Газоимпульсное устройство ударного действия

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>947415

/ ф

// (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено150181 (21) 3234818/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 300782 . Оюллетень ¹28 () М Кп 3

Е 21 С 3/18

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 622.233.. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 300782 (72) Авторы изобретения

Ю.Д. Красников, A.Â. Чижиков, A.A. Кораблев и Н.П. Чижикова (54) ГАЗОИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ

25

Изобретение относится к газоимпульсным устройствам ударного действия и может быть использовано, в частности, для разрушения крепких 5 . горных пород.

Известно газоимпульсное устройство ударного действия, в цилиндре которого размещен поршень-боек, разделяющий пространство цилиндра на камеру сгорания и буферную камеру, . где расположен поршень штока, соеди- ненного с рабочим инструментом. Камера сгорания устройства имеет выхлопной и продувочный каналы и периодически соединяется с продувочной емкостью сжатого воздуха (1 1..При работе известного устройства наблюдаются потери его ударной мощности, вызванные некачественной продувкой камеры сгорания и неполным сгоранием в ней топлива. Это объясняется применением в устройстве петлевой, бесклапанной системы продувки, при которой свежий воздух поступает в камеру сгорания через продувочный канал и сразу же выходит через выхЛопной канал, оставляя непро4утой торцонуи часть камеры сгорания.

Наиболее близким к предлагаемому является гаэоимпульсное устройство ударного действия, включающее цилиндр с размещенным в нем поршнем-бойком, разделяющим его пространство на камеру сгорания, периодически сообщаемую с продувочной емкостью сжатого газа, и буферную камеру, в которой установлен поршень штока, соединенного с рабочим инструментом, при этом в ограничивающей камеру сгорания торцовой крышке выполнен выхлопной коллектор с управляемым клапаном 1.2).

В этом устройстве трудно обеспечить качественную продувку камеры сгорания из-эа ненадежной работы управляемого клапана, что приводит к неполному сгоранию топлива и снижению ударной мощности. Ненадежная работа клапана связана с тем, что управление им осуществляется сжатым воздухом из буферной камеры через канал, открываемый штоком. рабочего инструмента. Положение же штока при работе устройства нестабильно и зависит от внедрения инструмента в массив породы. В результате работа выхлопного управляемого клапана не согласуется с соответствующим по947415 ложением поршня-бойка. Кроме того, некачественная продувка вызвана тем, что продувочный. воздух попадает в продувочную емкость не сразу иэ атмосферы, а проходит через компрессорную камеру и нагретый цилиндр, Таким образом, воздух предварительно нагревается и менее эффективно охлаждает и продувает камеру сгорания.

Цель изобретения — повышение ударной мощности устройства путем улуч- 10 шения продувки камеры сгорания.

Эта цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено электрогенератором и соединенной с ним газовой турбиной, расположенной в вых- 15 лопном коллекторе, причем в электрическую цепь электрогенератора включены контактные прерыватели и концевой переключатель контактов, размещенные последовательно на внутренней поверх-70 ности цилиндра с возможностью взаимодействия с поршнем-бойком, а также соленоид с подвижным сердечником, связанным с управляемым клапаном выхлопного коллектора.

При этом продувочная емкость сое25 ди не на с атмосферой через обрат ный клапан °

На чертеже приведено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство ударного действия содержит корпус в виде цилиндра 1, внутри которого расположены поршеньбоек 2 и поршень 3 штока 4, соединенного с рабочим инструментом 5 ° В цилиндре 1 установлен толкатель 6, вза-35 имодействующий через тягу 7 с плунжерным топливным насосом 8, соединен ным топливопроводом 9 с форсункой

10, ° установленной в торцовой крышке 11 цилиндра 1. Между крышкой 11 40 и поршенм-бойком 2 расположена камера 12 сгорания, а между поршнембойком 2 и поршем 3 штока 4 — буферная камера 13. Торцовая крышка 11 выполнена с выхлопным коллектором 45

14, где установлены подпружиненный клапан 15 и газовая турбина 16. Кроме того, в крышке 11 встроен пусковой клапан 17. На корпусе 1 установлена продувочная емкость 18, соединенная каналом 1Р с камерой 12 сгорания и через Обратный клапан

20 — с атмосферой.

Двигаясь вправо, поршень-боек 2 воздействует на толкатель 6, который приводит в действие плунжерный топливный насос 8. Топливо по топливопроводу 9 через форсунку 10 впрыскивается в камеру 12 сгорания.

При достижении в ней определенной степени сжатия топливо самовоспламеняется и начинает перемещать поршень-боек 2 влево. При этом кон-тактный перерыватель 24, находящийся в нейтральном положении, выключен, а контактный прерыватель 25 включен. Тока в основной цепи электрогенератора 21 нет. При подходе задней кромки поршня-бойка 2 к продувочному каналу 19 передняя кромка поршня-бойка 2 взаимодействует с контактным прерывателем 24 и включает его. Электрическая цепь электрогенератора 21 становится замкнутой, и к соленоиду 22 поступает ток, заставляя переместиться

его сердечник 23 вправо и открыть подпружиненный клапан 15 выхлоп ного коллектора 14. Выхлопные газы из камеры 12 сгорания проходят через открытый клапан 15 и выхлопной коллектор 14, раскручивая турбину 16, в атмосферу. Затем при дальнейшем: продвижении поршнябоика 2 влево открывается продувочный канал 19 и сжатый воздух из продувочной емкости 18 устремляется в камеру 12 сгорания, продувает ее и через клапан 15, выхлопной коллектор 14 и газовую турбину 16 выходит в атмосферу. При дальнейшем движении поршня-бойка 2 влево свежий воздух из атмосферы через обратный клапан 20 поступает в продувочную емкость 18.

Расположенная в выхлопном коллекторе 14 газовая турбина 16 соединена с валом электрогенератора 21, в электрическую цепь которого включены соленоид 22, своим сердечником 23 связанный с клапаном 15, и контактные прерыватели 24 и 25, а также 60 параллельно включен концевой переключатель 26 контактов, в цепи которого предусмотрены реле 27 и 28 переключения контактных прерывателей

24 и 25. Прерыватели 24 и 25, а также концевой переключатель 26 контак тов размещены на внутренней поверхности цилиндра 1. Устройство снабжено также пусковым механизмом 29 и клапаном 30 газовой турбины 16, Работает устройство следующим образом.

Через пусковой клапан 17 в камеру 12 сгорания подается сжатый воздух, который перемещает поршеньбоек 2 в исходное для запуска положение. Одновременно через клапан 30 сжатый воздух поступает в выхлопной коллектор 14 и раскручивает газовую турбину 16 и соединенный с ней электрогенератор 21. Затем с помощью пуского механизма 29 в буферную камеру 13 подается сжатый. воздух, который заставляет переместиться поршень-боек 2 вправо. При этом через продувочный канал 19 происходит нагнетание воздуха в продувочную емкость 18 при закрытом обратном клапане 20, а также сжатие воздуха в камере 12 сгорания.

947415

При подходе к крайней левой точке поршень-боек 2 взаимодействует с контактным прерывателем 25 и выключает его. Цепь становится разомкнутой, соленоид 22 обесточивается, клапан 15 закрывается. В крайнем левом положе-. 5 нии поршень-боек 2 наносит удар по поршню 3 штока 4 рабочего инструмента 5, который вызывает разрушение горного массива или совершает другую полезную работу. Затем поршень-боек )О

2 под действием сжатого воздуха в буферной камере 13 начинает двигаться вправо, нагнетая очередную порцию воздуха в продувочную емкость 18 и сжимая воздух в камере 12 сгорания.

Контактные прерыватели 25 и 24, выходя из взаимодействия с поршнем-бойком 2, остаются в том же положении: прерыватель 25 выключен, прерыватель

24 включен. При подходе поршня-бойка 2 в крайнее правое положение его задняя кромка взаимодействует с переключателем26 контактов и включает его. В цепи переключателя 26 возникает электрический ток, который проходит через реле 27 и 28 и переключает прерыватели 24 и 25,-которйе занимают свое исходное положение (24 выключен, 25 включен). Далее при движении поршня-бойка 2 влево переключатель 26 контактов выключается, реле 27 и 28 обесточиваются. В дальнейшем циклы повторяются в той же последовательности, но без участия пускового механизма 29 и клапанов

17 и 30 ° 35

Регулировка времени продувки камеры 12 сгорания достигается за счет изменения расстояния между прерывателями 24 и 25 контактов по длине цилиндра 1. 40

Предлагаемое устройство ударного действия имеет повышенную ударную мощность на 50-60Ъ по сравнению с известными устройствами того же принципа действия и при тех же диаметрах цилиндра.

Формула изобретения

1. Газоимпульсное устройство ударного действия, включающее цилиндр с размещенным в нем поршнем-бойком, разделяющим его пространство на камеру сгорания, периодически сообщаемую с продувочной емкостью сжатого газа, и буферную камеру,, в которой установлен поршень штока, соединенного с рабочим инструментом, при этом в ограничивающей камеру сгорания торцовой крышке выполнен выхлопной кол1 лектор с управляемым клапаном, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ударной мощности путем улучшения продувки камеры сгорания, оно снабжено электрогенератором и соединенной с ним газовой турбиной, расположенной в выхлопном коллекторе, причем в электрическую цепь электрогенератора включены контактные прерыватели и концевой переключатель контактов, размещенные последовательно на внутренней поверхности цилиндра с возможностью взаимодействия с поршнем-бойком, а также соленоид с подвижным сердечником,,связанным с управляемым клапаном выхлопного коллектора.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что продувочная емкость соединена с атмосферой через обратный клапан.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 432291, кл. E 21 С 37/14, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 381763, кл. E 21 С 37/14, 1972 (прототип).

Составитель.Ю. Стрелов

Редактор И. Михеева Техред К. Мыцьо Корректор Г. Огар

Заказ 5568/50 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4