CN1018253B - 液压冲击工具 - Google Patents

Abstract

一种冲击工具包括：一个缸件，一个滑动地安装在缸体内的活塞和一个控制供油通道以便推动活塞上、下运动的阀。一个圆筒体构件滑动地安装在活塞的较大直径部分的周围或其下方，与该活塞一起下降。当活塞冲击目标物并向上弹跳时，圆筒体构件因惯性力的作用脱离活塞而继续下降，这就避免了下腔体积的过分增大，防止在下腔内发生空穴。此后，下腔与供油孔道相通，压力油供入腔内，圆筒体构件在下腔油压作用下向上推进。

Description

本发明涉及一种液压冲击工具，该液压冲击工具适于安装在液压机铲之类的前端，用于拆毁混凝土结构、粉碎岩石或开凿岩石底座。

液压冲击工具大致上可分类为储压器式和气压式。对于储压器式的工具，在活塞提升的同时，压力油就被储存在一个储压器内，而在活塞向下冲程中，储压器内的压力油被释放，以使活塞加速。

对于气压式工具，在美国专利4634817号中公开了一个实例，其中，当活塞在油压作用下提升时，该活塞就压缩充满在它上方空间的气体，以便储存能量。在活塞下降冲程中，该压缩气体膨胀，以使该活塞加速。图12显示现有技术的冲击工具，其中，标号1表示-缸体，工具2如一凿子滑动地安装在缸体的下端部内。

带有较大直径部分3的活塞4安装在缸体1内，用以冲击工具2。缸体1在活塞4上方具有一个充满气体的上腔5，以便当活塞到达其上限位置时，将气体压力作用于活塞4上。

活塞4在其较大直径部分3的上、下方具有较小直径部分。在这两个较小直径部分与缸体1的内圆周表面之间形成中腔6和下腔7。

阀门室8是在缸体1的一侧形成。带有中心通孔的阀体10安装在阀门室8内。该阀门室通过油通道14，16与缸体1相连通，该通道由阀门室的上、下部分伸出，并分别通向中腔6的上部和下腔7的下部。此外，缸体1和阀门室8通过一个主油路通道15和一个支路通道将它们各自的中部相互连通起来。

阀门室8以其上、下两部分分别连接至一个排放孔道11和一个供油孔道12上。由供油孔道12，经另一通油支路导向柱塞13的顶端，以 便向下压阀体10。

在工作过程中，当阀体10在其最下方位置时，压力油就通过供油孔道12供油，以便对下腔7进行充压。由于中腔6对排放孔道11是打开的，活塞4在缸体内向上升起，以便压缩上腔5内的气体。

当活塞4趋近最上限位置时，供油孔道12就与中部油通道15相连通，从而使压力油流入阀门室8内，以便将阀体10向上推进。当阀体10-脱离阀门室8的底部，下腔7就通过阀体10内的孔9与排放孔道11相连通。这样，活塞4就被上腔5内的气体压力向下推，以便冲击工具2。

对于这种现有技术的冲击工具，在冲击工具2之后，活塞4立即猛烈地弹跳时，下腔7内的压力就骤然下降，因为下腔7对排放孔道11是打开的，这样就会使液压油中的气泡很快地增大。这种现象称为空穴。此后，当该阀体10下降，而且压力油流回下腔7时，下腔内的压力就急剧地上升。这样，已经长大的气泡将在一瞬间破裂，产生很高的压力和冲击波。这种现象每分钟要重复发生几百次。于是，活塞4和缸体1在长期使用之后，在其表面发生侵蚀。

本发明的目的是提供一种避免空穴现象的液压冲击工具，这种冲击工具在其活塞和缸体表面上几乎不会由于空穴现象而发生侵蚀。

根据本发明，将一个圆筒体构件滑动地安装在活塞与缸体内壁之间。当活塞向下运动时，该圆筒体构件就随着活塞向下运动，但当活塞冲击工具之后，猛烈地弹跳并上升时，该圆筒体结构在惯性力作用下仍保持向下运动。这样就防止了下腔体积的迅速增大和下腔压力的迅速降低。

当阀体和活塞都处于其最下限位置时，下腔与供油孔道相连通，而中腔则与排放孔道相连通。这样，活塞就被向上推进，并压缩上腔 内的气体。

在活塞向上冲程中，阀体在油压作用下开始上升。当它上升到这样的高度，即，当通过由阀体所形成的孔使下腔与排放孔道相连通时，活塞就在上腔内的气体压力作用下，开始以同速下落，以便冲击工具。

当活塞冲击工具并向上弹跳时，安装在活塞上的圆筒体构件在惯性力的影响下，将保持继续向下运动。这样就防止了下腔体积的急剧变化，从而防止了急剧的压力降落。这也就防止了在下腔内液压油中所含气泡的长大，因此就不会发生空穴现象。

根据本发明，对活塞和缸体的损坏降低到最低限度，并且增加了冲击工具的使用寿命。

在活塞已上升到一给定的高度之后，该圆筒体构件在油压作用下可被向上推进，从而使其与活塞一起运动。这样，该圆筒体构件几乎不影响活塞的往复运动，因此活塞可以平稳地运动。

本发明的冲击工具与常规冲击工具的区别仅仅在于它将圆筒体构件安装在活塞上的较大直径部分周围或其下面。其它部分，例如油通道和阀门机构与常规冲击工具上这些部分的结构都是一样的。因此其结构较简单。

通过参照附图进行以下描述之后，本发明的其它特征和目的将会一目了然，其中：

图1是本发明的第一实施例的垂直截面前视图;

图2和图3是第一实施例的垂直截面前视放大图，以示其工作状态;

图4至图6分别为第二至第四实施例的垂直截面前视图;

图7，图8A和8B，图9A和9B，图10A和10B及图11都是图1所示实施例的五个改进型的垂直截面前视图;

图12是现有技术冲击工具的垂直截面前视图。

图1至图3显示第一实施例，它与图12所示现有技术冲击工具的区别，仅仅在于活塞4的较大直径部分3的直径与现有技术冲击工具相比略小一些，并有一个圆筒体构件21滑动地安装在较大直径部分3上，其底端与一个内向环形法兰23形成一体。

此实施例冲击工具的工作过程与图12所示现有技术冲击工具基本上是一样的。但是在活塞刚刚冲击工具2之后的动作过程与现有技术冲击工具的动作略有不同。

即在下腔7与排放孔道11相连通条件下，当活塞4在上腔5内的气体压力作用下开始下降时，安装在活塞4较大直径部分3上的圆筒体构件21连同活塞一起下降，一直到活塞4冲击工具为止（图2）。

在冲击到工具之后，活塞4猛烈地弹跳而上升。但是，相对于活塞4可滑动的圆筒体构件21，由于惯性力作用将继续保持下降，换言之，圆筒体构件21的底边将脱离较大直径部分3，如图3所示。

由于在活塞4向上回弹时圆筒体构件21保持下降，因此，在冲击进行之后，避免了下腔7的体积立即发生急剧增大。这样将会避免下腔7处于负压状态，从而避免了空穴现象的发生。

尽管在冲击发生之后，圆筒体构件21的底部立即与较大直径部分3的底部脱离开，但当下腔7与供油孔道12相连通，而且液压油开始流入下腔7时，该圆筒体构件21将在下腔7内的压力作用下被向上推进。

该圆筒体构件21将上升，直到其法兰23与较大直径部分3的底端相接触为止。然后活塞4和圆筒体构件21将一起上升和下降如同一个整体件，直到活塞4冲击工具2为止。

在图4所示的第二实施例中，活塞4的较大直径部分3的长度较 短，并呈法兰形式。圆筒体构件21滑动地安装在活塞4上，其顶端与较大直径部分3的底端相接触。其它方面，此实施例在结构和功能方面与第一实施例是一样的。

图5所示的第三实施例在液压线路方面与上述两个实施例略有不同。此实施例需要一个较长的较大直径部分3，并在圆筒体构件21的圆周表面上设置一个环形沟槽24。

在此实施例中，当活塞4冲击工具2之后，圆筒体构件21也适于立即脱离较大直径部分3，以防止在下腔7内发生急剧地压力降落。

虽然上述各实施例都是关于气压式冲击工具，但图6所示的第四实施例是一种储压器式的冲击工具。

在此图中，标号29表示储压器，标号30表示油压换向阀，通过转换分别导向上腔5，中腔6和下腔7，使活塞4可上、下运动。在此图中，圆筒体构件21滑动地安装在活塞4的较大直径部分3上，并在圆筒体构件21的底部边缘形成内向法兰23，如同第一实施例所示。但圆筒体构件21也可以制成如第二和第三实施例那样。在此实施例中，在上腔上方的腔体内所密封的气体，用以将压力辅助施加于活塞的顶部。

图7显示第一实施例的一个改进型，在该改进型中，较大直径部分3在其顶部以整体结构形式配置一个法兰32，以便当该圆筒体构件21相对于活塞4向上升起时，圆筒体构件21就以其顶端与法兰32相接触，以此来保持内向法兰23不与较大直径部分3的底端相接触。

此结构方案有效地防止了在内向法兰23的顶端和在圆筒体构件21的靠近其底端的内圆周边处发生断裂。

图8A和8B显示图7所示实施例的另一改进型，在此改进型中，活塞4在其较大直径部分3下面的外圆周表面上制出一个环形沟槽34。

对于这种结构方案，当圆筒体构件21相对于活塞4进行下降时（ 图8B），在环形沟槽34与内向法兰23之间形成间隙35，从而使足够量的油液可以供入缓冲腔36内。

图9A和9B显示另一个实施例，它具有与图8所示实施例相同的功能。在此实施例中，圆筒体构件21设有一个通道37。当该圆筒体构件21相对于活塞4下降时（图9B），油液将通过通道37流入缓冲腔36内。

在图10A和10B所显示的另一个实施例中，法兰32是台阶式的，使其下半部分38具有较小的直径，而且圆筒体构件21在其顶部沿其内侧边缘制出一个周向凹槽39。当圆筒体构件21相对于活塞4下降时（图10B），油液将流入凹槽39内，以便当圆筒体构件21再次上升时充当缓冲器。

活塞4的尺寸越大并从而使圆筒体构件21的质量越大时，作用于圆筒体构件21上的惯性力也就越大。这样会导致圆筒体构件21向下降落太远，从而对冲击工具的工作过程造成不利的影响。

为了解决这一问题，可以将另一内向法兰40设置在圆筒体构件21的顶端，如图11所示，以便限制圆筒体构件21向下的冲程。

在这些最佳实施例中，为了简化结构，我们只示出了活塞与缸体直接接触安装的冲击工具，但是，通过衬套将活塞安装在缸体内的冲击工具也应属于本发明的范围。

在各最佳实施例中，我们只提到在活塞向下的冲程中，将下腔与排油孔道相连通的冲击工具。但是，本发明也可以采用在活塞向下的冲程中，下腔不与排油孔道相连通的冲击工具，而是一直与供油孔道相连通。

虽然上述各实施例都是关于冲击工具方面的，但本发明的概念不仅适用于冲击工具而且对其它工具和装置例如打桩机也适用，打桩时，在其向下冲程中冲击目标物。

Claims (7)

1、一种用于冲击工具如凿子的液压冲击工具，它包括：

一个缸体，在该缸体内的下端，该工具可滑动地安装着；

一个活塞，它滑动地安装在上述缸体内，用于在其向下运动过程中冲击该工具，该活塞具有一较大直径部分，上述缸体具有一个充满流体的上腔，用以将流体压力施加于上述活塞顶部，上述缸体还具有一个中腔和一个下腔，分别紧接在较大直径部分的上方和下方；

一个阀门室，它连接于上述中腔、上述下腔、供油孔道和排油孔道上；

一个阀体，它滑动地安装在上述阀门室内，用于一方面控制上述中腔与下腔之间的连通，另一方面控制上述供油孔道和油排孔道的连通，以使上述活塞交替地上升和下降；

其特征在于：一个圆筒体构件安装在上述活塞的外圆周表面与上述缸体的内圆周表面之间，从而使其相对于上述活塞和缸体进行滑动运动，上述圆筒体构件的底部形成上述下腔的顶端。

2、如权利要求1所述的冲击工具，其特征在于：所述圆筒体构件是安装在上述活塞的较大直径部分的下方。

3、如权利要求1所述的冲击工具，其特征在于：所述圆筒体构件安装在上述活塞的较大直径部分周围，并在其底端制出一个环形内向法兰，以便使其与上述较大直径部分的底端相接触。

4、如权利要求3所述的冲击工具，其特征在于：所述较大直径部分以其径向伸出的顶部形成一个法兰，而且上述圆筒体构件的尺寸设计要使该圆筒体构件的顶端与上述法兰的底部相接触时，上述内向法兰将与上述较大直径部分的底端脱离接触。

5、如权利要求4所述的冲击工具，其特征在于：制成的所述活塞，在低于其所述较大直径部分底端的部位，制出一环形沟槽，以便当上述圆筒体构件与上述较大直径部分顶部所形成的上述法兰离开一个预定距离时，将在上述内向法兰与上述活塞之间形成一个间隙。

6、如权利要求4所述的冲击工具，其特征在于：所述圆筒体构件制出一条使油通入所述活塞和所述圆筒形构件之间确定的间隙内的通道。

7、如权利要求4所述的冲击工具，其特征在于：所述在上述较大直径部分的顶部所形成的法兰具有一个下半部分，该部分的直径小于其上半部分的直径，而大于较大直径部分的直径，而且该圆筒体构件在其顶端沿其内侧边缘整个圆周表面设有凹槽，以使上述法兰的下半部分密配合在上述凹槽内。

Images