RU2324031C2 - Impact action device - Google Patents
Impact action device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324031C2 RU2324031C2 RU2006115551/03A RU2006115551A RU2324031C2 RU 2324031 C2 RU2324031 C2 RU 2324031C2 RU 2006115551/03 A RU2006115551/03 A RU 2006115551/03A RU 2006115551 A RU2006115551 A RU 2006115551A RU 2324031 C2 RU2324031 C2 RU 2324031C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piston
- hammer
- working fluid
- housing
- working
- Prior art date
Links
Landscapes
- Earth Drilling (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Заявляемое устройство ударного действия относится к области горной и строительной техники и может быть использовано для погружения в грунт длиномерных металлических конструкций, а также для образования скважин при водозаборе и в сейсморазведке.The inventive impact device relates to the field of mining and construction equipment and can be used for immersion in the soil of lengthy metal structures, as well as for the formation of wells during water intake and seismic exploration.
Известны устройства ударного действия, например устройство по патенту РФ №2209877 (МПК E02D 7/08) для погружения свай, труб и других строительных элементов, содержащее силовой привод, ударник, направляющие для передвижения ударника и механизм передвижения ударника, кинематически связанный с силовым приводом. Недостатком этого устройства является возможность нанесения ударов только по верхнему торцу погружаемых элементов. В связи с этим им можно забивать в грунт только достаточно жесткие элементы, ограниченные по длине.Known impact devices, for example, the device according to the patent of the Russian Federation No. 2209877 (IPC E02D 7/08) for immersing piles, pipes and other building elements, comprising a power drive, a hammer, guides for moving the hammer and a mechanism for moving the hammer, kinematically connected with the power drive. The disadvantage of this device is the ability to strike only at the upper end of the immersed elements. In this regard, they can hammer into the ground only sufficiently rigid elements, limited in length.
Известно также устройство по патенту РФ №2125139 (МПК E02D 7/10), содержащее кольцевой ударник, мембрану, закрепленную по контуру к корпусу и образующую совместно с последним рабочую камеру с окнами для подвода и выхлопа сжатого воздуха, а также захват для крепления устройства к забиваемому элементу - трубе.A device is also known according to the patent of the Russian Federation No. 2125139 (IPC E02D 7/10), containing an annular drummer, a membrane fixed along the contour to the housing and forming together with the latter a working chamber with windows for supplying and exhausting compressed air, as well as a gripper for attaching the device to clogged element - pipe.
Это устройство позволяет погружать длинномерные стержни и трубы низкой жесткости, однако только вертикально вниз, т.к. для удара используется груз, разогнанный силой тяжести.This device allows you to immerse long rods and pipes of low rigidity, but only vertically down, because For impact, a load dispersed by gravity is used.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство ударного действия по а.с. СССР №727753 (МПК E02D 7/02), выбранное в качестве прототипа.Closest to the technical nature of the proposed device is a shock action on.with. USSR No. 727753 (IPC E02D 7/02), selected as a prototype.
Известное устройство содержит корпус, в полости которого установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием сжатого воздуха камер рабочего и обратного ходов ступенчатый ударник со сквозным центральным каналом, а на передней части корпуса смонтирован захват с кулачками для соединения его с погружаемым элементом.The known device comprises a housing, in the cavity of which is mounted with the possibility of reciprocating movement of the working and return chambers under the action of compressed air, a step striker with a through central channel, and a grip with cams is mounted on the front of the housing for connecting it to the immersed element.
Это устройство позволяет погружать длинномерные элементы малой жесткости и в любом пространственном положении, однако в нем кулачки захвата в первый момент соединяются с погружаемым элементом только за счет трения, поэтому малонадежны.This device allows you to immerse long elements of low stiffness and in any spatial position, however, in it the gripping cams at the first moment are connected to the immersed element only due to friction, therefore they are unreliable.
Кроме того, в упомянутом устройстве имеет место жесткое соударение ударника с корпусом. В результате корпус, ударник, захват и погружаемый элемент испытывают чрезмерные ударные нагрузки во время удара, что приводит к разрушению как погружаемых элементов, так и самого устройства.In addition, in the said device there is a hard collision of the striker with the body. As a result, the body, firing pin, grip and submersible element experience excessive shock loads during impact, which leads to the destruction of both the immersed elements and the device itself.
Таким образом, недостатками известного устройства являются низкие надежность и долговечность.Thus, the disadvantages of the known devices are low reliability and durability.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении надежности и увеличении срока службы устройства.The problem to which the invention is directed, is to increase reliability and increase the service life of the device.
Для решения поставленной задачи сущность заявляемого изобретения состоит в том, что, в отличие от известного устройства ударного действия для погружения в грунт металлических конструкций, преимущественно длиномерных труб, содержащего коаксиальный корпус, в направляющих которого с возможностью осевого перемещения установлен полый ударник, а в нижней части - захват, согласно изобретению в упомянутом корпусе выше камеры рабочего хода расположена заполненная рабочей жидкостью охватывающая ударник полость, которая посредством поперечной перегородки разделена на две камеры, из которых верхняя постоянно сообщена со сливной линией, а нижняя - с верхней камерой посредством размещенного в поперечной перегородке охватывающего ударник коаксиального отверстия, через которое в конце рабочего хода в нижнюю камеру входит кольцевой выступ поршня-ударника, по диаметру одинаковый с упомянутым отверстием.To solve this problem, the essence of the claimed invention consists in the fact that, in contrast to the known percussion device for immersing metal structures, mainly lengthy pipes, containing a coaxial body in the ground, a hollow drummer is installed in the guides of which with axial movement, and in the lower part - a grip according to the invention in said housing above the working chamber there is a cavity filled with working fluid, enclosing the striker, which is transversely the septum is divided into two chambers, of which the upper one is constantly in communication with the drain line, and the lower one is connected to the upper chamber through a coaxial hole located in the transverse partition through which the annular protrusion of the piston-striker enters the lower chamber at the end of the stroke, with said hole.
Кроме того, в нижней части корпуса установлены гидроцилиндры, оси которых перпендикулярны оси погружаемой трубы, с размещенными в них поршнями-кулачками, совместно с корпусом образующие штоковые и поршневые полости, при этом штоковые полости постоянно сообщены с источником рабочей жидкости, а поршневые - через гидрораспределитель попеременно сообщаются с источником рабочей жидкости и присоединенным к нему гидроаккумулятором либо со сливной линией.In addition, hydraulic cylinders are installed in the lower part of the casing, the axes of which are perpendicular to the axis of the immersed pipe, with the cams pistons placed in them, together with the casing forming rod and piston cavities, while the rod cavities are constantly in communication with the source of the working fluid, and the piston cavities through the valve alternately communicate with the source of the working fluid and the accumulator attached to it or with a drain line.
Технический результат, который может быть получен в результате использования изобретения, заключается в повышении надежности и увеличении срока службы устройства.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase reliability and increase the service life of the device.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена конструктивная схема устройства для погружения в грунт металлических стержней, преимущественно длинномерных труб. Устройство содержит основание 1 с установленными на нем гидроцилиндрами 2 и 3, штоки которых соединены с коаксиальным корпусом 4 ударного устройства 5. Во внутренней полости корпуса 4 с возможностью продольного перемещения размещен полый ступенчатый поршень-ударник 6 со ступенями 7, 8, и 9, снабженный кольцевым выступом 10. Внутренняя полость корпуса 4 совместно с полым поршнем-ударником 6 образует в нижней части (по чертежу) камеру холостого хода 11, примыкающую к ней сверху камеру рабочего хода 12 и расположенную выше упомянутых камер 11, 12 полость 13, изолированную от них, заполненную рабочей жидкостью и поперечной перегородкой 14 разделенную на две камеры 15 и 16.The invention is illustrated by the drawing, which shows a structural diagram of a device for immersing in the ground metal rods, mainly long pipes. The device comprises a base 1 with mounted hydraulic cylinders 2 and 3, the rods of which are connected to the coaxial body 4 of the percussion device 5. In the internal cavity of the body 4 with a possibility of longitudinal movement there is a hollow step piston-hammer 6 with stages 7, 8, and 9, equipped with an annular protrusion 10. The internal cavity of the housing 4 together with the hollow piston-hammer 6 forms in the lower part (according to the drawing) an idle chamber 11, a working chamber 12 adjacent to it from above and located above the chambers 11, 12 13, isolated from them, filled with a working fluid and a transverse partition 14 divided into two chambers 15 and 16.
Камера холостого хода 11 посредством линии 17 постоянно сообщена с источником рабочей жидкости 18 и гидроаккумулятором 19. Камера рабочего хода 12 по каналам 20 и 22 через гидрораспределитель 21 попеременно сообщается либо с источником рабочего давления 18 и гидроаккумулятором 19, либо с камерой 16, которая, в свою очередь, посредством сливной линии 23 постоянно сообщена со сливным баком 24.The idle chamber 11 through the line 17 is constantly in communication with the source of the working fluid 18 and the hydraulic accumulator 19. The working chamber 12 through the channels 20 and 22 through the valve 21 alternately communicates either with the working pressure source 18 and the hydraulic accumulator 19, or with the chamber 16, which, in in turn, through the drain line 23 is constantly in communication with the drain tank 24.
В нижней части корпуса 4 размещен захват 25, в гидравлических цилиндрах которого установлены поршни-кулачки 26. Штоковые полости 27 гидроцилиндров захвата 25 каналом 28 постоянно сообщены с источником рабочей жидкости 18 и гидроаккумулятором 19. Поршневые полости 29 упомянутых гидроцилиндров по каналу 30 через гидрораспределитель 31 попеременно сообщаются либо с источником рабочей жидкости 18, либо со сливной линией 23.In the lower part of the housing 4 there is a gripper 25, in the hydraulic cylinders of which piston-cams 26 are installed. The rod cavities 27 of the gripper 25 cylinders by the channel 28 are constantly in communication with the source of the working fluid 18 and the hydraulic accumulator 19. The piston cavities 29 of the hydraulic cylinders are connected through the channel 30 through the valve 31 alternately communicate either with the source of the working fluid 18, or with a drain line 23.
Во внутренней полости поршня-ударника 6 размещена погружаемая в грунт труба 32.In the inner cavity of the piston-hammer 6 is placed a pipe 32 immersed in the ground.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В исходном состоянии штоки цилиндров 2 вместе с ударным устройством 5 находятся в крайнем нижнем (по чертежу) положении. Внутри полого поршня-ударника 6 размещена погружаемая в грунт труба 32, упирающаяся в поверхность грунта конусным наконечником.In the initial state, the rods of the cylinders 2 together with the percussion device 5 are in the lowest position (according to the drawing). Inside the hollow piston-hammer 6 is placed a pipe 32 immersed in the soil, abutting against the soil surface with a conical tip.
Поршневые полости 29 гидроцилиндров захвата 25 посредством гидрораспределителя 31 сообщены со сливной линией 23. Гидрораспределитель 21 находится в нейтральном положении, изолируя камеру рабочего хода 12 от источника рабочей жидкости и от сливного бака.The piston cavities 29 of the gripping cylinders 25 are connected to the drain line 23 by means of the valve 31. The valve 21 is in the neutral position, isolating the working chamber 12 from the source of the working fluid and from the drain tank.
Рабочая жидкость от источника 18 по линии 17 поступает в камеру холостого хода 11 и штоковую полость 27 захвата 25. При этом полый поршень-ударник 6 перемещается в крайнее верхнее положение, поршни-кулачки 26 отводятся в крайнее наиболее удаленное от трубы 32 положение.The working fluid from the source 18 through line 17 enters the idle chamber 11 and the rod cavity 27 of the gripper 25. In this case, the hollow piston-hammer 6 moves to its highest position, the piston cams 26 are diverted to the most extreme position from the pipe 32.
При подаче жидкости в поршневые полости гидроцилиндров 2 и 3 ударное устройство 5 поднимается в крайнее верхнее положение, при этом труба 32 остается в крайнем нижнем положении.When fluid is supplied to the piston cavities of the hydraulic cylinders 2 and 3, the percussion device 5 rises to its highest position, while the pipe 32 remains in its lowest position.
При помощи гидрораспределителя 31 рабочая жидкость подается в поршневые полости 29 захвата 25. При этом вследствие значительной разности поршневой и штоковой площадей поршни-кулачки 26 перемещаются в направлении, перпендикулярном оси ударника, и зубцами внедряются в поверхность трубы 32, жестко соединяя последнюю с корпусом 4 ударного устройства 5. Затем с помощью гидрораспределителя (не показан) штоковые полости гидроцилиндров 2 и 3 сообщаются с источником рабочей жидкости 18, а их поршневые полости - со сливным баком 24 по сливной линии 23. В результате на ударный механизм 5 и связанную с ним трубу 32 действует осевая сила, направленная вниз. После включения гидрораспределителя 21 рабочая жидкость от источника рабочей жидкости 18 и гидроаккумулятора 19 по линиям 17 и 22 поступает в камеру рабочего хода 12. В результате увеличения давления жидкости в камере рабочего хода 12 за счет разности площадей ступеней 7 и 9 полый поршень-ударник 6 совершает ускоренное движение вниз. В конце рабочего хода полого поршня-ударника 6 его кольцевой выступ 10 через аксиальное отверстие в перегородке 14 входит в полость 13 и тем самым изолирует последнюю от камеры 16. При дальнейшем движении полого поршня-ударника 6 кольцевой выступ 10 сжимает жидкость, находящуюся в полости 13.Using the valve 31, the working fluid is supplied to the piston cavities 29 of the gripper 25. In this case, due to the significant difference between the piston and rod areas, the piston cams 26 move in the direction perpendicular to the axis of the hammer, and penetrate the surface of the pipe 32 with teeth, rigidly connecting the latter with the drum body 4 devices 5. Then, using a valve (not shown), the rod cavities of the hydraulic cylinders 2 and 3 communicate with the source of the working fluid 18, and their piston cavities - with the drain tank 24 along the drain line 23. In the cut ltate Impact mechanism 5 and the associated tube 32 acting axial force directed downwards. After turning on the valve 21, the working fluid from the source of the working fluid 18 and the accumulator 19 through lines 17 and 22 enters the working chamber 12. As a result of the increase in fluid pressure in the working chamber 12 due to the difference in the area of steps 7 and 9, the hollow piston-hammer 6 makes accelerated downward movement. At the end of the working stroke of the hollow piston-hammer 6, its annular protrusion 10 through the axial hole in the partition 14 enters the cavity 13 and thereby isolates the latter from the chamber 16. With a further movement of the hollow piston-hammer 6, the annular protrusion 10 compresses the fluid in the cavity 13 .
При этом давление жидкости Р нарастает пропорционально изменению объема жидкости ΔV в камере 13The pressure of the liquid P increases in proportion to the change in the volume of the liquid ΔV in the chamber 13
P=k·ΔV.P = k · ΔV.
Под действием силы, равной произведению этого давления на площадь кольцевого выступа 10, корпус 4 ударного устройства 5 вместе с закрепленной в нем с помощью захвата 25 трубой 32 перемещается вниз, происходит внедрение трубы в грунт. Одновременно на полый поршень-ударник 6 действует одинаковая по величине, но противоположно направленная сила, под действием которой ударник затормаживается и останавливается. За счет упругого распружинения жидкости в камере 13 ударник совершает ограниченный ход вверх, вытесняя жидкость из камеры рабочего хода 12 в гидроаккумулятор 19. Туда же одновременно поступает и жидкость от источника 18.Under the action of a force equal to the product of this pressure by the area of the annular protrusion 10, the housing 4 of the percussion device 5, together with the pipe 32 fixed to it by means of a gripper 25, moves downward, the pipe is introduced into the ground. At the same time, the hollow piston-hammer 6 is affected by the same in magnitude, but oppositely directed force, under the action of which the hammer is braked and stopped. Due to the elastic springing of the liquid in the chamber 13, the hammer makes a limited upward stroke, displacing the liquid from the working chamber 12 to the hydraulic accumulator 19. There, the liquid also comes from the source 18 at the same time.
После остановки ударника 6 происходит переключение гидрораспределителя 21 и начинается его очередной холостой ход. При достижении ударником крайнего верхнего положения гидрораспределитель 21 переключается на рабочий ход. Далее цикл работы ударного устройства 5 повторяется.After stopping the hammer 6, the valve 21 is switched and its next idle starts. When the drummer reaches its highest position, the control valve 21 switches to the stroke. Next, the cycle of the impact device 5 is repeated.
Соударение ударника 6 с корпусом 4 ударного устройства 5 происходит через находящуюся в камере 13 жидкость, что обеспечивает удлинение времени удара, благодаря чему ударный импульс уменьшается до величины, достаточной для погружения трубы 32. Погружение трубы продолжается до тех пор, пока штоки гидроцилиндров 2 и 3 не достигнут крайнего нижнего положения.The impact of the hammer 6 with the body 4 of the impact device 5 occurs through the liquid in the chamber 13, which provides an extension of the impact time, so that the shock pulse is reduced to a value sufficient to immerse the pipe 32. The pipe continues to be immersed until the rods 2 and 3 not reached the lowest position.
После этого за счет переключения гидрораспределителя кулачки 26 захвата 25 разводятся, освобождая трубу 32.After that, due to the switching of the control valve, the cams 26 of the capture 25 are bred, releasing the pipe 32.
При подаче жидкости в поршневые полости гидроцилиндров 2 и 3 происходит очередной подъем ударного устройства 5 в крайнее верхнее положение. Посредством гидрораспределителя 31 снова происходит зажим трубы 32 кулачками захвата 25. Далее включается ударное устройство и цикл работы повторяется. Работа устройства продолжается до тех пор, пока верхний торец трубы 32 не сравняется с верхним торцом поршня-ударника 6.When liquid is supplied to the piston cavities of the hydraulic cylinders 2 and 3, the shock device 5 is again lifted to its highest position. By means of the control valve 31, the pipe 32 is again clamped by the gripping cams 25. Next, the percussion device is turned on and the operation cycle is repeated. The operation of the device continues until the upper end of the pipe 32 is equal to the upper end of the piston-hammer 6.
Далее труба наращивается, например, путем резьбового соединения со следующим отрезком трубы и работа продолжается вышеописанным образом.Further, the pipe grows, for example, by a threaded connection with the next pipe segment and the work continues as described above.
Применение изобретения позволит значительно увеличить срок службы устройства с одновременным повышением его надежности. Кроме того, заявляемое устройство позволяет не только забивать стержни и трубы в любом пространственном положении, но при необходимости и извлекать их из грунта.The application of the invention will significantly increase the service life of the device while increasing its reliability. In addition, the inventive device allows not only to hammer rods and pipes in any spatial position, but if necessary, and to remove them from the ground.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006115551/03A RU2324031C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Impact action device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006115551/03A RU2324031C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Impact action device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006115551A RU2006115551A (en) | 2007-11-27 |
| RU2324031C2 true RU2324031C2 (en) | 2008-05-10 |
Family
ID=38959842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006115551/03A RU2324031C2 (en) | 2006-05-05 | 2006-05-05 | Impact action device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2324031C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443827C1 (en) * | 2010-06-15 | 2012-02-27 | Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Impact device to submerge rods into soil |
-
2006
- 2006-05-05 RU RU2006115551/03A patent/RU2324031C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443827C1 (en) * | 2010-06-15 | 2012-02-27 | Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) | Impact device to submerge rods into soil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006115551A (en) | 2007-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2623159C1 (en) | Hydraulic hammer | |
| US7861641B2 (en) | Impulse generator and method for impulse generation | |
| JP2014513221A (en) | Apparatus and method for machine excavation of rock and concrete | |
| RU2324031C2 (en) | Impact action device | |
| RU86656U1 (en) | PLASTIC HYDROPULSE IMPACT DEVICE | |
| RU2703029C1 (en) | Device for interval-by-interval hydraulic fracturing of strong rocks | |
| RU62658U1 (en) | PRODUCT FOR WAVE INFLUENCE ON PRODUCTIVE LAYER | |
| RU2383712C1 (en) | Well head facility for release of flow string out of borehole | |
| RU2443827C1 (en) | Impact device to submerge rods into soil | |
| RU2059045C1 (en) | Pile-driving hydraulic beater | |
| RU2652405C1 (en) | Double-acting hydraulic impact machine with a controlled forward stroke chamber | |
| RU2414585C1 (en) | Device for releasing string from well | |
| RU2394150C1 (en) | Wellhead facility for extracting pipe string from borehole | |
| SU891840A1 (en) | Driven pile | |
| RU2795633C2 (en) | Hydraulic impact mechanism | |
| RU2380517C1 (en) | Well head device for tubing string release from well | |
| RU2381330C1 (en) | Electro-hammer | |
| RU2006102924A (en) | BREAKER | |
| RU2397308C1 (en) | Wellhead facility for extracting pipe string from borehole | |
| RU2162508C1 (en) | Hydraulic hammer | |
| RU102667U1 (en) | PRESSURE PULSE GENERATOR | |
| RU2380516C1 (en) | Well head device for tubing string release from well | |
| RU2125139C1 (en) | Device for vertical driving in ground of metal structures, primarily pipes | |
| SU815272A2 (en) | Percussive device for drilling rock | |
| SU451831A1 (en) | Reverse Hydraulic Hammer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120506 |