SU682146A3 - Гидропневматическое устройство ударного действи - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к горной промьшленности и касаетс  инструментов ударного действи .

Известны гидропневматические устройства ударного действи , содержащие размещенный в корпусе ударный поршень, который имеет возможность осевого возвратно-поступательного перемещени  дл  совер.чени  удара, и систему подвода и распреде лени  энергоносител  1.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению пвл етс  гидропневматическое устройство ударного действи , содержащее корпус, в центральном канале которого с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  установлен ударный поршень , совершающий рабочий ход под действием энергии пневмоаккумул тора , посто нно сообщенного с камерой рабочего хода и расположенного коаксиально последней, и обратный ход под действием энергии рабочей жидкости камеры взвода, и систему управлени  2 .

Такое устройство недостаточно надежно в работе.

Целью изобретени   вл етс  повышение эксплуатационной надежности устройства.

Это достигаетс  тем, что в ; устройстве предусмотрена дополнительна  гидравлическа  камера, котора  расположена коаксиально пневмоаккумул тору и периодически сообщена 6 камерой взвода. При этом пневмоаккумул тор и дополнительна  гидравлическа  камера в поперечном с.ечении могут иметь форму кольца.

На фиг. 1, 2 и 3 показаны части предлагаемого устройства, продольное сечение; на фиг. 4 - часть уданого поршн ; на фиг. 5 - часть устройства с гид1)авлической цепью при открытом положении регулирующего клапана.

Устройство монтируют на поворотной стреле, установленной на подвижном основании, например раме трактора , и подвижно св занной с ним, например, с помощью гидравлических домкратов. В результате этого устройство можно селективно устанавливать у поверхности породы или друго среды и приводить его в действие, например, от гидравлического привода . Устройство содержит корпус 1, в центральном канале 2 которого установлен уларкмй поршень 3. Пневматический аккумул тор имеет удлиненный цилиндрический корпус 4, расположенный соосно с корпусом 1 и охватывающий его наружную периферичес кую часть, в результате чего между корпусом 1 устройства и корпусом 4 аккумул тора образована полость 5 собственно аккумул тора. В устройстве предусмотрена дополнительна  гидравлическа  камера б, имеюща  корпус 7. Камера 6 расположена коак сиально пневмоаккумул тору и имеет/ как и полость 5, в поперечном сечении форму кольца. Корпус 1 установлен соосно с патроном 8 и расположен за ним. Между корпусом 1 и патроном 8 расположен жестко св занный с ними корпус 9цилиндрической камеры высокого давленй . В патроне 8 подвижно установлен инструмент 10. Корпус 1 имеет заглушку 11, в ко торой установлены амортизирующий 12 и замедл ющий 13 клапаны, и крышку 14, расположенную за загл тйкой 11 и плотно посаженную на корпус 1, корпус 4 аккумул тора и корпус 7. В корпусе 9, имеквдем ступенчатую внутреннюю цилиндрическую поверхность 15, установлена гильза 16, ко тора  выполнена с фланцем 17 на переднем конце. Кроме того, в корпусе 9 образована собственно камера высокого давлени  18, сообщенна  с каналом 2, и установлен гильзовый клапан 19. В собранном виде передНИИ конец корпуса 1 плотно посажен на гильзу 1б, а хвостова  часть патрона 8 плотно установлена внутри корпуса 9 камеры высокого давлени . Патрон 8 жестко закреплен при помощи кольцевого диска 20, через который пропущены скалки 21. Кажда  скалка 21 последовательно проходит через.диск 20, корпус 9 и крышку 14 и имеет гайки 22, которые навернуты на ее концы дл  скреплени  указанны элементов устройства. Внутри цилиндрического патрона 8 расположена втулка 23, котора  своим верхним ко цом упираетс  в торец гильзы. Втулка 23 имеет уплотнительное кольцо 24.. Соосно с патроном 8 на некотором рассто нии от втулки 23 установлена предохранительна  втулка 25, котора посредством предохранительньк элементов , например тарельчатых пружин 26, удерживаетс  в распор между втулкой 23 и упорной втулкой 27.Пат рон 8 закреплен посредством круглой накидной гайки 28, навернутой на ре зьбовой участок 29. Гайка 28 выполнена с фланцем 30, удерживающим предохранительную втулку 25 при помощи упорной втулки 27. Пружины 26, втулки 25 и 27, а также гайка 28 предназначены дл  гашени  кинетической энергии ударов инструмента 10, которые возникают при ненаправленном ударе или вследствие потери давлени-  газа в амортизаторе . Инструмент 10 имеет направл кнций участок 31 увеличенного диаметра , удлиненную часть 32, жестко св занную с участком 31, и шток 33, жестко св занный с участком 31.Между предохранительной втулкой 25 и частью 32 инструмента 10, а также между участком 31 и втулкой 23 установлены кольцевые уплотнени  34 и 35, обеспечивающие герметизацию стыков и ограничивающие полость 36. Поток газа (например, воздух или азот) поступает по каналу 37, сообщенному с продольной проточкой 38 на наружной повехности втулки 23 и с полостью 36 через окно 39 во втулке 23.В корпусе 9 установлены цилиндр 40 и гильза 41, котора  удерживаетс  фланцем 42 с помощью р да расположенных по окружности болтов креплени  43. Фланец 42 охватывает и уплотн ет наружную поверхность гильзового клапана 19 посредством кольцевого уплотнени  44. В корпусе 9 выполнены каналы 45 и 46, которые св зывают клапан 19 с соответствующим средством гидравлического напора, например с конусом 47. На внутренней поверхности клапана 19 выполнена кольцева  проточка 48, а в его теле - р д размещенных по окружности наклонных каналов 49. На практике клапан 19 взаимодействует с контуром 47, привод  в действие ударный поршень 3. Контур 47 содержит источник нагнетаемой под давлением рабочей жидкости (например, насос) 50, взаимодействующий с клапаном 19 посредством трубопроводов 51 и 52, отсечной клапан 53 дл  периодического направлени  потока жидкости в полости у торцов клапана 19 и клапан 54 автоматической регулировки давлени , установленный в трубопроводе 55. Отсечной клапан 53 имеет пружину 56 и сообщен с резервуаром 57. Корпус 7 дополнительной гидравлической камеры 6 имеет на концах два фланца, соединенных с ним при помощи сварки, противоударные детали 58 (например, упругие кольцевые прокладки) и уплотнени  59 дл  герметизации зазоров между сопр гаемыми поверхност ми. Камера 6 сообщаетс  с центральным каналом 2 при помощи расположенных по окружности и с резервуаром (не показан) через Ъливные отверсти  61, соединенные с трубопроводом 62. Корпус 4 аккумул тора имеет фланцы 63 и 64, закрепленные с помощью резьбовых соединений 65 и 66. В результате корпус 4 прочно удерживает5 с  между крышкой 14 и кольцевым фланцем 67 корпуса 1. Противоударный фланец 68 с упругим амортизирующим кольцом 69 расположен на несущей детали 70. Аналогична  упруга  противоударна  деталь 71 охватывает корпус 1 и рас положена между фланцем 64 и крышкой 14. Дл  герметизации сопр жений предусмотрены уплотнени  72 и 73. Корпус 4 аккумул тора имеет впус ной канал 74 дл  сообщени  полости 5 аккумул торов источником газа под давлением (например,баллоном с азотом ) при помощи трубопровода 75. Полость 5 аккумул тора сообщена с центральным каналом 2 посредством равномерно расположенных по окружности окон 76 дл  подачи газа под давлением в камеру рабочего хода дл  осуществлени  рабочего хода ударного поршн  3. Заглушка 11 имеет расточку 77, посто нно сообщенную с центральным каналом 2 и выполненную с меньшим диаметром, чем канал 2. Расточка 77 сообщена с полостью 5 аккумул тора через клапаны 12 и 13. Амортизирующий клапан 12 содержит шарик 78 и спиральную пружину 79 и пропускает «через себ  поток рабочей среди в посто нном направлении. Канал 80,  вл ющийс  продолжением расточенного отверсти , в котором установлен клапан 12, через кольцевую проточку 81 сообщен с расточкой 77 с помощью радиальных окон 82. Радиально направленный канал 83 сообщает расточку, в которой установлен клапан 12, с полостью 5 акку мул тора через канал 84, выполненный -в теле корпуса 1. 1Чарик 78 расположен в седле 85. в процессе работы клапан 12 пропускает газ из расточки 77 в полост 5 при амортизирующем движении в соо ветствии с давлением, которое сдвигает шарик 78 с седла 85, отжима  пружину 79. Встречный поток газа и полости 5 в расточку 77 предотвращен в результате прижима шарика 78 к седлу 85 под действием пружины 7 Замедл ющий клапан 13 расположен в продольной рвсточке с устьем 86, котора  сообщена с расточкой 77 и имеет иглу 87, расположенную в сед ле 88. Положение иглы 87 регулирую винтом 89. Продольна  расточка кла пана 13 сообщена посредством каналов 90 и 91 с полостью 5 аккумул тора . При работе игольчатый замедл ющий клалан 13 служит дл  регули ровки потока нагнетаемого под давлением газа из полости 5 в расточк 77 при замедлении хода ударного поршн  3 в со скоростью, заданной установкой регулировочного ринта 89. Удаоный поршень 3 содержит цилиндрическую полую часть 92,ударную часть 93 и сердечник 94 в виде цилиндрического твердого тела,расположенного в цилиндрической полой части 92 и удерживаемого в ней крышкой 95(например ,ввернутой на резьбе).ИзготовЛение поршн  J и с- рдечника У4 из различных материалов позвол ет измен ть массу и вес ударного поршн . Сердечник 94 может иметь любую геометрическую форму, необходимо только , чтобы центр т жести поршн  3 совпадал с его продольной осью. Например , сердечник может быть выполнен в виде р да элементов, расположенных по окружности около оси ударного поршн . Ударный поршень 3 имеет кольцевые уплотнени  96 и р д лабиринтных уплотнительных канавок 97. Канавки 97 могут иметь различные глубину, ширину, пере(«чки и конфигурацию поперечного сечени  дл  создани  оптимального эффекта уплотнени  (см. фиг. 4). Уплотнитеьные .лабиринтные канавки могут быть выполнены ч на других элементах устройства . В поршне 3 выполнены каналы 98 и 99. Ударна  часть может заканчиватьс  конусом 100, У гол о: наклона поверхности которого равен 0-2. На ударном поршне 3 смонтировано амортизирующее кольцо 101. Перед началом работы устройства полость 5 аккумул тора и камеру рабочего хода центрального канала 2 за ударным поршнем 3 заполн ют сжатым газом. Полость 36 также заполн ют сжатым газом. По окончании зар дки источник газа под давлением (не показан ) отключают, а каналы 74 и 37 перекрывают, например, клапанами (не показаны). На фиг. 2 ударный поршень 3 показан в начальной фазе взвода. клапан 19 заперт давлением жидкости, поступающей от насоса 50 в полость 102 у торца клапана 19 по трубопроводу 52 через клапан 53 и канал 46. На этой стадии работы устройства положение клапана 53 противоположно положению, показанному на фиг. 5. Поток жидкости от насоса 50 направл етс  также в ту часть центрального клапана 2, котора  расположена перед ударным поршнем 3 и  вл етс  камерой взвода, и в камеру высокого давлени  18 по трубопроводу 51, каналу 45 наклонным каналам 49 и затем в кольцевую проточку 48. Созданный таким образом поток жидкости взводит ударный поршень 3, что сопровождаетс  повышением давлени  жидкости в трубопроводе 51. Жидкость под этим давлением передаетс  по трубопроводам 51 и 52 и через клапан 53 в полость 102, в результате чего клапан 19 сдвигаетс  до упора во фланец 103

корпуса 1. Таким образом клапан 19 .закрывает окна 60, что предотвращает утечкИЖидкости через них в гидравлическую камеру 6,

Взвод ударного поршн  3 продолжаетс  до тех пор, пока его хвостовик не пройдет окна 76. При этом нагнетание газа в полость 5 аккумул тора прекращаетс  и начинаетс  амортизационный ход ударного поршн  3, во врем  которого он входит в расточку 77, направл   газ под давлением в полость 5 аккумул тора через амортизирующий клапан 12. Сопротивление потоку жидкости, создаваемое амортизирующим клапаном, замедл ет скорость движени  ударного порилн  3. Как только хвостовик поршн  3 пройдет окна 82, его движение останавливаетс  давлением газа. При этом объем запертого газа межлу хвостовиком поршн  3 и торцом 104 заглушки 11 через замедл ющий клапан 13 направл етс  в полость 5 аккумул тора .

При возрастании сопротивлени  движению ударного поршн  3 при его взводе давление в контуре 47 возрастает и при его определенной величине открываетс  клапан автоматической регулировки давлени . Это приводит к смещению клапанй 53 в положение , показанное на фиг. 5. В результате поток жидкости из контура 47 сбрасываетс  на слив в резервуар 57 При этом жидкость из полости 102 также сливаетс  в резервуар 57, что способствует перемещению клапана 19 вперед в открытое положение.

Окна 60 начинают открыватьс  и жидкость, наход ща с  в центральном канале 2, начинает перетекать в гидравлическую камеру 6. В процессе хода замедлени  на ударный поршень 3 действует только поток энергоносител  из замедл ющего клапана 13, так как .амортизирующий клапан 12 предотвращает обратное перетекание газа из полости 5 в расточку 77. Регулировкой замедл ющего клапана 13 можно при необходимости измен ть процесс замедлени  ударного поршн  3. Замедл ющий ход заканчиваетс  в тот момент, когда хвостовик поршн  3 открывает окна 76.После этого на поршень 3 действует вс  сила газа,ранее зар женного в полости 5 аккумул тора в результате чего поршень 3 смещаетс  вперед, осуществл   рабочий ход. К этому времени клапан 19 полностью открыт. При движении ударный поршень 3 вытесн ет жидкость из камеры взвода центрального канала 2, наход щуюс  перед ударным поршнем 3, в гидравлическую камеру 6 через окна 60. Камера 6 по объему значительно больше центрального канала 2, поэтому ударный поршень 3 в процессе рабочего хода испытывает незначительное сопротивление жидкости.

Ударна  часть 93 пор11ш  3 начинает входить внутрь камеры 18. Этот процесс облегчаетс  перетеканием жидкости, оставшейс  в камере 18, в канал 2 через каналы 98 и 99. Конус 100 обеспечивает равномерное вхождение ударной части 93 в камеру 18. По мере того как ударна  часть 93 входит все глубже в камеру 18, выход канала 98 также входит в эту камеру. Затем расширенна  часть конуса 100 уменьшает радиальный зазор между элементами, уменьша  перетекание жидкости. Ударна  часть 93 воздействует на шток 33 инструмента 10, создава  импульс высокого давлени , который передаетс  на поверхность породы, разруша  ее.В момент удара поршн  3 практически вс  жидкость из канала 2 вытеснена в камеРУ 6.

Во врем  рабочего хода ударного поршн  3 поток жидкости от насоса 5 сливаетс  в резервуар 57, в результате этого давление в контуре 47 понижаетс  до нижней величины давлени клапана 54. Клапан 54 закрываетс , а клапан 53 возвращаетс  в исходное положение под действием пружи{ ы 56. Насос 50 начинает подавать поток жидкости по трубопроводу 52 через клапан 53 в полость 102, сдвига  клапан 19 до закрыти  окон 60 и сообщени  наклонных каналов 49 и кольцевой проточки 48 с каналом 45. В результате поток жидкости направл етс  в центральный канал 2, взвод  ударный поршень 3. Далее цикл повтор етс .

В процессе работы газ полости 36 обычно сдвигает инструмент 10 назад и амортизирует его продвижение вперед . При ненаправленном ударе инструмент 10 бьет, по предохранительным элементам 26, которые при этом деформируютс , наход сь в зажатом состо нии между ответными поверхност ми 105 и 106, выполненными на торцах направл ющего участка 31 инструмента 10 и втулки 25. Если инструмент 10 удар ет в предохранительные элементы 26 с предельно высокой энергией, то элементы 26 поглощают ее значительную часть за счет прогиба или среза, а втулка 25 дополнительно поглотит энергию. Оставша с  часть непоглощенной энергии выдвигает инструмент 10, остатки предохранительных элементов 26 и втулку 25 из патрона 8, не причинив никакого вреда.

Claims (2)

1. В другом случае предохранительные элементы 26 могут деформироватьс  без их среза. Тогда втулка 25 выталкиваетс  вперед, заставл   разрушатьс  упорную втулку 27 или гайку 28 ( или обе эти детали). Таким образом втулка 25, предохранительные элементы 26 и упорна  втулка 27 служат не только дл  поглощени  пиковых энергетических нагрузок, но и предотвращает разрушение основных элементов устройства . Формула изобретени  1, Гидропневматическое устройство ударного действи , содержащее корпус, в центральном канале котор го с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещени  уст новлен ударный поршень, совершаю .щий рабочий ход под действием энергии пневмоаккумул тора, посто нно сообщенного с камерой рабочего хода и расположенного коаксиально послед ней, и обратный ход под действием энергии рабочей жидкости камеры взвода, и систему управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности устройства, в нем предусмотрена дополнительна  гидравлическа  камера, котора  расположена коаксиально пневмоаккумул тору и периодически сообщена с камерой взвода, 2. Устройство ПОП.1, отличающеес  тем, что пневмоаккумул тор идополнительна  гидравлическа  камера в поперечном сечении имеют форму кольца. Источники информации, прин тые во внимание при экспертае 1.Авторское свидетельство СССР 407016, кл. Е 21 С 3/20, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 420736, кл, Е 21 С 3/20, 1970.

   Ю

   28 23

   32

   § И

   0Ut

   // /

   19 11  

   7

   103

   0Ui5