SU870694A1 - Percussive hydraulic device - Google Patents

Description

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО (54) HYDRAULIC DEVICE

УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯSHOCKING ACTION

Изобретение может быть использовано дл  отбойки горной породы, разрушени  негабаритных кусков породы, ста рых стен, фундаментов, покрытий дорог разработки мерзльгх; грунтов и т.п. Изобретение может быть также использовано в ковочных, штамповочных, обрубных и т.п. машинах. Известно гидравлическое устройство ударного действи , имеющее корпус с полостью, заполн емой жидкостью, нахо д щейс  под давлением газового порпше вого аккумул тора. В этой полости помещена часть бойка с головкой периодически взаимодействующей с размещенным на поршне аккумул тора клапаном дл  образовани  замкнутой гидравлич1вской камеры, котора  посредством каналов, вьшолненных в теле бойка и корпуса, попеременно соедин етс  с напорной и сливной магистрал ми ПЗ Наиболее близким к изобретению  вл етс  гидравлическое устройство ударного действи , включающее корпус с гидравлической и газовой полост ми, аксиально подвижные боек с поршнем и штоком, наход щийс  в гидравлической полости, и взаимодействующий с бойком клапан-захват в виде поршн  с хвостовиком , имеющих полость, в которую входит шток бойка, при этом клапанзахват хвостовиком размещен в газовой полости и раздел ет своим поршнем гидравлическую полость на камефы: взвод щую, соедин емую с напорной магистралью , и переливную, периодически сообщаемую со сливной магистралью и с взвод щей камерой через каналы в поршне клапана-захвата 23 В описанных устройствах клапанзахват во врем  разгона бойка дл  нанесени  удара приобретает скорость близкую к предударной скорости бойка, В результате этого после нанесени  бойком удара по обрабатываемому материалу энерги , накопленна  клапаномзахватом , расходуетс  на сжатие жидThe invention can be used for rock breaking, for the destruction of oversized rock pieces, old walls, foundations, road surface coatings for permafrost; ground, etc. The invention can also be used in forging, stamping, chipping, etc. machines. A hydraulic percussion device is known, having a housing with a cavity filled with a liquid, which is under pressure from a gas-powered accumulator. In this cavity a part of the striker with a head periodically interacting with a valve placed on the piston of the accumulator is placed to form a closed hydraulic chamber, which through channels filled in the striker body and the housing alternately connects to the pressure and discharge lines of the PZ. The closest to the invention is hydraulic percussion device, including a housing with a hydraulic and gas cavity, an axially movable firing pin with a piston and a rod, located in the hydraulic cavity, and interactions blunt valve-gripping in the form of a piston with a shank, having a cavity into which the striker stem enters, while the valve-gripping shank is placed in the gas cavity and separates the hydraulic cavity with its piston into a camouf: cocking, connected to the pressure line, and overflow periodically communicated with the drain line and with the charging chamber through the channels in the piston of the catch valve 23 In the described devices, the valve catch during acceleration of the striker for striking acquires a speed close to the pre-striking speed of the striker, B As a result, after a striking blow to the material being processed, the energy accumulated by the gripper valve is spent on compressing the liquid

кости во взвод щей и переливной камерах . Объем этих камер не очень велик, а энерги , накопленна  клапаном-захватом , достаточно велика (его масса сравнима по величине с массой бойка),. В св зи с этим такое непроизводителы ное расходование энергии снижает КПД устройства, а давление жидкости (в несколько раз превышает рабочее) вызьшает дополнительны нагрузки в стенках взвод щей и переливной камер и неблагопри тно воздействует на уплотнительные элементы.bones in the cocking and overflow chambers. The volume of these chambers is not very large, and the energy accumulated by the valve-grip is large enough (its mass is comparable in magnitude with the mass of the striker). In connection with this, such non-productive expenditure of energy reduces the efficiency of the device, and the fluid pressure (several times higher than the working pressure) causes additional loads in the walls of the charging and overflow chambers and adversely affects the sealing elements.

Кроме того, выполненные в бойке каналы,  вл  сь концентраторами напр  жений, способствуют существенной перегрузке отдельных зон бойка в момент его удара по обрабатываемому материалу , снижа  тем самым срок службы бойкаи его надежность. Цель, изобретени  - повышение КПД устройства и его надежности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в гидравлическом устройстве ударного действи  полость клапана-захвата открыта через его хвостовик в газовую полость, а поперечное сечение штока бойка меньше поперечного сечени  удар ной части бойка. Вследствие того, что полость клапа на-захвата открыта в газовую полость. разгон бойка дл  нанесени  удара происходит непосредственно подвоздействием сжатого газа на задний торец што ка бййка. При этом клапан-захват такж движетс  вперед , вслед за бойком, но приобретает скорость существенно меньшую. КПД устройства также несколько повышаетс  вследствие того, что при уменьшении диаметра штока одновременно уменьшаетс  и диаметр поршн -бойка , увеличиваетс  зазор между поршнем и стенками взвод щей камеры, что ведет к снижению потерь на обтекание поршн  жидкостью при разгоне бойка. За счет отсутстви  в бойке каналов повьппаетс  надежность устройства в целом. Конструктивна  схема предлагаемого устройства ударного действи  иллюстрируетс  чертежом, на котором оно показано в продольном разрезе. Устройство ударного действи  содержит корпус I, задн   полость 2 кот торого заполнена сжатым газом, а передн   гидравлическа  полость разделена поршнем 3 клапана-захвата 4 наIn addition, the channels made in the striker, being stress concentrators, contribute to a significant overload of individual striker zones at the moment of its impact on the processed material, thereby reducing the service life of the striker and its reliability. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the device and its reliability. The goal is achieved by the fact that in the hydraulic device of percussive action the cavity of the catch valve is open through its shank to the gas cavity, and the cross section of the striker stem is smaller than the cross section of the striking part of the striker. Due to the fact that the cavity of the valve on-capture open in the gas cavity. Acceleration of the striker for striking takes place directly by the impact of compressed gas on the rear end of the rod of the bike. In this case, the valve-grip also moves forward, following the striker, but gains speed substantially less. The efficiency of the device also slightly increases due to the fact that when the diameter of the rod decreases, the diameter of the piston decreases simultaneously, the gap between the piston and the walls of the charging chamber increases, which leads to a decrease in losses to the flow around the piston when the striker accelerates. Due to the lack of channels in the striker, the reliability of the device as a whole is increased. The structural scheme of the proposed percussion device is illustrated in the drawing, in which it is shown in longitudinal section. The percussion device comprises a housing I, the rear cavity 2 which is filled with compressed gas, and the front hydraulic cavity is divided by a piston 3 of the catch valve 4 into

взвод щую 5 и переливную 6 камеры. Хвостовик 7 клапана-захвата 4 помещен внутри газовой полости 2. Внутри корпуса 1 размещен боек 8 так, что его поршень 9 расположек во взвод щей камере 5, а шток 10 - в полости II клапана-захвата 4, открытой внутрь газовой полости 2. При этом ударна  часть12 бойка 8 имеет несколько больший диаметр, чем его шток 10.cocking 5 and overflow 6 cameras. The shank 7 of the valve-grip 4 is placed inside the gas cavity 2. Inside the housing 1 is located the firing pin 8 so that its piston 9 is located in the charging chamber 5, and the rod 10 is in the cavity II of the valve-grip 4, open inside the gas cavity 2. When This striking part 12 of the striker 8 has a slightly larger diameter than its rod 10.

Claims (2)

В поршне 3 клапана-захвата 4 имеетс  несколько отверстий 13, соедин ющих между собой взвод щую 5 и переливную 6 камеры в момент разгона . бойка 8 при движении клапана-захвата 4 вслед за ним. Переливна  камера 6 соедин етс  со сливной магистралью через отверстие 14 в стенке корпуса 1. Устройство работает следзлощим образом . Перед началом, работы боек 8 и клапан-захват 4 наход тс  в крайнем переднем положении (по чертежу), а поршень 9 бойка 8 перекрывает отверс- ти  13 на поршне 3 клапана-захвата 4. При таком положении подача рабочей жидкости из напорной магистрали во взвод щую камеру 5 заставл ет перемещатьс  боек 8 совместно с клапаном-захватом 4 назад (вверх по чертежу), вытесн   одновременно жидкость из переливной камеры 6 в сливную магистраль и сжима  дополнительно газ в полости 2. Тако.е движение происходит до момента перекрыти  боковой поверхностью поршн  3 клапана-захвата 4 отверсти  14 в стенке корпуса 1, соедин ющего переливную камеру 6 со сливной магистралью. Как только отверстие 14 в корпусе 1 будет перекрыто боковой поверхностью поршн  3, давление жидкости в переливной камере 6 начнет подниматьс , а так как ее поперечное сечение существенно меньше поперечного сечени  взвод щей камеры 5, то давление в ней в какой-то момент превысит давление жидкости взвод щей камеры 5. В это врем  под воздействием давле- . ни  жидкости в переливной камере 6 на задний торец поршн  9 бойка 8 ( через отверсти  13 на поршне 3 клапана-захвата 4) произойдет размыкание поршн  9 и поршн  3 клапана-захвата 4, что приведет, с одной стороны , К сообщению взвод щей камеры 5 с переливной камерой 6 и выравниванию давлени  в них, а с другой стороны, к по влению на поршне 9 бойка 8 силы со стороны жидкости, направленной вперед, в сторону обрабатываемого материала, так как диаметр штока 10 бойка 8 меньше диаметра его ударной части 12. В этом же направлении дей ствует и давление сжатого газа на задний торец штока 10 бойка 8. Под действием этих двух сил боек 8 совершает рабочий ход, в конце которо го частью I2 наносит удар по обраба тываемому материалу, а затем остана ливаетс . Одновременно с движением вперед бойка В движетс  вперед и клапанзахват 4, причем, скорость движени  его зависит от скорости бойка 8 и о отношени  следукицих площадей: разности между плошадью ударной части и штока 10 бойка 8 и площади поперечного сечени  хвостовика 7 клапана-захвата 4. Но так как площадь поперечного сечени  хвостовика 7 клапана-захвата 4 существенно больше названной разности площадей., то скорость клапана-захвата 4 значительно меньше скорости бойка 8. Следователь но, кинетическа  энерги  клапана-захвата 4 (завис ща  от квадрата скорости ) будет весьма небольшой, а вместе с нею и повьшгение давлени  жидкости во взвод щей камере 5 после .остановки бойка 8 будет также незначительным . Движение клапана-захвата 4 будет продолжатьс  до момента возникновени  контакта между его поршнем 3 и поршнем 9 бойка 8, ведущего к перекрытию отверстий 13 поршнем 9. 46 После этого описанный рыше цикл повтор етс . Формула изобретени  1. Гидравлическое устройство ударного действи , включающее корпус с гидравлической и газовой пoлocг  fч, аксиально подвижные боек с поршнем и штоком, наход щийс  в гидравлической полости, и взаимодействующий с бойком клапан-захват в виде поршн  с хвостовиком, имеющих полость, в которую входит шток бойка, при этом клапан-захват хвостовиком размещен в газовой полости и раздел ет своим поршнем гидравлическую полость на камеры: взвод щую, соедин емую с напорной магистралью, и переливную, периодически сообщаемую со сливной магистралью и с взвод щей-камерой через каналы в поршне клапана-захотличающеес  тем, что, с целью повьопени  КПД и надежности устройства, полость клапаназахвата открыта через его хвостовик в газовую полость. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что поперечное сечение штока, меньше поперечного сечени  ударной части бойка. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР 581253, кл. Е 21 С 3/20, 1976. In the piston 3 of the gripping valve 4 there are several openings 13 connecting the cocking 5 and the overflow 6 of the chamber to each other at the moment of acceleration. striker 8 when moving the valve-grip 4 behind him. The overflow chamber 6 is connected to the drain line through an opening 14 in the wall of the housing 1. The device operates in a consistent manner. Before starting, the operation of the firing pin 8 and the gripping valve 4 are in the extreme forward position (according to the drawing), and the piston 9 of the striker 8 closes the holes 13 on the piston 3 of the gripping valve 4. In this position, the supply of working fluid from the pressure line the charging chamber 5 causes the head 8 to move together with the catch valve 4 back (upwards in the drawing), simultaneously displacing the liquid from the overflow chamber 6 to the drain line and compressing the gas in the cavity 2 as well. Such movement occurs until the side surface piston 3 to Apaana 4-capturing holes 14 in the wall of the housing 1, connecting the overflow chamber 6 with the drain line. As soon as the opening 14 in the housing 1 is blocked by the side surface of the piston 3, the pressure of the fluid in the overflow chamber 6 begins to rise, and since its cross section is substantially smaller than the cross section of the charging chamber 5, the pressure in it will at some moment exceed the pressure of the fluid charging chamber 5. At this time, under the influence of pressure. neither the liquid in the overflow chamber 6 at the rear end of the piston 9 of the striker 8 (through the holes 13 on the piston 3 of the catch valve 4) will cause the opening of the piston 9 and the piston 3 of the lock valve 4, which will, on the one hand, show a charging chamber 5 with the overflow chamber 6 and pressure equalization in them, and on the other hand, the appearance on the piston 9 of the striker 8 from the fluid side directed forward towards the material being processed, since the diameter of the rod 10 of the striker 8 is less than the diameter of its impact part 12. The pressure of compressed gas also acts in the same direction. at the rear end of the rod 10 of the hammer 8. Under the action of these two forces, the hammer 8 makes a working stroke, at the end of which part I2 strikes the material being processed and then stops. Simultaneously with the forward movement of the striker B, the valve-grip 4 moves forward, moreover, its speed depends on the speed of the striker 8 and on the ratio of the following areas: the difference between the striking part and the stem 10 of the striker 8 and the cross-sectional area of the shank 7 of the catch valve 4. But since the cross-sectional area of the shank 7 of the gripping valve 4 is substantially greater than the above-mentioned difference in area, the valve-gripping speed 4 is significantly less than the striker's speed 8. Consequently, the kinetic energy of the gripping valve 4 (depending on quad ata speed) will be very small, and together with it the fluid pressure povshgenie platoon boiling chamber 5 after .ostanovki striker 8 is also small. The movement of the gripping valve 4 will continue until contact between its piston 3 and the piston 9 of the striker 8 occurs, leading to the opening of the holes 13 by the piston 9. 46 After that, the cycle described by the rysh repeats. Claim 1. Hydraulic impact device, including a housing with a hydraulic and gas cavity, axially movable firing pin with a piston and rod, located in the hydraulic cavity, and a piston gripping valve in the form of a piston with a shank, having a cavity in which the striker stem enters, with the valve-grip by the shank placed in the gas cavity and splitting the hydraulic cavity into chambers with its piston: cocking, connected to the pressure line, and overflow, periodically communicated with the drain with the main line and with the charging chamber through the channels in the piston of the valve, it is desirable that, in order to improve the efficiency and reliability of the device, the valve cavity of the grip is open through its shank to the gas cavity. 2. The device according to claim 1, about tl and which is that the cross section of the rod is smaller than the cross section of the striking part of the striker. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR Author's Certificate 581253, cl. E 21 C 3/20, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР № 629334, кл. Е 21 С 3/20, 1976 (прототип).2. USSR author's certificate number 629334, cl. E 21 C 3/20, 1976 (prototype).