Устройство ударного действия (варианты) - RU2640602C2

Чертежи

Описание

Изобретение относится к горной и строительной технике и предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта и т.п.

Известно устройство ударного действия (патент РФ №2105881, кл. Е21С 3/24, E02F 5/18B, 1998 г.), содержащее корпус с впускным и выхлопным отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника выполнена кольцевая канавка, на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений или сквозных отверстий на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. Устройство снабжено направляющим элементом для ударника, выполненным в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса или на наружной поверхности ударника, при этом корпус снабжен наковальней, а кольцевой выступ и ограничитель обратного хода выполнены на внутренней поверхности наковальни.

Недостатком этого устройства является небольшая эффективная площадь ударника со стороны камеры прямого хода по сравнению с поперечным габаритом машины, что снижает энергию единичного удара и, следовательно, устройство работает неэффективно.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство ударного действия (патент РФ №91080, кл. Е21С 3/24, E02D 7/08, 2010 г.), содержащее по первому варианту исполнения корпус с патрубком и впускным и выхлопным/выхлопными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, направляющий элемент для ударника, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, корпус содержит наковальню, на внутренней поверхности которой выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. Направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса или на наружной поверхности ударника. При этом оно имеет дополнительную камеру прямого хода, дополнительный запорный клапан, дополнительную кольцевую канавку, задний кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности корпуса. Дополнительная камера прямого хода образована корпусом, наружной поверхностью патрубка и дополнительным запорным клапаном, выполненным в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью корпуса, а выхлопное/выхлопные отверстия расположены в задней боковой части корпуса. На наружной поверхности патрубка выполнена кольцевая ступень или кольцеобразный ряд впадин, а на внутренней поверхности ударника - соответственно кольцеобразный ряд впадин или кольцевая впадина.

Устройство ударного действия по второму варианту исполнения включает корпус с патрубком и впускным и выхлопным/выхлопными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, направляющий элемент для ударника, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, корпус содержит наковальню, на внутренней поверхности которой выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. При этом оно имеет дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия, дополнительную камеру прямого хода, дополнительный запорный клапан, дополнительную кольцевую канавку, задний кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности корпуса. Дополнительная камера прямого хода образована корпусом, наружной поверхностью патрубка и дополнительным запорным клапаном, выполненным в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью корпуса. Выхлопное/выхлопные отверстия расположены в задней боковой части корпуса, дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия - в передней боковой части корпуса. На наружной поверхности патрубка выполнена кольцевая ступень или кольцеобразный ряд впадин, а на внутренней поверхности ударника - соответственно кольцеобразный ряд впадин или кольцевая впадина. Направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцевого выступа на наружной поверхности ударника или на внутренней поверхности корпуса.

Недостатком этого устройства по первому и второму вариантам исполнения является то, что впуск сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода осуществляется только в момент начала прямого хода ударника и поэтому давление сжатого воздуха на ударник со стороны дополнительной камеры прямого хода уменьшается по ходу ударника к наковальне, в результате чего среднее давление на ударник со стороны камер прямого хода меньше, чем давление в момент начала прямого хода ударника, следовательно, энергия удара ударника меньше относительно энергии удара ударника в устройстве, в котором бы сжатый воздух поступал в дополнительную камеру прямого хода весь период до начала выхлопа из нее. Это снижает эффективность работы известного устройства.

Технической задачей заявленного изобретения является повышение эффективности работы устройства ударного действия за счет повышения энергии единичного удара ударника путем увеличения времени впуска сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода ударника.

Поставленная задача решается тем, что предлагается устройство ударного действия, в первом варианте исполнения включающее корпус с патрубком и впускным и выхлопным/выхлопными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, направляющий элемент для ударника, сквозной канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, корпус содержит наковальню, на внутренней поверхности которой выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений на внутренней поверхности корпуса, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым, направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса или на наружной поверхности ударника. При этом устройство ударного действия имеет дополнительную камеру прямого хода, дополнительный запорный клапан, дополнительную кольцевую канавку, задний кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности задней части корпуса. Дополнительная камера прямого хода образована корпусом, наружной поверхностью патрубка и дополнительным запорным клапаном, выполненным в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью корпуса, а выхлопное/выхлопные отверстия расположены в задней боковой части корпуса. На наружной поверхности патрубка выполнен кольцеобразный ряд впадин, а на внутренней поверхности ударника - кольцевая впадина, при этом патрубок установлен с возможностью взаимодействия своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью ударника. Согласно изобретению устройство ударного действия имеет клапан отсечки, выполненный в виде упругого кольца, кольцевую ступенчатую канавку в патрубке, отверстие/отверстия в патрубке, при этом клапан отсечки установлен в кольцевой ступенчатой канавке в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка, а отверстие/отверстия в патрубке расположены в его торцевом выступе для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода.

Указанная совокупность признаков обеспечивает впуск сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода до начала выхлопа и тем самым увеличивается среднее давление сжатого воздуха со стороны камер прямого хода и, следовательно, повышается энергия единичного удара ударника о наковальню, а значит, повышается эффективность работы устройства.

Во втором варианте исполнения предлагается устройство ударного действия, включающее корпус с патрубком и впускным и выхлопным/выхлопными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, направляющий элемент для ударника, сквозной канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, корпус содержит наковальню, на внутренней поверхности которой выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений на внутренней поверхности корпуса, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. При этом устройство ударного действия имеет дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия, дополнительную камеру прямого хода, дополнительный запорный клапан, дополнительную кольцевую канавку, задний кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности в задней части корпуса. Дополнительная камера прямого хода образована корпусом, наружной поверхностью патрубка и дополнительным запорным клапаном, выполненным в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью корпуса, выхлопное/выхлопные отверстия расположены в задней боковой части корпуса, дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия - в передней боковой части корпуса. На наружной поверхности патрубка выполнен кольцеобразный ряд впадин, а на внутренней поверхности ударника кольцевая впадина, при этом патрубок установлен с возможностью взаимодействия своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью ударника. Направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцевого выступа на наружной поверхности ударника или на внутренней поверхности корпуса. Согласно изобретению устройство ударного действия имеет клапан отсечки, выполненный в виде упругого кольца, кольцевую ступенчатую канавку в патрубке, отверстие/отверстия в патрубке, при этом клапан отсечки установлен в кольцевой ступенчатой канавке в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка, а отверстие/отверстия в патрубке расположены в его торцевом выступе для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода.

Указанная совокупность признаков обеспечивает впуск сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода до начала выхлопа и тем самым увеличивается среднее давление сжатого воздуха со стороны камер прямого хода и, следовательно, повышается энергия единичного удара ударника о наковальню, а значит, повышается эффективность работы устройства.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где справа от оси изображен продольный разрез устройства с запорным клапаном квадратного сечения по первому варианту исполнения (при этом направляющий элемент для ударника выполнен на внутренней поверхности корпуса), а слева от оси - продольный разрез устройства с запорным клапаном круглого сечения по второму варианту (при этом направляющий элемент для ударника выполнен на наружной поверхности ударника).

Устройство ударного действия по первому варианту исполнения (фиг. 1, 2, 3, чертеж справа от оси) содержит корпус 1, ударник 2, установленный с возможностью перемещения в корпусе 1, патрубок 3, камеру 4 прямого хода, дополнительную камеру 5 прямого хода, камеру 6 обратного хода, запорный клапан 7, дополнительный запорный клапан 8. Дополнительная камера 5 прямого хода образована корпусом 1, наружной поверхностью патрубка 3 и дополнительным запорным клапаном 8. Корпус 1 включает наковальню 9 и заднюю гайку 10. В корпусе 1 выполнены впускное отверстие 11, проходящее через патрубок 3, и выхлопное/выхлопные отверстия 12 в задней боковой части. На внутренней поверхности наковальни 9 выполнены передний 13 и задний 14 кольцевые выступы и ограничитель обратного хода (поз. не обозначен). Передний кольцевой выступ 13 расположен между цилиндрическими внутренними поверхностями 15 и 16 наковальни 9, образующими камеру 6 обратного хода, а задний кольцевой выступ 14 - между цилиндрическими поверхностями 17 и 18 задней части корпуса 1. В ударнике 2 выполнен сквозной канал 19 для сообщения камеры 4 прямого хода с камерой 6 обратного хода. На наружной поверхности ударника 2 выполнены в передней его части кольцевая канавка 20, а в задней его части - дополнительная кольцевая канавка 21, в которых установлены соответственно запорный клапан 7 и дополнительный запорный клапан 8 в виде упругих колец, имеющих наружную 22 и внутреннюю 23 поверхности. Запорный клапан 7 установлен с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней поверхностью 15 наковальни 9, а дополнительный запорный клапан 8 - с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью 17 корпуса 1. Патрубок 3 установлен с возможностью взаимодействия его наружной поверхности (поз. не указана) с внутренней поверхностью (поз. не указана) ударника 2. Наружная поверхность патрубка 3 имеет кольцеобразный ряд впадин 24, а внутренняя поверхность ударника 2 - кольцевую впадину 25, которые образуют канал для сообщения камеры 4 прямого хода с дополнительной камерой 5 прямого хода при верхнем (по чертежу) положении ударника 2.

Запорный клапан 7 и дополнительный запорный клапан 8 могут быть выполнены каждый в виде упругого кольца прямоугольного сечения (справа от оси) или круглого сечения (слева от оси).

Устройство имеет направляющий элемент 26 (справа от оси) для ударника 2, выполненный в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса 1 или на наружной поверхности ударника (на чертеже не показано). Ограничитель обратного хода выполнен в виде углублений 27 на цилиндрической внутренней поверхности 16 наковальни 9. Поверхности переднего 13 и заднего 14 кольцевых выступов выполнены сферическими или коническими.

Устройство имеет отверстие/отверстия 28 и кольцевую ступенчатую канавку 29 в патрубке 3, клапан 30 отсечки, выполненный в виде упругого кольца, установленного в кольцевой ступенчатой канавке 29 в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка и образующего кольцевое отверстие 31 между внутренней поверхностью 32 патрубка 3 и наружной поверхностью упругого кольца клапана 30 отсечки.

Устройство ударного действия по второму варианту исполнения (см. фиг. 1, 2, 3, слева от оси) содержит корпус 1, ударник 2, установленный с возможностью перемещения в корпусе 1, патрубок 3, камеру 4 прямого хода, дополнительную камеру 5 прямого хода, камеру 6 обратного хода, запорный клапан 7, дополнительный запорный клапан 8. Дополнительная камера 5 прямого хода образована корпусом 1, наружной поверхностью патрубка 3 и дополнительным запорным клапаном 8. Корпус 1 включает наковальню 9 и заднюю гайку 10. В корпусе 1 выполнены впускное отверстие 11, проходящее через патрубок 3, и выхлопное/выхлопные отверстия 12 в задней боковой части. На внутренней поверхности наковальни 9 выполнены передний 13 и задний 14 кольцевые выступы и ограничитель обратного хода ударника 2 (поз. не обозначен). Передний кольцевой выступ 13 расположен между цилиндрическими внутренними поверхностями 15 и 16 наковальни 9, образующими камеру 6 обратного хода, а задний кольцевой выступ 14 - между цилиндрическими поверхностями 17 и 18 задней части корпуса 1. В ударнике 2 выполнен сквозной канал 19 для сообщения камеры 4 прямого хода с камерой 6 обратного хода. На наружной поверхности ударника 2 выполнены в передней его части кольцевая канавка 20, а в задней его части - дополнительная кольцевая канавка 21, в которых установлены соответственно запорный клапан 7 и дополнительный запорный клапан 8 в виде упругих колец, имеющих наружную 22 и внутреннюю 23 поверхности. Запорный клапан 7 установлен с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней поверхностью 15 наковальни 9, а дополнительный запорный клапан 8 - с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью 17 корпуса 1. Патрубок 3 установлен с возможностью взаимодействия его наружной поверхности (поз. не указана) с внутренней поверхностью (поз. не указана) ударника 2. Наружная поверхность патрубка 3 имеет кольцеобразный ряд впадин 24, а внутренняя поверхность ударника 2 - кольцевую впадину 25, которые образуют канал для сообщения камеры 4 прямого хода с дополнительной камерой 5 прямого хода при верхнем (по фиг. 1-3) положении ударника 2.

Запорный клапан 7 и дополнительный запорный клапан 8 (далее - клапаны 7, 8) могут быть выполнены каждый в виде упругого кольца круглого сечения или прямоугольного сечения (справа от оси).

Устройство имеет направляющий элемент 26 (слева от оси) для ударника 2, выполненный в виде кольцевого выступа на наружной поверхности ударника 2 или на внутренней поверхности корпуса 1 (не показано). Ограничитель обратного хода выполнен в виде углублений 27 на цилиндрической внутренней поверхности 16 наковальни 9, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической. Устройство имеет отверстие/отверстия 28 и кольцевую ступенчатую канавку 29 в патрубке 3, клапан 30 отсечки, выполненный в виде упругого кольца, установленного в кольцевой ступенчатой канавке 29 в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка с образованием кольцевого отверстия 31 между внутренней поверхностью 32 патрубка 3 и наружной поверхностью упругого кольца клапана 30 отсечки.

На цилиндрической внутренней поверхности корпуса 1 в его передней боковой части выполнено дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия 33 из камеры 6 обратного хода.

Устройство ударного действия по первому варианту исполнения работает следующим образом. Перед включением устройства ударник 2 уперт в наковальню 9, а запорный клапан 7 находится в соприкосновении с цилиндрической внутренней поверхностью 15. При включении устройства сжатый воздух по впускному отверстию 11, камере 4 прямого хода и сквозному каналу 19 в ударнике 2 поступает в камеру 6 обратного хода, и в ней повышается давление. Под действием давления упругое кольцо клапана 7 растягивается и прижимается наружной поверхностью 22 дополнительного запорного клапана 8 к цилиндрической внутренней поверхности 15. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 7 давлением прижимается к верхней (по фиг. 1-3) поверхности кольцевой канавки 20 ударника 2. Под действием давления в камере 6 обратного хода за счет разности эффективных площадей ударника 2 ударник 2 перемещается в верхнее (по чертежу) положение. Одновременно с этим часть сжатого воздуха из впускного отверстия 11, через камеру 4 прямого хода, кольцевое отверстие 31, отверстие/отверстия 28, дополнительную камеру 5 прямого хода и выхлопное/выхлопные отверстия 12 поступает в атмосферу, т.е. от начала запуска до начала второго цикла происходит выхлоп порции сжатого воздуха.

При прохождении упругим кольцом клапана 7 углублений 27 на цилиндрической внутренней поверхности 16 наковальни 9 происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры 6 обратного хода через углубления 27, кольцеобразный ряд выступов направляющего элемента 26 (справа от оси) и выхлопное/выхлопные отверстия 12 в атмосферу. После этого упругое кольцо клапана 7 сжимается под действием упругих сил, т.е. возвращается в кольцевую канавку 20 ударника 2. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 приходит в соприкосновение с цилиндрической поверхностью 17 - происходит запирание дополнительной камеры 5 прямого хода.

Сжатый воздух из камеры 4 прямого хода по каналу (поз. не указан), образованному внутренней поверхностью ударника 2 и наружной поверхностью патрубка 3, а также через кольцевое отверстие 31 и отверстие/отверстия 28 поступает в дополнительную камеру 5 прямого хода. С момента запирания клапаном 8 дополнительной камеры 5 прямого хода в ней повышается давление, и ударник 2 останавливается и начинает двигаться в обратном направлении. Под действием давления на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 происходит его растяжение и прижатие наружной поверхностью 22 к внутренней поверхности 17 корпуса 1. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 прижимается к нижней (по фиг. 1-3) поверхности дополнительной канавки 21. Под действием давления в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2, не встречая сопротивления со стороны камеры 6 обратного хода, ускоренно движется вниз и наносит удар по наковальне 9.

Перед ударом происходит выхлоп сжатого воздуха из дополнительной камеры 5 прямого хода через выхлопное/выхлопные отверстия 12 при выходе упругого кольца клапана 8 на выхлопное/выхлопные отверстия 12. В этот момент давление на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 уменьшается и под действием упругих сил упругое кольцо клапана 8 сжимается и возвращается в кольцевую канавку 21 ударника 2. Также при этом, учитывая резкое падение давления в дополнительной камере 5 прямого хода, возникает перепад давления сжатого воздуха между дополнительной камерой 5 прямого хода и камерой 4 прямого хода, в которую сжатый воздух поступает постоянно из впускного канала 11. В результате этого упругое кольцо клапана 30 отсечки растягивается и прижимается к внутренней поверхности 32 патрубка 3 и перекрывает выхлоп из камеры 4 прямого хода в атмосферу через кольцевое отверстие 31, отверстие/отверстия 28 в патрубке 3, дополнительную камеру 5 прямого хода и выхлопное/выхлопные отверстия 12.

В крайнем нижнем положении ударника 2 упругое кольцо клапана 7 соприкасается с цилиндрической поверхностью 15, при этом происходит запирание камеры 6 обратного хода. Далее опять ударник совершает обратный ход, как было описано выше. В верхнем положении, когда происходит выхлоп из камеры 6 обратного хода, открывание канала (поз. не указан), образованного внутренней поверхностью ударника 2 и наружной поверхностью патрубка 3, и запирание дополнительной камеры 5 прямого хода, в последнюю поступает сжатый воздух, давление в ней повышается и за счет уменьшения перепада давления между камерой 4 прямого хода и дополнительной камерой 5 прямого хода упругое кольцо клапана 30 отсечки сжимается под действием сил упругости. При этом сжатый воздух в дополнительную камеру 5 прямого хода поступает еще и через кольцевое отверстие 31. Затем под давлением в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2 останавливается и начинает двигаться в обратном направлении. Под действием давления на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 происходит его растяжение и прижатие наружной поверхностью 22 к внутренней поверхности 17 корпуса 1. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 прижимается к нижней (по фиг. 1-3) поверхности дополнительной канавки 21. Под действием давления в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2, не встречая сопротивления со стороны камеры 6 обратного хода, ускоренно движется вниз и наносит удар по наковальне 9. Затем дальнейшие циклы повторяются.

Устройство ударного действия по второму варианту исполнения (слева от оси) работает следующим образом. Перед включением устройства ударник 2 уперт в наковальню 9, а запорный клапан 7 находится в соприкосновении с цилиндрической внутренней поверхностью 15. При включении устройства сжатый воздух по впускному отверстию 11, камере 4 прямого хода и сквозному каналу 19 в ударнике 2 поступает в камеру 6 обратного хода, и в ней повышается давление. Под действием давления упругое кольцо клапана 7 растягивается и прижимается наружной поверхностью 22 к цилиндрической поверхности 15. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 7 давлением прижимается к верхней (по фиг. 1-3) поверхности кольцевой канавки 20 ударника 2. Под действием давления в камере 6 обратного хода за счет разности эффективных площадей ударника 2 и внутренней поверхности корпуса 1 ударник 2 перемещается в верхнее (по чертежу) положение. Одновременно с этим часть сжатого воздуха из впускного отверстия 11, через камеру 4 прямого хода, кольцевое отверстие 31, дополнительную камеру 5 прямого хода и выхлопное/выхлопные отверстия 12 поступает в атмосферу, от начала запуска до начала второго цикла происходит выхлоп порции сжатого воздуха.

При прохождении упругим кольцом клапана 7 углублений 27 на цилиндрической внутренней поверхности 16 наковальни 9 происходит выхлоп сжатого воздуха из камеры 6 обратного хода через углубления 27 и дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия 33 в атмосферу. После этого упругое кольцо клапана 7 сжимается под действием упругих сил, т.е. возвращается в кольцевую канавку 20 ударника 2. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 приходит в соприкосновение с цилиндрической поверхностью 17 - происходит запирание дополнительной камеры 5 прямого хода.

Сжатый воздух из камеры 4 прямого хода по каналу (поз. не указан), образованному внутренней поверхностью ударника 2 и наружной поверхностью патрубка 3, а также через кольцевое отверстие 31 и отверстие/отверстая 28 поступает в дополнительную камеру 5 прямого хода. С момента запирания клапаном 8 дополнительной камеры 5 прямого хода в ней повышается давление, и ударник 2 останавливается и начинает двигаться в обратном направлении. Под действием давления на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 происходит его растяжение и прижатие наружной поверхностью 22 к внутренней поверхности 17 корпуса 1. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 прижимается к нижней (по фиг. 1-3) поверхности дополнительной канавки 21. Под действием давления в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2, не встречая сопротивления со стороны камеры 6 обратного хода, ускоренно движется вниз и наносит удар по наковальне 9.

Перед ударом происходит выхлоп сжатого воздуха из дополнительной камеры 5 прямого хода через выхлопное/выхлопные отверстия 12 при выходе упругого кольца клапана 8 на выхлопное/выхлопные отверстия 12. В этот момент давление на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 уменьшается и под действием упругих сил упругое кольцо клапана 8 сжимается и возвращается в кольцевую канавку 21 ударника 2. Также при этом, учитывая резкое падение давления в дополнительной камере 5 прямого хода, возникает перепад давления сжатого воздуха между дополнительной камерой 5 прямого хода и камерой 4 прямого хода, в которую сжатый воздух поступает постоянно из впускного канала 11. В результате этого упругое кольцо клапана 30 отсечки растягивается и прижимается к внутренней поверхности 32 патрубка 3 и перекрывает выхлоп из камеры 4 прямого хода в атмосферу через кольцевое отверстие 31, отверстие/отверстия 28 в патрубке 3, дополнительную камеру 5 прямого хода и выхлопное/выхлопные отверстия 12.

В крайнем нижнем положении ударника 2 упругое кольцо клапана 7 соприкасается с цилиндрической поверхностью 15, при этом происходит запирание камеры 6 обратного хода. Далее опять ударник 2 совершает обратный ход, как было описано выше. В верхнем положении, когда происходит выхлоп из камеры 6 обратного хода через дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия 33, открывание канала (поз. не указан), образованного внутренней поверхностью ударника 2 и наружной поверхностью патрубка 3, и запирание дополнительной камеры 5 прямого хода в последнюю поступает сжатый воздух, давление в ней повышается и за счет уменьшения перепада давления между камерой 4 прямого хода и дополнительной камерой 5 прямого хода упругое кольцо клапана 30 отсечки сжимается под действием сил упругости. При этом сжатый воздух в дополнительную камеру 5 прямого хода поступает еще и через кольцевое отверстие 31. Затем под давлением в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2 останавливается и начинает двигаться в обратном направлении. Под действием давления на внутреннюю поверхность 23 упругого кольца клапана 8 происходит его растяжение и прижатие наружной поверхностью 22 к внутренней поверхности 17 корпуса 1. Одновременно с этим упругое кольцо клапана 8 прижимается к нижней (по фиг. 1-3) поверхности дополнительной канавки 21. Под действием давления в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 5 прямого хода ударник 2, не встречая сопротивления со стороны камеры 6 обратного хода, ускоренно движется вниз и наносит удар по наковальне 9. Затем дальнейшие циклы повторяются.

Реферат

Группа изобретений относится к горной и строительной технике и предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта. Устройство ударного действия содержит корпус с патрубком и впускным и выхлопным/выхлопными отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, направляющий элемент для ударника, сквозной канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка. Корпус содержит наковальню, на внутренней поверхности которой выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Ограничитель обратного хода ударника выполнен в виде углублений на внутренней поверхности корпуса, а поверхность переднего кольцевого выступа выполнена сферической или конической, упругое кольцо в сечении выполнено прямоугольным или круглым. Направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцеобразного ряда выступов на внутренней поверхности корпуса или на наружной поверхности ударника. Устройство имеет дополнительную камеру прямого хода, дополнительный запорный клапан, дополнительную кольцевую канавку, задний кольцевой выступ, выполненный на внутренней поверхности задней части корпуса. В первом варианте исполнения выхлопное/выхлопные отверстия расположены в задней боковой части корпуса. При этому устройство имеет клапан отсечки, выполненный в виде упругого кольца, кольцевую ступенчатую канавку в патрубке, отверстие/отверстия в патрубке. При этом клапан отсечки установлен в кольцевой ступенчатой канавке в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка, а отверстие/отверстия в патрубке расположены в его торцевом выступе для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода. Во втором варианте исполнения устройство имеет дополнительное выхлопное/выхлопные отверстия в передней боковой части корпуса, а направляющий элемент для ударника выполнен в виде кольцевого выступа на наружной поверхности ударника или на внутренней поверхности корпуса. При этому устройство имеет клапан отсечки, выполненный в виде упругого кольца, кольцевую ступенчатую канавку в патрубке, отверстие/отверстия в патрубке. При этом клапан отсечки установлен в кольцевой ступенчатой канавке в задней части камеры прямого хода с возможностью взаимодействия наружной поверхностью упругого кольца с внутренней поверхностью патрубка, а отверстие/отверстия в патрубке расположены в его торцевом выступе для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Формула