Способ управления гидромолотом

Авторы патента:

E02D7/10 - с гидравлическим или пневматическим молотом

Владельцы патента RU 2531772:

Общество с ограниченной ответственностью "РОПАТ" (RU)

Изобретение относится к гидромолотам для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Способ управления сваебойным гидромолотом заключается в переключении двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью. Каждый клапан управляется от отдельного электрогидравлического распределителя, сигналы для переключений которых формируются контроллером при взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения. Открытие любого клапана начинается при полном или частичном закрытии другого клапана, причем указанная последовательность переключения клапанов обеспечивается временными задержками срабатывания электрогидравлических распределителей, задаваемых контроллером от момента взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения. Обеспечивается устойчивость цикла работы гидравлического сваебойного молота. 1 ил.

Изобретение относится к гидромолотам для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов.

Известен способ управления гидромолотом по патенту ЕР 2325397, заключающийся в том, что подача рабочей жидкости в штоковую и поршневую полости гидроцилиндра молота осуществляется посредством распределительной системы, состоящей из одного либо двух электрогидравлических двухпозиционных клапанов, периодически сообщающих указанные полости с напорной и сливной магистралями.

Недостатком приведенного способа является то, что вытеснение рабочей жидкости из штоковой полости в сливную магистраль осуществляется при рабочем ходе молота, что обуславливает торможение ударной массы и, как следствие, значительные потери энергии цикла на гидравлическое трение.

Известен также способ управления гидромолотом по патенту RU 2109105, заключающийся в переключении двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью, причем оба клапана срабатывают практически одновременно при подаче гидравлического сигнала от электрогидравлического распределителя, который, в свою очередь, переключается за счет взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения.

Недостатком данного способа управления является наличие «короткого замыкания», имеющего место при срабатывании клапанов: поскольку при переключении клапаны начинают движение одновременно, неизбежна ситуация, в течение которой (от нескольких миллисекунд до сотых долей секунды) напорная и сливная магистрали оказываются сообщенными, при этом возникающая утечка может привести к существенным потерям энергии цикла.

Наиболее близкой к заявляемому способу является система управления гидропневматическим молотом по авторскому свидетельству SU 1532174, содержащая гидравлический источник давления, соединенный через сливной и напорный клапаны со штоковой полостью силового цилиндра, электрогидравлические распределители, предназначенные для переключения указанных клапанов, а также систему автоматического управления, обеспечивающую последовательность переключений электрических гидрораспределителей и, соответственно, клапанов, причем система автоматического управления выполнена в виде датчиков давления и блоков вычисления давления, по сигналу которых и происходят переключения клапанов на рабочий и холостой ход.

Приведенная система управления обеспечивает переключения сливного и напорного клапана раздельно во времени и исключает утечки «короткого замыкания», однако имеет следующие недостатки: управление циклом молота по давлению не обеспечивает устойчивого рабочего процесса (постоянства хода, энергии удара, частоты ударов), так как вследствие утечек энергоносителя, непостоянного механического трения в направляющих ударной массы, изменения отскока и других факторов, переключения могут происходить на разных координатах положения ударной массы. Нестабильный, «пульсирующий» цикл особенно нежелателен при погружении свай, это затрудняет контроль процесса забивки и может привести к разрушению сваи.

Задачей изобретения является обеспечение устойчивости цикла работы гидравлического сваебойного молота за счет управления гидравлическими переключениями по положению ударной массы и заданным временным задержкам срабатывания электрогидравлических распределителей.

Сущность изобретения заключается в том, что управление молотом осуществляется путем переключения двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью, каждый клапан управляется от отдельного электрогидравлического распределителя, сигналы для переключений которых формируются за счет взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения, причем открытие любого клапана начинается при полном или частичном закрытии другого клапана, при этом указанная последовательность переключения клапанов обеспечивается временными задержками срабатывания электрогидравлических распределителей, задаваемых контроллером от момента взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения.

На чертеже приведена схема гидромолота, управление которого предлагается осуществить указанным способом.

Гидромолот содержит закрепленный на корпусе молота гидроцилиндр 1, шток 2 которого соединен с ударной массой 3. Поршень 4, соединенный со штоком 2, разделяет внутреннее пространство гидроцилиндра 1 на штоковую полость 5 и поршневую 6. В состав системы управления молотом входят также: напорный клапан 7, полости управления которого периодически сообщаются с напорной (Р) и сливной (Т) магистралями посредством электрогидравлического распределителя 8, сливной клапан 9, управляемый с помощью электрогидравлического распределителя 10 аналогичным образом. Система управления включает датчик положения 11, взаимодействующий с подвижным элементом молота, например дополнительным штоком 12, и контроллер 13, обеспечивающий переключение электрогидравлических распределителей 8 и 10 по команде датчика 11.

Система управления гидромолотом функционирует следующим образом.

В исходном положении ударная масса 3 оперта на забиваемый элемент, при соответствующих положениях электрогидравлических распределителей 8 и 10, напорный клапан 7 открыт, а сливной клапан 9 закрыт. Давление напорной линии, воздействуя на поршень с обеих сторон, удерживает поршень 4 и, соответственно, ударную массу в данном положении. При включении молота последовательно срабатывают электрогидравлические распределители 8 и 10, далее клапаны 7 и 9 соответственно, разобщая напорную линию с поршневой полостью 6 и коммутируя ее со сливной линией. Под действием разности давлений, действующей на поршень 4, ударная масса перемещается от забиваемого элемента, совершая холостой ход. На части хода дополнительный шток 12 пересекает створ датчика положения 11, что является сигналом для срабатывания распределителей 8 и 10 и соответствующих клапанов 7 и 9. Команда на срабатывание пилотов подается контроллером 13 с некоторой задержкой, задаваемой оператором молота, чем регулируется высота подъема ударной массы, и, соответственно, энергия удара. В программе управления заложено, что распределитель 10, управляющий сливным клапаном 9, срабатывает раньше, чем распределитель 8, вследствие меньшей задержки срабатывания, задаваемой контроллером 13 для распределителя 10, нежели распределителя 8. Соответственно, сливной клапан 9 закрывается раньше, чем открывается напорный клапан 7, при определенном смещении по времени срабатывания распределителей, сливной клапан 9 может полностью закрыться к моменту начала движения напорного клапана 7, тем самым полностью исключив утечку «короткого замыкания».

После переключения клапанов 7 и 9 ударная масса 3, под действием собственного веса и гидравлической силы, обусловленной разницей площадей поршневой 6 и штоковой 5 полостей, ударная масса затормаживается, останавливается и начинает движение в сторону забиваемого элемента, совершая рабочий ход. В предударный период, при прохождении дополнительным штоком 12 уровня датчика положения 11, контроллером 13 формируется сигнал для последующего переключения. Переключение, которое может состояться как в самом конце рабочего хода, так и в начале следующего холостого, осуществляется в обратной последовательности: по аналогичному алгоритму, сначала закрывается напорный клапан 7, затем открывается сливной клапан 9 и далее цикл повторяется.

Таким образом, при описанном способе управления гидромолотом, основанном на взаимодействии подвижного элемента молота с датчиком положения и последующими расчетными временными задержками срабатывания клапанов, обеспечивается устойчивый цикл работы машины.

Способ управления сваебойным гидромолотом, заключающийся в переключении двух двухпозиционных клапанов, один из которых периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, другой периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со штоковой полостью, каждый клапан управляется от отдельного электрогидравлического распределителя, сигналы для переключений которых формируются контроллером при взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения, отличающийся тем, что открытие любого клапана начинается при полном или частичном закрытии другого клапана, причем указанная последовательность переключения клапанов обеспечивается временными задержками срабатывания электрогидравлических распределителей, задаваемых контроллером от момента взаимодействия подвижного элемента молота с датчиком положения.

Похожие патенты:

Гидромолот // 2517290

Изобретение относится к строительным машинам для забивки в грунт свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. Гидромолот для забивания свай содержит трубчатый корпус, ударную массу, два гидроцилиндра для подъема ударной массы, гидрораспределитель для управления потоками гидрожидкости, напорную и сливную гидролинии.

Глубоководный сваебойный копер // 2498016

Группа изобретений относится к строительной технике и может быть использована под водой на больших глубинах для установки свай, крепежных свай и скважинных направлений в грунте морского дна и отбора образцов грунта на больших глубинах с возможностью использования на мелководье и на земле.

Гидравлическая ударная машина // 2495991

Изобретение относится к горному делу, строительству и геофизике - к гидравлическим ударным устройствам импульсного действия, применяется при разрушении горных пород и других твердых материалов и при сейсморазведке в качестве импульсного невзрывного источника сейсмических колебаний.

Регулируемая ударная машина // 2476644

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке как механический источник возбуждения сейсмических волн на малых глубинах.

Устройство ударного действия // 2443863

Изобретение относится к горным машинам и предназначено для ударного разрушения крепких породоподобных материалов и мерзлого грунта, для забивки свай и трамбования грунта и т.д.

Пневмоударная машина для забивания инструментов в грунт // 2440460

Изобретение относится к горной и строительной технике, а именно к пневмоударным устройствам, и может быть использовано для забивания в грунт, в шпуры горных пород и искусственных каменных материалов клиновых инструментов различного профиля.

Пневматическое ударное устройство для забивания в грунт длинномерных элементов // 2401910

Изобретение относится к строительной и горной промышленности, а именно к пневматическим ударным устройствам для забивания в грунт стержневых элементов, например труб, и может найти применение также в других областях промышленности, где требуется ударное воздействие.

Устройство ударного действия // 2354828

Гидравлический молот для погружения свай // 2347037

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для погружения свай при устройстве оснований под фундаменты гражданских и промышленных сооружений, при возведении мостов, пристаней, набережных и для защиты сооружений от подмыва, для погружения свай под заданным углом к поверхности грунта.

Гидромолот // 2333317

Изобретение относится к строительному оборудованию для погружения в грунт железобетонных свай, стальных труб, шпунта и других забивных элементов. .

Устройство для забивания стрежневого элемента в грунт // 2535316

Изобретение относится к горной и строительной технике, применяется для забивания вертикальных стальных труб и при бестраншейной прокладке трубопровода для забивания труб-кожухов в грунт. Устройство содержит основной ударный узел, установленный в отверстии переходного элемента, а также как минимум один дополнительный ударный узел, установленный по оси основного ударного узла в дополнительном отверстии переходного элемента, и соединенный с этим переходным элементом. Обеспечивается увеличение скорости забивания стержневого элемента в грунт путем повышения частоты ударов и возникновения эффекта "разжижения грунта". 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

Гидродвигатель и гидромолот на его основе // 2552287

Группа изобретений относиться к области строительства, а именно к устройствам, используемым для забивки в грунты свай, шпунта, труб и других строительных элементов. Гидромолот содержит верхний и нижний корпуса, направляющие, закрепленные в верхнем и нижнем корпусах, наголовник, закрепленный в нижнем корпусе, гидродвигатель, включающий напорный клапан, содержащий корпус, седло, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, сливной клапан, содержащий корпус, седло, разделительный клапан, выполненный с отверстием, сообщающим между собой полости со стороны переднего и заднего его торцов, управляющие поршни, гидроцилиндр, закрепленный на верхнем корпусе и выполненный содержащим поршень, шток, соединенный с поршнем, штоковую полость, постоянно соединенную с напорной магистралью, и поршневую полость, выполненную подключающейся либо через напорный клапан к напорной магистрали, либо через сливной клапан к сливной магистрали, ударную массу, выполненную передвигающейся вверх вниз по направляющим и соединенную со штоком, узел управления, золотник, выполненный соединенным с узлом управления и напорным и сливным клапанами. Гидромолот снабжен фальштоком, расположенным в поршневой полости гидроцилиндра и соединенным с поршнем. В гидродвигателе сливной клапан выполнен дополнительно содержащим пружину, расположенную между корпусом клапана и управляющим поршнем. Обеспечивается исключение эффекта «короткого замыкания» при переключения давления между напорной и сливной магистралями при работе гидромолота с частотой от 120 до 240 ударов в минуту, достигается повышение быстродействия, надежность и стабильность работы и, как следствие, повышенным КПД гидромолота. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.

Узел соединения штока гидродвигателя с ударной массой гидромолота // 2563100

Изобретение относится к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Технический результат - упрощение сборки с одновременным обеспечением точной расчетной затяжки соединения штока и ударной массы гидромолота. Узел соединения штока гидродвигателя c ударной массой гидромолота содержит соединенный со штоком гидродвигателя кронштейн, эластомерные кольца и подпятники. Узел дополнительно содержит цилиндрический корпус с отверстием в дне и крышкой. Кронштейн, эластомерные кольца и подпятники расположены внутри корпуса. Кронштейн закреплен на торце штока гидродвигателя, вставленного в отверстие в дне корпуса. С обеих сторон к кронштейну примыкают кольца из эластомера, в свою очередь опирающиеся на подпятники, один из которых опирается на дно корпуса, а второй - на крышку, которая закреплена на корпусе с возможностью регулирования зазора между ними. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Регулируемая ударная машина (варианты) // 2567059

Группа изобретений относится к машиностроению, применяется в горном деле при отбойке монолитов, в строительстве, а также в сейсморазведке. Технический результат - повышение эффективности и надежности работы регулируемой ударной машины (РУМ) за счет четкого и надежного ее запуска путем снижения перетечек рабочей среды между камерами прямого и обратного хода и камерой управления и, как следствие, увеличения мощности регулируемой ударной машины, а также путем расширения возможностей ее использования. Управляющее устройство РУМ по второму варианту в отличие от управляющего устройства РУМ по первому варианту не имеет источника рабочей среды и дросселя, имеет блок управления и ресивер, соединенный с химическим источником рабочей среды, электроклапаном запуска, при этом блок управления связан с упомянутым датчиком давления и электроклапаном запуска, соединенным с камерой обратного хода. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Пневматическая машина ударного действия для забивания в грунт длинных стержней // 2567061

Изобретение относится к горной и строительной технике, а именно к пневматическим машинам ударного действия, и предназначено для забивания в грунт длинных стержней. Технический результат - увеличение ресурса работоспособности и экономичности машины, повышение технологичности и удобства в эксплуатации. Пневматическая машина ударного действия включает корпус с выпускным каналом, расположенные в нем ударник, охватывающий центральную трубку, наковальню с конусными кулачками для захвата длинного стержня, камеры рабочего и обратного хода с питающими каналами. В задней части центральной трубки выполнена ступень большего диаметра. Базирование ударника выполнено по наружной поверхности центральной трубки и ее ступени. Камера рабочего хода образована внутренней поверхностью ударника и наружной поверхностью центральной трубки. При этом по меньшей мере один питающий канал камеры рабочего хода выполнен в упомянутой ступени центральной трубки и постоянно соединен с магистралью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Гидромолот // 2588994

Изобретение относится к строительной технике, а именно к конструкциям гидромолотов для погружения в грунт длинномерных стержневых элементов. Технический результат - повышение надежности и долговечности работы гидромолота за счет снижения изгибающей нагрузки на шток цилиндра гидропривода. Гидромолот содержит корпус с направляющими, установленную на направляющих ударную массу, закрепленный на корпусе гидроцилиндр, шток которого связан с ударной массой через подпятник, установленный в теле ударной массы с возможностью перемещения относительно ударной массы, неподвижно закрепленную на ударной массе ограничительную крышку. При этом часть штока, контактирующая с подпятником, выполнена в виде сферической головки с выступающей относительно штока опорной поверхностью, на которой установлены поджатые ограничительной крышкой тарельчатые пружины, а сопряженная со сферической головкой поверхность подпятника выполнена в виде усеченного конуса. 1 ил.

Ударное устройство // 2589777

Изобретение относится к ударным устройствам. Технический результат - быстрое отведение гидравлической жидкости из цилиндра. Ударное устройство, функционирующее со средой под давлением, такой как сжатая текучая среда гидравлической системы, содержащее удлиненный корпус (19), прикрепляемый к рабочей машине, подвижную ударную массу (10) для опирания на корпус (19), снабженный частью линейного регулирования, и механизм для поднятия вверх подвижной массы (10) для удара. Ударная масса (10) содержит первый цилиндр (20) с пространствами (6) и (4) цилиндра и поршень (16), который может перемещаться в нем посредством сжатой текучей среды и штока (1) поршня. При этом в механизме шток (1) поршня прикреплен к указанной массе (10) и дополнительно содержит клапанный механизм (15), имеющий находящуюся под давлением подводящую магистраль (22) и не находящуюся под давлением обратную магистраль (23). С помощью клапанного механизма (15) давление гидравлической жидкости может быть направлено через трубу (14) в первое пространство (6) цилиндра в первом цилиндре (20) к другой стороне поршня (16) для поднятия массы (10) и образования газа в пространстве (4) под давлением. При этом указанное давление в пространстве (6) может быть быстро понижено при направлении массы (10) для удара. Во время удара массы (10) гидравлическая жидкость или ее часть, возвращающаяся из пространства (6) цилиндра первого цилиндра (20), может быть направлена к расширяющемуся пространству (2) внутри штока (1) поршня посредством клапанного механизма (15), в результате чего вредное противодавление, вызванное гидравлической жидкостью, отводимой из пространства (6) цилиндра, существенно уменьшается. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Устройство ударного действия // 2603864

Изобретение относится к горной и строительной технике, предназначено для проходки скважин в грунте, разрушения горных пород и т.д. Технический результат - обеспечение по команде оператора реверсивного режима работы устройства. Устройство ударного действия содержит корпус с патрубком, имеющим впускное отверстие, и выхлопным/выхлопными отверстиями в стенке задней части, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню. На внутренней поверхности корпуса 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. Наковальня, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника выполнены в средней части корпуса, упругое кольцо запорного клапана установлено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью средней части корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки. Камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода. Центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком наружной поверхности указанной трубки. Камера прямого хода образована патрубком, ударником и наружной поверхностью центральной трубки и не сообщена с накопительной камерой и камерой обратного хода. Центральная трубка пропущена через камеру прямого хода до магистрали. Устройство ударного действия имеет два крана для подачи сжатого воздуха в камеру прямого хода через патрубок и в камеру обратного хода через центральную трубку. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Гидродвигатель сваебойного молота // 2614829

Изобретение относится к гидродвигателям для молотов, используемых для погружения в грунт железобетонных и стальных свай, шпунта и других забивных элементов. Технический результат - повышение частотной характеристики гидродвигателя сваебойного молота и, соответственно, частоты ударов молота. Гидродвигатель включает два двухпозиционных клапана: сливной и напорный. Сливной клапан периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра со сливной магистралью, а напорный клапан периодически сообщает поршневую полость гидроцилиндра с напорной магистралью. При этом каждый из клапанов содержит полость управления и заклапанную полость. Полость управления напорного клапана постоянно соединена со сливной магистралью, а полость управления сливного клапана постоянно соединена с напорной магистралью. Управление сливным и напорным клапанами осуществляется путём периодического соединения их заклапанных полостей со сливной или напорной магистралью при помощи отдельного электрогидравлического четырехлинейного двухпозиционного распределителя. При этом сигналы для переключений каждого из распределителей формируются контроллером при взаимодействии подвижного элемента молота с датчиком положения. Между поршневой и штоковой полостью гидродвигателя устанавливается обратный клапан, позволяющий рабочей жидкости свободно перетекать из поршневой полости в штоковую и препятствующий перемещению рабочей жидкости в обратном направлении. При этом в линиях управления, соединяющих заклапанные полости сливного и напорного клапанов со сливной или напорной магистралью, дополнительно установлены пилотные клапаны, по два пилотных клапана в каждой линии управления, один из которых периодически соединяет заклапанную полость соответствующего клапана с напорной магистралью, другой периодически соединяет заклапанную полость соответствующего клапана со сливной магистралью. При этом переключение каждой пары пилотных клапанов осуществляется непосредственно отдельным четырехлинейным двухпозиционным распределителем. 1 ил.

Сваебойная машина и способ забивки свайных элементов в грунт // 2633454

Изобретение относится к сваебойной машине и способу забивки свайного элемента в грунт, причем головную часть свайного элемента помещают в забивной наголовник на нижней стороне приводного ударного блока, который перемещают с помощью главной лебедки и главного каната вдоль мачты и приводят свайный элемент в вертикальное положение забивки в грунт, при этом свайный элемент поднимают с помощью вспомогательной лебедки со вспомогательным канатом из лежачего положения в приблизительно вертикальное положение забивки, в котором головная часть свайного элемента входит в забивной наголовник ударного блока. В соответствии с изобретением достигается особенно безопасная работа за счет того, что во время подъема подлежащего забивке свайного элемента главная лебедка и вспомогательная лебедка управляются средствами управления автоматически одновременно, так что во время подъема головная часть свайного элемента прижата к забивному наголовнику с задаваемым прижимным усилием. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.