RU2444623C2 - Percussion device - Google Patents
Percussion device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2444623C2 RU2444623C2 RU2010114602/03A RU2010114602A RU2444623C2 RU 2444623 C2 RU2444623 C2 RU 2444623C2 RU 2010114602/03 A RU2010114602/03 A RU 2010114602/03A RU 2010114602 A RU2010114602 A RU 2010114602A RU 2444623 C2 RU2444623 C2 RU 2444623C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- striker
- pipe
- tip
- hydraulic
- Prior art date
Links
- 238000009527 percussion Methods 0.000 title claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 12
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 8
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 13
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Percussive Tools And Related Accessories (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам ударного действия большой мощности и может быть использовано, например, в горнодобывающем и металлургическом производствах для разрушения особо прочных пород и материалов, а также в строительстве - для разрушения мощных стен и фундаментов, поверхностного или глубинного трамбования грунта, забивки в грунт шпунта и свай.The invention relates to impact devices of high power and can be used, for example, in mining and metallurgical industries for the destruction of particularly strong rocks and materials, as well as in construction - for the destruction of powerful walls and foundations, surface or deep compaction of soil, driving into the sheet pile and piles.
Известны различные устройства ударного действия, например, по а.с. СССР №866162 (1981 г.), включающее поступательно подвижный в корпусе цилиндрический ударник с кольцевым выступом в средней части, один конец которого, снабженный поршнем, постоянно размещен в герметичной полости, заполненной сжатым газом, и во время холостого хода взаимодействует с захватом механизма взвода под действием взводящих механизмов, а его другой конец во время рабочего хода взаимодействует с поверхностью обрабатываемого материала или с гидравлическим тормозом в случае отсутствия упомянутого материала.There are various devices percussion, for example, as. USSR No. 866162 (1981), which includes a cylindrical projectile progressively movable in the body with an annular protrusion in the middle part, one end of which, equipped with a piston, is constantly placed in an airtight cavity filled with compressed gas, and during idling interacts with the capture of the platoon mechanism under the action of cocking mechanisms, and its other end during a stroke interacts with the surface of the processed material or with a hydraulic brake in the absence of the mentioned material.
Известны аналогичные по принципу действия, но более совершенные по конструкции устройства, например, по а.с. СССР №928861 (1984 г.) и №1217026 (1993 г.) [3]. Решающее преимущество упомянутых устройств состоит в том, что в полости сжатого газа установлен автоматический захват, с которым ударник взаимодействует только во время холостого хода, затем освобождается от захвата и совершает рабочий ход как свободно падающее тело под действием силы тяжести и давления сжатого газа. Благодаря этому рабочий ход ударника здесь не сопровождается перетоком на слив больших объемов рабочей жидкости, что обеспечивает возможность практически неограниченного наращивания энергии удара при сохранении высокого КПД. Другим преимуществом упомянутых устройств являются относительно малый размер и низкая конструктивная масса, вследствие того что потенциальная энергия определяется не столько массой падающего ударника, сколько давлением газа, сжимаемого в процессе холостого хода.Known for similar actions, but more advanced in design, for example, as USSR No. 928861 (1984) and No. 1217026 (1993) [3]. The decisive advantage of these devices is that an automatic grip is installed in the cavity of the compressed gas, with which the striker interacts only during idle, then is released from the grip and makes a working stroke as a freely falling body under the action of gravity and pressure of the compressed gas. Due to this, the working stroke of the striker is not accompanied by overflow to drain large volumes of the working fluid, which makes it possible to practically unlimitedly increase the impact energy while maintaining high efficiency. Another advantage of the mentioned devices is their relatively small size and low structural mass, due to the fact that the potential energy is determined not so much by the mass of the incident fighter as by the pressure of the gas compressed during idling.
Недостаток известных устройств заключается в конструктивной сложности и недостаточной надежности. Кроме того, вследствие значительного давления сжатого газа рабочий ход ударника сопровождается интенсивным динамическим воздействием на базовую машину (явление «отдачи»). Это отрицательно сказывается на долговечности базовых машин и на качестве выполняемых операций ударного разрушения.A disadvantage of the known devices is the structural complexity and lack of reliability. In addition, due to the significant pressure of the compressed gas, the stroke of the projectile is accompanied by intense dynamic action on the base machine (the phenomenon of “recoil”). This adversely affects the durability of the base machines and the quality of the operations of impact destruction.
Известно техническое решение по патенту РФ №2325524 (2007 г.), направленное на частичное устранение упомянутых недостатков. В данном устройстве наконечник выполнен в виде ограниченно подвижного вдоль оси полого стакана с рабочим инструментом в полом глухом днище. Внутренняя полость стакана заполнена жидкостью и поперечной перегородкой разделена на верхнюю и нижнюю камеры, сообщающиеся между собой через коаксиальное отверстие. Через указанное отверстие в упомянутой перегородке одинакового с бойком диаметра, в конце рабочего хода в нижнюю камеру входит боек, упруго сжимая находящуюся в ней жидкость и таким образом обеспечивая передачу энергии удара обрабатываемой породе. В связи с тем, что при соударении бойка с жидкостью формируется длительный ударный импульс сравнительно малой амплитуды, то напряжения, возникающие в бойке в результате соударения, не превосходят допустимых величин. Благодаря этому существенно возрастает надежность конструкции. Преимущество устройства по патенту РФ №2325524 состоит также в наличии в нем средства, устраняющего опасность жесткого соударения конструктивных элементов в случае отсутствия преграды перед бойком, совершающим рабочий ход.Known technical solution according to the patent of the Russian Federation No. 2325524 (2007), aimed at partial elimination of the aforementioned disadvantages. In this device, the tip is made in the form of a hollow cup that is limitedly movable along the axis of the hollow cup with a working tool in a hollow deaf bottom. The inner cavity of the glass is filled with liquid and the transverse partition is divided into upper and lower chambers, communicating with each other through a coaxial hole. Through the said hole in the said partition of the same diameter as the striker, at the end of the working stroke, the striker enters the lower chamber, elastically compressing the liquid contained in it and thereby ensuring the transfer of impact energy to the processed rock. Due to the fact that during the impact of the striker with the liquid a long shock pulse of relatively small amplitude is formed, the stresses arising in the striker as a result of the collision do not exceed the permissible values. Due to this, the reliability of the design significantly increases. The advantage of the device according to the patent of the Russian Federation No. 2325524 also consists in the presence of a means in it that eliminates the danger of a hard collision of structural elements in the absence of an obstacle in front of the striker making a working stroke.
Недостаток данного устройства состоит в том, что в нем не устранена возможность жесткого соударения бойка с трубой в случае удара «на весу», когда наконечник молота перед ударом не упирается в породу и занимает крайнее нижнее положение, контактируя с наибольшей по диаметру нижней ступенью направляющей трубы.The disadvantage of this device is that it does not eliminate the possibility of a hard collision of the hammer with the pipe in the event of an impact “on weight”, when the hammer tip does not rest against the rock before impact and occupies the lowest position, in contact with the largest diameter of the lower step of the guide tube .
Следует заметить, что базовые машины, используемые для навески ударных устройств большой мощности, имеют массу не менее 40 т и без заметных последствий могут воспринимать силы «отдачи» интенсивностью до 5 т. Следовательно, кроме гравитационной составляющей значительная часть энергии таких молотов может накапливаться за счет дополнительного сжатия атмосферного воздуха. При этом, не усложняя конструкции, можно существенно уменьшить массу и размеры устройства.It should be noted that the base machines used for hitching high-powered impact devices have a mass of at least 40 tons and can perceive “recoil” forces of up to 5 tons without noticeable consequences. Therefore, in addition to the gravitational component, a significant part of the energy of such hammers can be accumulated due to additional compression of atmospheric air. In this case, without complicating the design, you can significantly reduce the weight and size of the device.
Наиболее близким к заявляемому устройству является молот большой мощности, созданный компанией Fractum GMBH (Швейцария), выбранный в качестве прототипа (см. Горный журнал, 2007, №11, стр.68). Известный молот содержит полую цилиндрическую трубу, в которой размещен подвижный вдоль оси цилиндрический боек большого веса и специальное устройство для его подъема, снабженное сцепляющей муфтой и приводимое в действие гидроцилиндром, расположенным с наружной стороны трубы.Closest to the claimed device is a high-power hammer created by Fractum GMBH (Switzerland), selected as a prototype (see Mining Journal, 2007, No. 11, p. 68). The known hammer comprises a hollow cylindrical pipe, in which a cylindrical heavy hammer, movable along the axis, is placed and a special device for lifting it is provided with an clutch and driven by a hydraulic cylinder located on the outside of the pipe.
В нижней части бойка закреплен наконечник, взаимодействующий с разрушаемым материалом. При холостом ходе боек специальным устройством поднимается в крайнее верхнее в трубе положение, а затем совершает рабочий ход, свободно падая вниз под действием собственного веса.At the bottom of the striker, a tip is attached that interacts with destructible material. When idling, the striker with a special device rises to the highest position in the pipe, and then makes a working stroke, freely falling down under its own weight.
Рабочий ход бойка завершается его соударением с обрабатываемой преградой, в результате чего потенциальная энергия, накопленная во время холостого хода, полностью расходуется на разрушение материала. После удара специальное устройство со сцепной муфтой вручную переключается на движение вниз для повторного захвата бойка с целью его последующего подъема. Далее ударный процесс повторяется с рабочей частотой 7 ударов в минуту.The working stroke of the striker ends with its collision with the processed obstacle, as a result of which the potential energy accumulated during idling is completely spent on the destruction of the material. After the impact, a special device with a coupling coupler manually switches to a downward movement to re-capture the striker for the purpose of its subsequent lifting. Further, the shock process is repeated with an operating frequency of 7 beats per minute.
Потенциальная энергия в молоте Fractum запасается только за счет подъема на заданную высоту тяжелого тела. Поэтому здесь нет заполненной сжатым газом герметичной емкости, благодаря чему упрощается конструкция молота и практически полностью устраняется явление «отдачи». Однако молот подобной конструкции отличается весьма значительной массой и габаритами, что является его существенным недостатком. Другой недостаток состоит в том, что в данном устройстве передача энергии разрушаемой породы происходит через жесткое соударение с бойком, что сопровождается возникновением в его сечениях весьма значительных механических напряжений. Для обеспечения необходимой надежности приходится усложнять конструкцию соударяющихся деталей, существенно удорожая оборудование. По данным компании «Петролюкс» (Украина) только один наконечник молота Fractum обходится в 40 тыс.евро (1680 тыс.руб.).The potential energy in the Fractum hammer is stored only by lifting a heavy body to a predetermined height. Therefore, there is no sealed container filled with compressed gas, which simplifies the design of the hammer and almost completely eliminates the phenomenon of "recoil". However, a hammer of this design has a very significant mass and dimensions, which is its significant drawback. Another disadvantage is that in this device the energy transfer of the rock being destroyed occurs through a hard collision with the striker, which is accompanied by the appearance of very significant mechanical stresses in its sections. To ensure the necessary reliability, it is necessary to complicate the design of colliding parts, significantly increasing the cost of equipment. According to the company "Petrolux" (Ukraine), only one tip of the Fractum hammer costs 40 thousand euros (1680 thousand rubles).
К существенным недостаткам молота следует отнести также отсутствие в нем элементов, предотвращающих выпадение бойка из трубы в случае, когда перед его наконечником оказывается малопрочный материал или материал вообще отсутствует. Выпавший из трубы боек с помощью специальных приспособлений приходится устанавливать на место. Это требует значительных затрат времени и усложняет условия эксплуатации устройства. Выпадение бойка можно предотвратить установкой в направляющей трубе жесткого упора, однако при этом неизбежно возникнет жесткое соударение конструктивных элементов.Significant disadvantages of the hammer include the absence of elements in it that prevent the striker from falling out of the pipe in the event that low-strength material appears in front of its tip or there is no material at all. The firing pin that fell out of the pipe with the help of special devices has to be replaced. This requires a significant investment of time and complicates the operating conditions of the device. The loss of the striker can be prevented by installing a hard stop in the guide tube, however, a severe collision of structural elements will inevitably occur.
Кроме того, наличие в трубе специального приспособления со сцепной муфтой, предназначенного для подъема бойка в крайнее верхнее положение, с одной стороны существенно усложняет конструкцию молота, а с другой стороны увеличивает затраты времени для повторного захвата бойка после рабочего хода. В результате значительно уменьшается рабочая частота и усложняется эксплуатация молота, так как упомянутое средство снабжено отдельным органом ручного управления.In addition, the presence in the pipe of a special device with a coupler designed to raise the striker to its highest position, on the one hand, significantly complicates the design of the hammer, and on the other hand increases the time required to re-capture the striker after a working stroke. As a result, the operating frequency is significantly reduced and the operation of the hammer is complicated, since the said tool is equipped with a separate manual control body.
Таким образом, недостатком прототипа являются недостаточные надежность и производительность вследствие малой рабочей частоты, а также громоздкость.Thus, the disadvantage of the prototype is the lack of reliability and performance due to the low operating frequency, as well as cumbersome.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение надежности и производительности при одновременном уменьшении массы и размеров молота.The problem to which the present invention is directed, is to increase reliability and productivity while reducing the mass and size of the hammer.
Сущность заявленного изобретения состоит в том, что, в отличие от известного устройства, содержащего направляющую трубу с подвижным в ней тяжелым бойком, гидравлический цилиндр для подъема бойка в крайнее верхнее положение, охватывающий нижний трехступенчатый конец трубы наконечник в виде ограниченно подвижного вдоль оси и снабженного нижним глухим днищем стакана, в заполненной жидкостью внутренней полости которого размещены сопряженная по внутренней боковой поверхности с наибольшей нижней ступенью трехступенчатого конца трубы верхняя камера и постоянно сообщающаяся с ней через образованное в поперечной перегородке коаксиальное отверстие одинакового с нижним концом бойка диаметра нижняя камера, в которую входит упомянутый конец бойка в конце рабочего хода, согласно изобретению боек выполнен в виде двухступенчатого цилиндра, в коаксиальной расточке большей по размеру ступени которого размещен жестко закрепленный в верхней глухой крышке трубы неподвижный шток с поршнем, совместно с бойком образующий гидравлический цилиндр, поршневая полость которого по одному каналу в штоке постоянно сообщена со сливной линией, а штоковая полость гидроцилиндра по другому каналу в штоке периодически через рабочий клапан сообщается с напорной линией гидросистемы или с поршневой полостью. При этом герметичная полость между верхним торцом бойка и упомянутой глухой крышкой трубы по радиальным отверстиям в боковой стенке трубы постоянно сообщается с охватывающей трубу кольцевой изолированной полостью заданного объема. На внутренней боковой поверхности верхней камеры наконечника образован кольцевой выступ, на боковой поверхности снабженный кольцевой канавкой со сквозными радиальными отверстиями, который вблизи крайнего нижнего положения наконечника сопрягается с боковой поверхностью средней по размеру ступени на нижнем конце трубы, изолируя нижнюю камеру наконечника от внутренней полости последнего.The essence of the claimed invention lies in the fact that, in contrast to the known device containing a guide tube with a heavy striker movable in it, a hydraulic cylinder for lifting the striker to its highest position, covering the lower tip of the three-stage end of the pipe in the form of a rod limitedly movable along the axis and provided with a lower deaf bottom of the glass, in the liquid-filled inner cavity of which there is placed conjugated along the inner side surface with the largest lower stage of the three-stage end of the pipe according to the invention, the firing chamber and constantly communicating with it through a coaxial hole formed in the transverse baffle of a diameter of the same diameter as the lower end of the striker, the lower chamber, which includes the said end of the striker at the end of the stroke, according to the invention, the striker is made in the form of a two-stage cylinder which contains a fixed rod with a piston rigidly fixed in the upper blind cover of the pipe, together with the striker forming a hydraulic cylinder, the piston cavity of which is one by one anal in stock constantly communicated with the drain line and the rod side of the hydraulic cylinder on another channel in stock periodically through valve communicates with the working pressure line of the hydraulic system or piston cavity. In this case, the sealed cavity between the upper end of the striker and the aforementioned blind cover of the pipe via radial holes in the side wall of the pipe is constantly in communication with the annular insulated cavity of a given volume surrounding the pipe. An annular protrusion is formed on the inner side surface of the upper tip chamber, provided with an annular groove with through radial holes on the lateral surface, which, near the extreme lower position of the tip, mates with the side surface of a medium-sized step at the lower end of the pipe, isolating the lower tip chamber from the inner cavity of the latter.
Кроме того, в радиальной расточке боковой стенки направляющей трубы, вблизи ее глухой крышки, размещен подпружиненный клапан, свободным концом контактирующий с боковой поверхностью бойка в крайнем верхнем положении последнего и по каналам в крышке соединенный с напорной линией гидросистемы и с постоянно открытой через дроссель на слив гидравлической полостью подпружиненного золотника, который, в зависимости от положения, по каналам в крышке сообщает со сливной или напорной линиями гидросистемы управляющую полость рабочего клапана, посредством которого штоковая полость гидроцилиндра сообщается либо с напорной линией гидросистемы, либо с поршневой полостью последнего. При этом в крышке выполнен дополнительный канал, соединяющий упомянутую гидравлическую полость подпружиненного золотника со штоковой полостью гидроцилиндра в тот момент, когда упомянутая гидравлическая полость сообщается с напорной линией.In addition, a spring-loaded valve is placed in the radial bore of the side wall of the guide tube, near its blind cover, with its free end in contact with the side surface of the striker in the upper end position of the latter and connected through the channels in the cover to the pressure line of the hydraulic system and constantly open through the throttle to drain the hydraulic cavity of the spring-loaded spool, which, depending on the position, communicates through the channels in the cover with the drain or pressure lines of the hydraulic system the control cavity of the working valve, by means of which the rod cavity of the hydraulic cylinder communicates either with the pressure line of the hydraulic system or with the piston cavity of the latter. At the same time, an additional channel is made in the lid connecting the hydraulic cavity of the spring-loaded spool with the rod cavity of the hydraulic cylinder at the moment when the hydraulic cavity is in communication with the pressure line.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в увеличении надежности и производительности при одновременном уменьшении массы и размеров молота. Кроме того значительно улучшаются условия труда (эксплуатации) и техники безопасности вследствие отсутствия специального отдельного органа ручного управления рабочим процессом для повторного захвата бойка после рабочего хода.The technical result that can be obtained using the invention is to increase reliability and productivity while reducing the weight and size of the hammer. In addition, working (operating) and safety conditions are significantly improved due to the lack of a special separate manual control unit for the work process for re-capturing the striker after a working stroke.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 схематически представлено заявляемое устройство в основном исполнении в продольном разрезе. На фиг.2 и 3 показаны варианты (разновидности) исполнения устройства, предназначенного для забивки свай и для разрушения негабаритов.Figure 1 schematically shows the inventive device in the main version in longitudinal section. Figure 2 and 3 shows the options (varieties) of the device designed for driving piles and for the destruction of oversized.
Устройство состоит из направляющей трубы 1 с глухой верхней крышкой 2, кольцевой полостью 3 и трехступенчатым нижним концом 4. В трубе 1 размещен подвижный вдоль оси двухступенчатый боек 5, в осевой расточке 6 которого размещен жестко закрепленный в глухой крышке 2 неподвижный шток 7 с поршнем на нижнем конце, совместно с бойком образующий гидравлический цилиндр 8.The device consists of a guide pipe 1 with a blank top cover 2, an annular cavity 3 and a three-stage lower end 4. In the pipe 1 there is a two-stage striker 5 movable along the axis, in the axial bore 6 of which there is a fixed rod 7 fixedly fixed in the blank cover 2 with a piston on the lower end, together with the striker forming a hydraulic cylinder 8.
Поршневая полость 9 гидроцилиндра 8 по каналу 10 в штоке 7 и по сливной линии 11 постоянно сообщается со сливным баком 12, а его штоковая полость 13 по каналу 14 и линии 15 посредством рабочего клапана 16 периодически сообщается с напорной линией 17 гидросистемы или с поршневой полостью 9.The piston cavity 9 of the hydraulic cylinder 8 through the channel 10 in the rod 7 and the drain line 11 is constantly in communication with the drain tank 12, and its rod cavity 13 through the channel 14 and the line 15 is periodically in communication with the pressure line 17 of the hydraulic system or with the piston cavity 9 .
Нижний цилиндрический конец трубы 1, диаметр трех ступеней 18, 19, 20 которого уменьшается снизу вверх, снаружи охватывается боковой поверхностью ограниченно подвижного вдоль оси наконечника 21, выполненного в форме стакана с нижним глухим днищем, заполненная жидкостью внутренняя полость которого поперечной перегородкой 22 разделена на верхнюю 23 и нижнюю 24 камеры, постоянно сообщающиеся между собой через коаксиальное отверстие 25, диаметр которого равен диаметру нижнего конца бойка 5.The lower cylindrical end of the pipe 1, the diameter of the three stages 18, 19, 20 of which decreases from bottom to top, is covered on the outside by a lateral surface of a
В основном исполнении наконечник 21 устройства представляет из себя оболочку трамбовки, погружаемой в грунт на глубину до 4 м. В вариантах исполнения устройства (рис.2 и 3) в коаксиальной расточке глухого днища наконечника закреплен ударный инструмент 26 бутобоя, контактирующий с наконечником через эластичную прокладку 27, либо размещается верхний торец погружаемой в грунт сваи 28, контактирующей с днищем через прокладку 29.In the main version, the
Боковая поверхность верхней камеры 23 постоянно сопряжена с наибольшей по размеру ступенью 20 и на внутренней боковой поверхности снабжена кольцевым выступом 30, с кольцевой канавкой 31 и со сквозными радиальными отверстиями 32 в средней части, через которые упомянутая камера 23 по каналам 33 и 34 сообщается с кольцевым пространством 35, расположенным выше камеры 23.The lateral surface of the upper chamber 23 is constantly associated with the largest step 20 and is provided with an annular protrusion 30 on the inner side surface, with an annular groove 31 and with through radial holes 32 in the middle part, through which the said chamber 23 communicates with the annular channels 33 and 34 a space 35 located above the camera 23.
В радиальной расточке боковой стенки герметичной полости 36 трубы, постоянно сообщаемой с кольцевой полостью 3 по радиальным отверстиям 37, размещен подпружиненный клапан 38, который по линиям 39 и 40 соответственно сообщается с напорной линией 17 насоса 41 и гидравлической полостью 42 подпружиненного золотника 43, управляющего положением рабочего клапана 16. С целью сглаживания пульсаций напорная линия 17 снабжена гидропневматическим аккумулятором 44.In the radial bore of the side wall of the sealed cavity 36 of the pipe, constantly in communication with the annular cavity 3 through the radial openings 37, a spring-loaded valve 38 is placed, which along lines 39 and 40 respectively communicates with the pressure line 17 of the pump 41 and the hydraulic cavity 42 of the spring-loaded spool 43, which controls the position operating valve 16. In order to smooth out pulsations, the pressure line 17 is equipped with a hydropneumatic accumulator 44.
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
В исходном положении боек 5 занимает крайнее нижнее положение, упираясь торцом своей большой ступени в торец 45 трубы 1, при этом нижний конец бойка 5 через отверстие 25 в поперечной перегородке 22 входит в нижнюю камеру 24. Наконечник 21 посредством днища или закрепленного в днище инструмента упирается в обрабатываемую преграду, а верхним торцом своей камеры 23 - в нижний торец верхней ступени трубы 1.In the initial position, the striker 5 is in its lowest position, abutting the end of its large step against the end face 45 of the pipe 1, while the lower end of the striker 5 through the hole 25 in the transverse partition 22 enters the lower chamber 24. The
Под действием пружин клапан 38 занимает крайнее левое, а золотник 43 - крайнее верхнее (по чертежу) положение.Under the action of the springs, the valve 38 occupies the extreme left, and the valve 43 - the highest (according to the drawing) position.
При включении в работу насоса 41 рабочая жидкость под давлением по напорной линии 17 поступает в рабочий клапан 16, перемещая его запорный орган вверх до упора в седло, и по линии 15 и каналу 14 - в штоковую полость гидроцилиндра 8. Под действием давления жидкости боек 5 поднимается вверх, совершая холостой ход. При этом воздух из герметичной полости 36 по отверстиям 37 вытесняется в кольцевую полость 3. Давление воздуха в указанных полостях возрастает.When you turn on the pump 41, the working fluid under pressure along the pressure line 17 enters the working valve 16, moving its shut-off body up to the stop in the seat, and along the line 15 and channel 14 into the rod cavity of the hydraulic cylinder 8. Under the action of the pressure of the hammer head 5 rises up, idling. In this case, the air from the sealed cavity 36 through the openings 37 is displaced into the annular cavity 3. The air pressure in these cavities increases.
Рабочая жидкость из поршневой полости 9 гидроцилиндра 8 по каналу 10 и сливной линии 11 свободно вытесняется в сливной бак 12. Вблизи крайнего верхнего положения боек 5 своим верхним концом, снабженным скосом, нажимает на рабочий конец клапана 38 и, преодолевая усилие пружины, перемещает его запорный орган в крайнее правое (по чертежу) положение. В результате рабочая жидкость под давлением из напорной линии 17 по линиям 39 и 40 поступает в гидравлическую полость 42 золотника 43 и, преодолевая усилие пружины, перемещает его в крайнее нижнее (по чертежу) положение, вследствие чего рабочая жидкость из напорной линии 17 по каналу 46 поступает в управляющую полость 47 рабочего клапана 16, перемещая его запорный орган в крайнее нижнее положение. Клапан 16 открывается, сообщая штоковую полость 13 гидроцилиндра 8 по линии 11 с его поршневой полостью 9 и одновременно со сливной линией. Под действием веса и избыточного давления воздуха в полостях 3 и 36 боек 5 ускоренно падает вниз, совершая рабочий ход. При этом рабочая жидкость из штоковой полости 13 гидроцилиндра 8 через рабочий клапан 16 вытесняется в расширяющуюся при рабочем ходе поршневую полость 9 и частично поступает в сливной бак 12.The working fluid from the piston cavity 9 of the hydraulic cylinder 8 through the channel 10 and the drain line 11 is freely displaced into the drain tank 12. Near the extreme upper position of the strikers 5, with its upper end equipped with a bevel, presses on the working end of the valve 38 and, overcoming the spring force, moves its shut-off body in the far right (according to the drawing) position. As a result, the working fluid under pressure from the pressure line 17 through lines 39 and 40 enters the hydraulic cavity 42 of the spool 43 and, overcoming the spring force, moves it to the lowest position (according to the drawing), as a result of which the working fluid from the pressure line 17 through channel 46 enters the control cavity 47 of the working valve 16, moving its locking member to the lowest position. The valve 16 opens, communicating the rod cavity 13 of the hydraulic cylinder 8 along line 11 with its piston cavity 9 and simultaneously with the drain line. Under the influence of weight and excess air pressure in the cavities 3 and 36 of the strikers 5 rapidly falls down, making a working stroke. In this case, the working fluid from the rod cavity 13 of the hydraulic cylinder 8 is displaced through the working valve 16 into the piston cavity 9 expanding during the working stroke and partially enters the drain tank 12.
При смещении бойка 5 вниз рабочий конец подпружиненного клапана 38 освобождается и под действием усилия пружины упомянутый клапан возвращается в исходное положение, снова отсекая от напорной линии 17 гидравлическую полость 42 подпружиненного золотника 43. В связи с тем, что упомянутая гидравлическая полость через дроссель 48 постоянно сообщается со сливной линией 11, жидкость из полости 42 под действием пружины в данном случае должна вытесниться в сливной бак, а золотник 43 вернуться в исходное положение. Однако этого не происходит благодаря тому, что при нижнем положении золотника 43 его гидравлическая полость 42 по линии 49 и линии 15 сообщается со штоковой полостью гидроцилиндра 8, в которой во время рабочего хода бойка поддерживается повышенное давление. В результате золотник 43, а следовательно, и рабочий клапан 16 остаются неподвижными и не препятствуют рабочему ходу бойка 5.When the striker 5 is displaced downward, the working end of the spring-loaded valve 38 is released and, under the action of a spring force, the said valve returns to its original position, again cutting off the hydraulic cavity 42 of the spring-loaded spool 43 from the pressure line 17. Due to the fact that the hydraulic cavity is constantly communicated through the throttle 48 with the drain line 11, the liquid from the cavity 42 under the action of the spring in this case should be forced into the drain tank, and the valve 43 to return to its original position. However, this does not happen due to the fact that with the lower position of the spool 43, its hydraulic cavity 42 along line 49 and line 15 communicates with the rod cavity of hydraulic cylinder 8, in which increased pressure is maintained during the stroke of the striker. As a result, the spool 43, and therefore the working valve 16 remain stationary and do not impede the working stroke of the striker 5.
При движении вниз боек своим нижним концом вытесняет жидкость из верхней камеры 23 наконечника в расположенную выше полость 35 по каналам 50, 32 и 33 и в конце рабочего хода входит в отверстие 25 в поперечной перегородке 22. В результате в нижней камере запирается и при дальнейшем движении бойка упруго сжимается жидкость. Гидростатическое давление в упомянутой камере резко возрастает и снабженный инструментом наконечник 21 разгоняется, нанося удар по расположенной перед ним преграде, затрачивая на удар всю энергию, накопленную бойком 5 во время холостого хода. После удара боек 5 останавливается. С остановкой бойка переток рабочей жидкости из штоковой полости 13 гидроцилиндра 8 в его поршневую полость 9 прекращается и давление жидкости в линиях 15 и 49 становится равным атмосферному. Золотник 43 под действием пружины возвращается в исходное положение. По этой причине управляющая полость 47 рабочего клапана 16 по линии 46 снова сообщается со сливом и клапан 16 под давлением жидкости, поступающей по напорной линии 17, закрывается, снова соединяя штоковую полость гидроцилиндра 8 с насосом. В результате начинается повторный холостой ход бойка. Далее цикл повторяется описанным выше образом.When moving down the firing pin with its lower end displaces the liquid from the upper tip chamber 23 into the cavity 35 located above through the channels 50, 32 and 33 and at the end of the working stroke enters the hole 25 in the transverse partition 22. As a result, it locks in the lower chamber during further movement striking fluid elastically compressed. The hydrostatic pressure in the said chamber increases sharply and the
При ударном взаимодействии с прочными и жесткими материалами ход наконечника 21 до полной остановки после удара по величине не превышает расстояния между кольцевым выступом 30 и средней ступенью 19 нижнего конца 4 трубы 1. При малой прочности материала на разрушение расходуется только часть потенциальной энергии бойка. В этом случае после удара наконечник 21 не останавливается и его ход в направлении удара значительно превосходит заданное оптимальное значение. Возникает опасность жесткого соударения наконечника с направляющей трубой.In impact interaction with strong and rigid materials, the stroke of the
В заявляемом изобретении это явление предотвращается благодаря тому, что за пределами оптимального хода наконечника 21 боковая поверхность выступа 30 входит в контакт с боковой поверхностью средней ступени 19, в результате между торцами выступа 30 и большей ступени 20 образуется заполненная жидкостью кольцевая полость, которая с верхней полостью 23 наконечника 21 сообщается через узкую кольцевую щель, обладающую весьма значительным гидравлическим сопротивлением.In the claimed invention, this phenomenon is prevented due to the fact that outside the optimal stroke of the
Последующее перемещение наконечника сопровождается интенсивным ростом давления в образованной кольцевой щели, что приводит к торможению и последующей остановке наконечника до его столкновения с трубой. Наибольшую опасность с точки зрения надежности устройства представляет случай удара «на весу», когда перед инструментом вообще отсутствует преграда. Тогда наконечник 21 находится в крайнем нижнем положении и его кольцевой выступ 30 нижним торцом упирается в верхний торец нижней ступени 20 трубы 1.The subsequent movement of the tip is accompanied by an intense increase in pressure in the formed annular gap, which leads to braking and subsequent stopping of the tip before it collides with the pipe. The greatest danger from the point of view of the reliability of the device is the case of an impact "on weight" when there is no obstacle in front of the tool. Then the
Если не принять дополнительных мер, то жесткое соударение и последующее разрушение наконечника и трубы молота неизбежны. Для исключения подобных последствий в устройстве по изобретению выступ 30 снабжен кольцевой канавкой 31 в средней части, на боковой поверхности которой образованы сквозные радиальные отверстия 32.If you do not take additional measures, then a hard collision and the subsequent destruction of the tip and hammer pipe are inevitable. To avoid such consequences in the device according to the invention, the protrusion 30 is provided with an annular groove 31 in the middle part, on the side surface of which through radial holes 32 are formed.
В нормальных условиях поясок кольцевого выступа 30 не контактирует с боковой поверхностью средней ступени 19. При этом канавка 31 и отверстия 32 открыты и жидкость из верхней камеры 23 беспрепятственно перетекает в полость 35. В крайнем нижнем положении наконечника 21 упомянутый поясок кольцевого выступа сопрягается с боковой поверхностью средней ступени 19, при этом канавка 31 и отверстия 32 закрыты и перетекание жидкости в полость 35 исключается.Under normal conditions, the ring of the annular protrusion 30 is not in contact with the side surface of the middle stage 19. In this case, the groove 31 and the openings 32 are open and the liquid from the upper chamber 23 flows freely into the cavity 35. In the lowermost position of the
В результате перед совершающим рабочий ход бойком образуется заполненная жидкостью замкнутая полость, включающая суммарный объем камер 23 и 24. При входе в эту полость боек 5 упруго сжимает находящуюся в ней жидкость. Давление жидкости в полости резко повышается и на боек действует весьма значительная сила. Под действием указанной силы боек 5 «мягко» затормаживается и останавливается на сравнительно малом пути. Тем самым предотвращается жесткое соударение бойка 5 с трубой 1.As a result, a closed cavity filled with liquid is formed before the striker, which includes the total volume of chambers 23 and 24. Upon entering the cavity, the striker 5 elastically compresses the liquid in it. The fluid pressure in the cavity rises sharply and a very significant force acts on the firing pin. Under the action of the indicated force, the firing pin 5 brakes softly and stops on a relatively small path. This prevents the hard collision of the striker 5 with the pipe 1.
Из вышеизложенного следует, что отличительные признаки устройства по изобретению дают значительный положительный эффект. В герметичной кольцевой полости, сообщенной с расположенной над бойком полостью трубы, при взводе происходит накопление дополнительной потенциальной энергии сжатия воздуха, благодаря чему уменьшаются масса и габариты устройства.From the foregoing it follows that the distinguishing features of the device according to the invention give a significant positive effect. In a sealed annular cavity in communication with a pipe cavity located above the striker, during platoon, additional potential energy of air compression is accumulated, thereby reducing the mass and dimensions of the device.
При расположении гидравлического цилиндра взвода в осевой полости бойка упрощается конструкция устройства и обеспечивается возможность автоматического управления его рабочим процессом.When the hydraulic platoon cylinder is located in the axial cavity of the striker, the design of the device is simplified and the automatic control of its working process is provided.
При снабжении устройства подвижным вдоль оси наконечником, заполненным рабочей жидкостью, упруго сжимаемой в конце рабочего хода, устраняется жесткое соударение элементов конструкции, увеличивается длительность ударного импульса при одновременном снижении его амплитуды. Благодаря этому возрастают надежность и долговечность устройства, повышается эффективность процесса обработки материала ударом.When the device is supplied with a tip movable along the axis and filled with a working fluid elastically compressible at the end of the working stroke, the hard collision of the structural elements is eliminated, the duration of the shock pulse increases while its amplitude is reduced. Due to this, the reliability and durability of the device increase, the efficiency of the process of processing material by impact increases.
Нижний трехступенчатый конец трубы и взаимодействующий с ним внутренний кольцевой выступ, расположенный на внутренней боковой поверхности наконечника и снабженный кольцевой канавкой и радиальными отверстиями в средней части, совместно обеспечивают торможение бойка в конце рабочего хода. Благодаря этому автоматически устраняется возможность жесткого соударения трубы с наконечником в случае ударов в слабую преграду или «на весу», что обеспечивает необходимую надежность и долговечность устройства. Наличие в устройстве подпружиненного клапана, взаимодействующего с бойком в конце взвода, управляемого посредством упомянутого клапана гидравлического распределителя, определяющего положение рабочего клапана, совместно обеспечивают автоматическое управление ударным процессом. Благодаря этому упрощается обслуживание ударного устройства и повышается его эффективность.The lower three-stage end of the pipe and the inner annular protrusion interacting with it, located on the inner side surface of the tip and provided with an annular groove and radial holes in the middle part, together provide braking of the striker at the end of the stroke. This automatically eliminates the possibility of a hard collision of the pipe with the tip in case of impacts on a weak barrier or "on weight", which provides the necessary reliability and durability of the device. The presence in the device of a spring-loaded valve interacting with the striker at the end of the platoon, controlled by the valve of the hydraulic distributor that determines the position of the working valve, together provide automatic control of the shock process. This simplifies the maintenance of the percussion device and increases its efficiency.
Наконец, наличие в устройстве подвижного наконечника в виде стакана значительно расширяет возможную область его применения. Один и тот же механизм только путем замены наконечника может быть легко приспособлен для разрушения негабаритов, забивки свай и шпунта, а также для поверхностного и глубинного трамбования грунта.Finally, the presence in the device of a movable tip in the form of a glass significantly expands the possible field of its application. The same mechanism only by replacing the tip can be easily adapted for the destruction of oversized, driving piles and sheet piling, as well as for surface and deep compaction of the soil.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114602/03A RU2444623C2 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Percussion device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010114602/03A RU2444623C2 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Percussion device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010114602A RU2010114602A (en) | 2011-10-10 |
| RU2444623C2 true RU2444623C2 (en) | 2012-03-10 |
Family
ID=44804802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010114602/03A RU2444623C2 (en) | 2010-03-31 | 2010-03-31 | Percussion device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2444623C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535562C2 (en) * | 2013-01-14 | 2014-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Комбест" | Device to submerge pipes into soil |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU706527A1 (en) * | 1978-07-07 | 1979-12-30 | Красноярский Филиал Научно-Производственного Объединения Всесоюзного Научно- Исследовательского Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Percussive action hydraulic mechanism |
| RU2027937C1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-01-27 | Акционерное общество закрытого типа "НТ-парк" | Percussion hydraulic device |
| CN201180543Y (en) * | 2008-01-31 | 2009-01-14 | 许连海 | Hydraulic quarrying machine |
-
2010
- 2010-03-31 RU RU2010114602/03A patent/RU2444623C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU706527A1 (en) * | 1978-07-07 | 1979-12-30 | Красноярский Филиал Научно-Производственного Объединения Всесоюзного Научно- Исследовательского Института Строительного И Дорожного Машиностроения | Percussive action hydraulic mechanism |
| RU2027937C1 (en) * | 1993-08-31 | 1995-01-27 | Акционерное общество закрытого типа "НТ-парк" | Percussion hydraulic device |
| CN201180543Y (en) * | 2008-01-31 | 2009-01-14 | 许连海 | Hydraulic quarrying machine |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| «Горный журнал» № 11. - М.: Руда и металлы, 2007, с.68. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2535562C2 (en) * | 2013-01-14 | 2014-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью фирма "Комбест" | Device to submerge pipes into soil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010114602A (en) | 2011-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4262755A (en) | Shock absorbing pile driver | |
| RU2059045C1 (en) | Pile-driving hydraulic beater | |
| US4165788A (en) | Hydraulic percussion apparatus | |
| US3714789A (en) | Automatically self-regulating variable-stroke, variable-rate and quiet-operating pile driver method and system | |
| EP3022361B2 (en) | Pile-driver and method for application thereof | |
| US3788402A (en) | Automatically self-regulating variable-stroke, variable-rate and quiet-operating pile driver apparatus | |
| RU2444623C2 (en) | Percussion device | |
| US3511325A (en) | Device for extracting piles or the like | |
| RU2703029C1 (en) | Device for interval-by-interval hydraulic fracturing of strong rocks | |
| NO773469L (en) | UNDERWATER GAS HAMMER. | |
| RU1692187C (en) | Pile-driving hammer | |
| GB2035866A (en) | A device for applying an impact | |
| SU1093800A1 (en) | Hydropneumatic percussive soil-compacting apparatus | |
| RU2180697C2 (en) | Device for hole making in ground | |
| RU1838602C (en) | Impact device | |
| CN113107408A (en) | Jar knocker | |
| RU2276229C1 (en) | Air percussion machine for rod driving in ground | |
| SU1670075A1 (en) | Hydraulic hammer | |
| CN212582669U (en) | a hydraulic hammer | |
| RU2495991C1 (en) | Hydraulic shock machine | |
| GB2079214A (en) | Improvements in or Relating to Impact Tools and Like Percussive Apparatus | |
| SU375888A1 (en) | Repcussive action device | |
| SU1749439A1 (en) | Hydraulic hammer | |
| US2845900A (en) | Mechanical hammer | |
| SU953203A1 (en) | Hydraulic percussive mechanism |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180401 |