 of the fourth stage 32, which is associated with the side surface step boring 33 of the housing 1. The diameter D 6 of the third stage 31 is slightly smaller than the diameter D 8 of the pressure chamber 15. In the housing 1 from the side of the cocking chamber 8 there is an annular step boring having two stages, the first of them 24 has a diameter equal to the diameter of the second stage 29 count tsevogo valve 10 and the second stage 35 has a bore diameter D 9 somewhat larger than the diameter D 4 of the first stage 28 of the valve 10. In this stage the length of the annular bore 34 smaller than the length of both the first 28 and second 29 annular valve stage 10. The length of the valve stages 10 and the ring bore of the housing 1 are connected by the relations
l 1 l 2 <l 3 and l 4 l 5 <l 3 ,
where l 1 is the distance from the end surface separating the first 34 and second 35 steps of the body boring to the plane separating the incoming 8 and pressure 9 of the chamber;
l 2 the total length of the second 29 and third 31 stages of the valve 10;
l 3 the length of the first stage 34 of the bore of the housing 1;
l 4 the distance from the end surface separating the first 34 and second 35 steps of the housing boring to the upper (according to the drawing) end surface of the groove 24 of the housing 1;
l 5 the distance from the end surface separating the first 34 and second 35 stages of the bore of the housing 1 to the lower (according to the drawing) edge of the radial channels 23 in the body of the valve 10.

Для исключения утечек жидкости наружу и перетоков ее между камерами установлены мягкие уплотнения 36, 37, 38, 39 и 40. To prevent leakage of liquid outward and its flows between the chambers, soft seals 36, 37, 38, 39 and 40 are installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии ударник 4 и клапан 10 находятся в крайнем нижнем (по чертежу) положении. Аккумуляторная камера 27 заполнена сжатым газом. Взводящая 8 и напорная 15 камера сообщены между собой широкой круговой щелью, ширина которой В равна В l2 l1. Переливная 9 камера через радиальные каналы 23, канавку 24, канал 25 сообщена со сливной линией 26.In the initial state, the hammer 4 and the valve 10 are in the lowest position (according to the drawing). The battery chamber 27 is filled with compressed gas. Cocking 8 and pressure chamber 15 are interconnected by a wide circular slit, the width of which is equal to B l 2 l 1 . Overflow 9 chamber through radial channels 23, groove 24, channel 25 is in communication with a drain line 26.

Жидкость от источника давления 18 по напорной линии 17 канала 16 поступает в напорную камеру 15, откуда через щель шириной В, канал 11 во взводящую камеру 8, в которой повышается давления жидкости. Под действием этого давления на кольцевую площадь Г поршня 5, равную

Figure 00000002

где D1 и D2 диаметры штока 6 и поршня 5 ударника.The liquid from the pressure source 18 along the pressure line 17 of the channel 16 enters the pressure chamber 15, from where, through a slot B wide, the channel 11 enters the cocking chamber 8, in which the liquid pressure increases. Under the influence of this pressure on the annular area G of the piston 5, equal to
Figure 00000002

where D 1 and D 2 the diameters of the rod 6 and piston 5 of the hammer.

Ударник 4 перемещается вверх (по чертежу). Жидкость из переливной камеры 9 через пазы 23, кольцевую канавку 24, канал 25, сливную линию 26 поступает в сливной бак. Давление газа в аккумуляторной камере 27 будет повышаться за счет уменьшения объема газа при входе в нее штока 7. Drummer 4 moves up (according to the drawing). The liquid from the overflow chamber 9 through the grooves 23, the annular groove 24, the channel 25, the drain line 26 enters the drain tank. The gas pressure in the battery chamber 27 will increase due to a decrease in the volume of gas when the rod 7 enters it.

В этот момент взводящая камера 8 изолирована от переливной камеры 9 клапаном 10. Боковая поверхность ступени 29 клапана 10 сопряжена с поверхностью ступени 34 ступенчатой расточки корпуса 1, а уплотнительный выступ 30 клапана 10 контактирует с торцевой поверхностью ступенчатой расточки корпуса 1. На клапан 10 со стороны напорной камеры 15 действует осевая сила Pкл1, равная

Figure 00000003

где Pж давление жидкости в напорной 15 и взводящей 6 камерах;
D5, D7 диаметры ступеней 29 и 32 клапана 10 соответственно.At this moment, the cocking chamber 8 is isolated from the overflow chamber 9 by the valve 10. The lateral surface of the step 29 of the valve 10 is mated to the surface of the step 34 of the stepwise boring of the housing 1, and the sealing lip 30 of the valve 10 is in contact with the end surface of the stepwise boring of the housing 1. On the valve 10 from the side pressure chamber 15 acts axial force P CL1 equal to
Figure 00000003

where P W the fluid pressure in the pressure 15 and cocking 6 chambers;
D 5 , D 7 the diameters of the stages 29 and 32 of the valve 10, respectively.

В конце своего движения вверх ударник 4, поршнем 5 войдя в кольцевую расточку клапана 10 и соприкоснувшись своим торцом с торцом упомянутой расточки, увлекает клапан 10 за собой непосредственно перед тем, как уплотнительный выступ 30 ступени 29 клапана 10 выйдет из ступени 34 ступенчатой расточки корпуса 1. Произойдет перекрытие радиальных каналов 23 поверхностью 33 расточки корпуса 1, и ступень 31 своим верхним торцом войдет в напорную камеру 15. С этого момента переливная камера 9 будет изолирована от сливной линии, а взводящая 8 и напорная 15 камеры будут сообщены между собой посредством щели, образованной боковыми поверхностями напорной 15 камеры и ступени 31 клапана 10. At the end of its upward movement, the hammer 4, by piston 5 entering the annular bore of the valve 10 and touching its end face with the end of the aforementioned bore, carries the valve 10 behind itself just before the sealing protrusion 30 of the stage 29 of the valve 10 leaves the stage 34 of the stepwise bore of the housing 1 The radial channels 23 are blocked by the surface 33 of the housing 1 bore, and the stage 31 with its upper end enters the pressure chamber 15. From then on, the overflow chamber 9 will be isolated from the drain line, and the cocking 8 and pressure 15 of the chamber b FLS are interconnected by a slot formed by the lateral surfaces of the pressure chamber 15 and stage 31 of the valve 10.

Ширина этой щели B1 равна
B1 1/2 (D8 D6),
где D6 диаметр третьей ступени клапана;
D8 диаметр напорной камеры.
The width of this gap B 1 is equal to
B 1 1/2 (D 8 D 6 ),
where D 6 the diameter of the third stage of the valve;
D 8 diameter of the pressure chamber.

Эта щель для потока жидкости между упомянутыми камерами представляет значительное сопротивление, которое выражается перепадом давления Δp1 жидкости между этими камерами. Под действием этого перепада давления на клапан 10 со стороны напорной камеры 15 будет действовать сила, определяемая выражением

Figure 00000004

где Δp1 перепад давления жидкости между напорной 15 и взводящей 8 камерами;
D6 диаметр ступени 31 клапана 10;
D7 диаметр ступени 32 клапана 10.This gap for the fluid flow between the said chambers represents a significant resistance, which is expressed by the pressure drop Δp 1 of the fluid between these chambers. Under the action of this differential pressure on the valve 10 from the side of the pressure chamber 15, a force determined by the expression
Figure 00000004

where Δp 1 the pressure drop between the pressure head 15 and cocking 8 chambers;
D 6 the diameter of the stage 31 of the valve 10;
D 7 the diameter of the stage 32 valve 10.

При дальнейшем движении ударника 4 совместно с клапаном 10 вверх, когда каналы 23, связывающие переливную камеру 9 со сливной линией, перекрыты, жидкость из этой камеры по каналам 19 и 20, обратный клапан 21, каналам 22 и 13 будет поступать гидроаккумулятор 14. With the further movement of the hammer 4 together with the valve 10 upwards, when the channels 23 connecting the overflow chamber 9 to the drain line are closed, the fluid from this chamber through channels 19 and 20, the check valve 21, and the accumulator 14 will enter the channels 22 and 13.

После выхода уплотнительного выступа 30 ступени 29 клапана 10 из ступени 34 расточки корпуса 1 давление жидкости в переливной 9 и взводящей 8 камерах становится примерно одинаковым, и равновесие сил, действующих на ударник 4, нарушается, а равнодействующая сил, действующих на ударник 4, будет направлена вниз, т.е. против его движения, и величина ее Pуд будет равна

Figure 00000005

где P0 давление газа в газовой камере 27;
Pж давление жидкости в переливной камере 9;
D1, D2 диаметры нижнего 6 и верхнего штоков 4 ударника.After the sealing protrusion 30 of the stage 29 of the valve 10 comes out of the stage 34 of the housing 1 bore, the fluid pressure in the overflow 9 and cocking 8 chambers becomes approximately the same, and the balance of forces acting on the hammer 4 is disturbed, and the resultant of the forces acting on the hammer 4 will be directed down i.e. against his movement, and its magnitude P beats will be equal to
Figure 00000005

where P 0 is the gas pressure in the gas chamber 27;
P W the fluid pressure in the overflow chamber 9;
D 1 , D 2 diameters of the lower 6 and upper rods 4 of the hammer.

Под действием этой силы ударник 4 сначала затормаживается, а затем ускоренно движется вниз на удар, совершая рабочий ход. Under the action of this force, the drummer 4 is first braked, and then accelerates down to strike, making a working stroke.

Во время этого торможения ударника 4 его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатия газа в гидроаккумуляторе 14, которая во время последующего рабочего хода вновь преобразуется в кинетическую энергию ударника. Клапан 10 до остановки ударника 4 в крайнем верхнем положении движется совместно с последним, а с началом движения ударника 4 вниз клапан 10 продолжает двигаться вверх до момента, пока поршневой выступ 5 ударника 4 не выйдет из кольцевой расточки клапана 10. После того как произойдет разделение поршневого выступа 5 и расточки клапана 10, между нижним торцом клапана 10 и верхним торцом ступени 34 кольцевой расточки корпуса 1 образуется широкая щель, через которую жидкость из взводящей 8 и напорной 15 камер, а также из гидроаккумулятора 14 будет поступать в освобождающуюся полость за верхней частью поршня 5 ударника 4 переливную камеру 9. During this braking of the striker 4, its kinetic energy is converted into potential gas compression energy in the accumulator 14, which, during the subsequent working stroke, is again converted into the kinetic energy of the striker. The valve 10 until the stop of the hammer 4 in the highest position moves together with the latter, and with the start of the movement of the hammer 4 downward, the valve 10 continues to move up until the piston protrusion 5 of the hammer 4 comes out of the annular bore of the valve 10. After the separation of the piston the protrusion 5 and the bore of the valve 10, between the lower end of the valve 10 and the upper end of the stage 34 of the annular bore of the housing 1, a wide gap is formed, through which the liquid from the cocking 8 and pressure 15 chambers, as well as from the accumulator 14 will come s cavity in the releasing of the top part 4 of the piston 5 impactor overflow chamber 9.

С момента перекрытия сливных каналов 23 во взводящей 8 и переливной 9 камерах устанавливается давление жидкости, определяемое гидроаккумулятором 14, которое больше, чем максимальное давление жидкости при взводе ударника 4, поэтому на ударник 4 при разгоне, помимо силы со стороны газовой камеры 27, будет действовать в том же направлении сила давления жидкости Pж, равная по величине

Figure 00000006

где Pж давление жидкости в гидравлической полости.From the moment of closing the drain channels 23 in the cocking 8 and overflow 9 chambers, the fluid pressure is determined, determined by the accumulator 14, which is greater than the maximum fluid pressure during cocking of the hammer 4, therefore, in addition to the force from the side of the gas chamber 27, it will act on the hammer 4 during acceleration in the same direction, the fluid pressure force P W , equal in magnitude
Figure 00000006

wherein P w fluid pressure in the hydraulic chamber.

Клапан 10 после разделения с ударником 4 под действием силы Pкл2 со стороны напорной камеры 15 начнет перемещаться вниз на закрытие. Величина этой силы Pкл2 приведена выше.The valve 10 after separation with the hammer 4 under the action of the force P CL2 from the pressure chamber 15 will begin to move down to close. The value of this force P kl2 is given above.

Это перемещение вниз клапана 10 будет происходить до того момента, пока между торцом ступени 28 клапана 10 и торцом, определяющим ступени 34 и 35 расточки корпуса 1, не образуется такая кольцевая щель, при которой перепад давления жидкости Δp2 между взводящей 8 и переливной 9 камерами не уравновесит силу, действующую на клапан 8 со стороны напорной 15 камеры. Это условие можно выразить уравнением

Figure 00000007

По мере увеличения скорости ударника 4 переток жидкости между упомянутыми полостями увеличивается, поэтому ширина упомянутой щели будет возрастать до конца рабочего хода ударника 4.This downward movement of the valve 10 will occur until an annular gap is formed between the end face of the stage 28 of the valve 10 and the end defining the stages 34 and 35 of the housing 1, at which the differential pressure Δp 2 between the charging 8 and overflow 9 chambers does not balance the force acting on the valve 8 from the pressure side 15 of the chamber. This condition can be expressed by the equation
Figure 00000007

As the speed of the striker 4 increases, the fluid flow between the said cavities increases, so the width of the mentioned slit will increase until the end of the stroke of the striker 4.

Перепады давления Δp1 и Δp2 составляют не более 3 от величины давления жидкости в напорной 15 и взводящей 8 камерах и, учитывая, что эти перепады давления существуют только во время рабочего хода ударника 4, потери энергии незначительны, т.е. коэффициент полезного действия устройства высокий.The pressure drops Δp 1 and Δp 2 are no more than 3 of the liquid pressure in the pressure 15 and cocking 8 chambers and, given that these pressure drops exist only during the stroke of the hammer 4, the energy loss is negligible, i.e. the efficiency of the device is high.

В начале рабочего хода, пока скорость ударника 4 мала, рабочая жидкость от источника давления 18 большей частью будет поступать в гидроаккумулятор 14, а в конце рабочего хода, кроме жидкости от источника давления, в переливную камеру 9 поступает и практически вся жидкость, запасенная в начале хода в гидроаккумулятор 14. At the beginning of the working stroke, while the speed of the hammer 4 is small, the working fluid from the pressure source 18 will mostly flow into the accumulator 14, and at the end of the working stroke, in addition to the liquid from the pressure source, almost all the liquid stored at the beginning also enters the overflow chamber 9 stroke in the accumulator 14.

После удара ударника 4 в преграду обрабатываемый материал происходит его остановка, прекращается поток подачи жидкости в переливную камеру 9, так как объем ее становится постоянным, перепад давления Δp2 между камерами 8 и 9 исчезает. Перепад же Δp1. между напорной 15 и взводящей 8 камерами остается, так как поток жидкости между этими камерами остается постоянным. Жидкость при неподвижном ударнике 4 поступает в гидроаккумулятор 14. На клапан 10 в это время будет действовать только одна сила сила давления жидкости со стороны напорной камеры 15, определяемая перепадом давления Δp1 Под действием этой силы клапан 10 перемещается вниз; сначала уплотнительный выступ 30 ступени 29 входит в цилиндрическую ступень 34 расточки корпуса, тем самым разобщая взводящую 8 и переливную 9 камеры, а затем начинается открытие каналов 23, сообщая переливную камеру 11 со сливной линией 26, и одновременно образуется щель между верхним торцом ступени 31 клапана 10 и торцом, разделяющим взводящую 8 и напорную 15 камеры. В связи с тем что к концу рабочего хода в гидравлической полости гидроаккумулятора 14 остается некоторый небольшой запас рабочей жидкости, давление жидкости во взводящей 8 и напорной 15 камерах будет близко к максимальному значению.After impact of the striker 4 into the obstacle, the material being processed stops, the flow of fluid to the overflow chamber 9 stops, since its volume becomes constant, the pressure drop Δp 2 between chambers 8 and 9 disappears. The difference is Δp 1 . between pressure 15 and cocking 8 chambers remains, since the fluid flow between these chambers remains constant. The fluid with a stationary hammer 4 enters the accumulator 14. At that time, only one force will be applied to the valve 10, the pressure force of the liquid from the pressure chamber 15, determined by the pressure drop Δp 1 Under the action of this force, the valve 10 moves down; first, the sealing protrusion 30 of the stage 29 enters the cylindrical stage 34 of the housing bore, thereby separating the cocking 8 and the overflow 9 of the chamber, and then the opening of the channels 23 begins, communicating the overflow chamber 11 with the drain line 26, and at the same time a gap is formed between the upper end of the valve stage 31 10 and the end face separating the cocking 8 and pressure chamber 15. Due to the fact that by the end of the stroke in the hydraulic cavity of the accumulator 14 there remains a small supply of working fluid, the fluid pressure in the cocking 8 and pressure chamber 15 will be close to the maximum value.

Под действием этого давления на передний торец поршня 5 начинается движение ударника 4 вверх холостой ход. Under the influence of this pressure on the front end of the piston 5, the movement of the striker 4 starts up idling.

В первый момент, пока скорость мала, часть жидкости от источника давления 18 будет поступать в гидроаккумулятор 14 и после того, когда скорость ударника Vуд. достигнет величины, равной

Figure 00000008

где Qнас производительность гидронасоса источника давления 18, аккумулятор 14 начнет разряжаться.At the first moment, while the speed is small, part of the fluid from the pressure source 18 will flow into the accumulator 14 even after the impactor speed V beats. reaches a value equal to
Figure 00000008

where Q us the performance of the hydraulic pump of the pressure source 18, the battery 14 will begin to discharge.

Так как скорость взвода ударника мала, а ускорение разгона велико, объем жидкости, поступившей в аккумулятор, мал, поэтому разрядка аккумулятора происходит уже в самом начале пути разгона, и до конца холостого хода ударника 4 аккумулятор будет оставаться разряженным. Далее цикл работы устройства повторяется. Since the speed of cocking the striker is small, and the acceleration acceleration is large, the amount of liquid entering the battery is small, so the battery is discharged at the very beginning of the acceleration path, and until the end of idle of the striker 4, the battery will remain discharged. Next, the cycle of the device is repeated.

Таким образом, в камерах взвода 8 и напорной 15 в течение всего рабочего цикла будет поддерживаться давление жидкости, близкое к максимальному, что обеспечивает максимальную мощность устройства при минимальной мощности привода и размерах устройства. При этом гидронасос источника давления 18 работает практически при постоянном давлении, что благоприятно сказывается на работе как самого насоса, так и пускорегулирующей гидроаппаратуры и трубопроводов, особенно рукавов. Thus, in the platoon chambers 8 and pressure chamber 15, the liquid pressure close to the maximum will be maintained during the entire working cycle, which ensures maximum device power with minimum drive power and device size. At the same time, the hydraulic pump of the pressure source 18 operates at almost constant pressure, which favorably affects the operation of both the pump itself and ballast hydraulic equipment and pipelines, especially hoses.

Устройство обеспечивает использование кинетической энергии ударника, запасенной им при холостом ходе для последующего разгона ударника при рабочем ходе. The device provides the use of the kinetic energy of the projectile stored by it at idle for subsequent acceleration of the projectile during operation.

И наконец, благодаря большим проходным сечениям, по которым жидкость перетекает между камерами, как во время холостого, так и во время рабочего ходов потери энергии за счет сопротивлений незначительны, поэтому коэффициент полезного действия устройства высокий. And finally, due to the large cross-sections through which the fluid flows between the chambers, both during idle and during working moves, energy losses due to resistances are negligible, therefore, the efficiency of the device is high.

Claims (1)

Устройство ударного действия, включающее корпус, в осевом ступенчатом отверстии которого подвижно вдоль его оси коаксиально размещены поршень-ударник и охватывающий его кольцевой ступенчатый клапан с осевой ступенчатой расточкой, диаметр наибольшей ступени которой равен диаметру поршневого выступа поршня-ударника, совместно образующие заполненную сжатым газом аккумуляторную, сообщенную со сливной линией переливную, сообщенную с насосом напорную и сообщенную с последней взводящую камеры, отличающееся тем, что переливная камера каналом в корпусе через обратный клапан соединена с взводящей камерой, включающей гидроаккумулятор, а наружная боковая поверхность кольцевого клапана выполнена в виде четырехступенчатого цилиндра, первая ближайшая со стороны взводящей камеры, ступень которого имеет наименьший диаметр, вторая по очереди ступень клапана на обращенном в сторону взводящей камеры торце снабжена уплотнительным выступом и имеет диаметр меньше диаметра третьей ступени, но больше диаметра четвертой ступени, сопряженной по боковой поверхности ступенчатого отверстия корпуса, причем в корпусе напротив первой и второй ступеней кольцевого клапана выполнена ступенчатая цилиндрическая расточка, диаметр большей ступени которой равен диаметру второй ступени кольцевого клапана, а диаметр меньшей ступени упомянутой расточки несколько больше диаметра первой ступени кольцевого клапана, при этом длина большей ступени этой расточки меньше длины как первой, так и второй ступеней кольцевого клапана, а соотношение длин ступеней кольцевого клапана и упомянутой расточки определяется следующим выражением
l1-l2<l3, l4-l5<l3,
где l1 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей большую и меньшую ступени расточки корпуса, до плоскости, разделяющей взводящую и напорную камеры, м;
l2 суммарная длина второй и третьей ступеней клапана;
l3 длина большей ступени расточки корпуса, м;
l4 расстояние от торцевой поверхности, отделяющей большую и меньшую ступени расточки корпуса до наиболее удаленной со стороны взводящей камеры торцевой поверхности канавки корпуса, сообщенной со сливной линией, м;
l5 расстояние от торца второй ступени клапана до ближайшей со стороны взводящей камеры кромки радиальных каналов в стенке четвертой ступени клапана, сообщающих переливную камеру с упомянутой канавкой корпуса, м.
The impact device, comprising a housing, in the axial step hole of which the piston-hammer is coaxially placed along its axis and an annular step valve with an axial step-boring enveloping it, the diameter of the largest stage of which is equal to the diameter of the piston protrusion of the piston-hammer, together forming a battery pack filled with compressed gas connected with a drain line overflow, connected with a pressure head pump and communicated with the last cocking chamber, characterized in that the overflow chamber Kana scrap in the body through a check valve is connected to a cocking chamber including a hydraulic accumulator, and the outer side surface of the annular valve is made in the form of a four-stage cylinder, the first closest from the side of the cocking chamber, the step of which has the smallest diameter, and the second step in turn of the valve on the cocking chamber facing the end face is provided with a sealing protrusion and has a diameter less than the diameter of the third stage, but larger than the diameter of the fourth stage, mated along the lateral surface of the step opening casing, and in the casing opposite the first and second stages of the annular valve, a stepped cylindrical bore is made, the diameter of the larger stage of which is equal to the diameter of the second stage of the annular valve, and the diameter of the lower stage of the said bore is slightly larger than the diameter of the first stage of the annular valve, while the length of the larger stage of this bore less than the length of both the first and second stages of the annular valve, and the ratio of the lengths of the stages of the annular valve and the said bore is determined by the following expression
l 1 -l 2 <l 3 , l 4 -l 5 <l 3 ,
where l 1 is the distance from the end surface separating the larger and smaller steps of the body boring to the plane separating the cocking and pressure chambers, m;
l 2 the total length of the second and third stages of the valve;
l 3 the length of the greater stage of the body boring, m;
l 4 the distance from the end surface separating the larger and smaller steps of the housing bore to the end surface of the housing groove that is farthest from the cocking chamber and communicates with the drain line, m;
l 5 the distance from the end face of the second stage of the valve to the edge of the radial channels closest to the side of the cocking chamber in the wall of the fourth stage of the valve, communicating overflow chamber with the said groove of the body, m
RU95109495A 1995-06-06 1995-06-06 Impact-action device RU2095566C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95109495A RU2095566C1 (en) 1995-06-06 1995-06-06 Impact-action device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95109495A RU2095566C1 (en) 1995-06-06 1995-06-06 Impact-action device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95109495A RU95109495A (en) 1997-05-27
RU2095566C1 true RU2095566C1 (en) 1997-11-10

Family

ID=20168677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95109495A RU2095566C1 (en) 1995-06-06 1995-06-06 Impact-action device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2095566C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715941C1 (en) * 2016-11-17 2020-03-04 Юнттан Ой Pile-driving equipment drive cylinder and pile-driving equipment

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. SU, авторское свидетельство, 1493778, кл. E 21C 3/20, 1989. 2. RU, патент, 2011187, кл. E 21C 3/20, 1994. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2715941C1 (en) * 2016-11-17 2020-03-04 Юнттан Ой Pile-driving equipment drive cylinder and pile-driving equipment
US11255064B2 (en) 2016-11-17 2022-02-22 Junttan Oy Driving cylinder of a pile driving rig and a pile driving rig

Also Published As

Publication number Publication date
RU95109495A (en) 1997-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2361723C1 (en) Pneumatic device of impact action with throttled air distribution
US4283991A (en) Percussion mechanism
JPH07100307B2 (en) Strike mechanism using atmospheric pressure and hydraulic pressure
KR100343888B1 (en) Breaker using in nitrogen gas and hydraulic pressure
RU2095566C1 (en) Impact-action device
EP0085279A1 (en) Directional control valve to obtain in a hydraulic appliance the alternative motion of a piston operating to charge and fire a tool, specially suitable for hydraulic hammers
RU2013540C1 (en) Impact device
RU2042812C1 (en) Percussive device
RU2104148C1 (en) Hydraulic hammer
RU2325525C2 (en) Percussion device
RU2258138C1 (en) Percussion device
RU1838602C (en) Impact device
RU2070247C1 (en) Impact-action device
RU2013539C1 (en) Impact device
RU2204661C1 (en) Pneumatic percussion unit with collar valve
RU2117759C1 (en) Hydraulic hammer
KR101521637B1 (en) water pump apparatus for drilling machine
RU2443863C2 (en) Impact device
SU1073378A1 (en) Hydraulic pile driver
SU975900A1 (en) Hydraulic vibration pile hammer
WO1999004936A1 (en) Hydraulic percussion device
SU1406363A1 (en) Percussive device
SU1051261A1 (en) Percussive hydraulic mechanism
SU1093800A1 (en) Hydropneumatic percussive soil-compacting apparatus
SU1102928A1 (en) Hydraulic percussion mechanism