撞擊裝置中的控制閥以及在活塞的端位置處形成關(guān)閉的壓力空間的方法

專利名稱：撞擊裝置中的控制閥以及在活塞的端位置處形成關(guān)閉的壓力空間的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制閥，其能夠前后運(yùn)動(dòng)并且設(shè)置為打開和關(guān)閉通向撞擊裝置的通道。而且，本發(fā)明涉及一種控制撞擊裝置的工作循環(huán)的方法，以及用于破碎巖石的撞擊裝置。
背景技術(shù)：
在巖石破碎中，使用沖擊錘和鉆巖機(jī)，其設(shè)置有用于通過工具向巖石提供沖擊脈沖的撞擊裝置。該撞擊裝置包括沖擊元件，例如沖擊活塞，其工作壓力表面可以受到壓力介質(zhì)的作用，該沖擊元件設(shè)置用于產(chǎn)生所需的沖擊脈沖。作用在沖擊元件上的壓力介質(zhì)可以利用控制閥進(jìn)行引導(dǎo)，連接該控制閥以打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，尤其當(dāng)控制閥需要能夠非常快速的打開和關(guān)閉時(shí)，閥由于其質(zhì)量和速率而具有高能量的動(dòng)能。因此與現(xiàn)有控制閥有關(guān)的問題在于，其使用需要很高的功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種新穎的和改進(jìn)的控制閥、撞擊裝置以及用于實(shí)現(xiàn)撞擊裝置的工作循環(huán)的方法。
本發(fā)明的控制閥其特征在于，當(dāng)控制元件沿著第一控制方向從中間位置朝向第一極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二工作壓力空間設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間，并且相應(yīng)的，當(dāng)控制元件沿著第二控制方向從中間位置朝向第二極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一工作壓力空間設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間；位于關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)設(shè)置為壓縮并且將控制元件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能；并且關(guān)閉的壓力空間中的壓能設(shè)置為當(dāng)控制元件改變其方向時(shí)再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。
根據(jù)本發(fā)明的方法其特征在于，當(dāng)控制元件沿著第一控制方向朝向極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，在第二工作壓力空間中形成關(guān)閉的壓力空間；當(dāng)控制元件沿著第二控制方向朝向極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，在第一工作壓力空間中形成關(guān)閉的壓力空間；將關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)進(jìn)行壓縮并且將控制元件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能，并且當(dāng)控制元件改變其方向時(shí)將關(guān)閉的壓力空間中的壓能再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。
根據(jù)本發(fā)明的撞擊裝置其特征在于，當(dāng)控制閥的控制元件沿著第一控制方向從中間位置朝向第一極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二工作壓力空間設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間，并且相應(yīng)的，當(dāng)控制元件沿著第二控制方向從中間位置朝向第二極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一工作壓力空間設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間；位于關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)設(shè)置為壓縮并且將控制元件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能；關(guān)閉的壓力空間中的壓能設(shè)置為當(dāng)控制元件改變其方向時(shí)再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能；并且控制閥設(shè)置為不受外部控制的執(zhí)行其工作循環(huán)。
本發(fā)明基本思想在于，控制閥具有控制元件，其能夠沿著第一控制方向和第二控制方向前后運(yùn)動(dòng)并且設(shè)置為引導(dǎo)壓力介質(zhì)流動(dòng)以便通過控制閥導(dǎo)向沖擊元件的一個(gè)或者多個(gè)工作壓力表面或者遠(yuǎn)離它們。而且，關(guān)閉的壓力空間設(shè)置為當(dāng)控制元件沿著第一和第二控制方向接近其極限位置時(shí)均在控制閥中形成該空間。在此情形，關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)壓縮并且將控制元件的動(dòng)能存儲(chǔ)為壓能。當(dāng)控制元件在其極限位置改變方向時(shí)，該壓能再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于，所述的閥無需外部控制，而是只要向其供給壓力介質(zhì)該閥就可以重復(fù)其工作循環(huán)。因此能夠簡(jiǎn)單的控制撞擊裝置的工作循環(huán)。而且，控制閥的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。根據(jù)本發(fā)明的控制閥的再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，用于操作控制閥的功率可以比較低，而與控制閥的工作頻率較高的這樣一個(gè)事實(shí)無關(guān)。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基本思想在于，控制元件設(shè)置為當(dāng)該控制元件沿著第一控制方向和/或第二控制方向運(yùn)動(dòng)時(shí)基本同時(shí)的打開兩個(gè)或者多個(gè)平行的壓力介質(zhì)通道。在此情形，壓力介質(zhì)能夠沿著兩個(gè)或者多個(gè)通道流至撞擊裝置的一個(gè)或者多個(gè)工作壓力表面以便產(chǎn)生沖擊脈沖。在平行通道中壓力介質(zhì)的流動(dòng)方向相同。而且，在撞擊裝置的一些實(shí)施例中，通過控制元件壓力介質(zhì)可以被引導(dǎo)沿著多個(gè)平行通道離開撞擊裝置的工作表面并且進(jìn)入排出通道，結(jié)果產(chǎn)生沖擊脈沖。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基本思想在于，控制元件的一次前后運(yùn)動(dòng)即一個(gè)工作循環(huán)設(shè)置為打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道從而每個(gè)閥工作循環(huán)在撞擊裝置中產(chǎn)生多個(gè)沖擊脈沖。例如，撞擊裝置可以設(shè)置為在控制閥的每個(gè)工作循環(huán)產(chǎn)生2、4或6個(gè)沖擊脈沖。當(dāng)控制閥的工作循環(huán)具有多個(gè)連接瞬間時(shí)，閥的工作頻率可以數(shù)倍的低于撞擊裝置的工作頻率。在連接瞬間，壓力介質(zhì)可以設(shè)置為沿著一個(gè)方向朝向撞擊裝置流動(dòng)或者遠(yuǎn)離該裝置?？蛇x的，在連接瞬間，壓力介質(zhì)可以設(shè)置為沿著第一通道朝向撞擊裝置流動(dòng)并且沿著第二通道遠(yuǎn)離該撞擊裝置。因此控制閥設(shè)置為在連接瞬間打開兩個(gè)或者多個(gè)壓力介質(zhì)通道之間的連接。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，該控制閥包括框架和套筒狀控制元件。該控制元件設(shè)置在框架中的一個(gè)空間內(nèi)，并且能夠沿著控制方向運(yùn)動(dòng)。在控制元件的外周邊上設(shè)置多個(gè)工作壓力表面，其位于圍繞該控制元件的工作壓力空間中。通過影響工作壓力空間中的壓力介質(zhì)的壓力、并且前一壓力還影響作用在工作壓力表面上的壓力，可以使得控制元件運(yùn)動(dòng)。而且，控制元件包括一個(gè)或者多個(gè)從套筒外表面向其內(nèi)表面延伸的孔。通過移動(dòng)控制元件，所述的孔可以指向設(shè)置在框架中的壓力介質(zhì)通道并且離開它們以便引導(dǎo)壓力介質(zhì)的流動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，在控制元件的外周邊上具有臺(tái)肩，其設(shè)置為當(dāng)控制元件運(yùn)動(dòng)時(shí)打開和關(guān)閉從控制元件的工作壓力空間到排出通道的連接。而且，控制元件沿著控制方向的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為打開和關(guān)閉從第一控制壓力通道至第一工作壓力空間的連接。相應(yīng)的，控制元件沿著控制方向的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為打開和關(guān)閉從第二控制壓力通道至第二工作壓力空間的連接。套筒外周邊在臺(tái)肩的兩側(cè)上均設(shè)置有凹部。由于這些凹部，工作壓力空間的容積更大，在此情形，其中可以存儲(chǔ)更高的壓能。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，在套筒狀控制元件內(nèi)部設(shè)置框架部。該框架部設(shè)置有輔助空間，它們通過連接通道與工作壓力空間相連接。輔助空間的目的在于提高工作壓力空間的容積。當(dāng)工作壓力空間具有足夠高的容積時(shí)，在其中可以存儲(chǔ)足夠高的壓能，所述壓能可以用于移動(dòng)控制元件。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，控制元件為細(xì)長(zhǎng)的物體，其沿著縱向前后運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，控制元件包括周邊或者部分周邊并且該控制元件沿著周邊方向前后運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，基本恒定的壓力介質(zhì)壓力供給到控制閥的控制壓力通道中。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，所述壓力介質(zhì)為液壓流體。
附圖簡(jiǎn)要說明本發(fā)明將結(jié)合附圖更加詳細(xì)的描述，其中

圖1為撞擊裝置的截面示意圖，此時(shí)沖擊活塞正準(zhǔn)備返回以開始新的沖程；
圖2為圖1的撞擊裝置的截面示意圖，此時(shí)沖擊活塞開始沖擊運(yùn)動(dòng)；圖3為根據(jù)本發(fā)明的控制閥的截面示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的另一種控制閥的截面示意圖；圖5為撞擊裝置的截面示意圖，其中壓力介質(zhì)從沖擊元件的壓力表面突然排出以產(chǎn)生沖擊脈沖；并且圖6概略的從一個(gè)端部示意出本發(fā)明的控制閥的一部分，其中控制閥的控制元件是可以沿著周邊方向前后運(yùn)動(dòng)的物體。
為了明晰起見，附圖以簡(jiǎn)化的方式示出本發(fā)明。相似的參考標(biāo)記表示相似的元件。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2示意了撞擊裝置1的結(jié)構(gòu)以及工作原理。在此情形下，撞擊裝置1包括沖擊活塞8a，通過壓力介質(zhì)，其能夠沿著沖擊方向A和返回方向B前后運(yùn)動(dòng)，并且其沖擊表面18設(shè)置成用于撞擊位于沖擊活塞8a前面的工具17并且在工具17中產(chǎn)生用以破碎巖石的沖擊脈沖。因此，沖擊活塞8a用作產(chǎn)生沖擊脈沖的沖擊元件8。沖擊活塞8a的工作循環(huán)可以如此通過利用控制閥2控制壓力空間20中的壓力介質(zhì)而得到控制，該壓力介質(zhì)對(duì)沖擊活塞8a施加影響。在一些實(shí)施例中，還可以對(duì)作用于其它壓力空間例如壓力空間11上的壓力進(jìn)行控制。所述壓力介質(zhì)通常為液壓流體。
在圖1中，沖擊活塞8a剛好對(duì)工具17完成撞擊，并且沖擊活塞8a正準(zhǔn)備沿著返回方向B返回以便開始新的沖程?？刂崎y2已經(jīng)打開從位于沖擊活塞8a后端處的壓力空間20到通向容箱的通道7c之間的連接，此時(shí)基本上沒有壓力介質(zhì)壓力作用在位于沖擊活塞8a后端處的工作壓力表面9上。通過通道10，從壓力源30到圍繞沖擊活塞8a的壓力空間11之間形成連接，此時(shí)壓力介質(zhì)的壓力作用在沖擊活塞8a的工作表面12a至12c上，所述工作表面的尺寸設(shè)置為使得沖擊活塞8a沿著方向B開始返回運(yùn)動(dòng)。
在圖2中，沖擊活塞8a正準(zhǔn)備沿著沖擊方向A開始沖擊運(yùn)動(dòng)。控制閥2已經(jīng)打開從通道7a至通道7b并且進(jìn)而至壓力空間20的連接。此時(shí)從壓力源30供給的壓力介質(zhì)的壓力作用在工作壓力表面9上。沿著沖擊方向A的工作壓力表面明顯大于沿著返回運(yùn)動(dòng)B的方向作用在沖擊活塞8a上的工作壓力表面，在此情形下，沖擊活塞8a開始以高加速度朝向工具17運(yùn)動(dòng)并且對(duì)其進(jìn)行撞擊。在圖1和2所示的方案中，可以利用適當(dāng)?shù)难b置探測(cè)沖擊活塞的位置，并且探測(cè)信息可以用于控制沖擊活塞的工作循環(huán)。
對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，非常顯然的是，還能夠以不同于在圖1和2中所示例的形式實(shí)現(xiàn)撞擊裝置1。沖擊元件8可以包括各種臺(tái)肩和工作壓力表面。而且，控制閥2可以設(shè)置為將壓力介質(zhì)導(dǎo)向所有的工作壓力表面或者僅導(dǎo)向某些工作壓力表面。
圖3示意了根據(jù)本發(fā)明的控制閥2的實(shí)施例。與控制閥2的使用有關(guān)的裝置可以設(shè)置在形成于該閥的第一端部中的操作部件90中，并且與壓力介質(zhì)的控制有關(guān)的裝置即連接裝置可以設(shè)置在形成于該閥的第二端部中的控制部件91中?？刂崎y2包括框架3和控制元件5。控制元件5可以為細(xì)長(zhǎng)的套筒狀物體，其能夠相對(duì)于框架3沿著軸向移動(dòng)?？刂圃?可以包括第一工作壓力表面60，其作用于方向A中并且與控制閥2的第一工作壓力空間61相連接。而且，控制元件5還可以包括第二工作壓力表面62，其作用于方向B中并且與控制閥2的第二工作壓力空間63相連接?？刂圃?的外周邊上可以設(shè)置有臺(tái)肩64，當(dāng)控制元件5沿著軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其能夠打開或者關(guān)閉從工作壓力空間61、63至排出通道65的連接。而且，控制元件5沿著軸向的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為打開和關(guān)閉從第一控制壓力通道66至第一工作壓力空間61的連接。相應(yīng)的，控制元件5可設(shè)置成打開和關(guān)閉從第二控制壓力通道67至第二工作壓力空間63的連接。如從圖3示出的，在套筒外的周邊上在臺(tái)肩64的兩側(cè)均可設(shè)置凹部。工作壓力空間61和63的容積由于凹部的存在而變大。而且，通過連接通道68和69，工作壓力空間61和63可以連接至任意形成在套筒內(nèi)的框架部3a中的輔助空間70和71。輔助空間70和71的目的在于增加工作壓力空間61和63的容積。在某些情形，僅僅設(shè)置在控制元件5中的凹部80，或者可選的僅僅輔助空間70、71能夠足以增加工作壓力空間61和63的容積。當(dāng)工作壓力空間61和63具有足夠大的容積時(shí)，壓能可以儲(chǔ)存在其中以用于控制元件5的軸向運(yùn)動(dòng)，這將在以后進(jìn)行描述。圖3示出控制元件5處于中間位置，從此位置，其可以沿著方向A移動(dòng)至其第一極限位置，并且相應(yīng)的沿著方向B移動(dòng)至其第二極限位置。因此控制元件5在兩個(gè)極限位置以及中間位置中均能夠執(zhí)行控制功能。
根據(jù)圖3的控制元件5可以具有多個(gè)平行的排出通道72a至72c，當(dāng)控制元件5處于中間位置時(shí)，壓力介質(zhì)可以沿著這些通道從撞擊裝置1流向通至容箱的通道73。如果控制元件5從中間位置沿著方向A或B運(yùn)動(dòng)，則從平行的排出通道72a至72c到通道73的連接將被關(guān)閉。同時(shí)，從壓力通道74到工作壓力通道75a或75b的連接被打開。由此，圖3所示的控制閥2的工作循環(huán)包括多個(gè)連接瞬間。當(dāng)圖3的控制閥2從第一極限位置向第二極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，在該從左向右的單向運(yùn)動(dòng)期間，產(chǎn)生兩種控制功能在第一極限位置中，壓力介質(zhì)可沿著壓力介質(zhì)通道75a流向撞擊裝置1；在中間位置處，壓力介質(zhì)可沿著平行的排出通道72a至72c從撞擊裝置1流出至容箱內(nèi)；并且在第二極限位置處，壓力介質(zhì)沿著通道75b供給到撞擊裝置1中?？刂崎y2可與撞擊裝置1相連接從而控制元件5沿著方向A或B的一次軸向運(yùn)動(dòng)在撞擊裝置1中產(chǎn)生一次沖擊脈沖。在此情形，與控制閥2的工作頻率相比，撞擊裝置1的工作頻率為其兩倍。如果控制閥的工作循環(huán)具有多個(gè)連接瞬間，則控制閥2的每一個(gè)工作循環(huán)可以在撞擊裝置中產(chǎn)生更高的沖程數(shù)。此時(shí)，控制閥2的工作頻率與撞擊裝置1的沖擊頻率的比值可以更小，例如四分之一、六分之一等?；就瑫r(shí)打開的平行排出通道72a至72c的數(shù)目可以如此選擇從而這些平行通道一起形成足夠大的截面面積，從而允許通過閥快速輸送所需的流量。
圖3示意的控制閥2可以設(shè)置為在沒有任何外部控制的情況下獨(dú)立的改變其位置。當(dāng)控制元件5處于其第一極限位置時(shí)，即已經(jīng)移動(dòng)至左側(cè)，第二工作壓力空間63連接至第二控制壓力通道67。由于此時(shí)第一工作壓力空間61連接至排出通道65，作用力作用在控制元件5上，力圖使得該元件沿著方向B運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，壓能存儲(chǔ)在第二工作壓力空間63中以及屬于該空間的輔助空間71中。當(dāng)控制元件5從極限位置do沿著方向B移動(dòng)至預(yù)定位置dp時(shí)，從第二控制壓力通道67至第二工作壓力空間63的連接被關(guān)閉。在此狀態(tài)下，從第二工作壓力空間63至排出通道65的連接仍被關(guān)閉。存儲(chǔ)在第二工作壓力空間63中的壓能使得控制元件5繼續(xù)沿著方向B運(yùn)動(dòng)。這意味著在第二工作壓力空間63中的壓縮壓力介質(zhì)發(fā)生膨脹以使得壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。當(dāng)控制元件5到達(dá)預(yù)定位置dt時(shí)，臺(tái)肩64打開從第二工作壓力空間63至排出通道65的連接。當(dāng)控制元件5沿著方向B進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中間位置時(shí)，臺(tái)肩64關(guān)閉從第一工作壓力空間61至排出通道65的連接。結(jié)果，隨著控制元件5進(jìn)一步向右運(yùn)動(dòng)，在第一工作壓力空間61中壓力升高。當(dāng)控制元件5繼續(xù)沿著方向B運(yùn)動(dòng)時(shí)，從第一工作壓力空間61至第一控制壓力通道66的連接打開。此時(shí)，作用在第一工作壓力空間61上的一些壓力介質(zhì)可以進(jìn)入第一控制壓力通道66中?？刂圃?的動(dòng)能隨著該控制元件朝向其極限位置運(yùn)動(dòng)而恒定的降低。最后，作用在控制元件5的第一工作壓力表面60上的作用力使得該控制元件5停止運(yùn)動(dòng)并且使其改變方向。然后該控制元件5沿著相反的方向A開始加速。由于控制閥的結(jié)構(gòu)和功能沿著兩個(gè)方向是對(duì)稱的，上述步驟重復(fù)進(jìn)行。只要壓力介質(zhì)供給到控制壓力通道66和67中，控制元件5就不受外部控制的繼續(xù)其前后運(yùn)動(dòng)。
在根據(jù)本發(fā)明的控制閥2中，控制元件5在極限位置處的運(yùn)動(dòng)能夠通過關(guān)閉的壓力空間而受到衰減。因此控制元件5并不是以機(jī)械方式停止其運(yùn)動(dòng)，并且因此框架3和控制元件5的軸向表面并不經(jīng)受磨損機(jī)械應(yīng)力。
而且，控制閥2可以包括用于確保當(dāng)閥2停止時(shí)控制元件5并不停留在其中間位置處的裝置。這些裝置設(shè)置為作用于控制裝置5從而使其移動(dòng)至其極限位置的其中一個(gè)處，并且當(dāng)壓力介質(zhì)的壓力再次導(dǎo)向閥2時(shí)，控制裝置5開始按照其工作循環(huán)前后運(yùn)動(dòng)。圖3示意了一種方案，其中從位于控制元件5的端部處的空間至容箱之間通過通道100和101形成連接。
控制閥2中的凹部80和81還能夠以其它方式構(gòu)造。例如，某些方案可能完全不具有凹部80，其中，僅設(shè)置輔助空間70和71用于以理想的方式擴(kuò)大控制壓力空間61和63。而且，臺(tái)肩64可以設(shè)置在套筒的內(nèi)周邊上并且控制壓力空間61和63以及任選的凹部可以形成在套筒內(nèi)部，在此情形，輔助空間70、71可以形成在套筒的外周邊上。
圖4所示的控制閥2設(shè)置為以相應(yīng)于圖3所示控制閥的方式在其極限位置之間前后運(yùn)動(dòng)。該方案與圖3所示意的方案的差別在于，控制元件5設(shè)置為僅僅打開和關(guān)閉用以將來自撞擊裝置1的壓力介質(zhì)輸送至通向容箱的通道73的平行的排出通道72a至72c。撞擊裝置1可以一直與壓力源連接，壓力介質(zhì)從該壓力源供給到?jīng)_擊元件中的一個(gè)或者多個(gè)工作壓力表面。用于破碎巖石的沖擊脈沖可以通過快速的將作用在沖擊元件上的壓力介質(zhì)排放到容箱內(nèi)而產(chǎn)生。
而且，可以根據(jù)本發(fā)明的觀點(diǎn)形成控制閥8，其中控制元件5的一次前后運(yùn)動(dòng)設(shè)置為如此打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，從而在撞擊裝置1中產(chǎn)生多個(gè)沖擊脈沖，例如閥的每個(gè)工作循環(huán)產(chǎn)生2、4或6個(gè)沖擊脈沖。這樣能夠降低控制閥8的工作頻率。在另一方面，通過利用使得每個(gè)閥工作循環(huán)產(chǎn)生多個(gè)沖擊脈沖的控制閥，可以使得撞擊裝置1的沖擊頻率提高而控制閥8的工作頻率并不構(gòu)成限制因素?？刂圃?沿著控制方向的運(yùn)動(dòng)范圍可以根據(jù)在一個(gè)閥工作循環(huán)中的連接瞬間的數(shù)目進(jìn)行確定連接瞬間的數(shù)目越高，控制元件5的運(yùn)動(dòng)距離越長(zhǎng)。而且，由于控制元件5的速度在不同的連接瞬間而有所不同，在控制閥的框架3中形成的通道的尺寸可以如此確定，以使得在每一個(gè)連接瞬間通道的開放時(shí)間基本相等。
由于根據(jù)本發(fā)明的控制閥2無需外部控制，可以簡(jiǎn)單的控制撞擊裝置1的工作循環(huán)，并且控制閥2的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。而且，通過適當(dāng)?shù)拇_定上述打開位置dp和dt，并且通過對(duì)作用于控制壓力通道66和67的壓力施加影響，能夠以各種方式影響控制閥2的操作。圖3和4所示方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它們的壓力損失較小。這是由于這樣一個(gè)事實(shí)產(chǎn)生的，即可以如此確定位置dp和dt，從而來自控制壓力通道66和67的連接并不向工作壓力空間61和63打開，直至由于控制元件5的運(yùn)動(dòng)而使得作用于工作壓力空間61和63的壓力升高至與作用在控制壓力通道66和67上的壓力相應(yīng)時(shí)。而且，可以如此確定位置dp和dt，以使得從工作壓力空間61和63至排出通道65的連接并不打開，直至工作壓力空間61和63中的壓力降低從而其基本相應(yīng)于容箱中的壓力時(shí)。
不同于圖3和4所示的套筒，控制元件5可以是另一種能夠縱向運(yùn)動(dòng)的物體。例如控制元件5可以是滑塊或者銷，此時(shí)控制閥2可以是短管閥。同樣的在此情形，控制元件5可以具有中間位置和第一與第二極限位置。平行的壓力/排出通道可以設(shè)置為在控制元件5的中間或者極限位置處被連接。而且，如果控制閥2的工作循環(huán)包括多個(gè)連接瞬間，則一個(gè)或者多個(gè)連接瞬間可以設(shè)置為發(fā)生在中間位置和極限位置之間。
其控制元件設(shè)置為在中間位置和極限位置之間運(yùn)動(dòng)的控制閥可以根據(jù)撞擊裝置的結(jié)構(gòu)而設(shè)置為沿著平行通道引導(dǎo)壓力介質(zhì)使其或者離開沖擊元件的工作壓力表面或者流向該工作壓力表面從而產(chǎn)生沖擊脈沖。
圖5示出一種顯著簡(jiǎn)化的“壓縮桿式撞擊裝置”。在該類型的撞擊裝置1中，沖擊元件并不通過壓力介質(zhì)而前后運(yùn)動(dòng)，而是通過改變作用在沖擊元件8的壓力表面9上的壓力介質(zhì)的壓力而產(chǎn)生沖擊脈沖。通過控制閥2將壓力介質(zhì)的壓力傳遞到工作壓力空間20中，這使得沖擊元件8沿著方向B朝向框架24運(yùn)動(dòng)并且進(jìn)行壓縮。在該實(shí)施例中，沖擊元件8用作壓縮桿。當(dāng)作用在沖擊元件的壓力表面9上的壓力通過控制閥2而迅速的從工作壓力空間20釋放時(shí)，沖擊元件8恢復(fù)其初始長(zhǎng)度并且在工具17中產(chǎn)生沖擊脈沖。本發(fā)明的控制閥2無需外部控制，因此也能夠簡(jiǎn)單的安裝在該類型的撞擊裝置1中。而且，根據(jù)本發(fā)明的控制閥2的能量消耗明顯小于傳統(tǒng)閥的消耗，這自然提高了撞擊裝置1的工作效率。而且，還可以使用在每個(gè)閥工作循環(huán)中設(shè)置有多個(gè)連接瞬間的控制閥2。在此情形，壓縮桿式撞擊裝置可具有非常高的沖擊頻率。然而控制閥2的工作頻率可以數(shù)倍的低于撞擊裝置的沖擊頻率。
根據(jù)本發(fā)明的控制閥還使得壓力脈沖能夠從壓力容器直接的傳遞給沖擊元件的工作壓力表面以用于產(chǎn)生沖擊脈沖。
圖6示意了根據(jù)本發(fā)明的控制閥2的一部分，其控制元件5是能夠沿著周邊方向前后運(yùn)動(dòng)的物體?？刂圃?例如可以是套筒或者可以具有環(huán)帶扇形的橫截面形狀。在此情形，控制元件5具有外周邊5a和內(nèi)周邊5b。控制元件5可以按照其工作循環(huán)沿著控制方向A和B前后運(yùn)動(dòng)。該控制元件5可以按照與圖3和4所示的縱向運(yùn)動(dòng)的控制元件5相同的原理運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明觀點(diǎn)，當(dāng)控制元件5從圖6所示的中間位置朝向任何一個(gè)極限位置移動(dòng)時(shí)，形成關(guān)閉的壓力空間。此時(shí)，控制元件5的動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為關(guān)閉的壓力空間中的壓能?？刂圃?可以設(shè)置為打開和關(guān)閉一個(gè)或者多個(gè)壓力介質(zhì)通道72?？刂圃?還可以設(shè)置有多個(gè)平行的壓力介質(zhì)通道，它們基本同時(shí)打開并且其中流動(dòng)方向相同。這種類型的控制閥2還可以設(shè)置有凹部以及輔助空間70、71。在控制元件5的外周邊5a上可以設(shè)置圖6所示的用于形成關(guān)閉的壓力空間的一個(gè)或者多個(gè)裝置。在某些情形，用于形成關(guān)閉的壓力空間的裝置還可以設(shè)置在控制元件5的內(nèi)周邊5b上。
還應(yīng)該指出，本發(fā)明的控制閥還可用在用于巖石破碎的其它類型的撞擊裝置中。本發(fā)明涉及的并不是在撞擊裝置或者用于破碎巖石的裝置中產(chǎn)生沖擊脈沖的技術(shù)，而是控制閥工作循環(huán)的控制和結(jié)構(gòu)。
附圖以及相關(guān)描述僅用于對(duì)本發(fā)明觀點(diǎn)進(jìn)行示意。本發(fā)明的細(xì)節(jié)可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種控制閥，用于控制撞擊裝置的工作循環(huán)，該閥包括具有空間(4)的框架(3)；連接至空間(4)的至少兩個(gè)壓力介質(zhì)通道(73、74、7b)；控制元件(5)，其設(shè)置在框架(3)的空間(4)中，能夠沿著第一控制方向(A)以及沿著第二控制方向(B)前后運(yùn)動(dòng)，并且還設(shè)置為當(dāng)控制元件(5)根據(jù)其工作循環(huán)前后運(yùn)動(dòng)時(shí)打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道；至少一個(gè)第一工作壓力空間(61)以及至少一個(gè)第二工作壓力空間(63)；第一控制壓力通道(66)，用于當(dāng)控制元件(5)改變其方向時(shí)將壓力介質(zhì)供給到第一工作壓力空間(61)中；第二控制壓力通道(67)，用于當(dāng)控制元件(5)改變其方向時(shí)將壓力介質(zhì)供給到第二工作壓力空間(63)中；至少一個(gè)第一工作壓力表面(60)，其設(shè)置為由于作用在第一工作壓力空間(61)上的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第一控制方向(A)運(yùn)動(dòng)；并且至少一個(gè)第二工作壓力表面(62)，其設(shè)置為由于作用在第二工作壓力空間(63)上的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第二方向(B)運(yùn)動(dòng)，其特征在于當(dāng)控制元件(5)沿著第一控制方向(A)從中間位置朝向第一極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二工作壓力空間(63)設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間，并且相應(yīng)的，當(dāng)控制元件(5)沿著第二控制方向(B)從中間位置朝向第二極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一工作壓力空間(61)設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間；位于關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)設(shè)置為壓縮并且將控制元件(5)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能；并且關(guān)閉的壓力空間中的壓能設(shè)置為當(dāng)控制元件(5)改變其方向時(shí)再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制閥，其特征在于控制元件(5)是具有外周邊和內(nèi)周邊的細(xì)長(zhǎng)套筒，工作壓力空間(61、63)在框架(3)的空間(4)中圍繞控制元件(5)形成，并且在第一工作壓力空間(61)，在控制元件(5)的外周邊上形成第一凹部(80)，并且相應(yīng)的，在第二工作壓力空間(63)也形成第一凹部(80)，以增加工作壓力空間(61、63)的容積。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的控制閥，其特征在于控制元件(5)是設(shè)置有外周邊和內(nèi)周邊的細(xì)長(zhǎng)套筒，在控制元件(5)內(nèi)部具有框架部(3a)，其設(shè)置為相對(duì)于框架(3)不可移動(dòng)并且包括外周邊，該控制元件(5)設(shè)置為能夠在框架(3)和框架部(3a)之間的環(huán)形空間內(nèi)移動(dòng)，在第一工作壓力空間(61)，在框架部(3a)的外周邊上形成第二凹部(81)，并且相應(yīng)的，在第二工作壓力空間(63)也形成第二凹部(81)，輔助空間(70、71)設(shè)置為形成在控制元件(5)的內(nèi)周邊和第二凹部(81)之間，并且在工作壓力空間(61、63)和第二凹部(81)之間具有連接通道(68、69)，以用于將輔助空間(70、71)連接至工作壓力空間(61、63)。
4.根據(jù)前面任一權(quán)利要求的控制閥，其特征在于控制閥(2)具有至少兩個(gè)平行的壓力通道，其中壓力介質(zhì)的流動(dòng)方向相同，并且控制元件(5)沿著一個(gè)控制方向的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為基本同時(shí)的打開從平行的壓力通道通過該控制閥(2)的連接。
5.根據(jù)前面任一權(quán)利要求的控制閥，其特征在于控制閥(2)的工作循環(huán)設(shè)置有多個(gè)用于打開和關(guān)閉壓力通道的連接瞬間，并且控制閥(2)的從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個(gè)工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生至少兩個(gè)沖擊脈沖。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的控制閥，其特征在于控制元件(5)為細(xì)長(zhǎng)物體，并且控制元件(5)能夠沿著第一控制方向(A)以及沿著第二控制方向(B)縱向的前后運(yùn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的控制閥，其特征在于控制元件(5)包括有周邊或者部分周邊，并且控制元件(5)能夠沿著第一控制方向(A)以及沿著第二控制方向(B)在周邊方向中前后運(yùn)動(dòng)。
8.用于控制撞擊裝置的工作循環(huán)的方法，該方法包括將壓力介質(zhì)的壓力導(dǎo)向設(shè)置在撞擊裝置(1)中的沖擊元件(8)的至少一個(gè)工作壓力表面(9)以產(chǎn)生沖擊脈沖；使用至少一個(gè)用于引導(dǎo)壓力介質(zhì)的控制閥(2)，該控制閥具有至少一個(gè)框架(3)和控制元件(5)；根據(jù)其工作循環(huán)使得控制元件(5)沿著第一控制方向(A)以及沿著第二控制方向(B)前后運(yùn)動(dòng)；根據(jù)控制元件(5)的工作循環(huán)打開和關(guān)閉通向撞擊裝置(1)的壓力介質(zhì)通道；將壓力介質(zhì)引導(dǎo)至控制元件(5)中與第一工作壓力空間(61)相關(guān)的第一工作壓力表面(60)，從而使得控制元件(5)沿著第一控制方向(A)運(yùn)動(dòng)；以及將壓力介質(zhì)引導(dǎo)至控制元件(5)中與第二工作壓力空間(63)相關(guān)的第二工作壓力表面(62)，從而使得控制元件(5)沿著第二控制方向(B)運(yùn)動(dòng)；其特征在于當(dāng)控制元件(5)沿著第一控制方向(A)朝向極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，在第二工作壓力空間(63)中形成關(guān)閉的壓力空間；當(dāng)控制元件(5)沿著第二控制方向(B)朝向極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，在第一工作壓力空間(61)中形成關(guān)閉的壓力空間；將關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)進(jìn)行壓縮并且將控制元件(5)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能；并且當(dāng)控制元件(5)改變其方向時(shí)將關(guān)閉的壓力空間中的壓能再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于控制閥(2)的每一個(gè)工作循環(huán)在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生多個(gè)沖擊脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于引導(dǎo)至少兩個(gè)平行的壓力介質(zhì)流通過控制閥(2)并且將平行的壓力流導(dǎo)向到?jīng)_擊元件(8)的至少一個(gè)工作壓力表面(9)上，以產(chǎn)生沖擊脈沖。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于引導(dǎo)至少兩個(gè)平行的壓力介質(zhì)流通過控制閥(2)使其離開沖擊元件(8)的至少一個(gè)工作壓力表面(9)，以產(chǎn)生沖擊脈沖。
12.根據(jù)前面的權(quán)利要求8至11中的任何一個(gè)所述方法，其特征在于將具有基本恒定的壓力的壓力介質(zhì)通過第一控制壓力通道(66)供給到第一工作壓力空間(61)中，并且將具有基本恒定的壓力的壓力介質(zhì)通過第二控制壓力通道(67)供給到第二工作壓力空間(63)中。
13.根據(jù)前面的權(quán)利要求8至12中的任何一個(gè)所述方法，其特征在于沿著縱向方向移動(dòng)細(xì)長(zhǎng)的控制元件(5)。
14.根據(jù)前面的權(quán)利要求8至12中的任何一個(gè)所述方法，其特征在于沿其周邊方向移動(dòng)控制元件(5)。
15.一種用于破碎巖石的撞擊裝置，該撞擊裝置(1)至少包括框架(24)；沖擊元件(8)，其設(shè)置在形成于框架(24)中的空間內(nèi)，并且包括至少一個(gè)工作壓力表面(9)，該表面與至少一個(gè)壓力介質(zhì)通道相連接，從而通過影響施加到工作壓力表面上的壓力介質(zhì)的壓力，該沖擊元件(8)設(shè)置為產(chǎn)生沖擊脈沖；至少一個(gè)控制閥(2)，其具有控制元件(5)，該元件能夠前后運(yùn)動(dòng)并且設(shè)置為影響通向沖擊元件(8)的至少一個(gè)壓力介質(zhì)通道的壓力介質(zhì)的供給；并且該控制閥(2)包括至少一個(gè)第一工作壓力空間(61)以及第二工作壓力空間(63)；第一控制壓力通道(66)，用于將壓力介質(zhì)供給到第一工作壓力空間(61)中；第二控制壓力通道(67)，用于將壓力介質(zhì)供給到第二工作壓力空間(63)中；至少一個(gè)第一工作壓力表面(60)，其設(shè)置為由于作用在第一工作壓力空間(61)上的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第一控制方向(A)運(yùn)動(dòng)；以及至少一個(gè)第二工作壓力表面(62)，其設(shè)置為由于作用在第二工作壓力空間(63)上的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第二方向(B)運(yùn)動(dòng)，其特征在于當(dāng)控制閥(2)的控制元件(5)沿著第一控制方向(A)從中間位置朝向第一極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第二工作壓力空間(63)設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間，并且相應(yīng)的，當(dāng)控制元件(5)沿著第二控制方向(B)從中間位置朝向第二極限位置運(yùn)動(dòng)時(shí)，第一工作壓力空間(61)設(shè)置為關(guān)閉并且形成關(guān)閉的壓力空間；位于關(guān)閉的壓力空間中的壓力介質(zhì)設(shè)置為壓縮并且將控制元件(5)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能；關(guān)閉的壓力空間中的壓能設(shè)置為當(dāng)控制元件(5)改變其方向時(shí)再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能；并且控制閥(2)設(shè)置為在不受外部控制的情況下執(zhí)行其工作循環(huán)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的撞擊裝置，其特征在于控制閥(2)的工作循環(huán)設(shè)置有多個(gè)用于打開和關(guān)閉壓力通道的連接瞬間，并且控制閥(2)的從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個(gè)工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生至少兩個(gè)沖擊脈沖。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16的撞擊裝置，其特征在于控制閥(2)具有至少兩個(gè)平行的壓力通道，其中壓力介質(zhì)的流動(dòng)方向相同，并且控制元件(5)沿著一個(gè)控制方向的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為基本同時(shí)的打開從平行的壓力通道通過該控制閥(2)的連接。
18.根據(jù)前面的權(quán)利要求15至17中的任何一個(gè)的撞擊裝置，其特征在于沖擊元件(8)為壓縮桿，沖擊元件(8)設(shè)置為由于傳輸?shù)焦ぷ鲏毫Ρ砻?9)的壓力介質(zhì)的影響而壓靠撞擊裝置(1)的框架(24)，從而沖擊元件(8)設(shè)置為沿著縱向壓縮，并且控制閥(2)設(shè)置為快速的排放作用在工作壓力表面(9)上的壓力介質(zhì)，從而沖擊元件(8)恢復(fù)其初始長(zhǎng)度并且產(chǎn)生沖擊脈沖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種控制閥、撞擊裝置以及用于控制撞擊裝置的工作循環(huán)的方法。用于破碎巖石的撞擊裝置(1)包括沖擊元件(8)，其利用控制閥(2)進(jìn)行控制。該控制閥包括控制元件(5)，該控制元件設(shè)置為控制通向沖擊元件(8)的工作壓力表面(9)的通道(7b)?？刂圃蚱錁O限位置的運(yùn)動(dòng)設(shè)置為形成關(guān)閉的壓力空間，其中壓力介質(zhì)壓縮并且將控制元件的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成壓能。當(dāng)控制元件改變其方向時(shí)該壓能再次轉(zhuǎn)化成動(dòng)能并且加以利用。
文檔編號(hào)B25D9/16GK1753760SQ200480004874
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2004年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月21日
發(fā)明者安蒂·科斯基邁基, 馬爾庫·開斯基尼瓦, 約爾馬·梅基, 埃爾基·阿霍拉 申請(qǐng)人:山特維克坦羅克有限公司