專利名稱：控制閥以及控制撞擊裝置的具有多個連接瞬間的工作循環(huán)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制閥，其能夠沿其縱向方向前后運(yùn)動，該控制閥設(shè)置為打開和關(guān)閉通向撞擊裝置的壓力通道。本發(fā)明還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。撞擊裝置包括沖擊元件，例如撞擊活塞，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。作用于沖擊元件的壓力介質(zhì)可以利用控制閥進(jìn)行控制，該控制閥連接用于打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道。如在本領(lǐng)域眾所周知的，撞擊裝置沖擊頻率的增加通常能夠增強(qiáng)巖石破碎效果。但是，現(xiàn)有的控制閥限制了沖擊頻率的增加。

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、撞擊裝置以及用于控制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，該控制閥的工作循環(huán)具有多個連接瞬間以打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，并且控制閥從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置中產(chǎn)生至少兩個沖擊脈沖。
本發(fā)明方法其特征在于，在控制閥的一個工作循環(huán)期間，在多個連接瞬間打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，并且控制閥的每個工作循環(huán)在撞擊裝置中產(chǎn)生多個沖擊脈沖。
本發(fā)明撞擊裝置其特征在于，控制閥的工作循環(huán)具有多個連接瞬間以打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，并且控制閥從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置中產(chǎn)生至少兩個沖擊脈沖。
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縱向的運(yùn)動，從而該控制元件在根據(jù)其工作循環(huán)的連接瞬間設(shè)置為打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，從而使得作用于沖擊元件的一個或者多個工作壓力表面的壓力介質(zhì)受到控制。而且，控制元件的一次前后運(yùn)動，即一個工作循環(huán)，設(shè)置為在控制元件的多個連接瞬間打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道從而閥的每個工作循環(huán)在撞擊裝置中產(chǎn)生多個沖擊脈沖。例如，可以設(shè)置為控制閥的每個工作循環(huán)產(chǎn)生2、4或6個沖擊脈沖。在連接瞬間，壓力介質(zhì)可以設(shè)置為沿著一個方向朝向撞擊裝置流動或者遠(yuǎn)離該裝置?？蛇x的，在一個連接瞬間，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至少兩個壓力介質(zhì)通道之間的連接。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)控制閥的工作循環(huán)具有多個連接瞬間時，閥的工作頻率可以數(shù)倍的低于撞擊裝置的工作頻率。在這種情形，雖然撞擊裝置的沖擊頻率設(shè)置的很高，但是控制閥的工作頻率可以保持合理的水平。而且，具有較低工作頻率的控制閥更加易于構(gòu)造和控制。而且，具有較低工作頻率的控制閥比速動閥磨損程度更低。
本發(fā)明的一個實(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)動時基本同時的打開兩個或者多個平行的壓力介質(zhì)通道。在此情形，壓力介質(zhì)能夠沿著兩個或者多個不同的通道流至撞擊裝置的一個或者多個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)的流動方向相同?？蛇x的，在撞擊裝置的一些應(yīng)用中，控制元件可用于將壓力介質(zhì)從沖擊元件的工作壓力表面沿著多個平行通道輸送至排出通道，并且由此產(chǎn)生沖擊脈沖。所述的多個平行通道使得流經(jīng)控制閥的體積流量足夠高。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，通過壓力介質(zhì)例如液壓方式使用所述控制閥。該控制閥包括框架和套筒狀控制元件。該控制元件設(shè)置在位于閥的框架中的一個空間內(nèi)，并且能夠沿著軸向運(yùn)動。在控制元件的外周邊上設(shè)置多個工作壓力表面，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、并且因此還影響作用于工作壓力表面的壓力，可以使得控制元件運(yùn)動。控制元件還具有一個或者多個從套筒外表面?zhèn)认蚱鋬?nèi)表面?zhèn)妊由斓目?。通過沿著軸向移動控制元件，所述的孔可以定位在并且離開設(shè)置在框架中的壓力介質(zhì)通道以便控制壓力介質(zhì)的流動。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，通過向其施加來自至少一個致動器的外部操作力，從而以機(jī)械方式使用控制閥的控制元件。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，通過曲柄機(jī)構(gòu)使用控制閥的控制元件。該曲柄機(jī)構(gòu)至少具有曲柄和連接桿，該連接桿通過適當(dāng)?shù)倪B接元件連接至控制元件。該曲柄機(jī)構(gòu)還包括飛輪。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，在工作循環(huán)期間，在連接瞬間所連接的孔的尺寸如此確定，以使得在每個連接瞬間，所述孔被連接基本上相等長度的時間，而與控制元件在連接瞬間的速度無關(guān)。如果控制元件的運(yùn)動不是諧運(yùn)動，則所導(dǎo)致的缺點(diǎn)可以通過正確的設(shè)定孔的尺寸而得到補(bǔ)償。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，如此確定在連接瞬間所連接的孔位置，從而在一個工作循環(huán)期間，在相繼的打開瞬間之間的時間差是基本恒定的。
本發(fā)明實(shí)施例的基本思想在于，所述的壓力介質(zhì)為液壓流體。
附圖簡要說明本發(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，此時可運(yùn)動的撞擊活塞正準(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，此時撞擊活塞開始沖擊運(yùn)動；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)明的第二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)的壓力從沖擊元件的壓力表面突然釋放以產(chǎn)生沖擊脈沖；圖6概略的示出本發(fā)明的控制閥以及通過曲柄機(jī)構(gòu)使用該控制閥；圖7概略的示出在其中本發(fā)明的控制閥設(shè)置為在閥的每個工作循環(huán)中產(chǎn)生兩個沖擊脈沖的情形下的速度和位置曲線；圖8概略的示出在其中本發(fā)明的控制閥設(shè)置為在閥的每個工作循環(huán)中產(chǎn)生四個沖擊脈沖的情形下的速度和位置曲線；并且圖9概略的示出在其中本發(fā)明的控制閥設(shè)置為在閥的每個工作循環(huán)中產(chǎn)生六個沖擊脈沖的情形下的速度和位置曲線。
為了明晰起見，附圖以簡化的方式示出本發(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包括撞擊活塞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，并且撞擊活塞的沖擊表面18設(shè)置成用于撞擊位于撞擊活塞8a前面的工具17并且在工具17上產(chǎn)生用以破碎巖石的沖擊脈沖。因此，撞擊活塞8a用作產(chǎn)生沖擊脈沖的沖擊元件8。撞擊活塞8a的工作循環(huán)可以通過利用控制閥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)對撞擊活塞8a施加影響。在一些應(yīng)用中，還可以對作用于其它壓力空間例如壓力空間11中的壓力進(jìn)行控制。所述壓力介質(zhì)通常為液壓流體。
在圖1中，撞擊活塞8a剛好對工具17完成撞擊，并且撞擊活塞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)打開從位于撞擊活塞8a后端處的壓力空間20到通向儲箱的通道7c之間的連接，從而壓力介質(zhì)的壓力基本上并不作用在位于撞擊活塞8a后端處的工作壓力表面9上。通過通道10，從壓力源30到圍繞撞擊活塞8a的壓力空間11之間形成連接，從而壓力介質(zhì)的壓力作用在撞擊活塞8a的工作壓力表面12a至12c上，所述工作壓力表面的尺寸設(shè)置為使得撞擊活塞8a沿著方向B開始返回運(yùn)動。
在圖2中，撞擊活塞8a正準(zhǔn)備沿著沖擊方向A開始沖擊運(yùn)動?？刂崎y2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，從而從壓力源30供給的壓力介質(zhì)的壓力作用在工作壓力表面9上。朝向沖擊方向A的工作壓力表面其尺寸設(shè)置為明顯大于沿著撞擊活塞8a的返回方向B起作用的工作壓力表面，從而撞擊活塞8a開始以高加速率朝向工具17運(yùn)動并且對其進(jìn)行撞擊。
對本領(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可以包括多個不同的臺肩和工作壓力表面。而且，控制閥2可以設(shè)置為將壓力介質(zhì)引導(dǎo)至所有的工作壓力表面或者僅引導(dǎo)至某些工作壓力表面。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的控制閥2的實(shí)施例。用于使用控制閥2的裝置可以設(shè)置在形成于該閥的第一端部的一部分上的操作部件90中，而用于控制壓力介質(zhì)的裝置即連接裝置可以設(shè)置在形成于該閥的第二端部的一部分上的控制部件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)長的套筒狀部件，其能夠相對于框架3沿著軸向移動?？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。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?的外周邊上可具有臺肩64，當(dāng)控制元件5沿著軸向運(yùn)動時，其能夠打開和關(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。類似的，控制元件5可設(shè)置為打開和關(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，套筒的外周邊可以在臺肩64的兩側(cè)上設(shè)置凹部。凹部使得工作壓力空間61和63的體積增加。而且，通過連接通道68和69，工作壓力空間61和63可以連接至形成在套筒內(nèi)的框架部3a中的另外的空間70和71。另外的空間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，或者可選的僅僅另外的空間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，壓能可以儲存在其中以用于以下面所示的方式使得控制元件5軸向運(yùn)動。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移動至其第一極限位置，并且相應(yīng)的沿著方向B移動至其第二極限位置。因此控制元件5在兩個極限位置以及中間位置中均能夠執(zhí)行控制功能。
圖3的控制元件5可以設(shè)置有多個平行的排出通道72a至72c，當(dāng)控制元件5處于中間位置時，壓力介質(zhì)可以沿著這些通道從撞擊裝置1流向通至儲箱的通道73。如果控制元件5從中間位置沿著方向A或B運(yùn)動，則從平行的排出通道72a至72c到通道73的連接將關(guān)閉。同時，從壓力通道74到工作壓力通道75a或75b的連接打開。由此，圖3所示的控制閥2的工作循環(huán)包括多個連接瞬間。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)動時，在該從左向右的單向運(yùn)動期間，產(chǎn)生兩種控制功能在第一極限位置中，壓力介質(zhì)被允許沿著工作壓力通道75a流向撞擊裝置1；在中間位置處，壓力介質(zhì)被允許沿著平行的排出通道72a至72c從撞擊裝置1流出至儲箱內(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在沿著方向A或B的軸向方向中的一次運(yùn)動在撞擊裝置1中產(chǎn)生一次沖擊脈沖。因此，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)具有多個連接瞬間，則控制閥2的每一個工作循環(huán)可以在撞擊裝置1中產(chǎn)生更大的和偶數(shù)數(shù)目的沖擊。在此情形，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。平行的并且基本同時打開的排出通道72a至72c的數(shù)目可以如此確定，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，即已經(jīng)移動至左側(cè)，第二工作壓力空間63連接至第二控制壓力通道67。由于此時第一工作壓力空間61連接至排出通道65，控制元件5受到試圖使其沿著方向B運(yùn)動的作用力的作用。同時，壓能存儲在第二工作壓力空間63中以及該空間的另外空間71中。當(dāng)控制元件5從極限位置do沿著方向B移動至預(yù)定位置dp時，從第二控制壓力通道67至第二工作壓力空間63的連接關(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。因此，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)化為動能。當(dāng)控制元件5到達(dá)預(yù)定位置dt時，臺肩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)動經(jīng)過中間位置時，臺肩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，當(dāng)控制元件5進(jìn)一步向右運(yùn)動時，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)動時，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。因此，作用在第一工作壓力空間61中的壓力介質(zhì)可以進(jìn)入第一控制壓力通道66中。控制元件5的動能隨著該控制元件朝向其極限位置運(yùn)動而連續(xù)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)動并且使其改變運(yùn)動方向。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)和操作沿著兩個運(yùn)動方向設(shè)置成對稱的，上述過程重復(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。
在圖3和4的控制閥2中，控制元件5在極限位置處的運(yùn)動能夠通過關(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，在此情形控制元件5和框架3的軸向表面并不經(jīng)受磨損機(jī)械應(yīng)力。
圖4所示的控制閥2可設(shè)置為以與圖3所示控制閥相似的方式在其極限位置之間前后運(yùn)動。該方案與圖3所示方案的差別在于，控制元件5僅僅設(shè)置為打開和關(guān)閉，平行的排出通道72a至72c用以將來自撞擊裝置1的壓力介質(zhì)輸送至通向儲箱的通道73。撞擊裝置1可以連續(xù)的與壓力源連接，壓力介質(zhì)從該壓力源供給到?jīng)_擊元件中的一個或者多個工作壓力表面。破碎巖石所需的沖擊脈沖可以通過允許使得作用在沖擊元件上的壓力介質(zhì)急速的排放到儲箱內(nèi)而產(chǎn)生。
而且，關(guān)于壓力控制的控制閥2，可以設(shè)置用于確保當(dāng)閥2停止時控制元件5并不停留在其中間位置處的裝置。由于這些裝置的作用，控制裝置5設(shè)置為移動至其極限位置的其中一個處，從而當(dāng)壓力介質(zhì)的壓力再次導(dǎo)向閥2時，控制裝置5開始按照其工作循環(huán)前后運(yùn)動。
由于圖3和4的控制閥2無需外部控制，可以簡單的控制撞擊裝置1的工作循環(huán)，并且控制閥2的結(jié)構(gòu)較為簡單。而且，通過適當(dāng)?shù)拇_定上述打開位置dp和dt，并且進(jìn)一步通過對作用于控制壓力通道66和67中的壓力施加影響，能夠以各種方式影響控制閥2的操作。圖3和4所示方案的另一個優(yōu)點(diǎn)在于，它們的壓力損失較小。這是由于可以如此確定位置dp和dt，從而僅當(dāng)由于控制元件5的運(yùn)動而使得作用于工作壓力空間61和63中的壓力升高至與作用在控制壓力通道66和67中的壓力相應(yīng)之后，從控制壓力通道66和67至工作壓力空間61和63的連接才打開。而且，可以如此確定位置dp和dt，從而僅當(dāng)工作壓力空間61和63中的壓力降低至基本相應(yīng)于儲箱壓力時，從工作壓力空間61和63至排出通道65的連接才打開。
不同于圖3和4所示的套筒，控制元件5還可以是另一種能夠縱向運(yùn)動的部件。例如控制元件5可以是滑塊或者銷，此時控制閥2可以是形式為短管閥的閥。同樣的在此情形，控制元件5可以具有中間位置以及第一與第二極限位置。平行壓力/排出通道可以設(shè)置為在控制元件5的中間位置或者極限位置處連接。而且，如果設(shè)置更多個連接瞬間，則在中間位置和極限位置之間的一部分可設(shè)置有一個或者多個連接瞬間。
在根據(jù)本發(fā)明觀點(diǎn)的控制閥2中，控制元件5的一次前后運(yùn)動設(shè)置為如此打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，從而閥的每個工作循環(huán)在撞擊裝置1中產(chǎn)生多個沖擊脈沖，例如產(chǎn)生2、4或6個沖擊脈沖。這使得控制閥2的工作頻率降低。在另一方面，通過利用使得每個閥工作循環(huán)產(chǎn)生多個沖擊脈沖的這種控制閥，可以使得撞擊裝置1的沖擊頻率提高而控制閥2的工作頻率并不構(gòu)成限制因素?？刂圃?沿著軸向的運(yùn)動范圍例如可以根據(jù)在一個閥工作循環(huán)中所設(shè)置的連接瞬間的數(shù)目進(jìn)行確定連接瞬間的數(shù)目越大，控制元件5的運(yùn)動范圍越大。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中設(shè)置的通道的尺寸可以如此確定，以使得在每一個連接瞬間通道開放時間的長短基本相等。
根據(jù)撞擊裝置的結(jié)構(gòu)，其控制元件設(shè)置為在中間位置和極限位置之間運(yùn)動的控制閥可以設(shè)置為或者沿著平行通道引導(dǎo)壓力介質(zhì)使其離開沖擊元件的工作壓力表面或者引導(dǎo)其流向工作壓力表面從而產(chǎn)生沖擊脈沖。
圖5示出一種高度簡化的“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，而是通過改變作用在沖擊元件8的工作表面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)動并且進(jìn)行壓縮。在該應(yīng)用中，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上的壓力介質(zhì)的壓力通過控制閥2而迅速的從工作壓力空間20釋放時，沖擊元件8獲得其初始長度從而朝向工具17產(chǎn)生沖擊脈沖。使用本發(fā)明的控制閥2，其工作循環(huán)設(shè)置為在每個閥工作循環(huán)中具有多個連接瞬間，使得該壓縮桿式撞擊裝置實(shí)現(xiàn)了非常高的沖擊頻率。然而控制閥2自身的工作頻率可以數(shù)倍的低于撞擊裝置的沖擊頻率。
圖6示意出用于使用本發(fā)明控制閥2的實(shí)施例。在此情形，控制元件5并非通過壓力介質(zhì)而沿著軸向運(yùn)動，而是利用致動器100以機(jī)械方式使用。由致動器100所產(chǎn)生的外力傳給設(shè)置在控制元件5中的連接元件101例如支承軸頸。致動器100例如可以是曲柄機(jī)構(gòu)102，其可以包括飛輪103、曲柄104以及連接桿105。眾所周知，曲柄機(jī)構(gòu)102使得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動C轉(zhuǎn)變成前后方向的直線運(yùn)動D，并且反之亦然?？刂圃?沿著方向D所做運(yùn)動的長度可受到曲柄104的長度的影響。而且，飛輪103的旋轉(zhuǎn)速度使得控制閥2的工作頻率受到影響，而該工作頻率又再次影響到撞擊裝置1的沖擊頻率。例如可以通過壓力介質(zhì)操作的旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)106為飛輪103提供轉(zhuǎn)矩。由于該曲柄機(jī)構(gòu)102，控制閥2所需的工作功率較低。當(dāng)控制元件5在運(yùn)動極限位置處減速時，控制元件5的動能被存儲為曲柄機(jī)構(gòu)102的動能。當(dāng)控制元件5再次從極限位置朝向中間位置加速時，存儲在曲柄機(jī)構(gòu)102中的動能可以被傳遞給該控制元件5。非常有利的，僅需要旋轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)106來克服摩擦功率。
圖6所示的曲柄機(jī)構(gòu)102不能產(chǎn)生理想的諧運(yùn)動。當(dāng)確定由控制元件5打開的孔的尺寸和位置時可以予以考慮。而且，如果連接桿105的尺寸確定為明顯長于曲柄104，則控制元件5的運(yùn)動可以足夠的接近諧運(yùn)動。
本發(fā)明控制閥的控制元件可以通過壓力介質(zhì)例如液壓流體使用；以機(jī)械方式例如通過曲柄機(jī)構(gòu)使用；以電動方式例如通過螺線管使用；或者可選的以其它任何適當(dāng)?shù)姆绞绞褂谩Ｆ湟c(diǎn)在于，控制元件使用適當(dāng)?shù)难b置或者致動器而前后的運(yùn)動，從而在根據(jù)控制閥的工作循環(huán)的所述的多個連接瞬間，流體通道打開和關(guān)閉，從而閥的每個工作循環(huán)在撞擊裝置中產(chǎn)生多個沖擊脈沖。
示于圖7的速度曲線109和位置曲線110涉及控制閥2，其能夠使得控制元件5的每個工作循環(huán)產(chǎn)生兩個沖擊脈沖。這種控制閥2例如示于圖3和4中。在圖7所示的狀態(tài)下，撞擊裝置1的沖擊頻率設(shè)為500Hz。由于在控制閥2的一個工作循環(huán)期間，撞擊裝置1中產(chǎn)生兩個沖擊脈沖，控制閥2的工作頻率為沖擊頻率的一半即250Hz。在圖7中使用標(biāo)記○以指示控制閥2的連接瞬間，在此瞬間，控制元件5連接通道。在連接瞬間控制元件5的速度為10m/s，并且控制元件的位置幅度為6.4mm。
在圖8中示出的速度曲線109和位置曲線110涉及控制閥2，其能夠使得控制元件5的每個工作循環(huán)產(chǎn)生四個沖擊脈沖。這種控制閥2例如示于圖6中?？刂圃?可以設(shè)置有三個孔107并且框架部3a可設(shè)置有兩個孔108?？蛇x的，控制元件5可以設(shè)置有兩個孔107并且框架部3a可設(shè)置有三個孔108。在圖8所示的狀態(tài)下，撞擊裝置1的沖擊頻率設(shè)為500Hz。由于在控制閥2的一個工作循環(huán)期間，撞擊裝置1中產(chǎn)生四個沖擊脈沖，控制閥2的工作頻率僅為沖擊頻率的四分之一即125Hz。在圖8中使用標(biāo)記○以指示控制閥2的連接瞬間，在此瞬間，控制元件5連接孔107和108。在連接瞬間控制元件5的速度為10m/s，并且控制元件的位置幅度為18.6mm。
當(dāng)閥的每個工作循環(huán)產(chǎn)生更多數(shù)目的沖擊脈沖時，有利的是增加控制元件5的運(yùn)動幅度。這確?？刂圃?的速度在連接瞬間足夠高。而且，當(dāng)控制元件5的幅度增加時，控制閥2的尺寸可以如此確定以使得閥的密封表面足夠長以便避免閥中產(chǎn)生內(nèi)部泄漏。
在圖9中示出的速度曲線109和位置曲線110涉及控制閥2，其能夠使得控制元件5的每個工作循環(huán)產(chǎn)生六個沖擊脈沖。在圖9所示的狀態(tài)下，撞擊裝置1的沖擊頻率設(shè)為500Hz。由于在控制閥2的一個工作循環(huán)期間，撞擊裝置1中產(chǎn)生六個沖擊脈沖，控制閥2的工作頻率僅為沖擊頻率的六分之一即83.3Hz。在圖9中使用標(biāo)記○以指示控制閥2的連接瞬間，在此瞬間，控制元件5連接通道。在連接瞬間控制元件5的平均速度為10m/s，并且控制元件的位置幅度為26.7mm。
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)明所涉及的是控制閥工作循環(huán)的控制和結(jié)構(gòu)，而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)。
附圖以及相關(guān)描述僅用于對本發(fā)明思想進(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)，該閥包括在其中具有空間(4)的框架(3)；連接至空間(4)的至少兩個壓力介質(zhì)通道(73、74、7b)；以及控制元件(5)，其為設(shè)置在框架(3)的空間(4)中的細(xì)長部件，并且能夠沿著第一控制方向(A)以及沿著第二控制方向(B)縱向的運(yùn)動，并且該控制元件(5)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)動時打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道；其特征在于控制閥(2)的工作循環(huán)具有多個連接瞬間以打開和關(guān)閉壓力通道，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工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生至少兩個沖擊脈沖。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制閥，其特征在于控制元件(5)是包括有外周邊和內(nèi)周邊的細(xì)長套筒，控制閥(2)具有至少一個第一工作壓力空間(61)以及至少一個第二工作壓力空間(63)；控制閥(2)具有第一控制壓力通道(66)，用于當(dāng)控制元件(5)改變其方向時將壓力介質(zhì)供給到第一工作壓力空間(61)中；控制閥(2)具有第二控制壓力通道(67)，用于當(dāng)控制元件(5)改變其方向時將壓力介質(zhì)供給到第二工作壓力空間(63)中；控制閥(2)具有至少一個第一工作壓力表面(60)，其設(shè)置為由于作用在第一工作壓力空間(61)中的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第一控制方向(A)運(yùn)動；控制閥(2)具有至少一個第二工作壓力表面(62)，其設(shè)置為由于作用在第二工作壓力空間(63)中的壓力介質(zhì)的影響而使得控制元件(5)沿著第二方向(B)運(yùn)動，并且工作壓力空間(61、63)在框架(3)的空間(4)中圍繞控制元件(5)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的控制閥，其特征在于控制元件(5)包括至少一個連接元件(101)，用于向控制元件(5)施加外部的機(jī)械操作力。
4.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求的控制閥，其特征在于在連接瞬間所連接的孔的尺寸如此確定，以使得在工作循環(huán)期間，在每個連接瞬間，所述孔被連接基本上相等長度的時間，而與控制元件在連接瞬間的速度無關(guān)。
5.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求的控制閥，其特征在于如此確定在連接瞬間所連接的孔的位置，從而在一個工作循環(huán)期間，在相繼的孔打開瞬間之間的時間差是基本恒定的。
6.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求的控制閥，其特征在于控制閥(2)具有至少兩個平行的壓力介質(zhì)通道，其中壓力介質(zhì)的流動方向相同，并且控制元件(5)沿著一個控制方向的運(yùn)動設(shè)置為基本同時的打開從平行的壓力介質(zhì)通道通過該控制閥(2)的連接。
7.根據(jù)前面任何一個權(quán)利要求的控制閥，其特征在于控制閥(2)的從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生四個沖擊脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任何一個的控制閥，其特征在于控制閥(2)的從第一極限位置到第二極限位置并且返回的一個工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生六個沖擊脈沖。
9.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)向撞擊裝置(1)中的沖擊元件(8)的至少一個工作壓力表面(9)以產(chǎn)生沖擊脈沖；使用至少一個控制閥(2)以控制壓力介質(zhì)，該控制閥包括至少一個框架(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)縱向的運(yùn)動；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；其特征在于在控制閥(2)的一個工作循環(huán)期間，在多個連接瞬間打開和關(guān)閉壓力介質(zhì)通道，并且控制閥(2)的每一個工作循環(huán)在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生多個沖擊脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，通過向控制元件中的工作壓力表面(60、62)輸送壓力介質(zhì)而使得控制元件運(yùn)動。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，通過曲柄機(jī)構(gòu)(102)而使得控制元件運(yùn)動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，通過調(diào)整曲柄機(jī)構(gòu)(102)的速度來調(diào)整撞擊裝置(1)的沖擊頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任何一個的方法，其特征在于，控制閥(2)的每一個工作循環(huán)在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生兩個沖擊脈沖。
14.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任何一個的方法，其特征在于，控制閥(2)的每一個工作循環(huán)在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生四個沖擊脈沖。
15.根據(jù)權(quán)利要求9-12中的任何一個的方法，其特征在于，控制閥(2)的每一個工作循環(huán)在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生六個沖擊脈沖。
16.根據(jù)權(quán)利要求9-15中的任何一個的方法，其特征在于，通過經(jīng)由控制閥(2)輸送至少兩個平行的壓力介質(zhì)流并且將沿著相同方向流動的壓力介質(zhì)流輸送到?jīng)_擊元件(8)的至少一個工作壓力表面(9)，以產(chǎn)生沖擊脈沖。
17.根據(jù)權(quán)利要求9-15中的任何一個的方法，其特征在于，使經(jīng)由控制閥(2)輸送的至少兩個平行的壓力介質(zhì)流離開沖擊元件(8)的至少一個工作壓力表面(9)，以產(chǎn)生沖擊脈沖。
18.一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)，并且包括至少一個工作壓力表面(9)，該表面與至少一個壓力介質(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；以及至少一個控制閥(2)，其具有控制元件(5)，該元件能夠縱向的運(yùn)動并且該控制元件(5)設(shè)置為影響通向沖擊元件(8)的至少一個壓力介質(zhì)通道的壓力介質(zhì)的供給，其特征在于控制閥(2)的工作循環(huán)具有多個連接瞬間以打開和關(guān)閉壓力通道，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工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生至少兩個沖擊脈沖。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的撞擊裝置，其特征在于，控制閥(2)包括套筒狀的控制元件(5)，該元件設(shè)置有工作壓力表面(60、62)，并且控制元件(5)設(shè)置為由于作用在工作壓力表面(60、62)上的壓力介質(zhì)的影響而沿著控制方向(A、B)運(yùn)動。
20.根據(jù)權(quán)利要求18的撞擊裝置，其特征在于，控制元件(5)設(shè)置為通過曲柄機(jī)構(gòu)(102)而產(chǎn)生運(yùn)動。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的撞擊裝置，其特征在于，撞擊裝置(1)的沖擊頻率設(shè)置為通過調(diào)整曲柄機(jī)構(gòu)(102)的速度來進(jìn)行調(diào)整。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中的任何一個的撞擊裝置，其特征在于控制閥(2)具有至少兩個平行的壓力介質(zhì)通道，其中壓力介質(zhì)的流動方向相同，并且控制元件(5)沿著一個控制方向的運(yùn)動設(shè)置為基本同時的打開從平行的壓力介質(zhì)通道通過該控制閥(2)的連接。
23.根據(jù)權(quán)利要求18至22中的任何一個的撞擊裝置，其特征在于，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工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生四個沖擊脈沖。
24.根據(jù)權(quán)利要求18至22中的任何一個的撞擊裝置，其特征在于，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工作循環(huán)設(shè)置為在撞擊裝置(1)中產(chǎn)生六個沖擊脈沖。
25.根據(jù)權(quán)利要求18至24中的任何一個的撞擊裝置，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)獲得其初始長度并且產(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)。在控制閥的工作循環(huán)期間，該控制元件設(shè)置為在多個連接瞬間打開和關(guān)閉壓力通道，從而在閥的一個工作循環(huán)期間，設(shè)置為能夠產(chǎn)生多個沖擊脈沖。
文檔編號B25D9/20GK1750907SQ200480004622
公開日2006年3月22日 申請日期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·克斯金伊娃, 約爾馬·馬基, 莫里·埃斯科, 埃爾基·阿霍拉, 艾莫·海林 申請人:山特維克坦羅克有限公司