[发明专利]用于岩石和混凝土加工的装置

说明书

技术领域

本发明涉及已知为“无滑动”或“无阀”类型的液压冲击机构，该类型的液压冲击机构用在用于加工岩石和混凝土中的至少一者的设备中以及用在包括这种冲击机构的用于凿岩和破碎的设备中。

背景技术

用于岩石或混凝土加工的设备具有敲击、旋转以及敲击的同时进行旋转的各种功能。众所周知的是作为这些设备的部件的冲击机构被液压地驱动。安装成在机器壳体中的缸膛内运动的汽锤活塞则承受交变压力，由此实现汽锤活塞在缸膛中的往复运动。交变压力最通常通过独立的切换阀获得，独立的切换阀通常为滑动类型并且由汽锤活塞在汽缸膛中的位置控制，可替代地将形成在汽锤活塞与汽缸膛之间的两个驱动腔中的至少一个连接至具有通常为液压流体的承压的驱动流体的机器壳体中的管线，以及连接至用于机器壳体中的驱动流体的排出管线。这样，产生了周期性交变压力，该周期性交变压力具有对应于冲击机构的冲击频率的周期。

还已知并且已知超过30年，制造无滑动液压冲击机构，有时也称为“无阀”机构。不同于具有单独的切换阀，在活塞在缸膛中运动使得将根据以上描述的交变压力给予由汽锤活塞的驱动部分分隔开的两个驱动腔中的至少一个期间，无阀冲击机构中的汽锤活塞通过打开和关闭承压驱动流体的供给和排出，也执行了切换阀的工作。如此工作的前提是，布置在机器壳体中的用于腔的加压和排出的通道开启至缸膛中使得开口分开，以使在活塞的往复运动期间在任何位置处均不会引起供应通道与排出通道之间的直接短路连接。供应通道与排出通道之间的连接通常仅通过形成在驱动部分与缸膛之间的间隙密封部存在。否则将会引起大量损失，这是由于将会容许驱动流体在未执行任何有用工作的情况下从高压泵直接经过至油箱。

为了使活塞能够从驱动腔的用于排出的通道关闭的时刻起继续其运动直至用于同一驱动腔的加压的通道开启的时刻，或反之亦然，需要使由容积的变化导致的驱动腔中的压力慢慢地变化。这可以通过将至少一个驱动腔的容积制造成相对于用于传统的滑动类型的冲击机构的正常容积较大来实现。需要使容积较大，这是由于通常所使用的液压流体具有低的可压缩性。我们将可压缩性k定义为容积的相对变化与压力的变化之间的比率：k=（dV/V）/dP。但是，更普遍的是将压缩模量β用作压缩性的计量值。压缩模量β是如上定义的可压缩性的倒数，即，β=Dp/(dV/V)。压缩模量的单位为帕斯卡。整个本文献中将使用以上给出的定义。

US4282937展示了具有两个驱动腔的无阀液压冲击机构，其中压力在这两个腔中交变。两个驱动腔均具有穿过其的大的有效容积，两个驱动腔布置成与靠近缸膛的容积永久地连接。以此方式展示出的该现有技术的一个缺点在于，假定与具有切换阀的传统的冲击机构相比一个运动部分已被移除，则被证明是带来了极低的效率。在本文献中，除非另有说明，我们将“效率”定义为液压效率，即活塞的冲击动力除以供应到液压泵的动力。

SU1068591A展示了根据第二原理的无阀液压冲击机构，也就是说，交变压力位于上部驱动腔中，恒定压力位于下部驱动腔中—即位于最靠近工具的连接部的腔中。本文旨在通过引入相对于压力在其中交变的腔而直接工作的非线性蓄能器系统来提高效率。其示出为具有两个单独的气体蓄能器，其中一个气体蓄能器具有高的补偿压力，另一个气体蓄能器具有低的补偿压力。

被强制引入直接作用在压力在操作期间以冲击频率在完全冲击机构压力与低返回压力之间交变的腔上的蓄能器的一个缺点是，由于蓄能器中的运动部分受到严重磨损，使得保养周期变得更短。

发明的目的及其重要区别特征

本发明的一个目的是示出一种无阀液压冲击机构的设计，该无阀液压冲击机构提供提高效率的机会、同时不会减小保养周期。这通过独立权利要求中所描述的方式来实现。在从属权利要求中描述了其它的有利实施方式。

我们将驱动腔的有效容积定义为在一个冲程循环期间具有交变压力的驱动腔容积的总和，包括在完整的冲程循环期间与一个且是同一个驱动腔持续地连接的容积。已经证实的是，根据以上给出的定义的驱动腔的有效容积对于冲击机构的相对于无阀冲击机构的效率而言是至关重要的。当然，存在多种影响效率的因素，例如间隙密封部的游隙和长度、轴承中的摩擦等等。但是无论这些游隙和轴承如何设计，不可能在不正确地适配驱动腔的有效容积的情况下获得所需的效率。