RU2099523C1

RU2099523C1 - Hydraulically powered percussive device

Info

Publication number: RU2099523C1
Application number: RU95121066A
Authority: RU
Inventors: В.П. Котов
Original assignee: Институт горного дела им.А.А.Скочинского
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1997-12-20

Abstract

FIELD: devices for breakage of hard rocks and building materials; may be used in mining and construction industries. SUBSTANCE: device has body with striking piston separating body cavity intl head and rod ends, accumulator and pressure return line. Installed in the latter is pulsating valve. During working stroke of striking piston, pulsating valve communicates rod end through hydraulic channel with head end. Striking piston has longitudinal channels through which rod end is communicated with return line and head end in absence of resistance to working tool. EFFECT: reduced pressure force required for engagement of the device in operation and increased efficiency due to reduced hydraulic losses. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горной, строительной промышленности и может быть использовано при разрушении крепких горных пород и строительных материалов. The invention relates to the mining, construction industry and can be used in the destruction of strong rocks and building materials.

Известен гидропневматический ударный механизм, содержащий корпус, поршень-боек, рабочий инструмент, напорно-сливную магистраль, распределительное устройство, привод [1]
Недостатком данного устройства является то, что при расположении его привода на достаточно большом расстоянии от гидропневматического ударного механизма в напорно-сливной магистрали возникают большие гидравлические сопротивления, которые препятствуют перемещению поршня-бойка при его рабочем ходе, снижая тем самым КПД привода.Known hydropneumatic impact mechanism comprising a housing, a piston-hammer, working tool, discharge and discharge line, switchgear, drive [1]
The disadvantage of this device is that when its drive is located at a sufficiently large distance from the hydropneumatic impact mechanism in the discharge line, large hydraulic resistances arise that impede the movement of the piston-hammer during its working stroke, thereby reducing the efficiency of the drive.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является гидроударное устройство, содержащее полый корпус с размещенным в нем поршнем-бойком, рабочий инструмент, аккумулятор, напорно-сливную магистраль [2]
Недостатком данного технического решения является то, что в случае расположения его привода на большом расстоянии от гидроударного устройства в напорно-сливной магистрали возникают большие гидравлические сопротивления, снижающие КПД привода. Кроме этого, для включения данного устройства в режим ударного разрушения требуются значительные усилия прижатия его к разрушаемому материалу. Вышеуказанные недостатки сужают область применения гидроударного устройства [2] В частности, оно не может быть использовано в ручных гидравлических ударных машинах, в которых гидромагистрали, связывающие ударник и его привод, должны иметь длину не менее 8 метров, при этом усилие его прижатия к разрушаемому материалу, при котором он должен включаться в работу, по требованиям санитарных правил должно быть не более 20 кг.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed invention is a hydropercussion device containing a hollow body with a piston-striker placed in it, a working tool, a battery, a discharge and discharge line [2]
The disadvantage of this technical solution is that in the case of the location of its drive at a large distance from the hydropercussion device in the discharge and discharge line, large hydraulic resistances arise that reduce the efficiency of the drive. In addition, to enable this device in the mode of impact destruction requires significant efforts to compress it to destructible material. The above-mentioned disadvantages narrow the scope of the hydropercussion device [2] In particular, it cannot be used in manual hydraulic percussion machines in which the hydraulic lines connecting the striker and its drive must have a length of at least 8 meters, while the force of its pressing against the material to be destroyed , in which it should be included in the work, according to the requirements of sanitary rules should be no more than 20 kg.

Задачей заявленного изобретения является снижение усилий нажатия, требуемых для включения гидроударного устройства в работу, повышение КПД устройства за счет снижения гидравлических потерь. Указанная цель достигается за счет того, что гидроударное устройство, включающее полный корпус с размещенным в нем поршнем-бойком, разделяющим полость корпуса на поршневую и штоковую полости, напорно-сливную магистраль, соединенную со штоковой полостью, аккумулятор, расположенный со стороны поршневой полости, и рабочий инструмент, снабжено клапаном-пульсатором, установленным в напорно-сливной магистрали, и сливной магистралью, а поршень-боек выполнен с продольными каналами, при этом клапан-пульсатор включен с возможностью сообщения штоковой полости через гидроканал с поршневой полостью при рабочем ходе поршня-бойка, а продольные каналы последнего расположены с возможностью соединения штоковой полости со сливной магистралью и поршневой полостью при отсутствии сопротивления на рабочем инструменте. Клапан-пульсатор выполнен в виде корпуса с седлом и сквозными осевым и радиальным отверстиями, в котором с возможностью перекрытия радиального отверстия свободно установлен запорный элемент, имеющий сквозное отверстие и взаимодействующий с седлом, при этом поршневая полость соединена с радиальным отверстием клапана-пульсатора, а штоковая полость с осевым отверстием. The objective of the claimed invention is to reduce the pressing forces required to turn on the hydropercussion device in operation, increasing the efficiency of the device by reducing hydraulic losses. This goal is achieved due to the fact that the hydropercussion device, comprising a complete housing with a piston striker located therein, separating the housing cavity into the piston and rod cavities, a discharge and discharge line connected to the rod cavity, a battery located on the side of the piston cavity, and the working tool is equipped with a pulsating valve installed in the discharge and drain line, and a drain line, and the piston-hammer is made with longitudinal channels, while the pulsating valve is switched on with the possibility of communication pcs kovoy cavity through the waterway and the plunger cavity during working stroke of the piston-pin, the latter and the longitudinal channels are arranged to be connected to the rod end with the drain line and the piston cavity during the absence of resistance to the working tool. The pulsating valve is made in the form of a housing with a seat and through axial and radial holes, in which, with the possibility of overlapping the radial hole, a locking element is installed that has a through hole and interacts with the seat, while the piston cavity is connected to the radial hole of the pulsating valve, and the rod cavity with an axial bore.

На чертеже показано схематически гидроударное устройство, общий вид. The drawing shows a schematic hydropercussion device, General view.

Устройство содержит полый корпус 1 с размещенным в нем поршнем-бойком 2 и рабочий инструмент 3, рукоятку 4. Поршень-боек 2 разделяет емкость полого корпуса 1 на штоковую 5 и поршневую 6 полости. Поршневая полость 6 сообщена через отверстия 7 с аккумулятором 8. Аккумулятор 8 отделен от поршневой полости 6 герметизирующим подвижным элементом 9, например эластичной диафрагмой, и через клапан 10 наполнен газом. Штоковая полость 5 через клапан-пульсатор соединен с напорно-сливной магистралью 11. Клапан-пульсатор состоит из корпуса 12 с седлом 13 и выполненных в корпусе двух сквозных отверстий осевого 14 и радиального 15. Клапан-пульсатор снабжен свободно установленным в корпусе 12 запорным элементом 16, который имеет соосное с корпусом сквозное отверстие 17. Запорный элемент 16 взаимодействует с седлом 13 с возможностью перекрытия радиального отверстия 15. При этом радиальное отверстие 15 соединено с поршневой полостью 6 через гидроканал 18. The device comprises a hollow body 1 with a piston-striker 2 located therein and a working tool 3, a handle 4. A piston-striker 2 divides the capacity of the hollow body 1 into a rod 5 and a piston 6 cavity. The piston cavity 6 is communicated through the openings 7 with the battery 8. The battery 8 is separated from the piston cavity 6 by a sealing movable element 9, for example an elastic diaphragm, and is filled with gas through the valve 10. The rod cavity 5 is connected through a pulsator valve to a discharge and discharge line 11. The pulsator valve consists of a housing 12 with a seat 13 and two axial 14 and radial 15 openings made in the housing. The pulsator valve is equipped with a shut-off element 16 that is freely installed in the housing 12 , which has a through hole coaxial with the housing 17. The locking element 16 interacts with the seat 13 to overlap the radial hole 15. In this case, the radial hole 15 is connected to the piston cavity 6 through the hydraulic channel 18.

Штоковая полость 5 периодически в крайнем правом положении поршня-бойка (по чертежу) соединена через выполненные в нем продольные каналы 19 и расточку 20 с поршневой полостью 6 и сливной магистралью 21. The rod cavity 5 is periodically in the extreme right position of the piston-hammer (according to the drawing) is connected through the longitudinal channels 19 and the bore 20 made in it with the piston cavity 6 and the drain line 21.

Гидроударное устройство работает следующим образом. При отсутствии усилий нажатия на рукоятку 4 и в момент подачи по напорно-сливной магистрали 11 рабочей жидкости она за счет энергии потока и перепада давления, вызванного наличием в запорном элементе 16 сквозного отверстия 17, прижмет запорный элемент 16 к седлу 13, перекрыв тем самым радиальное отверстие 15. При этом гидроканал 18 будет отсечен от напорно-сливной гидромагистрали 11 и рабочая жидкость будет подаваться только в штоковую полость 5. Затем рабочая жидкость через каналы 19 и расточку 20 будет поступать в поршневую полость 6 и в сливную магистраль 21. Поскольку площадь поршня-бойка со стороны поршневой полости 6 значительно больше его площади со стороны штоковой полости 5, а давления в них равны, то поршень-боек 2 будет находиться в крайнем правом положении (по чертежу). Hydroshock device operates as follows. In the absence of pressure efforts on the handle 4 and at the moment of supplying the working fluid via the discharge and discharge line 11, it will press the locking element 16 against the seat 13 due to the flow energy and pressure drop caused by the presence of a through hole 17 in the locking element 16, thereby blocking the radial hole 15. In this case, the hydraulic channel 18 will be cut off from the discharge and discharge hydraulic line 11 and the working fluid will be supplied only to the rod cavity 5. Then, the working fluid through the channels 19 and the bore 20 will enter the piston cavity 6 and the drain mag Strahl 21. Since the area of the piston-pin from the piston chamber 6 is significantly greater than its square rod side cavity 5, and the pressure they are equal, the piston and the striker 2 will be in its rightmost position (in the drawing).

При приложении к рукоятке 4 усилия, достаточного для смещения инструмента 3 и одновременно поршня-бойка 2 влево (по чертежу), каналы 19 перекрываются корпусом 1, и штоковая полость 5 изолируется от поршневой полости 6 и сливной магистрали 21. После перекрытия каналов 19 гидроударное устройство начинает работать в ударном режиме. В момент подачи по напорно-сливной магистрали 11 рабочей жидкости, с помощью запорного элемента 16 происходит перекрытие радиального отверстия 15 и рабочая жидкость через сквозное отверстие 17 поступает в штоковую полость 5. За счет давления, развиваемого гидросистемой привода гидроударного устройства, рабочая жидкость перемещает поршень-боек 2 влево (по чертежу), т.е. происходит взвод поршня-бойка 2. В момент взвода поршня-бойка 2 рабочая жидкость из поршневой полости 6 поступает через отверстия 7 в аккумулятор 8, который накапливает кинетическую энергию. В момент соединения напорно-сливной магистрали 11 со сливом (соединение может быть осуществлено любым механизмом, в том числе распределителем) осуществляется рабочий ход поршня-бойка 2. Рабочий ход поршня-бойка 2 первоначально будет осуществляться за счет давления рабочей жидкости, поступающей по отверстиям 7 из аккумулятора 8. При рабочем ходе поршня-бойка 2 истекающая из штоковой полости 5 рабочая жидкость, за счет энергии потока и перепада давления, вызванного наличием в запорном элементе 16 сквозного отверстия 17, отожмет запорный элемент 16 от седла 13. При этом открывается радиальное отверстие 15 и штоковая полость через гидроканал 18 соединяется с поршневой полостью 6. When a sufficient force is applied to the handle 4 to displace the tool 3 and at the same time the piston-striker 2 to the left (according to the drawing), the channels 19 are blocked by the housing 1, and the rod cavity 5 is isolated from the piston cavity 6 and the drain line 21. After the channels 19 are closed, the hydraulic shock device starts to work in shock mode. At the time of supplying the working fluid via the discharge and discharge line 11, with the help of the locking element 16, the radial hole 15 is closed and the working fluid through the through hole 17 enters the rod cavity 5. Due to the pressure developed by the hydraulic system of the hydraulic shock drive, the working fluid moves the piston firing pin 2 to the left (according to the drawing), i.e. the piston-striker 2 is cocked. At the moment of the piston-stripper 2 cocking, the working fluid from the piston cavity 6 enters through the openings 7 into the accumulator 8, which accumulates kinetic energy. At the moment of connection of the discharge and discharge line 11 with the drain (the connection can be carried out by any mechanism, including the distributor), the stroke of the piston-hammer 2 is carried out from the battery 8. During the working stroke of the piston-hammer 2, the working fluid flowing out of the rod cavity 5, due to the flow energy and pressure drop caused by the presence of the through hole 17 in the locking element 16, will press the locking element 16 from the seat 13. This opens the radial hole 15 and the rod cavity through the channel 18 is connected to the piston cavity 6.

Таким образом, при рабочем ходе поршня-бойка 2 рабочая жидкость из штоковой полости 5 поступает в поршневую полость 6, увеличивая тем самым производительность потока рабочей жидкости, поступившей из аккумулятора 8 в поршневую полость 6. Поскольку площадь поршня-бойка со стороны полости 6 значительно больше его площади со стороны штоковой полости 5, а давления в них равных, то поршень-боек будет совершать рабочий ход. В конце рабочего хода поршень-боек 2 наносит удар по рабочему инструменту 3. Поступивший в поршневую полость 6 из штоковой полости 5 дополнительный объем рабочей жидкости в конце рабочего хода через расточку 20 истечет в сливную магистраль 21. После нанесения поршнем-бойком 2 удара по рабочему инструменту 3 цикл повторяется. Thus, during the stroke of the piston-hammer 2, the working fluid from the rod cavity 5 enters the piston cavity 6, thereby increasing the flow rate of the working fluid received from the battery 8 into the piston cavity 6. Since the area of the piston-hammer from the side of the cavity 6 is much larger its area from the side of the rod cavity 5, and the pressure in them is equal, then the piston-hammer will make a working stroke. At the end of the stroke, the piston-striker 2 strikes the working tool 3. The additional volume of working fluid that enters the piston cavity 6 from the rod cavity 5 at the end of the stroke passes through the bore 20 to the drain line 21. After the piston-striker 2 strikes the worker tool 3 cycle is repeated.

Таким образом, соединение штоковой полости 5 с поршневой 6 через клапан-пульсатор позволит снизить гидравлическое сопротивление, возникающее при рабочем ходе поршня-бойка 2, поскольку длина гидроканала 18 значительно меньше, чем длина напорно-сливной магистрали 11. Поступающий из штоковой полости 5 в поршневую 6 объем рабочей жидкости увеличит производительность поршня-бойка 2. Вышеуказанные преимущества заявленного технического решения позволят повысить КПД всей системы, снизить усилия нажатия, требуемые для включения гидроударного устройства в работу. Thus, the connection of the rod cavity 5 with the piston 6 through the pulsator valve will reduce the hydraulic resistance that occurs during the working stroke of the piston-striker 2, since the length of the hydraulic channel 18 is much less than the length of the pressure-drain line 11. Coming from the rod cavity 5 to the piston 6 the volume of the working fluid will increase the performance of the piston-hammer 2. The above advantages of the claimed technical solution will increase the efficiency of the entire system, reduce the pressing forces required to turn on the hydraulic shock Property to work.

Claims

1. A hydropercussion device, comprising a hollow body with a piston striker located therein, dividing the body cavity into a piston and rod cavities, a discharge and discharge line connected to the rod cavity, a battery located on the side of the piston cavity and connected to it, a hydrochannel made in the piston cavity, and a working tool, characterized in that it is equipped with a pulsating valve installed in the discharge and discharge line, and a drain line, and the piston-hammer is made with longitudinal channels, the valve ulsator enabled to communicate via the waterway rod cavity and the plunger cavity during working stroke of the piston-pin, the latter and the longitudinal channels are arranged to be connected to the rod end with the drain line and the piston cavity during the absence of resistance to the working tool.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pulsating valve is made in the form of a housing with a seat and through axial and radial holes, in which a locking element is freely mounted with a through hole and interacts with the seat with the possibility of overlapping the radial hole. the piston cavity is connected to the radial hole of the pulsator valve, and the rod cavity to the axial hole.