Устройство для разрушения мерзлых грунтов

(22) Заявлено 060281 (21) 3244822/29-03 5 ф М. Кд.З Е 02 Р 9/22 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения И.А. Янцен, В.П. Литовка, В.В. Парфенов и В.М. Смирнов Карагандинский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к устройствам, предназначенным для разрушения прочных и мерзлых грунтов.Известен рыхлитель для разработки мерзлого и скального грунта, включающий навешиваемую на тягач раму, шарнирную стойку с наковальней и рыхлящем наконечником, ударный механизм и амортизатор, причем ударный механизм выполнен в виде жестко закрепленного на раме силового цилиндра с ударным штоком и поршнем, выполненными составными из частей, а во внутренней полости ударного штока силового цилиндра смонтирован распределительный .клапан, где размещена тяга (1.Недостатком данного рыхлителя для разработки мерзлого и скального грунта является то, что он не может обеспечить эффективной передачи энергии. ударного механизма посредством инструмента на забой, так как под действием определенного сопротивления грунта, стойка навесного рыхлителя отходит в заднее положение до упора, передавая через боек перемещение подвижному поршню, который открывает окно, соединяющее гидропривод насоса с взводящей полостью ударного устройства и происходит взвод, Базовая машина в это время движется осуществляястатическое резание за счет тяговогоусилия. В конце взвода открываетсяклапан, соединяя взводящую полость со 5 сливной магистралью и происходит Разгон ударной массы с нанесением ударапо наковальне шарнирной стойки. Причем удар наносится в любом случае;есть ли достаточное дляэффективной 10 передачи энергии грунту статическоеподжатие или нет, и даже в случаевнезапного отсутствия сопротивленияна инструменте при сколе мерзлого грунта за счет статического резания. Этоприводит к динамическому удару по амортизатору базовой машины.Наиболее близким по техническомурешению к предлагаемому изобретениюявляется гидропневматическое ударноеустройство, содержащее корпус со сливным и напорными каналами, поршень-боек, выполненный с поясками ширинойодин равный сумме величины рабочегохода поршня-бойка и диаметра дополнительного радиального канала, другойменьше диаметра сливного канала икольцевой проточки, аккумулятор, блокуправления с управляемым проходнымокном и золотником, на котором выполнена кольцевая проточка. В одной части корпуса, охватывающей блок управ 981523ления, выполнен смещенный относительно проходного окна радиальный канал,а в другой части корпуса охватывающийпоршень-боек - дополнительный радиальный канал 12).Недостатком данной конструкции является то, что она не может обеспечитьэФФективной передачи энергии посредством инструмента на забой, так как поршень-боек наносит удар по инструментув любом случае: есть ли достаточноедля эФФективной передачи энергии грунту статическое поджатие или нет, идаже в случае внезапного отсутствиясопротивления на инструменте, что приводит к динамическому удару по корпу су конструкций, что снижает долговечность работы машины.Цель изобретения - повышение долговечности работы машины,Поставленная цель достигается тем,2что в устройстве для разрушения мерзлых грунтов, включающем рабочий инструмент и гидропневмоударник с насосом, содержащий корпус с радиальнымиканалами, поршень-боек с кольцевойпроточкой, который образует с корпусом полости взвода и слива, блок управления с проходным окном и золотник, образующий с корпусом полостьуправления и эазолотниковую полость,соединенную с кольцевой проточкойпоршня-бойка перепускной магистральюи магистраль, гидровневмоударник снабжен установленным в перепускной магистрали обратным клапаном, соединенным с входом и выходом последнего 35распределителем, золотник которогосвязан с рабочим инструментом, и гидропневмоаккумулятором, сообщенным сполостью управления золотника блокауправления, 40На чертеже представлена схема устройства для динамического разрушениямерзлого грунта,Устройство содержит рабочий инструмент 1, подвешенный шарнирно на рамебазовой машины, упорную пружину 2,винт 3 регулирования усилия пружиныи гидропневмоударник с насосом, содержащий гидрораспределитель 4, соединенный с инструментом 1, взаимодейОствующий с ограничителем 5 поворотаинструмента.Гидропневмоударник содержит такжекорпус 6, поршень-боек 7, блок 8 управления с золотником 9 управления,гидроаккумулятор 10, выполненный ввиде упругого трубопровода, соединенного с напорной магистралью 11,Поршень-боек 7 разделяет корпус 6на полость взвода 12, полость слива13 и аккумуляторную полость 14, наполненную сжатым газом. Кольцевая проточка 15 выполнена на поршне-бойке 7.В корпусе б выполнен радиальныйканал 16. Поршень-боек 7 имеет пояски 17 и 18. 65 На золотнике 9 выполнена кольцевая проточка 19, а в части корпуса б охватывающей блок управления - управляемое проходное окно 20. Торец золотника 9 образует с корпусом полость управления 21, с которой соединен гидропневмоаккумулятор 22, а в части корпуса, охватывающей блок управления, выполнен радиальный канал 23. Противоположный торец золотника 9 ограничивает эазолотниковую полость 24. В корпусе б выполнен канал 25, напорный канал 26 и сливной канал 27.В перепускной магистрали 28, сое, диняющей эаэолотниковук полость 24 с кольцевой проточкой 15 поршня-бойка 7, установлен обратный клапан 29. Гидрораспределитель 4 соединен с входоми выходом последнего.Полость управления 21 каналом 30постоянно сообщена с полостью слива13. Канал 27 ооединен со сливной магистралью 31.Устройство работает следующим образом.В исходном положении, когда пружина 2 и поршень-боек 7. под действиемгаза в аккумуляторной полости 14 отжимают инструмент 1 до ограничителя5 и поршень-боек 7 нахоцится в крайнем левом (по чертежу) положении,гидрораспределитель 4 закрыт, а зазолотниковая полость 24 сообщена черезканал 25, обратный клапан 29, магистраль 28, канал 16, проточку 15, канал 26 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью 11,Золотник 9 находится в крайнемправом (по чертежу) положении, соединяя взводящую полость 12 через окно20, проточку 19, канал 23 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью11,Полость управления 21 соединеначерез канал 30, полость слива 13 иканал 27 со сливной магистралью 31.При движении машины при включенномнасосе происходит взвод (холостойход) поршня-бойка 7, во время которого жидкость из полости 13 вытесняется в сливную магистраль 31, канал 26запирается пояском поршня-бойка 17,В конце взвода сначала кольцевая проточка 15 сообщается через канал 27со сливной магистралью 31, затем одновременно полость слива 13 отсекается от сливного канала 27 пояском 18,а полость взвода 12 сообщается черезканал 26 и гидроаккумулятор 10 с напорной магистралью 11,Далее жидкость из полости слива13 вытесняется полостью управления21 через канал 30 и аккумулируетсяв гидропневмоаккумуляторе 22. Поршеньбоек 7 выводится и останавливается до тех порпока усилие от забоя, действующее при движении машины, на инструмент 1 не станет больше усилия981523 45 пружины 2, при этом инструмент отклоняется в правое (по чертежу) положение, открывая гидрораспределитель 4,и зазолотниковая полость 24 сообщается через канал 25, гидрораспределитель 4, магистраль 28, канал 16, кольцевую проточку 15 и канал 27 со сливной полостью 31. Жидкость иэ гидропневмоаккумулятора 22 воздействуетна золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. При открытом гидрораспределителе 4 вытесняемая в полость управления 21 из полости слива 13 жидкость воздействует на золотник 9, перемещая его в крайнее левое (по чертежу) положение. При перемещении золотника 9, проходноеокно 20 вначале отсекается от напор-.ного канала 23, а затем сообщается с полостью управления 21. При этомвзводящая полость 12 соединяется череэ проходное окно 20, полость управления 21 и канал 30 со сливной полостью 13.Под действием энергии сжатого газа, поршень-боек 7 перемещается влево (по чертежу) и происходит рабочий ход поршня-бойка 7. При перемещении поршня-бойка 7 сначала одновременно канал 27 сообщает полость 13 со сливной магистралью 31, а канал 26 отсекается пояском 17 от взводящей полости 12, взводящая магистраль запирается, затем пояском 18 разобщается кольцевая проточка 15 и канал 27, разобщая при этом зазолотниковую полость 24 со сливной магистралью 31. В конце рабочего хода (момент нанесения удара по инструменту) поясок 17 открывает канал 26 и сообщает его с кольцевой проточкой 15. При этомнапорная магистраль 11 сообщаетсячерез аккумулятор 10, канал 26, кольцевую проточку 15, канал 16, магистраль 28, обратный клапан 29 и канал 25 с зазолотниковой полостью 24, независимо от положения гидрораспределителя 4, т,е, от того внедрился инструмент или нет. Золотник 9 перемещается в крайнее правое (по чертежу) положение, соединяя напорную магистраль 11 через аккумулятор 10, канал 23, проточку 19 и проходное окно 20 со взводящей полостью 12, Далее циклпов то ряетс я. Наличие гидропневмоаккумулятора 22, включенного в полость управления21, позволяет при холостом ходе, когда зазолотниковая полость 24 заперта,накапливать жидкость вытесняемую изполости слива 13 в момент отсеченияэтой полости от сливного канала 27пояском 18 поршня-бойка 7. Включение в магистраль 28, соединяющую зазолотниковую полость 24 с кольцевой проточкой 15, обратного 10 15 20 25 30 35 40 50 55 60 клапана 29 и гидрораспределителя 4позволяет запирать зазолотниковую полость 24 не давая золотнику 9 открываться, если гидрораспределитель 4,соединенный с инструментом 1 закрыт,т.е. усилие, действующее на инструмент от забоя при движении машины,если не достаточно чтобы преодолетьотрегулированное усилие пружины 2.При холостом ходе, когда полость слива 13 отсекается от сливного .канала27 поясков 18 поршня-бойка 7, ширинакоторого меньше диаметра сливного канала 27, вытесняемая иэ полости слива 13 в полость управления 21, жидкость накапливается в гидропневмоаккумуляторе 22, и поршень-боек 7 останавливается при запертой зазолот-,никовой полости 24, вытесняемая жид"кость открывает золотник приотпертой золотниковой полости24,При рабочем ходе (разгоне) в момент соединения радиального канала 26 с кольцевой проточкой 15 поршня- бойка 7, напорная магистраль 11 соединится с эазолотниковой полостью 24 независимо от положения гидрораспределителя 4 (т.е. произойдет внедрение инструмента или нет) через обратный клапан 29 и золотник закроется, Следовательно, данная конструкция обеспечивает взвод поршня-бойка независимо от внедрения инструмента т.еот положения гидрораспределителя и нанесения удара только при наличии определяемого усилия на инструменте от забоя, что повышает эффективность воздействия инструмента на забой при ударе и исключает удар по ограничителю при отсутствии усилия на инструменте. Формула изобретения Устройство для разрушения мерзлых грунтов, включающее рабочий инструмент и гидропневмоударник с насосом, содержащий корпус с радиальными клапанами, поршень-боек с кольцевой проточкой, который образует с корпусом полости взвода и слива, блок управления с проходным окном и золотник, образующий с корпусом полость управления и зазолотниковую полость, соединенную с кольцевой проточкой поршня-бойка перепускной магистралью, и магистрали, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения долговечности работы машины, гидропневмоударник снабжен установленным в перепускной магистрали обратньм клапаном, соединенным со входом и выходом последнего распределителем, золотник которого связан с рабочим инструментом, и гидропневмоаккумулятором, сообщен981523 Составитель С. ФоминТехред Ж.Кастелевич Корректор А Дзятко Редактор Н, Воловик Заказ 9656/45 Тираж 709ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подл ис коеФилиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным с полостью управления золотникаблока управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 296452, кл. Е 02 Г 3/04, 1971.2. Авторское свидетельство по заявке У 2833124/22-03, кл, Е 02 Г 5/30, 1979 (прототип) .