RU1804554C - Percussion tool - Google Patents

Abstract

Использование: в горном деле и строительстве дл  разрушени  пород и материалов . Сущность изобретени : устройство включает корпус и размещенный в нем поршень-ударник , дел щий полость корпуса на рабочие камеры. С целью повышени  КПД предлагаемого устройства и расширени  его функциональных возможностей за счет обеспечени  независимости энергии удара от производительности привода, установленного на базовой машине, в напорной магистрали, соедин ющей источник давлени  с камерой холостого хода после канала, соедин ющего указанный источник давлени  с гидроаккумул тором, установлен нор- мально закрытый напорный клапан, управл юща  полость которого посто нно соединена с упом нутым каналом, снабженным обратным клапаном, срабатывающим в сторону гидравлической полости гидроаккумул тора . 1 ил.Usage: in mining and construction for the destruction of rocks and materials. SUMMARY OF THE INVENTION: the device includes a housing and a shock piston located therein, dividing the housing cavity into working chambers. In order to increase the efficiency of the proposed device and expand its functionality by ensuring that the impact energy is independent of the performance of the drive installed on the base machine in the pressure line connecting the pressure source to the idling chamber after the channel connecting the pressure source to the hydraulic accumulator, a normally closed pressure valve is installed, the control cavity of which is constantly connected to the said channel, equipped with a non-return valve that operates in a hundred to the hydraulic cavity of the hydraulic accumulator. 1 ill.

Description

Изобретение относитс  к гидропневматическим ударным устройствам с аккумул тором давлени , снабженным разделительной диафрагмой и может использоватьс  в горном деле и строительстве дл  разрушени  горных пород и других породоподобных материалов .The invention relates to hydropneumatic impact devices with a pressure accumulator equipped with a separation diaphragm and can be used in mining and construction to destroy rocks and other rock-like materials.

Цель изобретени  - создать ударное устройство , в котором исключены непроизводительные потери энергии при холостом ходе ударника и энерги  удара которого не зависит от производительности питающего насоса.The purpose of the invention is to provide a percussion device which eliminates unproductive energy losses during idle of the projectile and whose impact energy is independent of the performance of the feed pump.

На чертеже приведена принципиальна  схема устройства ударного действи  с нормально закрытым напорным клапаном. The drawing shows a schematic diagram of a percussion device with a normally closed pressure valve.

Устройство состоит из корпуса 1, в направл ющих которого подвижно вдоль оси установлен поршень-ударник 2 с рабочимThe device consists of a housing 1, in the guides of which a piston-hammer 2 with a working piston is mounted movably along the axis

инструментом 3, образующий с корпусом 1 камеру холостого хода 4 и камеру рабочего хода 5. Камера холостого хода 4 напорной магистралью 6 с установленным на ней подпружиненным нормально закрытым напорным клапаном 7 посто нно соединена с источником давлени  8, & каналом 9 с обратным клапаном 10 - с аккумул тором давлени  11, заполненным сжатым газом. Камера рабочего хода. 5 каналом 12 периодически .через распределитель 13 сообщаетс  со сливным баком 14.или каналами 12, 15 и 16 - с камерой холостого хода 4 и аккумул тором давлени  11. Гидравлическа  управл юща  . полость распределител  13 посто нно каналом 17 соединена с открытой в сторону рабочей камеры 5 полостью 18 и периодически.. 1 каналом 19 - с полостью 4tool 3, forming with the housing 1 the idling chamber 4 and the working chamber 5. The idling chamber 4 is a pressure line 6 with a spring-loaded normally closed pressure valve 7 mounted to it and is constantly connected to a pressure source 8, & channel 9 with a non-return valve 10 - with a pressure accumulator 11 filled with compressed gas. Travel camera. 5 by channel 12 periodically. Through the distributor 13 communicates with the drain tank 14. or channels 12, 15 and 16 - with the idle chamber 4 and the pressure accumulator 11. Hydraulic control. the cavity of the distributor 13 is constantly connected by a channel 17 to a cavity 18 open towards the working chamber 5 and periodically .. 1 channel 19 - with a cavity 4

0000

SS

ел елeaten eaten

ьb

САCA

холостого хода. Кроме того, управл юща  полость распределител  13 каналом 20 с дросселем 21 сообщена с противоположной полостью указанного распределител . Управл юща  полость нормально закрытого напорного клапана 7 каналом 22 посто нно соединена с каналом 9 гидросистемы устройства .idle move. In addition, the control cavity of the distributor 13 by the channel 20 with the throttle 21 communicates with the opposite cavity of the specified distributor. The control cavity of the normally closed pressure valve 7 by the channel 22 is constantly connected to the channel 9 of the hydraulic system of the device.

Ударное устройство работает следующим образом. В исходном положении пор- шень-ударник 2 занимает крайнее левое положение, диафрагма 23 аккумул тора 11 давлени  под действием сжатого газа прижата к перфорированной переборке, раздел ющей гидравлическую и газовую полости аккумул тора, напорный клапан 7 под действием пружины закрыт, источник давлени  8 и камера 4 холостого хода разобщены. Распределитель 13 под действием пружины занимает положение, показанное на фиг.1. The impact device operates as follows. In the initial position, the piston-hammer 2 occupies the leftmost position, the diaphragm 23 of the pressure accumulator 11 is pressed against a perforated bulkhead separating the hydraulic and gas cavities of the accumulator, the pressure valve 7 is closed by the spring, the pressure source 8 and the idle chamber 4 is disconnected. The distributor 13 under the action of the spring takes the position shown in figure 1.

Рабоча  жидкость от источника давлени  8 по каналу 9 через обратный клапан 10 вначале поступает в гидравлическую полость аккумул тора 11, накаплива сь в пбг следнём и дополнительно сжима  наход щийс  в нем сжатый гёз. Происходит аккумулирование энергии в гидроаккумул торе 11 дл  совершени  рабочего хода; При этом давление жидкости в аккумул торе 11 и канале 9 увеличиваетс  и, передава сь по каналу 22 в управл ющую полость клапана 7, сжимает пружину последнего, вследствие чего источник давлени  8 по напорной магистрали 6 соедин етс  с камерой 4 холостого хода. Под действием поступающей в камеру 4 рабочей жидкости поршень-ударник 2 начинает ускоренное движение, вытесн   из камеры рабочего хода 5 отработанную жидкость по каналу 12 через распределитель 13 в сливной бак 14. Происходит холостой ход ударника 2. Скорость поршн -ударника 2 в начале холостого хода значительно ниже предельной скорости дл  данной производительности источника 8 давлени . Поэтому EI начальный момент количество поступаю- щей от источника 8 давлени  жидкости значительно превосходит потребное дл  .холостого хода поршн -ударника 2 и избыток жидкости по линии 9 через обратный клапан 10 поступает в гидравлическую по- пость аккумул тора 11 давлени , обеспечива  дополнительную зар дку последнего.The working fluid from the pressure source 8 through the channel 9 through the check valve 10 first enters the hydraulic cavity of the accumulator 11, accumulating in the PBG last and additionally compressing the squeezed in it. Accumulation of energy occurs in the hydraulic accumulator 11 to complete the working stroke; In this case, the fluid pressure in the accumulator 11 and channel 9 increases and, transmitted through the channel 22 to the control cavity of the valve 7, compresses the spring of the latter, as a result of which the pressure source 8 is connected via the pressure line 6 to the idle chamber 4. Under the action of the working fluid entering the chamber 4, the piston-hammer 2 begins accelerated movement, displacing the spent liquid from the working chamber 5 through the channel 12 through the distributor 13 to the drain tank 14. The hammer is idling 2. The piston-hammer 2 is at the beginning of idling well below the speed limit for a given capacity of pressure source 8. Therefore, the initial moment EI, the amount of fluid pressure coming from the source 8 significantly exceeds that required for the idle stroke of the hammer 2 and the excess fluid through line 9 through the check valve 10 enters the hydraulic post of the pressure accumulator 11, providing additional charging of the latter .

По мере нарастани  скорости холостого хода поршн -ударника 2 количество жидкости , поступающей в камеру 4 холостого хода непрерывно увеличиваетс , в то врем  как количество жидкости, поступающей в аккумул тор 11 уменьшаетс . В момент, когда скорость поршн -ударника 2 достигает предельно возможной скорости при даннойAs the idle speed of the piston hammer 2 increases, the amount of fluid entering the idle chamber 4 continuously increases, while the amount of fluid entering the accumulator 11 decreases. At the moment when the speed of the piston-hammer 2 reaches the maximum possible speed at a given

производительности источника 8 давлени , вс  жидкость от последнего поступает в камеру 4 холостого хода, а поступление рабочей жидкости в аккумул тор 11 прекращаетс . При этом обратна  разр дка аккумул тора 11 не происходит, т.к. этому преп тствует обратный клапан 10. Жесткость пружины нормально закрытого напорного клапана 7 подбираетс  таким образом, что до открыти  клапана 7 в аккумул тор 11 поступает количество жидкости, почти достаточное дл  совершени  последующего рабочего хода поршн -ударника 2. Недостающа  дл  рабочего хода порци  жидкости поступает в аккумул тор 11 во врем  ускоренного движени  поршн -ударника 2 в начале и во врем  его торможени  в конце холостого хода. В конце холостого хода поршневой выступ поршн -ударника 2 входит в полость 18, изолиру  наход щуюс  в ней жидкость от канала 12. В результате в полости 18 возрастает гидравлическое давление, жидкость из полости 18 по каналу 17 поступает в управл ющую полость распределител  13 и, сжима  пружину, толкает золотник распределител  13 в противоположное положение . При этом камера 5 рабочего хода изолируетс  от сливного бака 14 и одновременно по каналам 15, 16 и 12 сообщаетс  с камерой 4 холостого хода источником 8 давлени  и аккумул тором 11 давлени . В результате давление жидкости в камерах 4 и 5 становитс  одинаковым и равным давлению сжатого газа в аккумул торе 11. В св зи с тем, что площадь поршневого выступа поршн -ударника 2 со стороны камеры 5 рабочего хода превосходит его площадь со стороны камеры 4 холостого хода, то при равенстве давлений в обеих камерах на поршень-ударник 2 действует сила, выталкивающа  его из корпуса 1. Под действием этой силы поршень-ударник 2 совершает рабочий ход. При этом поршневой выступ поршн -ударника 2 выходит из полости 18.и последн   снова сообщаетс  с камерой 5 рабочего хода. Однако золотник распределител  13 продолжает удерживатьс  во втором положении, благодар  перепаду давлени  между камерами 4 и 5 устройства за счет скоростного напора, создаваемого движущимс  поршнем-ударником 2. Скоростной напор по каналу 19 передаетс  в управл ющую полость распределител  13.of the pressure source 8, all the liquid from the latter enters the idle chamber 4, and the flow of the working fluid into the accumulator 11 is stopped. In this case, the reverse discharge of the battery 11 does not occur, because This is prevented by a non-return valve 10. The spring stiffness of the normally closed pressure valve 7 is selected in such a way that before the valve 7 is opened, an amount of liquid is supplied to the accumulator 11, which is almost sufficient for the subsequent working stroke of the piston hammer 2. A portion of the liquid that is missing for the working stroke into the accumulator 11 during the accelerated movement of the piston hammer 2 at the beginning and during its braking at the end of idling. At the end of idling, the piston protrusion of the piston hammer 2 enters the cavity 18, isolating the liquid contained in it from the channel 12. As a result, the hydraulic pressure increases in the cavity 18, the liquid from the cavity 18 through the channel 17 enters the control cavity of the distributor 13 and, compressing the spring, pushes the spool valve 13 in the opposite position. In this case, the working chamber 5 is isolated from the drain tank 14 and at the same time is connected via the channels 15, 16 and 12 to the idle chamber 4 by a pressure source 8 and a pressure accumulator 11. As a result, the fluid pressure in chambers 4 and 5 becomes the same and equal to the pressure of the compressed gas in the accumulator 11. Due to the fact that the area of the piston protrusion of the piston hammer 2 from the side of the working chamber 5 exceeds its area from the side of the idle chamber 4 , then when the pressures in both chambers are equal, the piston-hammer 2 is affected by the force pushing it out of the housing 1. Under the action of this force, the piston-hammer 2 makes a working stroke. In this case, the piston protrusion of the piston hammer 2 leaves the cavity 18. And the latter again communicates with the chamber 5 of the stroke. However, the spool of the distributor 13 continues to be held in the second position, due to the pressure differential between the chambers 4 and 5 of the device due to the velocity head created by the moving piston-hammer 2. The velocity head is transmitted through the channel 19 to the control cavity of the distributor 13.

При рабочем ходе поршн -ударника 2 жидкость из камеры холостого хода по каналу 15 через распределитель 13 перетекает в. камеру 5 рабочего хода , куда по каналам 9 и 16 поступает также жидкость от источника бдавлени  и аккумул тора 11 давлени . Так как на совершение рабочего хода расходуетс  запасDuring the stroke of the piston-hammer 2, the liquid from the idle chamber through the channel 15 through the distributor 13 flows into. a working chamber 5, where liquid also flows through channels 9 and 16 from the pressure source and pressure accumulator 11. Since it takes up stock to complete the stroke

накопленной в аккумул торе 11 жидкости, то по мере приближени  ударника 2 к разрушаемой преграде давление жидкости в устройстве и ускорение ударника 2 непрерывно уменьшаютс ., accumulated in the battery 11 of the liquid, then as the projectile 2 approaches the destructible barrier, the liquid pressure in the device and the acceleration of the projectile 2 are continuously reduced.

При столкновении с преградой поршень-ударник 2 наносит по ней удар и останавливаетс . При этом скоростной напор в камере 4 становитс  равным 0 и давление жидкости в камерах 4 и 5 становитс  одина- ковым. При этом одинаковым становитс  также гидравлическое давление, действующее на противоположные торцы золотника распределител  13. В результате он под действием пружины возвращаетс  в исход- мое положение и начинаетс  очередной холостой ход. Далее цикл повтор етс .:In the event of a collision with an obstacle, the piston-hammer 2 strikes it and stops. In this case, the pressure head in the chamber 4 becomes equal to 0 and the fluid pressure in the chambers 4 and 5 becomes the same. In this case, the hydraulic pressure acting on the opposite ends of the spool of the distributor 13 also becomes the same. As a result, it returns to its original position under the action of a spring and another idling starts. Then the cycle repeats.:

Из описани  работы предлагаемого устройства следует, что почти вс  энерги , необходима  дл  совершени  рабочего хо- да поршн -ударника 2 запасаетс  в аккуму- л торе 11 давлени  до начала холостогоFrom the description of the operation of the proposed device it follows that almost all the energy needed to complete the working stroke of the piston-hammer 2 is stored in the pressure accumulator 11 before the idle

хода поршн -ударника 2. Это происходит благодар  тому, что на нэпор ной линии 6, соедин ющей источник 8 давлени  с каме- рой А холостого хода установлен нормальной закрытый подпружиненный напорный клапан7с управл ющей полостью, который настроен таким образом, что автоматически сообщает источник 8 давлени  с полостью 4 холостого хода в том случае когда в аккумул торе 11 практически полностью запасена энерги  дл  совершени  рабочего хода. При этом, независимо от характера движени  поршн -ударника 2 запасенна  в«аккумул - торе энерги  во врем  холостого хода неstroke of the piston-hammer 2. This is due to the fact that the non-pressure line 6 connecting the pressure source 8 to the idle chamber A has a normal closed spring-loaded pressure valve 7 with a control cavity, which is configured in such a way that the source 8 is automatically informed pressure with an idle cavity 4 in the case when energy is almost completely stored in the accumulator 11 to complete the working stroke. Moreover, regardless of the nature of the movement of the piston hammer 2, the energy stored in the “accumulator” during idling is not

может возвратитьс  обратно в систему, тж. этому преп тствует обратный клапан 10, установленный в канале 9, соедин ющем ак- кумул трр 11 давлени  с напорной линией 6. При этом независимо от производительности источника 8 давлени  Запас энергии may return back to the system, also. This is prevented by a check valve 10 installed in the channel 9, which connects the pressure accumulator 11 to the pressure line 6. Moreover, regardless of the capacity of the pressure source 8, the energy reserve

в аккумул торе 1 всегда будет одинаков и определ етс  только настройкой пружины нормально закрытого напорного клапана 7. Следовательно всегда одинаковой будет и энерги  удара. Из изложенного следует, что благодар  использованию в устройстве нормально закрытого клапана 7 на напорной линии 6 и обратного клапана 10 на линии 9, соедин ющей гидравлическую полость аккумул тора 11 с напорной линией 6. удаетс  достичь посто нства энергии удара н-ззави- симо от производительности питающего ударное устройство источника 8 давлени . Предлагаемое ударное устройство устойчиво работает при любой производительности источника 8 давлени  и пригодно дл  использовани  практически на всех видах базовых машин, располагающих гидравлической системой заданного давлени . Объемный расход жидкости в гидросистеме базовой машины существенного значени  не имеет.Формула изобретени  Устройство ударного действи , включающее корпус, образующий с поршнем-ударником камеру холостого хода, сообщенную С напорной магистралью, и камеру рабочего хода, попеременно через распределитель св занную со. сливной или напорной магистралью и гидроаккумул тором, гидравлические каналы, источник давлени , о тли- чающеес  тем, что устройство снабжено установленным в напорной магистрали, соедин ющей источник давлени  с камерой холостого хода, нормально закрытым напорным клапаном, управл юща  полость которого посто нно св зана с гидравлическим каналом, соедин ющим источник давлени  с гидроаккумул тором, при этом упом нутый канал имеет обратный клапан, вход которого св зан с напорной магистралью , а выход - с гидроаккумул тором.in accumulator 1 will always be the same and is determined only by setting the spring of the normally closed pressure valve 7. Therefore, the impact energy will always be the same. It follows from the foregoing that due to the use in the device of a normally closed valve 7 on the pressure line 6 and a check valve 10 on the line 9 connecting the hydraulic cavity of the accumulator 11 with the pressure line 6. it is possible to achieve a constant impact energy not dependent on performance the impact device supplying the pressure source 8. The proposed percussion device stably operates at any capacity of the pressure source 8 and is suitable for use on almost all types of base machines with a predetermined hydraulic system. The volumetric flow rate of the fluid in the hydraulic system of the base machine is not significant. SUMMARY OF THE INVENTION Impact device comprising a housing forming an idle chamber connected to a pressure line and a stroke chamber and a stroke chamber alternately through a distributor connected to it. drain or pressure line and hydraulic accumulator, hydraulic channels, pressure source, different from the fact that the device is installed in a pressure line connecting the pressure source to the idling chamber, normally closed by a pressure valve, the control cavity of which is constantly connected with a hydraulic channel connecting the pressure source to the hydraulic accumulator, said channel having a non-return valve, the inlet of which is connected to the pressure line and the outlet to the hydraulic accumulator.