RU2476644C1 - Adjustable impact machine - Google Patents
Adjustable impact machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476644C1 RU2476644C1 RU2011140655/03A RU2011140655A RU2476644C1 RU 2476644 C1 RU2476644 C1 RU 2476644C1 RU 2011140655/03 A RU2011140655/03 A RU 2011140655/03A RU 2011140655 A RU2011140655 A RU 2011140655A RU 2476644 C1 RU2476644 C1 RU 2476644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- chamber
- nozzle
- working medium
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к машиностроению и может найти применение в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке как механический источник возбуждения сейсмических волн на малых глубинах.The technical solution relates to mechanical engineering and can find application in mining during the breaking of monoliths, in construction, as well as in seismic exploration as a mechanical source of excitation of seismic waves at shallow depths.
Известна регулируемая гидравлическая ударная машина (патент РФ №2252299, кл. E02D 7/10, E02F 5/18, опубл. 20.05.2005 г.), содержащая ударный узел и средство управления энергией удара, причем ударный узел включает корпус, в котором расположена первая рабочая камера, ударник и рабочий упругий элемент, а средство управления энергией удара выполнено в виде корпуса с расположенными в нем второй рабочей камерой и клапаном, взаимодействующим со штоком и задающим упругим элементом с устройством для изменения усилия его предварительного сжатия. Первая и вторая рабочие камеры гидравлически связаны. Средство управления энергией удара дополнительно снабжено регулятором скорости прямого хода клапана, включающим гидравлически автономную амортизационную камеру с амортизационной жидкостью, разделенную на верхнюю и нижнюю части концевым амортизационным поршнем, расположенным на клапане. Верхняя и нижняя части амортизационной камеры связаны между собой посредством каналов через запорный клапан и дроссель.Known adjustable hydraulic percussion machine (RF patent No. 2252299,
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и, как следствие, снижение надежности работы устройства. Кроме того, схема рассматриваемого аналога позволяет реализовать только гидравлическую ударную машину, что значительно ограничивает возможности устройства. К серьезным недостаткам известного устройства относится слишком высокая степень отдачи машины, не позволяющая избежать повторного удара, что неприемлемо при некоторых видах работ (например, в сейсморазведке при возбуждении сейсмических волн на малых глубинах).The disadvantages of this device are the design complexity and, as a result, the decrease in the reliability of the device. In addition, the circuit of the considered analogue allows you to implement only a hydraulic impact machine, which greatly limits the capabilities of the device. Serious disadvantages of the known device include a too high degree of recoil of the machine, which does not allow to avoid a second impact, which is unacceptable for some types of work (for example, in seismic exploration when exciting seismic waves at shallow depths).
К другим недостаткам данного устройства относится сложность изготовления и, как следствие, высокая стоимость устройства.Other disadvantages of this device include the complexity of manufacture and, as a consequence, the high cost of the device.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности существенных признаков является ударная машина, описанная в патенте РФ №2376467, Е21С 37/00, B25D 9/00 на устройство для управления рабочим циклом ударной машины (2-й вариант), опубл. 20.12.2009, Бюл. №35.The closest in technical essence and the set of essential features is a percussion machine, described in RF patent No. 2376467, Е21С 37/00, B25D 9/00 for a device for controlling the working cycle of a percussion machine (2nd option), publ. 12/20/2009, Bull. Number 35.
Известная ударная машина включает корпус, ударник, камеры прямого и обратного хода, рабочий инструмент и управляющее устройство, в корпусе которого установлены золотник и шток, взаимодействующий с золотником. Управляющее устройство снабжено турбинкой, выхлопным соплом, соплом управления и поворотной пружиной. Золотник выполнен поворотного типа, а в качестве штока использован вал, на котором установлены золотник, турбинка и поворотная пружина, работающая на закрытие золотника при отсутствии воздействия управляющего импульса Рупр давления рабочей среды на турбинку от сопла управления. Выхлопное сопло соединено через выпускное и впускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой прямого хода и через дроссель - с источником рабочей среды. Выхлопное сопло и сопло управления сориентированы на турбинку с возможностью открытия золотника.A known percussion machine includes a housing, an impactor, forward and reverse cameras, a working tool and a control device, in the housing of which a spool and a rod interacting with the spool are installed. The control device is equipped with a turbine, an exhaust nozzle, a control nozzle and a rotary spring. The spool is made of a rotary type, and a shaft is used as a rod, on which a spool, a turbine and a rotary spring are installed, which works to close the spool in the absence of the control impulse P control pressure of the working medium on the turbine from the control nozzle. The exhaust nozzle is connected through the outlet and inlet openings of the slide valve when it is open to the forward chamber and through the throttle to the source of the working medium. The exhaust nozzle and control nozzle are oriented to the turbine with the possibility of opening the spool.
Недостатком такой ударной машины является невозможность ее регулирования без блока управления, что усложняет конструкцию машины и, как следствие, ведет к увеличению ее стоимости и снижению надежности работы. Кроме того, высокая степень отдачи в такой машине из-за жесткости пружины (как пневматической, так и механической) в камере прямого хода серьезно ограничивает возможность ее использования при различных видах работ (например, в сейсморазведке) и, как следствие, снижает эффективность использования.The disadvantage of such a shock machine is the impossibility of its regulation without a control unit, which complicates the design of the machine and, as a result, leads to an increase in its cost and a decrease in the reliability of operation. In addition, the high degree of return in such a machine due to the stiffness of the spring (both pneumatic and mechanical) in the forward-running chamber severely limits the possibility of its use in various types of work (for example, in seismic exploration) and, as a result, reduces the efficiency of use.
Задачами предлагаемого технического решения являются повышение эффективности работы регулируемой ударной машины за счет минимизации возможности повторного удара (отскока) и использования энергии отработанной рабочей среды и повышение надежности работы за счет упрощения конструкции.The objectives of the proposed technical solution are to increase the operational efficiency of an adjustable impact machine by minimizing the possibility of a second strike (rebound) and the use of energy from the worked environment and increasing the reliability of work by simplifying the design.
Поставленные задачи решаются тем, что в регулируемой ударной машине, содержащей корпус, ударник, камеры прямого и обратного хода, рабочий инструмент и управляющее устройство, содержащее золотник и взаимодействующий с ним шток, турбинку, выхлопное сопло, сопло управления, поворотную пружину, дроссель и источник рабочей среды, при этом золотник выполнен поворотного типа, а в качестве штока использован вал, на котором установлены золотник, турбинка и поворотная пружина, работающая на закрытие золотника при отсутствии воздействия управляющего импульса Рупр давления рабочей среды на турбинку от сопла управления, причем выхлопное сопло соединено через выпускное и впускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода и через указанный дроссель - с источником рабочей среды, при этом выхлопное сопло и сопло управления сориентированы на турбинку с возможностью открытия золотника, согласно техническому решению ее корпус снабжен камерой управления, а управляющее устройство - вакуумным эжектором, обратным клапаном и регулятором вакуума. Камера управления соединена с соплом управления, а через камеру обратного хода в верхнем положении ударника и указанный выше дроссель - с источником рабочей среды и через впускное, выпускное отверстия золотника, вакуумный эжектор и обратный клапан - с камерой прямого хода. Регулятор вакуума управляющего устройства соединен с камерой прямого хода, выполненной в виде вакуумной пружины.The tasks are solved in that in an adjustable percussion machine containing a housing, a striker, forward and reverse cameras, a working tool and a control device containing a spool and a rod interacting with it, a turbine, an exhaust nozzle, a control nozzle, a rotary spring, a throttle and a source working medium, while the spool is made of a rotary type, and a shaft is used as a rod, on which a spool, a turbine and a rotary spring are installed, working to close the spool in the absence of control action th pulse P exercise on the impeller from the control nozzle working medium pressure, wherein the exhaust nozzle is connected via the outlet and inlet openings of the spool in its open position with the retraction chamber and through said reactor - with a source of working fluid, wherein the exhaust nozzle and the control nozzle oriented to a turbine with the ability to open the valve, according to the technical solution, its body is equipped with a control chamber, and the control device is equipped with a vacuum ejector, check valve and vacuum regulator. The control chamber is connected to the control nozzle, and through the reverse chamber in the upper position of the hammer and the above-mentioned throttle - with the source of the working medium and through the inlet, outlet of the valve, vacuum ejector and non-return valve - with the forward chamber. The vacuum regulator of the control device is connected to the forward-stroke chamber, made in the form of a vacuum spring.
Повышение эффективности регулируемой ударной машины достигается за счет выполнения камеры прямого хода в виде вакуумной пружины и наличия регулятора вакуума, соединенного с камерой прямого хода. Известно, что жесткость такой пружины с повышением глубины вакуума стремится к нулю, что значительно снижает отдачу ударника, и, как следствие, позволяет использовать регулируемую ударную машину в самых разнообразных условиях, когда отдача недопустима, например в сейсморазведке, или в горном деле при отбойке монолитов, когда повторный удар весьма вреден. За счет использования при этом регулятора вакуума можно варьировать энергию удара в самых широких пределах, снижая или повышая глубину вакуума, что способствует повышению эффективности регулируемой ударной машины.Improving the efficiency of the adjustable impact machine is achieved by performing a forward-stroke chamber in the form of a vacuum spring and the presence of a vacuum regulator connected to the forward-stroke chamber. It is known that the stiffness of such a spring tends to zero with increasing vacuum depth, which significantly reduces the impact of the impactor, and, as a result, allows the use of an adjustable impact machine in a wide variety of conditions, when recoil is unacceptable, for example, in seismic exploration, or in mining when breaking monoliths when re-strike is quite harmful. Due to the use of a vacuum regulator, the impact energy can be varied to the widest extent possible, reducing or increasing the depth of the vacuum, which helps to increase the efficiency of the adjustable impact machine.
Возможность использования различных видов рабочей среды (пневматика, гидравлика) также повышает эффективность предлагаемой ударной машины.The possibility of using various types of working medium (pneumatics, hydraulics) also increases the efficiency of the proposed impact machine.
Использование вакуумного эжектора при этом также повышает эффективность регулируемой ударной машины, поскольку ее выхлоп (отработанная энергия) используется для создания, поддержания и повышения глубины вакуума в камере прямого хода (в вакуумной пружине), что повышает энергию удара.The use of a vacuum ejector in this case also increases the efficiency of the adjustable impact machine, since its exhaust (waste energy) is used to create, maintain and increase the depth of the vacuum in the forward stroke chamber (in the vacuum spring), which increases the impact energy.
Надежность работы регулируемой ударной машины обеспечивается снабжением ее корпуса камерой управления, подающей импульс Рупр на открытие золотника, так как использование камеры управления вместо блока управления, представляющего собой сложное и дорогостоящее устройство, позволяет значительно упростить машину. Кроме того, использование камеры управления, вследствие ее экономичности дает возможность серьезно повысить эффективность регулируемой ударной машины за счет снижения энергозатрат,The reliability of the adjustable percussion machine is ensured by supplying its body with a control camera that provides impulse P control to open the spool, since the use of a control camera instead of a control unit, which is a complex and expensive device, can greatly simplify the machine. In addition, the use of a control camera, due to its cost-effectiveness, makes it possible to seriously increase the efficiency of an adjustable impact machine by reducing energy costs,
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежом, где показана схема регулируемой ударной машины.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and a drawing, which shows a diagram of an adjustable impact machine.
Регулируемая ударная машина содержит корпус 1 (см. чертеж), ударник 2, камеры прямого 3 и обратного 4 хода, рабочий инструмент 5 и управляющее устройство 6, содержащее золотник 7 и шток 8, взаимодействущий с золотником 7, турбинку 9, выхлопное сопло 10, сопло 11 управления, поворотную пружину 12, дроссель 13 и источник 14 рабочей среды (далее - источник 14). Золотник 7 выполнен поворотного типа. В качестве штока 8 использован вал, на котором установлен золотник 7, турбинка 9 и поворотная пружина 12, работающая на закрытие золотника 7 при отсутствии управляющего импульса Рупр давления рабочей среды на турбинку 9 от сопла 11 управления. Выхлопное сопло 10 соединено через выпускное 15 и впускное 16 отверстия золотника 7 при его открытом положении с камерой 4 обратного хода и через дроссель 13 с источником 14. Выхлопное сопло 10 и сопло 11 управления сориентированы на турбинку 9 с возможностью открытия золотника 7. Корпус 1 регулируемой ударной машины снабжен камерой 17 управления, а управляющее устройство 6 - вакуумным эжектором 18, обратным клапаном 19 и регулятором 20 вакуума. Камера 17 управления соединена с соплом 11 управления управляющего устройства 6, а через камеру 4 обратного хода в верхнем положении ударника 2 и дроссель 13 - с источником 14. Также камера 17 управления через впускное 16, выпускное 15 отверстие золотника 7, вакуумный эжектор 18, обратный клапан 19 управляющего устройства 6 соединена с камерой 3 прямого хода, выполненной в виде вакуумной пружины. Регулятор 20 вакуума соединен с камерой 3 прямого хода.The adjustable impact machine includes a housing 1 (see drawing), a
Регулируемая ударная машина работает следующим образом. В исходном положении золотник 7 закрыт, ударник 2 находится в нижнем положении, поворотная пружина 12 разжата, прижимая шток 8 к верхнему по чертежу упору. В камеру 4 обратного хода через дроссель 13 от источника 14 подается рабочая среда. Ударник 2 начинает двигаться вверх. Скорость взвода ударника 2 можно регулировать дросселем 13. При движении ударника 2 вверх происходит соединение камеры 4 обратного хода и камеры 17 управления. Возникает импульс давления Рупр, который через сопло 11 управления воздействует на турбинку 9, вращая последнюю по часовой (на чертеже) стрелке. От турбинки 9 через шток 8 поворачивается золотник 7 по часовой стрелке. Поворотная пружина 12 начинает сжиматься. При самом небольшом открытии золотника 7 рабочая среда от источника 14 через дроссель 13, впускное 16 и выпускное 15 отверстия золотника 7 поступает на турбинку 9 через выхлопное сопло 10, что создает добавочную реактивную силу на турбинке 9, ускоряя сжатие поворотной пружины 12, поворот штока 8 до нижнего по чертежу упора и, соответственно, открытие золотника 7. Часть рабочей среды от источника 14 через дроссель 13, впускное 16 и выпускное 15 отверстия золотника 7 попадает в вакуумный эжектор 18, с помощью которого через обратный клапан 19 в камере 3 прямого хода, представляющей собой вакуумную пружину, создается вакуум, глубину которого, а соответственно и энергию удара можно регулировать с помощью регулятора 20 вакуума. Ударник 2 достигает верхнего положения и под действием вакуумной пружины (камеры 3 прямого хода) начинает движение вниз. Рабочая среда из камеры 4 обратного хода устремляется через впускное 16 и выпускное 15 отверстия золотника 7 на выхлопное сопло 10, сжимая поворотную пружину 12 и прижимая шток 8 к нижнему по чертежу упору. Золотник 7 остается в открытом состоянии, даже при разделении камеры 4 обратного хода и камеры 17 управления. В конце прямого хода ударник 2 наносит удар по рабочему инструменту 5. Рабочая среда из камеры 4 обратного хода уже не может воздействовать через выхлопное сопло 10 на турбинку 9, поскольку давление в камере 4 обратного хода резко снижается. Импульс Рупр отсутствует, т.к. камера 4 обратного хода и камера 17 управления разделены. Энергии рабочей среды, поступающей от источника 14 через дроссель 13, впускное 16 и выпускное 15 отверстия золотника 7 на выхлопное сопло 10 недостаточно, чтобы удерживать через турбинку 9 и шток 8 золотник 7 в открытом состоянии. Поворотная пружина 12 разжимается, поворачивая шток 8 к крайнему, верхнему по чертежу упору. Золотник 7 закрывается. Цикл работы регулируемой ударной машины повторяется.Adjustable impact machine operates as follows. In the initial position, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140655/03A RU2476644C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Adjustable impact machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140655/03A RU2476644C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Adjustable impact machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476644C1 true RU2476644C1 (en) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121508
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140655/03A RU2476644C1 (en) | 2011-10-06 | 2011-10-06 | Adjustable impact machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476644C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567059C1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Adjustable impact machine (versions) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2333618A1 (en) * | 1975-12-05 | 1977-07-01 | Gardner Denver Co | HYDRAULIC PERCUSSION TOOL |
SU1659596A1 (en) * | 1988-05-10 | 1991-06-30 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Percussion drilling machine |
DE19803449A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Krupp Berco Bautechnik Gmbh | Pressurized impact device |
RU2209878C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-08-10 | Институт горного дела СО РАН | Hydraulic percussive machine (variants) |
RU2229559C1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Попов Юрий Алексеевич | Method of control of impact energy of hydraulic impact machine and design of hydraulic impact machine |
RU2311532C1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-11-27 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Hydraulic percussion machine |
RU2376467C1 (en) * | 2008-07-07 | 2009-12-20 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Device for control of operational cycle of impact machine (versions) |
-
2011
- 2011-10-06 RU RU2011140655/03A patent/RU2476644C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2333618A1 (en) * | 1975-12-05 | 1977-07-01 | Gardner Denver Co | HYDRAULIC PERCUSSION TOOL |
SU1659596A1 (en) * | 1988-05-10 | 1991-06-30 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | Percussion drilling machine |
DE19803449A1 (en) * | 1998-01-30 | 1999-08-05 | Krupp Berco Bautechnik Gmbh | Pressurized impact device |
RU2209878C1 (en) * | 2002-02-26 | 2003-08-10 | Институт горного дела СО РАН | Hydraulic percussive machine (variants) |
RU2229559C1 (en) * | 2002-11-25 | 2004-05-27 | Попов Юрий Алексеевич | Method of control of impact energy of hydraulic impact machine and design of hydraulic impact machine |
RU2311532C1 (en) * | 2006-06-19 | 2007-11-27 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Hydraulic percussion machine |
RU2376467C1 (en) * | 2008-07-07 | 2009-12-20 | Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук | Device for control of operational cycle of impact machine (versions) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567059C1 (en) * | 2014-10-20 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук | Adjustable impact machine (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2304217C2 (en) | Control valve and control method for percussion device with working cycle including a number of connection points | |
CN108869433B (en) | Reversing valve for increasing hitting force of hydraulic breaking hammer | |
SE0602436L (en) | Rock drilling method and rock drilling machine | |
CN103459094B (en) | Hydraulic pressure valveless beater mechanism, relief valve, rock drill, rock drilling machine and method | |
AU2012208656A1 (en) | Pile driver system for and method of installing foundation elements in a subsea ground formation | |
RU2476644C1 (en) | Adjustable impact machine | |
CA2608067C (en) | Impulse generator and method for impulse generation | |
RU2630931C1 (en) | Adjustable compression-vacuum shock machine of double action | |
JP5492570B2 (en) | Method for impact device, impact device and rock drill | |
CN101457633A (en) | Independence control hydraulic impactor for piston displacement electric feedback load port | |
RU2361996C1 (en) | Hydraulic facility of percussive action | |
EP0070044B1 (en) | Hydraulically operated impact motor | |
RU2456424C1 (en) | Hydraulic impact device | |
RU2311532C1 (en) | Hydraulic percussion machine | |
RU2634537C1 (en) | Double-action compression-vacuum impact machine | |
RU2508979C2 (en) | Method of adjustment of percussion machine impact frequency and power | |
RU2376467C1 (en) | Device for control of operational cycle of impact machine (versions) | |
RU2567059C1 (en) | Adjustable impact machine (versions) | |
CN101457634B (en) | Independence control hydraulic impactor for piezo crystal displacement feedback load port | |
RU2059045C1 (en) | Pile-driving hydraulic beater | |
NO337771B1 (en) | Percussive hammering assembly | |
RU83079U1 (en) | PILOT HYDRAULIC HAMMER HAMMER | |
RU2510325C2 (en) | Device to control percussion machine working cycle by pressure (versions) | |
CN215483196U (en) | Hydraulic hammer with piston stroke mainly depending on oil supplement of leather bag type energy accumulator | |
JPH0683967B2 (en) | Hydraulic drifter device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141007 |