Гидроударник

(51) 21 3/20 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ связанная с каналом подпитки, а торцы большей ступени обеих втулок образуют с бойком и корпусом камеру управления втулками, к торцам меньшей ступени обеих втулок подведены к первой- кольцевой канал напора, сообщающийся с камерой обратного хода и ко второй - гидроаккумулятор, но плунжер установлен в осевом канале второй втулки и образует с бойком камеру рабочего хода, а камера управления втулками, кольцевые каналы напора и подпитки подведены к регулятору давления, в поршневой части бойка выполнен радиальноосевой канал, канал управления сообщен с камерой управления втулками, характеризующийся тем, что регулятор давления выполнен дифференциальным поршнем в корпусе, в котором образованы камеры напора, слива, питания и управления, сообщенные,соответственно, с каналами напора, слива, подпитки и камерой управления втулками, а камеры напора и питания сообщены посредством двухпозиционного запорного устройства. Технический результат Регулирование величины начального давления в гидроаккумуляторе при изменении прочности разрушаемых пород. Обеспечение запуска устройства, соединение напора с гидроаккумулятором.(76) Кызыров Кайрулла Бейсенбаевич Исаев Валерий Львович Исаев Иван Валерьевич(57) Изобретение относится к горной промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что гидроударник, включающий корпус с размещенным в нем гидроаккумулятором, породоразрушающим инструментом,дифференциальный боек с проточкой и плунжер, подвижно установленный в гидроаккумуляторе, камеры рабочего и обратного хода бойка, в плунжере и корпусе выполнены каналы для сообщения гидроаккумулятора посредством регулятора давления с камерой обратного хода в конце рабочего хода, в корпусе выполнены кольцевая камера и кольцевые каналы напора, слива и подпитки, в корпусе установлены подвижные, ступенчатые втулки с осевым каналом,в котором размещен боек и плунжер, в первой втулке выполнены камера обратного хода,кольцевая камера и канал управления, во второй втулке выполнены канал слива и камера подпитки, 30133 Изобретение относится к горной промышленности. Известно ударное устройство для разрушения горных пород, включающее корпус, боек, камеры рабочего и обратного ходов, распределитель,гидропневмоаккумулятор,тормозную камеру,напорную и сливную магистрали, оно снабжено стабилизатором давления, который выполнен в виде обратного и переливного клапанов, при этом вход обратного и выход переливного клапанов сообщены с напорной магистралью, а выход обратного и вход переливного клапанов сообщены с камерой рабочего хода. (Смотри А.с. СССР 1141190-Кл. МПК Е 21 С 3/20. Опубл. 23.02. 85 г. Бюл. 7). Недостатком ударного устройства для разрушения горных пород является то, что оно снабжено стабилизатором давления, который выполнен в виде обратного и переливного клапанов,а стабилизатор давления не обеспечивает регулирование первоначального давления при изменении прочности разрушаемых пород. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату, является гидравлическое устройство ударного действия, содержащее корпус с размещенным в нем бойком, взаимодействующим с плунжером,подвижно установленным в гидроаккумуляторе, и камерами рабочего и обратного бойка, в его плунжере и корпусе выполнены каналы для сообщения гидроаккумулятора с камерой обратного хода в конце рабочего хода, плунжер выполнен в виде дифференциального поршня, меньшая ступень которого расположена в полости гидроаккумулятора, а большая - в дополнительной камере, которая образована в корпусе устройства.(Смотри А.с. СССР 594308. Кл. МПК Е 21 С 3/20. Опубл. 25.02.78 г. Бюл. 7). Недостатком гидравлического устройства ударного действия является то, что величина начального давления в гидроаккумуляторе формируется сообщением гидроаккумулятора с камерой обратного хода в конце рабочего хода открытием каналов в плунжере и корпусе устройства, что не обеспечивает регулирование первоначального давления при изменении прочности разрушаемых пород. Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, создание технического решения, которое обеспечило бы получение следующего положительного результата 1. Регулирование величины начального давления в гидроаккумуляторе при изменении прочности разрушаемых пород. 2. Обеспечение запуска устройства, соединение напора с гидроаккумулятором. Поставленная задача решается тем, что согласно предполагаемого изобретения,гидроударник,включающий корпус с размещенным в нем гидроаккумулятором,породоразрушающим инструментом,дифференциальный боек с проточкой и плунжер, подвижно установленный в гидроаккумуляторе, камеры рабочего и обратного хода бойка, в плунжере и корпусе выполнены 2 каналы для сообщения гидроаккумулятора посредством регулятора давления с камерой обратного хода в конце рабочего хода, в корпусе выполнены кольцевая камера и кольцевые каналы напора, слива и подпитки, в корпусе установлены подвижные, ступенчатые втулки с осевым каналом,в котором размещен боек и плунжер, в первой втулке выполнены камера обратного хода,кольцевая камера и канал управления, во второй втулке выполнены канал слива и камера подпитки,связанная с каналом подпитки, а торцы большей ступени обеих втулок образуют с бойком и корпусом камеру управления втулками, к торцам меньшей ступени обеих втулок подведены к первой - кольцевой канал напора, сообщающийся с камерой обратного хода и ко второй гидроаккумулятор, но плунжер установлен в осевом канале второй втулки и образует с бойком камеру рабочего хода, а камера управления втулками,кольцевые каналы напора и подпитки подведены к регулятору давления, в поршневой части бойка выполнен радиальноосевой канал, канал управления сообщен с камерой управления втулками,характеризующийся тем, что регулятор давления выполнен дифференциальным поршнем в корпусе, в котором образованы камеры напора, слива, питания и управления, сообщенные, соответственно, с каналами напора, слива, подпитки и камерой управления втулками, а камеры напора и питания сообщены посредством двухпозиционного запорного устройства. Регулирование величины начального давления в гидроаккумуляторе при изменении прочности разрушаемых пород обосновано их зависимостью с энергией удара. Параметры гидроаккумулятора начальное, конечное давления, степень сжатия жидкости формируют потенциальную энергию бойка при его обратном ходе, величину движущей силы на боек при последующем рабочем ходе. Величина хода бойка при его рабочем ходе до соединения камеры рабочего хода со сливом формирует величину кинетической энергии бойка,реализуемой при ударном взаимодействии с инструментом. Величина хода инструмента после удара бойка диагностирует прочностные свойства разрушаемой породы, оценивает результат ударного действия и определяет величину энергии удара,развиваемой при последующем обратном ходе бойка. После ударного взаимодействия бойка с инструментом достигается изменение последующей энергии удара в зависимости от входа инструмента в разрушаемую породу, а этот вход зависит от прочности породы. Обеспечить регулирование величины начального давления в гидроаккумуляторе при изменении прочности разрушаемых пород позволяет выполнение регулятора давления дифференциальным поршнем в корпусе,образование камеры напора, слива, питания и управления,сообщенные,соответственно,с каналами напора, слива, подпитки и камерой управления втулками. Обеспечение запуска устройства, соединение напора с гидроаккумулятором выполняет сообщение камеры напора и питания посредством двухпозиционного запорного устройства. На фигуре изображена схема предлагаемого устройства. Гидроударник содержит корпус 1,с размещенным в нем породоразрушающим инструментом 2, гидроаккумулятором 3, первой 4,второй 5 втулками с соосными осевыми каналами, в которых размещены дифференциальный боек 6 с проточкой 7 и радиальноосевым каналом 8, плунжер 9 с каналами 10, камера рабочего хода 11. В первой втулке 4, с камерой обратного хода 12, выполнены кольцевая камера 13 и канал управления 14, на второй втулке, с камерой рабочего хода 11,выполнен кольцевой канал слива 15 и камера подпитки 16, а торцы большей ступени обеих втулок образуют с бойком и корпусом камеру управления втулками 17, к торцу меньшей ступени первой втулки подведен кольцевой канал напора 18,камера обратного хода 12, к торцу меньшей ступени второй втулки подведен гидроаккумулятор 3, но в осевом канале второй втулки установлен плунжер 9,с возможностью взаимодействия с гидроаккумулятором и с торцем бойка в конце рабочего хода и образует с бойком и осевым каналом втулки камеру рабочего хода. Каналы 10 плунжера 9 сообщают посредством регулятора давления 19 гидроаккумулятор 3 с камерой обратного хода 12 в конце рабочего хода бойка. В корпусе выполнены кольцевые каналы напора 18,подпитки 20 и два канала слива 21, каждый из которых образован ступенями в обеих втулках,камера обратного хода 12 соединена с кольцевой камерой 13 дугообразным каналом 22. Кольцевые каналы напора 18, подпитки 20 и камера управления втулками 17 подведены к регулятору давления 19,который выполнен дифференциальным поршнем 22 в корпусе 1. Дифференциальный поршень и корпус образует камеры напора 23, слива 24, питания 25 и управления 26, сообщенные, соответственно, с каналами напора 26, слива 27, подпитки 28 и каналом 29 с камерой управления втулками 17, а камеры напора 23 и питания 25 сообщены посредством двухпозиционного запорного устройства 30. Гидроударник работает следующим образом. На фигуре показано исходное положение устройства. Корпус 1 поджат к инструменту 2, боек находится в контакте с инструментом. Камера рабочего хода 11, радиальноосевой канал 8, канал 15 и каналы слива 21 в обеих втулках соединены со сливом. Канал напора 18 постоянно соединен с камерой обратного хода 12 и в данном положении сообщен дугообразным каналом 22, кольцевой камерой 13, проточкой 7, каналом управления 14 с камерой управления 17. Частичным открытием канала 14 проточкой 7 давление напора из канала 22 снижается до давления управления в камере 17,обеспечивается разность сил на торцы втулки 4 для ее смещения в камеру 17. Под действием превышающей силы давления в гидроаккумуляторе 3 втулка 5 смещается в камеру 17. Но при полном открытии канала 14 проточкой 7 давление напора в камере 17 из канала 22, камеры 13 повышается до давления напора, обеспечивая перемещение втулки 4 к каналу напора 18 и втулки 5 в гидроаккумулятор 3. При этом выполняется изменение хода бойка до сообщения соответствующих каналов втулок,значение первоначального давления и величина сжатия жидкости в гидроаккумуляторе, которые определяют величину энергии удара. Давление жидкости в камере обратного хода 12 передается регулятору давления 19 посредством канала напора 18 для формирования ее начального значения в гидроаккумуляторе 3 перед взводом бойка и для последующего сжатия жидкости до конечного значения в конце взвода. При этом обеспечивается изменение значения первоначального давления жидкости в гидроаккумуляторе. Это формирует величину развиваемой энергии удара при последующем движении бойка. Гидроаккумулятор 3 подпитывается из напора через регулятор давления 19, камеру 20 и каналы 16, 10. После ударного взаимодействия бойка с инструментом происходит отскок бойка. Сила давления в камере обратного хода 12 подхватывает движение отскока, канал слива 15 перекрывается телом бойка, кольцевая камера 13 сообщается с камерой рабочего хода 11 каналом 8, плунжер 9 отталкивается от бойка, сжимает жидкость в гидроаккумуляторе 3 до промежуточного значения. При этом положении плунжера регулятор давления 19 разобщается от гидроаккумулятора 3. Боек через жидкостную подушку действует на плунжер 9,перемещает его и повышает давление в камере рабочего хода 11, в гидроаккумуляторе 3 до второго промежуточного значения. За счет движения бойка по инерции происходит повышение давления в гидроаккумуляторе до конечного значения. Силы давления на боек в канале 18, камерах 12, 11, 3 уравниваются, боек останавливается, завершив взвод и накопление потенциальной энергии удара. Втулка 5 смещается в камеру 17 под действием повышенного давления в гидроаккумуляторе 3 и посредством замкнутого объема в камере 17 передает движение втулке 4 для смещения в канал 18, определив положение каналов обеих втулок для последующего взаимодействия с проточкой 7 бойка в конце рабочего хода, увеличивая ход бойка до сообщения камеры 13 с каналом 14. Силы давления в гидроаккумуляторе толкают плунжер в камеру рабочего хода 11, передают силовое действие на боек, который совершает рабочий ход. Давление в камере обратного хода 12, в канале 18 повышается до момента сообщения канала 8 бойка с кольцевой камерой 13 первой втулки. Импульс сил давления из канала 8 бойка развивается в камере рабочего хода,передается гидроаккумулятору плунжером 9 и бойку, который перед встречей с инструментом получает дополнительный силовой импульс для возрастания энергии удара. Под действием дополнительного импульса в камере управления втулками 17 возрастают силы давления, которые отталкивают втулки друг от друга, определяют 3 величину открытия канала 14, давление в камере 17 и открытие канала слива 15, фиксирующего завершение рабочего хода. Происходит удар бойка по инструменту. Боек занимает исходное положение. Цикл повторяется при сохранении прижатия корпуса 1 к инструменту 2 и положения 1 двухпозиционного запорного устройства 30. Для включения гидроударника в работу из технологического простоя корпус подводят к инструменту, который выдвигает боек из камеры обратного хода, разобщает радиальноосевой канал 8 от камер 12 и 13. Канал 15 соединяется со сливом. Плунжер 9 прижимается к бойку, выходит из гидроаккумулятора, разгружая его. Регулятор давления получает из камеры 18 давление напора и обеспечивает начальное давление в гидроаккумуляторе. Гидроударник установлен в исходное положение. После регламентного простоя исходное положение устанавливается положением 2 двухпозиционного запорного устройства 30. Положение 1 является рабочим, при котором указанные камеры 23, 25 разобщены. Для отключения работы гидроударника корпус отводят от инструмента. Боек входит в камеру обратного хода. Радиальноосевой канал в бойке сообщает камеры 12 и 11 со сливом. Регулятор давления получает из канала 18 давление слива. Плунжер 9 прижимается к бойку, вводит его в камеру 12, выходит из гидроаккумулятора,разгружая его до начального давления или до давления в напоре. Изменение энергии удара бойка происходит при изменении прочности разрушаемой породы, а диагностируется по величине перемещения инструмента после удара. Пусть прочность пород снизилась. Ход инструмента в малопрочную породу после удара бойка увеличится. Боек уменьшает открытие канала 14 проточкой 7 и давление жидкости в камере управления 17. Первая втулка 4 сместится в камеру 17, вторая втулка 5 сместится в камеру 17, обеспечивая закрытие канала слива 15 для взвода бойка. Втулки сомкнутся торцами. Регулятор давления, получив из камеры управления втулками пониженное значение давления, уменьшит давление подпитки гидроаккумулятора. Втулки сместятся в гидроаккумулятор под превышающем действием сил давления в камере обратного хода. Канал слива откроется, обеспечивая исходное положение бойка. Обратный ход и цикл бойка выполняется с развитием, реализацией инструменту энергии удара с новым, пониженным значением и повышением частоты ударов. Регулятор давления 19 работает следующим образом. Перемещение поршня 22 происходит под действием сил, которые определяют разность давлений в камерах напора 23 и питания 25 и в камере управления 29. Давление в камере управления 29 зависит от прочности разрушаемых пород. При снижении прочности пород давление в камере 29 растет. Разность давлений в камерах определяют смещение поршня 22 в камеру 23. Объем камеры питания 25 растет,давление в этой камере и начальное давление в гидроаккумуляторе снижаются, что уменьшает 4 энергию последующего удара бойка. При повышении прочности пород давление в камере 26 падает. Разность давлений в камерах определяют смещение поршня 22 в камеру 25. Объем камеры питания 25 уменьшается, давление в этой камере и начальное давление в гидроаккумуляторе повышаются,что увеличивает энергию последующего удара бойка. При запуске гидроударника после регламентного простоя необходимо первоначально заполнить камеру 25 и гидроаккумулятор из линии напора 26. Для этого двухпозиционное запорное устройство 30 переводится в положение 2. Камера 23 соединяется с камерой 25 и с гидроаккумулятором. Гидроударник установлен в исходное положение. В результате, обеспечение запуска устройства,соединение напора с гидроаккумулятором выполняет сообщение камеры напора и питания посредством двухпозиционного запорного устройства. Выполнение регулятора давления дифференциальным поршнем в корпусе,образование камеры напора, слива, питания и управления,сообщенные,соответственно,с каналами напора, слива, подпитки и камерой управления втулками позволяет обеспечить регулирование величины начального давления в гидроаккумуляторе при изменении прочности разрушаемых пород. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Гидроударник,включающий корпус с размещенным в нем гидроаккумулятором,породоразрушающим инструментом,дифференциальный боек с проточкой и плунжер,подвижно установленный в гидроаккумуляторе,камеры рабочего и обратного хода бойка, в плунжере и корпусе выполнены каналы для сообщения гидроаккумулятора посредством регулятора давления с камерой обратного хода в конце рабочего хода, в корпусе выполнены кольцевая камера и кольцевые каналы напора, слива и подпитки, в корпусе установлены подвижные,ступенчатые втулки с осевым каналом, в котором размещен боек и плунжер, в первой втулке выполнены камера обратного хода, кольцевая камера и канал управления, во второй втулке выполнены канал слива и камера подпитки,связанная с каналом подпитки, а торцы большей ступени обеих втулок образуют с бойком и корпусом камеру управления втулками, к торцам меньшей ступени обеих втулок подведены к первой - кольцевой канал напора, сообщающийся с камерой обратного хода и ко второй гидроаккумулятор, но плунжер установлен в осевом канале второй втулки и образует с бойком камеру рабочего хода, а камера управления втулками,кольцевые каналы напора и подпитки подведены к регулятору давления, в поршневой части бойка выполнен радиальноосевой канал, канал управления сообщен с камерой управления втулками,отличающийся тем, что регулятор давления выполнен дифференциальным поршнем в корпусе, в котором образованы камеры напора, слива, питания и управления, сообщенные, соответственно, с каналами напора, слива, подпитки и камерой управления втулками, а камеры напора и питания сообщены посредством запорного устройства.