RU2443863C2

RU2443863C2 - Impact device

Info

Publication number: RU2443863C2
Application number: RU2010113893/03A
Authority: RU
Inventors: Пётр Яковлевич Фадеев (RU); Пётр Яковлевич Фадеев; Владимир Яковлевич Фадеев (RU); Владимир Яковлевич Фадеев
Original assignee: Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН)
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2012-02-27
Also published as: RU2010113893A

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: in the impact device a distribution valve comprises a body with a three-staged sleeve that moves in it, the first step of which, least in diameter, is arranged at one end of the sleeve, is permanently placed in an insulated cavity, communicated with a discharge line, and the third stage, largest in diameter, arranged at the opposite end of the sleeve, is coupled with the inner side surface of the case, which near the end of the specified stage has a circular bore, communicated with the discharge line, and is equipped with a circular ledge for periodic contact with a sealing belt at the end of the third stage. The inner cavity of the sleeve that is open at the side of the third stage end by means of radial holes in the wall and the circular bore at the external side surface of the second stage periodically communicates with the circular bore inside the valve body connected to the drain line, and using holes in the wall of the first stage it continuously communicates with the cavity formed by the inner bore of the body, the external side surface of first stage and the end surface of the second stage. In the valve body there is a circular bore, which forms a control cavity together with the external surface of the third stage and the circular ledge of the second stage, and by means of a check valve and a pilot slide valve it communicates with the upper coaxial recess in the chamber of the device travel at one position, and with the drain line - at the other position of the specified slide valve.

EFFECT: higher efficiency of the device operation and simplified design.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам ударного действия, а именно к горным машинам, и предназначено для ударного разрушения крепких породоподобных материалов и мерзлого грунта, для забивки свай и трамбования грунта и т.д.The invention relates to impact devices, namely, mining machines, and is intended for impact destruction of strong rock-like materials and frozen soil, for driving piles and tamping, etc.

Известны различные устройства ударного действия, предназначенные для разрушения горных пород. Известно, например, устройство по патенту RU 2265721 (2005 г.). Устройство включает корпус, совместно с размещенным в нем поршнем-ударником образующий постоянно сообщенную с напорной линией и гидропневматическим аккумулятором камеру холостого хода, снабженную коаксиальной торцевой расточкой, сопряженной по боковой поверхности с поршнем-ударником в конце рабочего хода, и камеру рабочего хода, попеременно через основной распределитель связанную со сливной линией или камерой холостого хода, которая также снабжена коаксиальной торцевой расточкой, сопряженной с поршнем-ударником в конце холостого хода, отличается тем, что основной распределитель на концах снабжен гидравлическими полостями управления различной площади, меньшая из которых постоянно связана с напорной линией, а большая попеременно сообщена: в конце рабочего хода - со сливной линией через первый, а в конце холостого хода - с напорной линией через второй дополнительные распределители. Причем оба дополнительных распределителя снабжены на концах гидравлическими полостями управления, при этом одна из упомянутых полостей первого дополнительного распределителя содержит пружину и постоянно сообщена с камерой холостого хода, а одна из упомянутых полостей второго дополнительного распределителя также содержит пружину и постоянно сообщена с камерой рабочего хода, а другая полость каждого распределителя сообщается с торцевой расточкой соответствующих камер.Various shock devices are known for destroying rocks. It is known, for example, the device according to patent RU 2265721 (2005). The device includes a housing, together with a piston-hammer placed in it, forming an idle chamber constantly connected to the pressure line and a hydropneumatic accumulator, equipped with a coaxial end bore, mated along the side surface with a piston-hammer, at the end of the stroke, and the stroke chamber, alternately through the main distributor associated with the drain line or idle chamber, which is also equipped with a coaxial end bore, coupled to the piston-hammer at the end of the idle yes, it differs in that the main distributor at the ends is equipped with hydraulic control cavities of various sizes, the smaller of which is constantly connected to the pressure line, and the larger is alternately communicated: at the end of the stroke - with the drain line through the first, and at the end of idle - with the pressure line through the second additional distributors. Moreover, both additional valves are provided at the ends with hydraulic control cavities, while one of the cavities of the first additional valve contains a spring and is constantly in communication with the idling chamber, and one of the cavities of the second additional valve also contains a spring and is constantly in communication with the travel chamber, and the other cavity of each distributor communicates with the end bore of the respective chambers.

Недостаток данного устройства состоит в том, что для управления рабочим циклом в нем применяется один основной и два дополнительных распределителя, выполненные в виде золотниковых устройств, основные конструктивные элементы которых, золотник и направляющая гильза, отличаются конструктивной сложностью, большой трудоемкостью изготовления, а значит, повышенной стоимостью. Специфической особенностью золотниковых устройств является их высокое гидравлическое сопротивление. Поэтому при движении рабочей жидкости через основной распределитель устройства имеют место значительные потери энергии, в результате чего снижается его экономическая эффективность. При наличии в конструкции золотникового распределителя возникают определенные трудности в случае увеличения мощности ударного устройства.The disadvantage of this device is that to control the working cycle it uses one main and two additional valves, made in the form of spool devices, the main structural elements of which, the spool and the guide sleeve, are distinguished by their structural complexity, the high complexity of manufacturing, and therefore, increased cost. A specific feature of the spool devices is their high hydraulic resistance. Therefore, when the working fluid moves through the main distributor of the device, significant energy losses occur, as a result of which its economic efficiency is reduced. If there is a spool distributor in the design, certain difficulties arise in case of an increase in the power of the percussion device.

С ростом расходов рабочей жидкости габариты золотниковых устройств опережающим образом растут, вызывая рост габаритов и массы ударного устройства и тем самым значительно ухудшая его технические показатели.With an increase in the flow rate of the working fluid, the dimensions of the spool devices increase faster, causing an increase in the dimensions and mass of the percussion device and thereby significantly worsening its technical parameters.

Стремление к сохранению приемлемых габаритов неизбежно приводит к увеличению скорости потока и существенному приросту непроизводительных потерь энергии.The desire to maintain acceptable dimensions inevitably leads to an increase in flow rate and a significant increase in unproductive energy losses.

К недостаткам устройства также следует отнести наличие в двух вспомогательных распределителях возвратных спиральных пружин сжатия. В условиях действия знакопеременных динамических нагрузок такие пружины имеют недостаточные надежность и долговечность. Выход указанных пружин из строя служит причиной сбоев в работе ударного устройства.The disadvantages of the device should also include the presence in two auxiliary distributors of return spiral compression springs. Under conditions of alternating dynamic loads, such springs have insufficient reliability and durability. The failure of these springs causes malfunctions in the shock device.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство по патенту RU 2354828 (2009 г.), которое выбрано в качестве прототипа. Известное устройство содержит корпус и совместно с подвижным в нем поршнем-ударником образует газовую камеру с постоянно размещенным в ней задним концом поршня-ударника, постоянно сообщенную с источником рабочей жидкости под давлением и аккумулятором, камеру холостого хода и камеру рабочего хода, посредством двух цилиндрических двухпозиционных клапанов попеременно сообщаемую с камерой холостого хода и со сливной магистралью; при этом торцевые полости цилиндрических клапанов попеременно сообщаются одна с напорной, а другая - со сливной магистралью посредством управляющего золотника, одна из торцевых полостей которого посредством каналов сообщена с коаксиальной кольцевой цилиндрической канавкой в нижней торцевой части камеры взвода, а другая - с аналогичной канавкой, расположенной в верхней торцевой части этой камеры.The closest in technical essence to the claimed is a device according to patent RU 2354828 (2009), which is selected as a prototype. The known device comprises a housing and, together with a movable piston-hammer, forms a gas chamber with a rear end of the hammer-piston permanently placed in it, constantly in communication with a source of working fluid under pressure and a battery, an idle chamber and a working chamber through two cylindrical on-off valves alternately communicating with the idle chamber and with the drain line; in this case, the end cavities of the cylindrical valves alternately communicate with the pressure line and the other with the drain line by means of a control valve, one of the end cavities of which is connected via channels with a coaxial annular cylindrical groove in the lower end part of the platoon chamber, and the other with a similar groove located at the top end of this camera.

Указанное устройство обеспечивает очередность переключения клапанов, независимо от температуры и состояния жидкости. Они проще в изготовлении и эксплуатации и надежнее в работе. Применение клапанов вместо распределительного золотника позволяет снизить сопротивление движения жидкости при рабочем ходе поршня-ударника. Однако и это устройство не лишено недостатков, а именно - в данном ударном устройстве отсутствует возможность регулирования частоты и энергии удара, что отрицательно сказывается на эффективности его работы. Кроме того, наличие двух клапанов и довольно сложный распределительный золотник усложняют конструкцию.The specified device provides the sequence of switching valves, regardless of temperature and liquid state. They are easier to manufacture and operate and more reliable in operation. The use of valves instead of the distributor valve reduces the resistance to fluid movement during the stroke of the piston-hammer. However, this device is not without drawbacks, namely, in this shock device there is no possibility of regulating the frequency and energy of the impact, which negatively affects its efficiency. In addition, the presence of two valves and a rather sophisticated distribution spool complicate the design.

Таким образом, недостатками известного устройства являются недостаточная эффективность его работы, а также сложность конструкции.Thus, the disadvantages of the known device are the lack of efficiency, as well as the complexity of the design.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы устройства и упрощение его конструкции.The task to which the invention is directed is to increase the efficiency of the device and simplify its design.

Для решения поставленной задачи сущность изобретения состоит в том, что в отличие от известного устройства, содержащего корпус совместно с подвижным в нем поршнем-ударником, образующим газовую камеру с постоянно размещенным в ней задним концом поршня-ударника, камеру холостого хода, постоянно сообщенную с источником рабочей жидкости и гидроаккумулятором; и снабженную коаксиальными выточками в обеих торцевых стенках камеру рабочего хода, попеременно сообщаемую со сливным баком либо с источником рабочей жидкости и камерой холостого хода посредством двухпозиционного распределительного клапана с пилотным золотником, согласно изобретению распределительный клапан состоит из корпуса с сопряженным по боковой поверхности трехступенчатым стаканом, первая наименьшая по диаметру ступень которого, расположенная на одном конце стакана, постоянно размещается в изолированной полости, сообщенной с источником рабочей жидкости, а наибольшая по диаметру третья ступень, расположенная на противоположном конце стакана, находится в сопряжении с внутренней боковой поверхностью корпуса, которая вблизи торца упомянутой ступени имеет кольцевую расточку, сообщенную с напорной линией, и снабжена кольцевым выступом для периодического контактирования с уплотнительным пояском на торце третьей ступени в запертом положении клапана. Внутренняя глухая расточка клапана, открытая со стороны торца третьей ступени, посредством радиальных отверстий в стенке и кольцевой проточки на наружной боковой поверхности второй ступени при запертом клапане сообщается с кольцевой расточкой внутри корпуса клапана, соединенной со сливной линией, а посредством отверстий в стенке первой ступени сообщается с изолированной полостью, образованной внутренней расточкой корпуса, наружной цилиндрической поверхностью первой ступени и торцовой поверхностью между второй и первой ступенями. В корпусе клапана выполнена кольцевая расточка, образующая совместно с наружными поверхностями третьей ступени и кольцевого выступа на поверхности второй ступени управляющую полость, которая посредством обратного клапана и пилотного золотника сообщается с верхней коаксиальной выточкой в камере рабочего хода устройства при одном положении и со сливной линией при другом положении упомянутого золотника.To solve this problem, the essence of the invention lies in the fact that, in contrast to the known device comprising a housing together with a movable piston-hammer, forming a gas chamber with a rear end of the piston-hammer, which is constantly placed in it, an idling chamber constantly in communication with the source working fluid and accumulator; and equipped with a coaxial recesses in both end walls of the working chamber, alternately communicating with the drain tank or with the source of the working fluid and the idling chamber by means of a two-position control valve with a pilot valve, according to the invention, the control valve consists of a housing with a three-stage nozzle mating along the side surface, the first the smallest step whose diameter, located at one end of the glass, is constantly placed in an isolated cavity communicated with a source of working fluid, and the third diameter, the largest in diameter, located at the opposite end of the cup, is in conjunction with the inner side surface of the housing, which has an annular bore in communication with the pressure line near the end of the said step and is provided with an annular protrusion for periodic contact with the sealing a belt at the end of the third stage in the locked position of the valve. The inner blind bore of the valve, open from the side of the end face of the third stage, communicates with the annular bore inside the valve body connected to the drain line with radial holes in the wall and an annular groove on the outer side surface of the second stage, and through holes in the wall of the first stage it communicates with an isolated cavity formed by the inner bore of the housing, the outer cylindrical surface of the first stage and the end surface between the second and first stages. An annular bore is made in the valve body, which together with the outer surfaces of the third stage and the annular protrusion on the surface of the second stage forms a control cavity, which, through a non-return valve and a pilot spool, communicates with the upper coaxial recess in the working chamber of the device in one position and with a drain line in another position of said spool.

Кроме того, пилотный золотник, выполненный в виде ограниченно подвижного в его корпусе вдоль оси подпружиненного цилиндрического плунжера с проточкой в средней части, совместно с упомянутым корпусом образует две торцевые изолированные полости, одна из которых каналом сообщена с нижней коаксиальной выточкой камеры рабочего хода устройства, а другая, с размещенной в ней пружиной, постоянно сообщена с верхней коаксиальной выточкой упомянутой камеры. При этом управляющая полость распределительного клапана при одном положении золотника сообщается через обратный клапан и торцевую полость с находящейся в ней пружиной с верхней коаксиальной выточкой камеры рабочего хода ударного устройства, а при другом положении - со сливной линией.In addition, the pilot spool, made in the form of a spring-loaded cylindrical plunger with a groove in the middle part that is limitedly movable in its body along the axis, together with the said body forms two end insulated cavities, one of which is in communication with the lower coaxial undercut of the device’s working chamber, and the other, with a spring placed in it, is constantly in communication with the upper coaxial undercut of the said chamber. In this case, the control cavity of the control valve at one position of the spool is communicated through the check valve and the end cavity with the spring located in it with the upper coaxial groove of the stroke chamber of the percussion device, and with a different position, with a drain line.

Кроме того, узел регулирования хода поршня-ударника содержит собственный корпус с размещенным в нем поршнем со штоком, совместно образующие три изолированные полости: штоковую, расположенную под торцом штока, постоянно сообщенную с напорной линией, поршневую - полость, расположенную под поршнем, через обратный клапан и регулируемый дроссель сообщенную с верхней коаксиальной выточкой камеры рабочего хода устройства, и сообщенную со сливной линией промежуточную полость, образованную внутренней полостью узла регулирования и наружной поверхностью штока и поршня. В перегородке, разделяющей штоковую и промежуточную полости узла регулирования, выполнена кольцевая расточка, сообщенная с управляющей полостью распределительного клапана, которая около крайнего нижнего положения поршня через кольцевую проточку на наружной боковой поверхности конца штока сообщается с напорной линией через штоковую полость упомянутого узла.In addition, the piston-stroke adjusting unit includes its own housing with a piston and a rod located in it, together forming three isolated cavities: a rod located under the end of the rod, constantly in communication with the pressure line, and a piston - a cavity located under the piston through a non-return valve and an adjustable throttle communicated with the upper coaxial groove of the working stroke chamber of the device, and an intermediate cavity communicated with the drain line formed by the internal cavity of the control unit and the outer surface the surface of the rod and piston. An annular bore is made in the baffle separating the rod and intermediate cavities of the control unit, which is in communication with the control cavity of the distribution valve, which is in communication with the pressure line through the rod cavity of the said unit near the extreme lower position of the piston through the annular groove on the outer side surface of the rod end.

Таким образом, в отличие от известного устройства, включающего гидроаккумулятор, гидравлический золотник управления, корпус совместно с подвижным в нем поршнем-ударником, образующий газовую камеру, постоянно сообщенную с источником давления и гидроаккумулятором камеру холостого хода, камеру рабочего хода, попеременно сообщаемую с камерой холостого хода либо со сливной магистралью посредством двух цилиндрических клапанов и распределительного золотника, в предлагаемом устройстве эта функция выполняется распределительным клапаном, при этом переключение клапана осуществляется с помощью двухпозиционного золотника, торцевые полости которого сообщены с кольцевыми канавками в камере рабочего хода, а для регулирования энергии удара за счет изменения рабочего хода поршня-ударника имеется узел регулирования, включающий гидроцилиндр с поршнем и штоком, а также клапан обратного хода и регулируемый дроссель.Thus, in contrast to the known device including a hydraulic accumulator, a hydraulic control spool, a housing together with a movable piston-hammer, forming a gas chamber, a no-load chamber constantly connected with a pressure source and a hydraulic accumulator, a working chamber alternately communicating with the idle chamber or with a drain line through two cylindrical valves and a control valve, in the proposed device, this function is performed by a control valve, p moreover, the valve is switched using a two-position valve, the end cavities of which are in communication with the annular grooves in the stroke chamber, and for regulating the impact energy by changing the stroke of the piston-hammer, there is a control unit including a hydraulic cylinder with a piston and a rod, as well as a check valve stroke and adjustable throttle.

В отличие от прототипа вместо двух применен один клапан, соединенный с золотником, при этом сообщение камеры рабочего хода с напорной линией осуществляется через упомянутый клапан по линии максимального поперечного сечения, когда расход жидкости максимальный, а сообщение ее со сливной магистралью осуществляется по линии, имеющей меньшее поперечное сечение.In contrast to the prototype, instead of two, one valve is used, connected to the spool, while the working chamber communicates with the pressure line through the valve along the maximum cross-section line, when the fluid flow is maximum, and its communication with the drain line is carried out along the line with a smaller transverse section.

Технический результат, который может быть получен в результате использования изобретения, заключается в повышении эффективности работы устройства и упрощении его конструкции.The technical result that can be obtained by using the invention is to increase the efficiency of the device and simplify its design.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг.1 представлена гидросхема и схематический чертеж устройства в продольном разрезе.The invention is illustrated in the drawing. Figure 1 presents a hydraulic circuit and a schematic drawing of a device in longitudinal section.

Устройство ударного действия состоит из корпуса 1, в осевой расточке которого поступательно подвижно установлен ступенчатый поршень-ударник 2, имеющий три ступени 3, 4 и 5. Между ступенями 4 и 5 имеется кольцевой выступ 6. При этом между внутренней поверхностью корпуса 1 и наружной поверхностью поршня-ударника 2 образованы три камеры, изолированные друг от друга. Камера 7 холостого хода, в которую входят ступени 3 и 4 поршня-ударника 2, посредством канала 8 постоянно по напорной линии 9 присоединена к источнику давления (насос 10) и гидроаккумулятору 11. Средняя по положению камера 12 рабочего хода посредством канала 13 и распределительного клапана 14 попеременно сообщается с напорной линией 9, а по сливной линии 15 со сливным баком 16.The impact device consists of a housing 1, in the axial bore of which a step piston-hammer 2 is progressively movably mounted, having three stages 3, 4 and 5. There is an annular protrusion 6 between the steps 4 and 5. Moreover, between the inner surface of the housing 1 and the outer surface the piston-hammer 2 three chambers are formed, isolated from each other. The idle chamber 7, which includes the stages 3 and 4 of the piston drummer 2, is connected continuously via a pressure line 9 to a pressure source (pump 10) and a hydraulic accumulator 11 via a pressure line 9. The average stroke chamber 12 is provided through a channel 13 and a distribution valve 14 alternately communicates with the pressure line 9, and along the drain line 15 with the drain tank 16.

В верхней и нижней торцевых поверхностях камеры рабочего хода 12 выполнены глухие, открытые в пространство упомянутой рабочей камеры кольцевые расточки, диаметры которых по существу равны диаметру кольцевого выступа 6 поршня-ударника 2. Упомянутые расточки с выступом 6 образуют изолированные от камеры 12 полости 17 и 18, сообщенные каналами 19 и 20 с торцевыми полостями 21 и 22 пилотного золотника 23. Верхняя камера 24 с постоянно размещенной в ней ступенью 5 поршня-ударника 2 заполнена сжатым газом.In the upper and lower end surfaces of the chamber of the working path 12 there are made blind, open to the space of said working chamber annular bores, the diameters of which are substantially equal to the diameter of the annular protrusion 6 of the piston-hammer 2. These bores with the protrusion 6 form cavities 17 and 18 isolated from the chamber 12 communicated by channels 19 and 20 with end cavities 21 and 22 of the pilot valve 23. The upper chamber 24 with the step 5 of the piston-hammer 2 constantly placed therein is filled with compressed gas.

В корпусе 25 распределительного клапана 14 подвижно установлен цилиндрический стакан 26, имеющий коаксиальные ступени 27, 28, 29 и кольцевой выступ 30 различного диаметра. При этом D₁>D₂>D₃>D₄.In the housing 25 of the control valve 14, a cylindrical cup 26 is movably mounted having coaxial steps 27, 28, 29 and an annular protrusion 30 of various diameters. Moreover, D ₁ > D ₂ > D ₃ > D ₄ .

В теле стакана 26 со стороны торцевой поверхности ступени 27 выполнена коаксиальная цилиндрическая расточка 31, которая посредством радиальных отверстий 32 сообщается с полостью 33, образованной внутренней поверхностью корпуса 25 и ступенью 28 стакана 26. При этом полость 33 сообщается со сливной линией 15, а каналом 34 - с внутренней полостью пилотного золотника 23.A coaxial cylindrical bore 31 is made in the body of the glass 26 from the side of the end surface of the stage 27, which, through the radial holes 32, communicates with the cavity 33 formed by the inner surface of the housing 25 and the stage 28 of the glass 26. In this case, the cavity 33 communicates with the drain line 15 and the channel 34 - with the internal cavity of the pilot valve 23.

Торцевая поверхность стакана 26 снабжена уплотнительным пояском 35, который, взаимодействуя с кольцевым выступом в корпусе 25 распределительного клапана, изолирует цилиндрическую расточку 31 от кольцевой канавки 36, которая каналом 37 постоянно сообщается с напорной линией 9.The end surface of the glass 26 is equipped with a sealing band 35, which, interacting with the annular protrusion in the housing 25 of the control valve, isolates the cylindrical bore 31 from the annular groove 36, which channel 37 is constantly in communication with the pressure line 9.

Между внутренней поверхностью корпуса 25 и наружными поверхностями ступеней 27 и кольцевого выступа 30 образована кольцевая управляющая полость 38, которая посредством каналов 39 и 40, а также через обратный клапан 41 и канал 42 сообщается с пилотным золотником 23.Between the inner surface of the housing 25 and the outer surfaces of the steps 27 and the annular protrusion 30, an annular control cavity 38 is formed, which, through the channels 39 and 40, as well as through the check valve 41 and the channel 42 communicates with the pilot valve 23.

Кроме того, управляющая полость 38 каналом 43 сообщается с кольцевой проточкой 44 узла 45 регулирования хода поршня-ударника 2. В расточке корпуса 25 под торцом ступени 29 стакана образована глухая полость 46, которая каналом 47, через полость 48 узла 45 регулирования хода поршня-ударника, а также канал 49 сообщается с напорной линией 9.In addition, the control cavity 38 of the channel 43 communicates with the annular groove 44 of the stroke control unit 45 of the piston-hammer 2. A bore cavity 46 is formed in the bore of the housing 25 under the end of the cup stage 29, which channel 47 passes through the cavity 48 of the piston-hammer stroke control assembly 45 , as well as channel 49 communicates with pressure line 9.

Между наружной боковой поверхностью ступени 29, торцевой поверхностью ступени 28 и внутренней боковой поверхностью расточки корпуса 25 образована кольцевая полость 50, которая по радиальным отверстиям 51 постоянно сообщается с осевой расточкой 31 в стакане.Between the outer side surface of the step 29, the end surface of the step 28 and the inner side surface of the bore of the housing 25, an annular cavity 50 is formed, which is constantly in communication with the axial bore 31 in the cup via radial holes 51.

Пилотный золотник 23 содержит плунжер 52 в виде цилиндрического стержня с кольцевой проточкой 53 в средней части и пружиной 54, расположенной в полости 22, которая каналом 20 постоянно сообщается с полостью 17 корпуса 1.The pilot valve 23 contains a plunger 52 in the form of a cylindrical rod with an annular groove 53 in the middle part and a spring 54 located in the cavity 22, which channel 20 is constantly in communication with the cavity 17 of the housing 1.

Поршень узла 45 регулирования рабочего хода имеет две ступени 55 и 56. На боковой поверхности ступени 55 меньшего диаметра выполнена кольцевая канавка 57. При этом ступень 55 периодически входит в полость 48, каналом 49 постоянно сообщенную с напорной линией 9. Большая по диаметру ступень 56 расположена в полости 58, которая посредством канала 59, через обратный клапан 60 и регулируемый дроссель 61 сообщена с кольцевой полостью 17 камеры рабочего хода 12. Промежуточная полость 62, образованная внутренней поверхностью корпуса узла регулирования, наружной поверхностью ступени 55 и торцевой поверхностью ступени 56, каналом 63 сообщена со сливной линией 15.The piston of the stroke control unit 45 has two stages 55 and 56. An annular groove 57 is made on the lateral surface of the smaller stage 55. In this case, the stage 55 periodically enters the cavity 48, channel 49 is constantly in communication with the pressure line 9. A large diameter 56 is located in the cavity 58, which through the channel 59, through the check valve 60 and the adjustable throttle 61 communicates with the annular cavity 17 of the working chamber 12. The intermediate cavity 62, formed by the inner surface of the housing of the control unit, the outer the surface of the stage 55 and the end surface of the stage 56, the channel 63 is in communication with the drain line 15.

В нижней части корпуса 1 устройства соосно с поршнем-ударником 2 подвижно установлен инструмент 64, закрепленный пальцем 65.In the lower part of the housing 1 of the device coaxially with the piston-hammer 2 movably mounted tool 64, mounted with a finger 65.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном положении поршень-ударник 2 под действием силы тяжести и давления сжатого газа в камере 24 занимает крайнее нижнее (по чертежу) положение, опираясь нижним торцом в инструмент 64, или в случае отсутствия преграды (разрушаемого объекта) под нижним торцом инструмента, нижним торцом кольцевого выступа 6 упирается в дно кольцевой полости 18.In the initial position, the piston-hammer 2 under the influence of gravity and pressure of the compressed gas in the chamber 24 occupies the lowest position (according to the drawing), resting the lower end in the tool 64, or in the absence of an obstacle (destructible object) under the lower end of the tool, the lower end annular protrusion 6 abuts against the bottom of the annular cavity 18.

Плунжер 52 пилотного золотника 23 под действием пружины 54 занимает крайнее левое (по чертежу) положение. Цилиндрический стакан 26 распределительного клапана 14 занимает крайнее левое (по чертежу) положение. Поршень узла 45 регулирования рабочего хода занимает крайнее нижнее (по чертежу) положение, при этом полость 48 от кольцевой проточки 44 изолирована боковой поверхностью ступени 55.The plunger 52 of the pilot spool 23 under the action of the spring 54 occupies the extreme left (according to the drawing) position. The cylindrical cup 26 of the control valve 14 occupies the extreme left (according to the drawing) position. The piston of the stroke control unit 45 occupies the lowest position (according to the drawing), while the cavity 48 from the annular groove 44 is isolated by the side surface of the stage 55.

При включении в работу насоса 10 рабочая жидкость под давлением по линиям 9 и 8 поступает в камеру холостого хода 7. Поршень-ударник 2 под давлением жидкости на торцевую поверхность ступени 4 перемещается вверх (по чертежу), совершая холостой ход. В этот момент жидкость из камеры 12 рабочего хода по каналу 13, внутренней расточке 31, радиальным отверстиям 32 и кольцевой полости 33 поступает в сливную линию 15. При движении поршня-ударника 2 вверх в камере 24 происходит дополнительное сжатие газа. При этом плунжер 52 под действием пружины 54 и стакан 26 под действием давления жидкости в камере 46 устойчиво удерживаются в крайнем левом положении.When you turn on the pump 10, the working fluid under pressure along lines 9 and 8 enters the idle chamber 7. The piston hammer 2, under fluid pressure on the end surface of stage 4, moves upward (according to the drawing), idling. At this moment, the fluid from the working chamber 12 through the channel 13, the inner bore 31, the radial holes 32 and the annular cavity 33 enters the drain line 15. When the piston-hammer 2 moves upward in the chamber 24, additional gas compression occurs. In this case, the plunger 52 under the action of the spring 54 and the cup 26 under the influence of fluid pressure in the chamber 46 are stably held in the extreme left position.

В конце холостого хода кольцевой выступ 6 поршня-ударника 2 входит в полость 17, вытесняя находящуюся в ней жидкость по каналу 20, полость 22, канал 42, обратный клапан 41, канал 39 в управляющую полость 38. При поступлении жидкости под давлением в полость 38 цилиндрический стакан 26 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение. При этом камера рабочего хода 12 отсоединяется от сливной линии 15 и через канал 13, кольцевую расточку 36, канал 37 сообщается с напорной линией 9.At the end of idling, the annular protrusion 6 of the piston-hammer 2 enters the cavity 17, displacing the fluid contained in it along the channel 20, cavity 22, channel 42, check valve 41, channel 39 into the control cavity 38. When fluid under pressure enters the cavity 38 cylindrical glass 26 moves to the far right (according to the drawing) position. In this case, the chamber of the working stroke 12 is disconnected from the drain line 15 and through the channel 13, the annular bore 36, the channel 37 communicates with the pressure line 9.

Кроме того, избыточный объем жидкости из камеры 17 после переключения клапана 14 по каналу 59, через обратный клапан 60 поступает в полость 58 узла регулирования хода 45.In addition, the excess volume of fluid from the chamber 17 after switching the valve 14 through the channel 59, through the check valve 60 enters the cavity 58 of the control unit 45.

После подключения камеры рабочего хода 12 к напорной магистрали поршень-ударник 2 под действием давления газа в камере 24 и давления жидкости, а также под действием собственного веса начинает ускоренное движение вниз до соударения его нижнего торца с торцом инструмента 64.After connecting the chamber 12 to the pressure line, the piston-hammer 2 under the action of gas pressure in the chamber 24 and the pressure of the liquid, as well as under the influence of its own weight, begins an accelerated downward movement until its lower end collides with the end face of the tool 64.

Во время рабочего хода поршня-ударника 2 избыток жидкости из камеры рабочего хода 12 по каналам 20 и 59 поступает в полость 58, перемещая поршень узла 45 регулирования хода вверх. Непосредственно перед соударением поршня-ударника 2 кольцевой выступ 6 входит в полость 18, вытесняя имеющуюся в ней жидкость по каналу 19 в полость 21, перемещая плунжер 52 в крайнее правое (по чертежу) положение и сжимая пружину 54. Вследствие этого управляющая полость 38 через каналы 39, 40, кольцевую проточку золотника 53, канал 34 и полость 33 сообщается со сливной линией 15. При этом, стакан 26 распределительного клапана 14 под действием давления жидкости в полости 46 перемещается в крайнее левое (по чертежу) положение до упора своим уплотнительным пояском в кольцевой выступ корпуса 25.During the working stroke of the piston-hammer 2, the excess fluid from the working chamber 12 through the channels 20 and 59 enters the cavity 58, moving the piston of the stroke control unit 45 upward. Immediately before the impact of the piston-hammer 2, the annular protrusion 6 enters the cavity 18, displacing the fluid therein through the channel 19 into the cavity 21, moving the plunger 52 to the extreme right (according to the drawing) position and compressing the spring 54. As a result, the control cavity 38 through the channels 39, 40, the annular groove of the spool 53, the channel 34 and the cavity 33 communicates with the drain line 15. In this case, the cup 26 of the distribution valve 14 under the influence of fluid pressure in the cavity 46 is moved to the extreme left (according to the drawing) position until it stops with its sealing belt com in the annular projection 25 housing.

В результате камера рабочего хода 12 снова соединяется со сливной линией 15 и совершается повторный холостой ход поршня-ударника 2.As a result, the chamber of the working stroke 12 is again connected to the drain line 15 and repeated idling of the piston-hammer 2 is performed.

Плунжер 52 пилотного золотника 23 под действием пружины возвращается в исходное левое положение.The plunger 52 of the pilot valve 23 under the action of the spring returns to its original left position.

В описываемом устройстве наряду с переключением канала 14 посредством пилотного золотника 23 предусмотрена возможность переключения упомянутого клапана посредством узла 45 регулирования хода поршня-ударника.In the described device, in addition to switching the channel 14 by means of the pilot valve 23, it is possible to switch said valve by means of the piston-stroke stroke adjusting unit 45.

Происходит это следующим образом. В заполненной жидкостью во время предыдущего рабочего хода полости 58 узла 45 после переключения устройства на очередной холостой ход давление падает и тогда под давлением жидкости в камере 48 поршень 55 перемещается вниз, вытесняя жидкость из полости 58 через регулируемый дроссель 61 и каналы 59 и 20 в камеру рабочего хода.It happens as follows. In the cavity 58 of the node 45 filled with liquid during the previous working stroke, after switching the device to the next idle stroke, the pressure drops and then under the pressure of the fluid in the chamber 48 the piston 55 moves downward, displacing the fluid from the cavity 58 through an adjustable throttle 61 and channels 59 and 20 into the chamber working stroke.

Вблизи нижнего положения поршня узла регулирования 45 кольцевая расточка 44 корпуса посредством кольцевой канавки 57 сообщается через полость 48 и канал 49 с напорной магистралью 9. В результате происходит переключение распределительного клапана 14 и камера 12 рабочего хода сообщается с напорной магистралью 9. Начинается рабочий ход.Near the lower position of the piston of the control unit 45, the annular bore 44 of the housing through the annular groove 57 communicates through the cavity 48 and channel 49 with the pressure line 9. As a result, the control valve 14 is switched and the chamber 12 of the stroke communicates with the pressure line 9. The stroke begins.

Скорость движения поршня узла регулирования 45 под действием давления жидкости в полости 48 и, следовательно, время освобождения полости 58 от жидкости оказывают непосредственное влияние на длину холостого хода ударника и, в свою очередь, находятся в прямой пропорциональной зависимости от площади проходного сечения регулируемого дросселя 61. Меняя желаемым образом сечение упомянутого дросселя, можно уменьшать или увеличивать длину холостого хода поршня-ударника, а значит, и энергию устройства ударного действия.The speed of movement of the piston of the control unit 45 under the action of fluid pressure in the cavity 48 and, consequently, the time the cavity 58 is released from the liquid, have a direct effect on the idle length of the hammer and, in turn, are directly proportional to the passage area of the adjustable throttle 61. By changing the desired cross section of the aforementioned throttle, it is possible to reduce or increase the idle length of the piston-striker, and hence the energy of the impact device.

При максимально возможном ходе поршня-ударника, определяемом конструкцией устройства, переключение клапана 14 с холостого на рабочий ход производится посредством пилотного золотника 23, в остальных случаях - посредством поршня узла регулирования хода.At the maximum possible stroke of the piston-hammer, determined by the design of the device, the valve 14 is switched from idle to working stroke by means of the pilot valve 23, in other cases, by the piston of the stroke control unit.

Далее цикл работы повторяется.Next, the cycle of work is repeated.

Из приведенного описания работы предлагаемого устройства следует, что заявляемое устройство значительно проще и дешевле в изготовлении, более надежно в эксплуатации и имеет меньшие размеры. Кроме того, в данном устройстве имеется возможность регулирования энергии и частоты ударов.From the above description of the operation of the proposed device, it follows that the claimed device is much simpler and cheaper to manufacture, more reliable in operation and has smaller dimensions. In addition, this device has the ability to control energy and frequency of impacts.

Таким образом, применение изобретения позволит упростить конструкцию и повысить эффективность работы устройства ударного действия за счет регулирования частоты и энергии удара.Thus, the application of the invention will simplify the design and increase the efficiency of the impact device by adjusting the frequency and energy of the impact.

Claims

1. The percussion device, comprising a housing, together with a movable piston-hammer, forming a gas chamber with a rear end of the piston-hammer, which is constantly placed in it, an idle chamber, constantly in communication with a source of working fluid and a hydraulic accumulator, and equipped with coaxial recesses in both the end walls of the working chamber, alternately communicating with the drain tank or with the source of working fluid by the idle chamber by means of a two-position control valve with pilot gold com, characterized in that the control valve consists of a housing with a three-stage nozzle mated along the side surface, the first, the smallest diameter of which, located at one end of the nozzle, is constantly placed in an isolated cavity in communication with the source of the working fluid, and the third largest a step located at the opposite end of the glass is in conjunction with the inner side surface of the housing, which has an annular bore near the end of the said step with a pressure line, and is equipped with an annular protrusion for periodic contact with the sealing girdle at the end of the third stage in the locked position of the valve, in addition, the internal blind bore of the valve, open from the side of the end of the third stage, by means of radial holes in the wall and an annular groove on the outer side the surface of the second stage with a locked valve communicates with the annular bore inside the valve body connected to the drain line, and through holes in the wall of the first stage communicates with an isolated cavity formed by the inner bore of the casing, the outer cylindrical surface of the first stage and the end surface between the second and first stages, in addition, an annular bore is made in the valve body, which forms, together with the outer surfaces of the third stage and the annular protrusion, on the surface of the second stage a control cavity, which the check valve and the pilot spool communicates with the upper coaxial recess in the working stroke chamber of the device at one position and with rain line at a different position of said spool.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pilot valve, made in the form of limited movable in its housing along the axis of the spring-loaded cylindrical plunger with a groove in the middle part, together with the said housing forms two end insulated cavities, one of which is in communication with the lower coaxial groove of the working chamber of the device, and the other, with a spring placed in it, is constantly in communication with the upper coaxial groove of the said chamber, while the control cavity of the control valve one position of the spool communicates through a check valve and an end cavity located therein with a spring coaxial recess with the upper chamber of the working stroke of the percussion device, and in another position - to the return line.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the piston-drum stroke control unit comprises its own housing with a piston and a rod located therein, together forming three isolated cavities: a rod located under the rod end, constantly in communication with the pressure line, piston - a cavity located under the piston through a check valve and an adjustable throttle communicated with the upper coaxial undercut of the device’s working chamber, and an intermediate cavity formed with an internal line formed by the internal cavity the control unit and the outer surface of the rod and piston, in addition, in the partition separating the rod and intermediate cavities of the control unit, an annular bore is made, communicating with the control cavity of the control valve, which is connected to the extreme lower position of the piston through the annular groove on the outer side surface of the end of the rod with a pressure line through the stock cavity of said assembly.