Устройство для разрушения горных пород

(5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Инженерно-технический центр "Силовые импульсные системы" при Московском геологоразведочном институте им,Серго О рджоникидзе(72) Е,Г.фонберштейн, С,П,Экомасов, А.А.Лебедев, А.М,Ровинский и ВЛ.Травин (56) Авторское свидетельство СССР М 1035215, кл. Е 21 С 37/14, 1982.Авторское свидетельство СССР М 1682556, кл, Е 21 С 37/14, 1989.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРУШЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД(57) Использование: изобретение относится к горнодобывающей промышленности и направлено на повышение КПД устройства для разрушения горных пород. Сущность изобретения; устройство снабжено установленным между поршнем 2 и штокомтолкателем 7 стаканом 8 с размещенным в нем клапаном 10, а также установленным на торце 14 гидроцилиндра 13 клапаном управления 16, причем поршень 2, штоктолкатель 7 и торец гидроцилиндра 13 выполнены со сквозным центральным каналом. Такое выполнение устройства позволяет уменьшить энергозатраты на рабочий цикл. 3 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к горонодобывающей промышленности и может быть использовано для разрушения горных пород,старых дорожных покрытий, а также в качестве источника сейсмических волн,Известно устройство для разрушениягорных пород, содержащее корпус, разделенный поршнем на две камеры, в нижнейиз которых размещены ударник и рабочийинструмент, а в верхней - толкатель, пропущенный через корпус и связанный с поршнем, Недостатком данного устройстваявляется низкий КПД вследствие выхлопаотработавших газов, обладающих еще значительнойй энергией.Наиболее близким к предлагаемому устройству по существу технического решения является устройство для разрушениягорных пород, содержащее корпус, разделенный поршнем на две камеры, в нижнейиз которых размещены ударник и рабочийинструмент, а в верхней - шток-толкатель,пропущенный через торец корпуса и жесткосвязанный с поршнем, а также привод штока-толкателя, выполненный в виде силовогоцилиндра, закрепленного на торце корпуса.Устройство работает следующим образом.При движении штока-толкателя и поршня вниз сжатый воздух из нижней камерычерез обратные клапаны, установленные впоршне, перетекает в верхнюю камеру. Приобратном ходе штока-толкателя и поршнявоздух дополнительно сжимается в верхнейкамере и при взаимодействии хвостовиковтарельчатых клапанов, также размещенныхв поршне, с верхним торцом корпуса, сжатый воздух истекает в нижнюю камеру иразгоняет ударник, который наносит ударпо рабочему инструменту.Недостатком этого устройства являетсяего невысокий КПД ввиду необходимостизатрат энергии гидравлической жидкости нетолько на рабочий ход поршня, при которомпроисходит сжатие воздуха в верхней камере, но и холостой ход поршня, при которомвоздух перетекает из нижней камеры в верхнюю. КПД снижается также вследствие малого проходного сечения тарельчатыхклапанов. Они также, как и обратные клапаны, установлены в кольцевом пояске на поршне между его внешним диаметром ицентральным каналом, в котором пропущеншток-тол катель, и сечение этих клапанов ограничено,Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно повышение КПД.Поставленная цель достигается тем, чтоустройство, содержащее корпус, разделенный поршнем на две камеры, в нижней из которых размещены ударник и рабочий инструмент, а в верхней шток-толкатель, пропущенный через торец корпуса и жестко связанный с поршнем, а также привод штока-толкателя, выполненный в виде силового цилиндра, закрепленного на торце корпуса, снабжено установленным между поршнем и штоком-толкателем стаканом с радиальными каналами в его нижней части и С размещенными в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения клапаном, а также установленным на торце силового цилиндра с наружной стороны клапаном управления, причем поршень, штоктолкатель и торец силового цилиндра выполнены со сквозным центральным каналом, верхняя кромка этого канала в поршне выполнена в виде седла для взаимодействия с клапаном стакана, а центральный канал в торце силового цилиндра со стороны поршневой полости оборудован седлом для взаимодействия с верхним торцом поршня силового цилиндра,Существо предложения заключается в следующем. Центральное расположение клапанов в стакане между поршнем и штоком-толкателем позволяет значительно увеличить его проходное сечение и тем самым снизить потери на истечение сжатого воздуха из верхней камеры корпуса в нижнюю и повысить КПД устройства. Кроме. того, выполнение центрального канала в штоке-толкателе и снабжение устройства клапаном управления позволяет заполнить поршневую полость силового цилиндра сжатым воздухом под давлением, равным начальному наименьшему давлению воздуха в верхней камере корпуса, При этом исключается необходимость расходования гидравлической энергии на холостои ход поршня, который совершается под действием силы давления воздуха (пневмопружины). Клапан управления повышает динамику открытия клапана в стакане, что также повышает КПД устройства.На фиг,1 показан общий вид устройства перед производством рабочего цикла; на фиг.2 - то же после сжатия воздуха в верхней камере; на фиг,3 - то же в момент удара ударника по инструменту,Устройство содержит корпус 1, разделенный поршнем 2 на верхнюю 3 и нижнюю 4 камеры, В нижней камере 4 размещены ударник 5 и рабочий инструмент б, В верхней камере 3 размещен шток-толкатель 7 и стакан 8, установленный между штоком-толкателем 7 и поршнем 2. В стакане 8 выполнены радиальные каналы 9, и внутри его размещен с возможностью возвратно-по 17882385 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ступательного перемещения клапан 10, взаимодействующий с седлом 11 в центральном канале 12 поршня 2, Нэ торце корпуса 1 закреплен привод штока-толкателя 7, выполненный в виде силового цилиндра 13, верхний торец 14 которого выполнен с центральным каналом 15 и оборудован клапаном управления 16, Центральный канал 15 со стороны поршневой полости оборудован седлом 17 для взаимодействия с верхним торцом поршня силового цилиндра 13, Шток-толкатель 7 выполнен с центральным каналом 18, а в теле поршня 2 установлены обратные клапаны 19. Поршневая полость цилиндра 13 соединена магистралью 20 с дополнительной емкостью 21, э верхняя камера 3 корпуса 1 соединена магистралью 22 через регулятор давления 23 и ресивер 24 с полостью взвода 25, образованной ударником 5 и рабочим инструментом 6.Устройство для разрушения горных пород работает следующим образом,Перед работой верхняя камера 3 заполняется воздухом под начальным давлением Ро. Поршневая полость силового цилиндра 13 также заполняется воздухом под несколько большим давлением, обеспечивающим посадку клапана 10 на седло 11. С помощью регулятора давления 23 в полость 25 подается воздух под давлением, обеспечивающим подъем ударника 5 при отсутствии сжатого воздуха между ним и поршнем 2, Детали устройства занимают положение, соответствующее фиг.1. Затем в штоковую полость силового цилиндра 13 из гидросистемы (на чертеже не показана) подается масло под напором. Шток-толка- тель 7 с поршнем 2 поднимается вверх, сжимая воздух в верхней камере 3, в которой давление резко возрастает. В поршневой полости силового цилиндра 13 давление воздуха возрастает незначительно вследствие перетекания его в дополнительную емкость 21. Ударник 5 под действием давления воздуха в полости взвода 25 перемещается вверх вслед за поршнем 2. После посадки верхнего торца поршня гидроцилиндра 13 нэ седло 17(при этом полость центрального канала 18 штока-толкателя 7 отсекается от объема центрального канала 18 штока-толкателя 7 отсекается от объема поршневой полости гидроцилиндра) устройство готово к производству основной фазы рабочего цикла, Для этого открывается клапан управления 16 и порция воздуха из центрального канала 18 и стакана 8 выбрасывается в атмосферу. Клапан 10 под действием давления воздуха в верхней камере 3 подбрасывается вверх, открывая центральный канал 12 в поршне 2 (см.фиг,2). Сжатый воздух перетекает из верхней камеры 3 в нижнюю камеру 4, разгоняя ударник 5, который наносит удар по рабочему инструменту 6. После этого масло из штоковой полости силового цилиндра 13 сливается на слив и шток-толкатель 7 с поршнем под действием давления воздуха на верхний торец поршня цилиндра 13 перемещается вниз. Клапан 10 вновь садится на седло 11, так как давление в верхней камере упало до Ро. При движении поршня 2 вниз воздух из камеры 4 через обратные клапаны 19 перетекает в камеру 3. Детали устройства вновь занимают положение, показанное на фиг.1 и устройство готово к повторению рабочего цикла.Предложенное решение за счет центрального расположения клапана 10, а также использования для холостого хода ударника 5 пневмопружины и повышения динамики срабатывания клапана 10 позволяет повысить КПД устройства для разрушения горных пород,Формула изобретения Устройство для разрушения горных пород, содержащее корпус, разделенный поршнем на две камеры, в нижней из которых размещены ударник и рабочий инструмент, а в верхний - шток-толкатель, пропущенный через торец корпуса и жестко связанный с поршнем, а также привод штока-толкателя, выполненный в виде силового цилиндра, закрепленного на торце корпуса, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, оно снабжено установленным между поршнем и штоком-толкателем стаканом с радиальными каналами в его нижней части и с размещенным в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения клапаном, а также установленным на торце силового цилиндра с наружной стороны клапаном управления, причем поршень, шток-толкатель и торец гидроцилиндра выполнены со сквозным центральным каналом, верхняя кромка которого в поршне выполнена в виде седла для взаимодействия с клапаном стакана, а центральный канал в торце гидроцилиндра со стороны поршневой полости имеет седло для взаимодействия с верхним торцом поршня силового цилиндра.. Пиги ак роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 60 ВНИИ оставитель А, Ровинскийхред М.Моргентал Корректор С. Пекарь Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5