Свайный молот
Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для погружения в грунт железобетонных свай, шпунтов и подобных элементов. Цель - повышение надежности работы. Свайный молот содержит установленный в направляющей 1 ударник 2, наголовник 3, силовой цилиндр 4 со ступенчатым поршнем 5, газовый аккумулятор, насос 17, распределитель 20. На внутренней боковой поверхности силового цилиндра 4 выполнены кольцевые выступы - верхний 9 и нижний 10. Нижний выступ 10 имеет внутренний диаметр, соответствующий диаметру меньшей ступени поршня 5. Поршень 5 выполнен с открытой снизу полостью 8, заполненной упругим элементом - газовой подушкой. Выступом 10 силовой цилиндр разделен на нижнюю взводящую полость 11 и верхнюю 12 полость низкого давления. Полость 12 сообщена со сливом через канал, выполненный в стенке цилиндра над выступом 13, а также соединена в нижней части посредством обратного клапана 24 с управляющей полостью распределителя 20, которая соединена через запорный вентиль с взводящей полостью 11. Полость 11 сообщена посредством переливных клапанов с насосом и полостью 12. Ударник 2 выполнен с профилированным нижним участком, взаимодействующим с верхним кольцевым выступом. 1 ил.
Изобретение относится к строительным машинам, а именно к высокоэнергетическим свайным молотам с гидроприводом, обеспечивающим погружение в грунт железобетонных свай и шпунта. Цель изобретения - повышение надежности работы. На чертеже изображена схема свайного молота. Молот содержит цилиндрическую направляющую 1 с подвижно размещенным в ней ударником 2, наголовник 3, жестко соединенный с ним силовой цилиндр 4 со ступенчатым поршнем 5, внутренняя осевая полость 6 которого совместно с днищем 7 силового цилиндра образует герметичную полость 8 аккумулятора, заполненного сжатым газом, например азотом. На внутреннем диаметре силового цилиндра 4 выполнены коаксиальные кольцевые выступы 9, 10. Нижний выступ 10 своим внутренним цилиндрическим поясом сопрягается с равной ему по диаметру боковой поверхностью меньшей ступени поршня 5, разделяя силовой цилиндр 4 на нижнюю взводную полость 11 и верхнюю полость 12 низкого давления. Полость 12 постоянно сообщена со сливной магистралью молота через канал 13, выполненный в ее верхней части над выступом 9. Взводящая полость 11 силового цилиндра 4 каналом 14 через дроссельные отверстия 15 в подпружиненных переливных клапанах 16 постоянно соединена с насосом 17. Выходные отверстия 18 переливных клапанов 16 с помощью магистрали 19 и канала 25 постоянно соединены с нижней частью полости 12 силового цилиндра 4. Для управления работой молота установлен распределитель 20 с подпружиненным золотником, управляющая полость 21 которого со взводящей полостью 11 силового цилиндра сообщена через запорный вентиль 22, и канал 23, а с полостью 12 низкого давления - через обратный клапан 24 и канал 25 цилиндра 4. Между днищем 26 направляющей 1 и верхним торцом ударника 2 образована пневмобуферная полость А с запорным вентилем 27. Нижний участок 28 ударника 2 имеет профилированную боковую поверхность, которая при нахождении ударника 2 в нижнем крайнем положении взаимодействует с внутренним пояском верхнего кольцевого выступа 9 силового цилиндра 4. Молот работает следующим образом. Полость 8 аккумулятора заполняют упругим элементом, например сжатым газом, давление которого соответствует выбранной энергии удара. Под действием давления сжатого газа ступенчатый поршень 5 занимает крайнее верхнее положение и в верхний торец последнего под действием силы тяжести упирается нижний торец ударника 2. Золотник распределителя 20 и переливные клапаны 16 под действием пружин занимают крайнее левое (по чертежу) положение. При этом рабочая жидкость от насоса 17 через дроссельные отверстия 15 в переливных клапанах 16 по каналу 14 поступает во взводящую полость 11 силового цилиндра 4. В результате чего ступенчатый поршень 5, преодолевая давление газа в полости 8 опускается совместно с ударником 2 до упора в днище 7 цилиндра 4, дополнительно сжимая газ в полости 8. Для запуска молота в работу кратковременно вручную открывают запорный вентиль 22, и жидкость под давлением из взводящей полости 11 молота поступает в управляющую полость 21 распределителя 20 и перемещает его золотник в крайнее правое положение. При этом насос 17 и заклапанные полости 29 переливных клапанов 16 соединяются со сливом. В результате чего давление в полостях 29 переливных клапанов 16 становится близким к давлению в сливной магистрали и клапаны 16, преодолевая усилие пружин, открываются под давлением жидкости во взводящей полости 11 молота, при этом взводящая полость 11 через отверстия 18 открытых переливных клапанов 16 и магистраль 19 сообщается с полостью 12 низкого давления. Давление во взводящей полости 11 резко падает и становится близким к давлению в полости 12, вследствие чего ступенчатый поршень 5 и соприкасающийся с ним ударник 2 под действием давления сжатого упругого элемента в полости 7 разгоняются, приобретая определенную скорость на пути рабочего хода ступенчатого поршня 5. Одновременно через наголовник 3 на свою 30 действует импульс силы, обеспечивающий погружение ее в грунт. Достигнув крайнего верхнего положения, поршень 5 затормаживается и останавливается, а ударник 2, отрываясь от поршня 5, продолжает движение вверх по инерции до тех пор, пока его кинетическая энергия не перейдет в потенциальную энергию силы тяжести и энергию упругого сжатия газа в пневмобуферной полости А. После переброски золотника распределителя 20 в крайнее правое положение вентиль 22 закрывается. Однако золотник распределителя 20 продолжает удерживаться в крайнем правом положении под действием перепада давления, возникшего при перетекании жидкости из полости 11 в полость 12 гидравлического сопротивления переливных клапанов 16 и магистрали 19. Это положение сохраняется до тех пор, пока движется ступенчатый поршень 5. После остановки ступенчатого поршня 5 в верхнем положении давление в полости 11 сравнивается с давлением в полости 12 низкого давления. Золотник распределителя 20 под действием пружины возвращается в исходное положение. В результате слив жидкости от насоса 17 в бак прекращается и она снова поступает в заклапанные полости 29 переливных клапанов 16, которые под действием пружин и повышенного давления в полостях 29 закрываются, взводящая 11 и полость 12 низкого давления разобщаются. Жидкость от насоса 17 через полости 29, дроссельные отверстия 15 и каналы 14 поступает во взводящую полость 11 молота, снова перемещая поршень 5 в нижнее положение. Производительность насоса 17 подобрана таким образом, чтобы к моменту возвращения ударника 2 в нижнее положение поршень 5 успевал вновь вернуться в свое крайнее нижнее положение. Ударник 2 после достижения крайнего верхнего положения в направляющей 1 под действием собственного веса и давления газа, поджатого в пневмобуферной полости А, начинает движение вниз и в нижнем положении достигает примерно той же скорости, до которой он был разогнан при своем движении вверх. В нижнем положении профилированный участок 28 ударника 2 входит в контакт с поверхностью внутреннего пояска кольцевого выступа 9, разделяя полость 12 низкого давления на нижнюю и верхнюю части. При дальнейшем движении ударника 2 вниз жидкость из нижней части полости 12 вытесняется в ее верхнюю часть через узкую кольцевую щель, образованную между пояском кольцевого выступа 9 и поверхностью профилированного участка 28 ударника 2. За счет высокого гидравлического сопротивления вышеупомянутой щели под торцом ударника 2 возникает давление жидкости, величина которого определяется скоростью ударника 2 и величиной зазора между внутренним диаметром выступа 9 и боковой поверхностью профилированного участка 28 ударника 2. Давление жидкости в полости 12 под торцом ударника 2 в этот момент с одной стороны вызывает затормаживание ударника 2, с другой через наголовник 3 воздействует на свою 30, погружая ее в грунт. Это второй импульс погружения за один рабочий цикл. Профилированный участок 28 ударника 2 рассчитан таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективный процесс погружения сваи. Под действием давления, возникшего в нижней части полости 12 при входе в нее ударника 2, жидкость из полости 12 через обратный клапан 24 поступает в управляющую полость 21 распределителя 20 и перемещает золотник в крайнее правое положение, обеспечивая соединение заклапанных полостей 29 переливных клапанов 16 со сливом. Клапаны 16 под действием повышенного давления во взводящей полости 11 молота открываются, снова сообщая полость 11 с полостью 12. Однако поршень 5 продолжает при этом оставаться в нижнем положении до полной остановки ударника 2, так как при движении последнего давление жидкости в полости 12 превышает давление упругого элемента в газовом аккумуляторе, а площади сечения профилированного участка 20 ударника 2 и большей ступени 5 примерно одинаковы. В момент касания нижнего торца ударника 2 с верхним торцом ступенчатого поршня 5 скорость ударника 2 близка к нулю. После остановки ударника 2 давление жидкости в полости 12 становится равным давлению слива. В результате поршень 5 вместе с ударником 2 под действием упругого элемента в газовом аккумуляторе начинают ускоренное давление вверх, а на свою 30 в этот момент действует силовой импульс. Далее цикл автоматически повторяется. Оба силовые импульсы следуют друг за другом, обеспечивая равномерное погружение сваи в грунт. Герметичная полость А в направляющей 1 служит для уменьшения высоты подъема ударника 2 и, следовательно, повышения его рабочей частоты и сокращения габаритов молота. При движении ударника 2 вверх в полости А происходит сжатие находящегося в ней газа и на ударнике 2 возникает дополнительная сила, сокращая высоту его подъема. Та же сила сообщает ударнику 2 дополнительное ускорение при его движении вниз. В молоте воздействие большой ударной массы на сваю 30 осуществляется через промежуточную жидкостную подушку в нижней части полости 12 низкого давления молота. В результате существенно уменьшается амплитуда пиковых нагрузок при одновременном увеличении длительности их действия и равномерном распределении их по сечению сваи. Благодаря этому предотвращается возможность разрушения сваи и улучшаются условия погружения ее в грунт. Достоинство данного молота еще и в том, что за один рабочий цикл свая дважды испытывает импульсное воздействие, ее интенсивность погружения в грунт резко возрастает. Молот может работать при низких температурах (до -40оС).
Формула изобретения
СВАЙНЫЙ МОЛОТ, включающий направляющую, размещенный в ней ударник, наголовник, жестко соединенный с ним силовой цилиндр, со ступенчатым подпружиненным поршнем, газовый аккумулятор, насос, распределитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, на внутренней боковой поверхности силового цилиндра выполнены кольцевые выступы, нижний из которых имеет внутренний диаметр, соответствующий диаметру меньшей ступени поршня, выполненного с открытой снизу полостью, заполненной упругим элементом в виде газовой подушки, при этом нижним кольцевым выступом силовой цилиндр разделен на нижнюю взводящую полость, и верхнюю полость низкого давления, которая постоянно сообщена со сливом через канал, выполненный в стенке цилиндра над верхним кольцевым выступом, а также соединена в нижней части посредством обратного клапана с управляющей полостью распределителя, причем последняя соединена через запорный вентиль с взводящей полостью, периодически сообщаемой с помощью переливных клапанов с насосом и с полостью низкого давления, при этом ударник выполнен с профилированным нижним участком, взаимодействующим с верхним кольцевым выступом.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002
Извещение опубликовано: 20.01.2002
