1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29859
(51) E21C 37/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0721.1
(22) 26.05.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(76) Кызыров Кайрулла Бейсенбаевич; Исаев
Валерий Львович; Исаев Иван Валерьевич
(56) SU 594308, 25.02.1978г
(54) ГИДРОУДАРНИК
(57) Изобретение относится к горной
промышленности.
Сущность изобретения заключается в том, что
гидроударник, включающий породоразрушающий
инструмент, дифференциальный боек с проточкой и
штоковой ступенью, размещенные в корпусе с
уступами, которые образуют с бойком камеры
обратного и рабочего хода, в корпусе установлены
гидроаккумулятор, кольцевая камера и кольцевые
каналы: напора, слива, входа в камеру рабочего
хода, расположенные в указанном порядке от
камеры обратного хода в направлении камеры
рабочего хода, характеризующаяся тем, что в
корпусе выполнен дополнительный кольцевой канал
напора, который установлен от кольцевой камеры на
расстоянии, равном длине перекрытия для
разделения этих каналов телом бойка при работе, а
проточка на бойке выполнена на расстоянии, равном
сумме длин рабочего хода бойка и перекрытия,
отсчитывая от штоковой ступени бойка для
соединения этих каналов при пуске, но длина
проточки равна длине отступа штоковой ступени
бойка от уступа корпуса в камере обратного хода,
причем расстояние между кольцевым каналом слива
и дополнительным каналом напора равно рабочему
ходу бойка.
Texнический результат
1. Устранение времени простоя в работе бойка
при запуске устройства для повышения частоты
ударов, ударной мощности.
2. Разгрузку гидросистемы соединением напора
со сливом при отводе корпуса от инструмента и
остановке движений бойка в корпусе.
3. Обеспечение взаимоконтакта бойка с
инструментом в рабочем режиме, а нанесение
ударов бойком по инструменту только при
прижатии корпуса гидроударника к упору
инструмента.
(19)KZ(13)A4(11)29859

2. 29859
2
Изобретение относится к горной
промышленности.
Известно гидроударное устройство, содержащее
боек с проточкой, распределитель, плунжер, шток,
установленный в корпусе, камеры холостого и
рабочего хода, компенсатор с гидравлической и
пневматической камерами, изолированными
подвижным разделителем, распределительные
каналы и канал слива, компенсатор установлен в
канале слива, причем гидравлическая камера
компенсатора одним каналом соединена с каналом
слива, другим каналом связана через проточку па
бойке с камерой управления распределителя, а
пневматическая камера сообщена обводным
каналом с переливной камерой. (Смотри А.с. СССР
№973817, Кл. МПК E21С 3/20. Опубликов.
15.11.82г., Бюл. №42).
Недостатком данного изобретения является
низкая частота ударов из-за наличия распределителя
потоков жидкости, работа которого увеличивает
длительность цикла, а отличительная особенность
заключается в соединении гидравлической камеры
компенсатора со сливом, с проточкой па бойке и с
гидравлической камерой гидроударного устройства.
Известен гидроударник, содержащий боек с
меньшей и большей ступенями и кольцевой
проточкой, разделяющей полость корпуса на камеры
рабочего и холостого хода, золотник и инструмент,
установленные в корпусе, каналы напорный,
управления и слива, камеры управления и слежения,
плунжеры управления и слежения, на большей
ступени бойка выполнены кольцевые проточки
управления и слежения, расположенные в
указанном порядке от камеры холостого хода к
камере рабочего хода и сообщающие камеру
управления золотника с напорным и сливным
каналом. (Смотри А.с. СССР №1033726. МПК E21С
3/20. Опубликов.07.08.83г., Бюл. №29)
Недостатком данного изобретения является
наличие золотника для управления возвратно-
поступательными движениями бойка, что
увеличивает длительность цикла и снижает частоту
ударов. Характерной особенностью является
выполнение на большей ступени бойка кольцевой
проточки управления, которая соединена с напором,
и слежения, расположенных в указанном порядке от
камеры холостого хода и сообщающие камеру
управления золотника с напорным и сливным
каналами, а камера слежения выполнена в теле
золотника и сообщена с напорным каналом.
Наиболее близкой по технической сущности и
достигаемому результату, является гидравлическое
устройство ударного действия, содержащее корпус с
размещенным в нем бойком, взаимодействующим с
плунжером, подвижно установленным в
гидроаккумуляторе, и камерами рабочего и
обратного бойка, в его плунжере и корпусе
выполнены каналы для сообщения
гидроаккумулятора с камерой обратного хода в
конце рабочего хода, плунжер выполнен в виде
дифференциального поршня, меньшая ступень
которого расположена в полости
гидроаккумулятора, а большая - в дополнительной
камере, которая образована в корпусе устройства.
(Смотри А.с. СССР №594308.Кл. МПК E21С 3/20.
Опубл. 25.02.78г., Бюл. №7)
Недостатком гидравлического устройства
ударного действия является то, что при запуске
устройства в работу выявлены задержки во времени
автоколебательного возвратно-поступательного
движения бойка. Это обуславливает простои в
работе, что увеличивает длительность цикла,
снижает частоту ударов и ударную мощность.
Задачей изобретения является устранение
вышеуказанных недостатков, создание технического
решения, которое обеспечило бы получение
следующего положительного результата:
1. Устранение времени простоя в работе бойка
при запуске устройства для повышения частоты
ударов, ударной мощности.
2. Разгрузку гидросистемы соединением напора
со сливом при отводе корпуса от инструмента и
остановке движений бойка в корпусе.
3. Обеспечение взаимоконтакта бойка с
инструментом в рабочем режиме, а нанесение
ударов бойком по инструменту только при
прижатии корпуса гидроударпика к упору
инструмента.
Поставленная задача решается тем, что согласно
предполагаемого изобретения, гидроударник,
включающий породоразрушающий инструмент,
дифференциальный боек с проточкой и штоковой
ступенью, размещенные в корпусе с уступами,
которые образуют с бойком камеры обратного и
рабочего хода, в корпусе установлены
гидроаккумулятор, кольцевая камера и кольцевые
каналы: напора, слива, входа в камеру рабочего
хода, расположенные в указанном порядке от
камеры обратного хода в направлении камеры
рабочего хода, характеризующаяся тем, что в
корпусе выполнен дополнительный кольцевой канал
напора, который установлен от кольцевой камеры на
расстоянии, равном длине перекрытия для
разделения этих каналов телом бойка при работе, а
проточка на бойке выполнена на расстоянии, равном
сумме длин рабочего хода бойка и перекрытия,
отсчитывая от штоковой ступени бойка, для
соединения этих каналов при пуске, но длина
проточки равна длине отступа штоковой ступени
бойка от уступа корпуса в камере обратного хода,
причем расстояние между кольцевым каналом слива
и дополнительным каналом напора равно рабочему
ходу бойка.
Устранение времени простоя в работе при
запуске устройства для повышения частоты ударов
обеспечивает дополнительный кольцевой канал
напора в корпусе, который установлен от кольцевой
камеры па расстоянии, равном длине перекрытия
для разделения этих каналов телом бойка в
положении удара бойка по инструменту и для
поддержания цикла автоматического возвратно -
поступательного движения бойка в корпусе с целью
накопления энергии бойка при сжатии жидкости в
гидроаккумуляторе и последующей ее реализации
при ударе бойка по инструменту. Этот признак
разделения указанных каналов при работе, но

3. 29859
3
сообщение их при выдвижении инструмента из
корпуса для остановки бойка, обеспечивает
состояние быстрого запуска, при котором
соблюдается соединение камеры рабочего хода со
сливом, при этом, кольцевая камера, канал входа в
камеру рабочего хода соединяются со сливным
каналом. Создастся превышение силы на боек в
камере обратного хода по отношению к силе па боек
со стороны камеры рабочего хода. Происходит
взвод бойка.
Однако для отключения работы бойка
необходимо камеру обратного и рабочего хода
одновременно соединить со сливом, разгрузить
гидропривод, соединив канал слива с каналами
напора и с каналом входа в камеру рабочего хода.
Для остановки бойка корпус гидроударника с
бойком и инструментом отводится от забоя,
обеспечивая вход штоковой ступени бойка до
уступа корпуса в камере обратного хода, сообщая
дополнительный канал напора, посредством
проточки в теле бойка, с кольцевой камерой и
входным каналом в камеру рабочего хода. Каналы
напора, кольцевая камера соединяются со сливным,
разгружая гидропривод. Такое состояние устройства
обеспечивает признак формулы: ”... проточка на
бойке выполнена на расстоянии, равном сумме длин
рабочего хода бойка и перекрытия, отсчитывая от
штоковой ступени бойка, для соединения этих
каналов при пуске, по длина проточки равна длине
отступа штоковой ступени бойка от уступа корпуса
15 камере обратного хода, причем расстояние между
кольцевым каналом слива и дополнительным
каналом напора равно рабочему ходу бойка”.
Повышение ударной мощности, увеличение
частоты обуславливает сокращение длительности
цикла благодаря своевременному соединению и
разъединению кольцевой камеры, каналов напора,
слива, входа в камеру рабочего хода посредством
дополнительного канала напора, проточки в теле
бойка и других указанных признаков формулы.
На рисунке изображена схема предлагаемого
устройства.
Устройство содержит корпус 1 с размещенным в
нем бойком 2, который взаимодействует с
плунжером, выполненным в виде
дифференциального поршня, состоящего из ступени
3 меньшего диаметра и ступени 4 большего
диаметра, и инструмента 5. Корпус 1 имеет камеру
обратного хода 6, камеру 7 гидроаккумулятора,
кольцевую камеру 8 и камеру рабочего хода 9. В
корпусе выполнены каналы: напора 10, который
подведен к камере обратного хода 6, слива 11, входа
в камеру рабочего хода 12, которые подведены к
камере рабочего хода 9 и канал связи 13, который
сообщает кольцевую камеру 8 с камерой рабочего
хода 9. При ударе бойка по инструменту канал 14 в
плунжере 3 сообщает каналом подпитки 15 камеру 7
гидроаккумулятора с напором. В корпусе выполнен
дополнительный канал напора 16. Для
взаимодействия кольцевой камеры 8 с
дополнительным каналом напора 16 на бойке
выполнена проточка 17. Камера обратного хода 6
образована штоковой ступенью бойка 2 и уступом
корпуса 18.
Устройство работает следующим образом.
В показанном на рисунке положении устройства
боек 2, под действием силы давления жидкости в
камере обратного хода и силы реакции инструмента
на предшествующее ударное воздействие на него
бойком, находится в начале его взвода -движения к
камере рабочего хода. Последняя, в этом
положении, соединена со сливом. Каналы 8 и 17
разобщены телом бойка перекрытием М. После
движения корпуса 1 с ходом ℓh и прижатием
инструмента 5 к забою (на фиг. не показан)
инструмент 5 прижат к бойку 2, который отодвинут
от уступа корпуса 18. Это является исходным
положением после удара, перед отскоком и взводом
бойка для накопления энергии удара. При взводе
под действием сил давления в камере обратного
хода боек перекрывает канал слива 11, смещает
оставшийся объем жидкости в камере рабочего хода
9 вместе с поршнем 4 и штоком 3 в
гидроаккумулятор 7 для сжатия в нем жидкости.
Далее, по движению бойка с ходом ℓp,
дополнительный канал напора 16 перекрывается
телом бойка 2, штоковый торец бойка открывает
кольцевую камеру 8, сообщает кольцевой канал
напора 10 по каналу связи 13 с кольцевым каналом
12 в камеру рабочего хода 9. Давление в камере
рабочего хода повышается. Дальнейшее движение
бойка-замедленное и обусловлено силой давления в
камере обратного хода, силами инерции от
предыдущего движения и силой сопротивления от
давления жидкости в гидроаккумуляторе 7.
Указанные силы уравниваются и боек
останавливается, завершив взвод и накопление
потенциальной энергии бойка в гидроаккумуляторе.
При этом сила давления па шток 3 со стороны
гидроаккумулятора и, соответственно, силовое
действие на боек превышает силу давления на боек
из камеры обратного хода. Эта разность сил
обеспечивает ускоренное движение бойка к
инструменту 5 до момента удара по нему. В период
рабочего хода бойка жидкость из камеры обратного
хода 6 вытесняется через кольцевой канал 10. В
момент удара бойка по инструменту кольцевая
камера 8 перекрывается телом бойка перекрытием
М, канал 11, камера рабочего хода 9 соединяется со
сливом, канал 14 в штоке 3 соединяет
гидроаккумулятор 7 каналом 15 с напором для
пополнения гидроаккумулятора 7. Накопленная
кинетическая энергия бойка 2 в конце рабочего
хода, в момент удара по инструменту 5, передается
инструменту 5, совершая полезную работу
разрушения породы забоя. Далее цикл повторяется.
Дополнительный кольцевой канал напора 16
дополнительно выполняет функцию гидравлической
пяты для бойка по отношению к ответной
поверхности корпуса в рабочем режиме бойка.
Остановка работы бойка производится путем
отвода корпуса 1 от инструмента 5. Под действием
кинетической энергии рабочего хода боек 2, не
встречая сопротивления со стороны инструмента,
отодвинутого oт бойка отводом корпуса от забоя,

4. 29859
4
входит в камеру обратного хода до уступа 18,
перекрывает канал 10, сообщает кольцевую камеру
8 с дополнительным кольцевым каналом напора 16
посредством проточки 17. Напор гидропривода
соединяется со сливом посредством
дополнительного кольцевого капала напора 16,
кольцевой камеры 8, проточки 17, канала 13 в
корпусе 1, канала входа 12 в камере рабочего входа
9. Гидропривод разгружается.
Итак, установка дополнительного кольцевого
канала напора от кольцевой камеры на расстоянии,
равном длине перекрытия и от штоковой ступени
бойка на расстоянии, равном сумме длин рабочего
хода бойка и перекрытия для соединения этих
каналов перед пуском, выполнение проточки на
бойке длиной, равной величине прижатия бойка с
инструментом к корпусу, обеспечивают быстрый
запуск бойка в работу, что позволяет сократить
длительность запуска и цикл работы, определяет
увеличение частоты и ударной мощности, кроме
того, при остановке работы все указанные каналы
соединяются проточкой на бойке со сливом, что
разгружает гидропривод.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Гидроударник, включающий
породоразрушающий инструмент,
дифференциальный боек с проточкой и штоковой
ступенью, размещенные в корпусе с уступами,
которые образуют с бойком камеры обратного и
рабочего хода, в корпусе установлены
гидроаккумулятор, кольцевая камера и кольцевые
каналы: напора, слива, входа в камеру рабочего
хода, расположенные в указанном порядке от
камеры обратного хода, отличающийся тем, что в
корпусе выполнен дополнительный кольцевой
канал напора, который установлен от кольцевой
камеры на расстоянии, равном длине
перекрытия для разделения этих каналов телом
бойка при работе, а проточка на бойке выполнена
на расстоянии, равном сумме длин рабочего хода
бойка и перекрытия, отсчитывая от штоковой
ступени бойка для соединения этих каналов при
пуске, но длина проточки равна длине отступа
штоковой ступени бойка от отступа корпуса в
камере обратного хода, причем расстояние между
кольцевым каналом слива и дополнительным
каналом напора равно рабочему ходу бойка.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова