用于巖石和混凝土加工的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用在用于加工巖石和混凝土中的至少一者的設備中的液壓無閥沖擊機構(gòu)，其包括具有缸膛的機器殼體（105；205）和安裝成在缸膛中運動的活塞（110；210），活塞（110；210）設置成當在操作中時執(zhí)行相對于機器殼體的重復的往復運動，并且由此將沖擊直接或間接地傳輸?shù)侥軌蜻B接至用于加工巖石和混凝土中的至少一者的設備的工具上，其中活塞包括將第一驅(qū)動腔（160；260）和第二驅(qū)動腔（125；225）分隔開的驅(qū)動部（140；240），第二驅(qū)動腔（125；225）具有大于第一驅(qū)動腔的有效容體積的有效容積。沖擊機構(gòu)還包括起動裝置，起動裝置布置成使其在沖擊機構(gòu)的初始增壓過程中，在短的持續(xù)時間內(nèi)產(chǎn)生第二驅(qū)動腔與第一驅(qū)動腔之間的連接，所述連接能夠在一個完整沖程循環(huán)過程中保持，以便由此將活塞設定成自振動以及避免活塞在平衡位置保持靜止。另外，本發(fā)明涉及具有該沖擊機構(gòu)的鑿巖機和包括該鑿巖機的鑿巖鉆機，以及用于無閥液壓沖擊機構(gòu)的起動的液壓釋放閥。另外，本發(fā)明還涉及用于液壓無閥沖擊機構(gòu)的起動方法。
【專利說明】用于巖石和混凝土加工的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及已知為“無滑動”或“無閥”類型的液壓沖擊機構(gòu)，其用在用于加工巖石和混凝土中的至少一者的設備中，本發(fā)明還涉及包括這種沖擊機構(gòu)的用于鑿巖和破碎的設備，以及涉及用于起動該沖擊機構(gòu)的方法。
【背景技術】
[0002]用于巖石或混凝土加工的設備具有敲擊、旋轉(zhuǎn)以及敲擊的同時進行旋轉(zhuǎn)的各種功能。眾所周知，作為這種設備的部件的沖擊機構(gòu)被液壓地驅(qū)動。安裝成在機器殼體中的缸膛內(nèi)運動的汽錘活塞則承受交變壓力，由此實現(xiàn)汽錘活塞在缸膛中的往復運動。交變壓力最常見通過獨立的切換閥獲得，獨立的切換閥通常是滑動式的并且由缸膛中的汽錘活塞的位置控制，切換閥將形成在汽錘活塞與缸膛之間兩個驅(qū)動腔中的至少一者通過通常為液壓流體的承壓的驅(qū)動流體交替地連接至機器殼體中的線路和用于機器殼體中的驅(qū)動流體的排出線路。這樣，產(chǎn)生了周期性交變壓力，該周期性交變壓力具有與沖擊機構(gòu)的沖擊頻率相對應的周期。
[0003]制造無滑動液壓沖擊機構(gòu)，有時也稱為“無閥”機構(gòu)，也是眾所周知的，并且已經(jīng)超過了 30年。替代具有獨立的開關閥，無閥沖擊機構(gòu)中的汽錘活塞也以下述方式在缸膛中的活塞的運動過程中通過打開和關閉承壓的驅(qū)動流體的供應和排出執(zhí)行切換閥的工作:根據(jù)上述說明向由汽錘活塞的驅(qū)動部分隔開的兩個驅(qū)動腔中的至少一個提供交變壓力。如上工作的前提是，布置在機器殼體中的用于腔的增壓和排出的通道通向缸膛內(nèi)使得開口以下述方式分被隔開:在活塞的往復運動過程中，不在任何位置產(chǎn)生供應通道與排出通道之間的直接短路連接。供應通道與排出通道之間的連接通常僅通過間隙密封呈現(xiàn)，間隙密封形成在驅(qū)動部分與缸膛之間。另外，由于驅(qū)動流體在沒有實施任何有用工作的情況下允許從高壓泵直接通向箱，所以產(chǎn)生大量損失。
[0004]為了使活塞能夠從驅(qū)動腔的用于排出的通道關閉的時刻直到用于同一驅(qū)動腔的增壓的通道打開的時刻連續(xù)地運動，或者反之亦然，需要驅(qū)動腔中的壓力由于容積的變化而慢慢地改變。這可以通過將至少一個驅(qū)動腔的容積制成大于傳統(tǒng)的滑動式?jīng)_擊機構(gòu)的常規(guī)容積實現(xiàn)。
[0005]由于通常使用的液壓流體具有低可壓縮性，所以容積需要很大。我們將可壓縮性K定義為體積的相對變化與壓力的變化的比:K= (dV/V)/dP。但是，通常使用壓縮模量β作為可壓縮性的度量值。其為上述定義的可壓縮性的倒數(shù)，即β=(1Ρ八dV/V)。壓縮模量的單位是帕斯卡。上述給定的定義將貫穿在此文獻中使用。
[0006]容積必須足夠大以使得腔中的壓力在腔承受容積變化的過程中，在汽錘活塞朝向通道的開口運動來用于腔的增壓過程中，不足以在通道打開之前使活塞的運動反向。
[0007]SU1068591A示出了根據(jù)上驅(qū)動腔中具有交變壓力和下驅(qū)動腔中具有恒定壓力的原理的無閥液壓沖擊機構(gòu)，下驅(qū)動腔即最接近工具的連接處的腔。SU1068591A提出的目標是通過引入直接作用于壓力交變的腔的非線性蓄能器系統(tǒng)來提高效率。這示出了兩個獨立的氣體蓄能器，其中一個氣體蓄能器具有高的充氣壓力，另一個氣體蓄能器具有低的充氣壓力。
[0008]無閥機器的一個常見問題在于，難以激發(fā)活塞的自振動。汽錘活塞旨在當連接系統(tǒng)壓力時采取平衡位置，而不是開始自振動。一種傳統(tǒng)的起動方法是在短的時間段內(nèi)手動地交換沖擊機構(gòu)的壓力連接器和返回連接器。已知沒有恒定可靠的方法，并且此類型的機器通常遭遇起動問題。這些起動問題以隨機的方式部分地發(fā)生，并且部分地與例如液壓泵的替換和環(huán)境的隨后變化相關。
[0009]本發(fā)明的目的及其最重要的區(qū)別特征
[0010]本發(fā)明的一個目的是示出提供顯著改進起動性能以及減少存在問題的起動操作的次數(shù)的機會的無閥液壓沖擊機構(gòu)的設計，并且示出起動裝置和用于無閥液壓沖擊機構(gòu)的起動的方法，還示出了包括根據(jù)本發(fā)明的液壓沖擊機構(gòu)的鑿巖設備。這根據(jù)獨立權(quán)利要求中給出的說明得以實現(xiàn)。另外的有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中進行描述。
[0011]我們的調(diào)查已經(jīng)顯示，起動過程中的問題可能由于活塞在液壓無閥沖擊機構(gòu)的初始增壓過程中沿朝向第二腔的方向被驅(qū)動直到在該腔中開始建立壓力為止。活塞然后改變方向并且繼續(xù)運動直到返回線路通向第二腔中為止。該腔然后排出流體直到達到壓力平衡，活塞在返回線路的邊緣處在平衡位置保持靜止。
[0012]已經(jīng)示出，如果在操作過程中恒定地連接至系統(tǒng)壓力或沖擊機構(gòu)壓力的第一驅(qū)動腔與在操作過程中具有交變壓力的第二驅(qū)動腔之間的連接在初始起動的過程中即當機器增壓時在短時間內(nèi)建立，那么起動可靠性顯著地增加?？雌饋恚瑑蓚€腔的短持續(xù)時間的連接產(chǎn)生了腔中的壓力之間的不平衡以及由此產(chǎn)生了作用在活塞上的力的不平衡?；钊纱嗽O定成自振動。只要保持連接，該自振動以有限的振幅持續(xù)，但是在該連接關閉之后達到完全振幅。
[0013]進一步有利地，如果在下列事件中的至少一個已經(jīng)發(fā)生之后，覆蓋連接首次建立:第一腔中的壓力超過平衡壓力；第一腔中的壓力超過完全系統(tǒng)壓力的60%或可替代地70% ；第一腔中的壓力超過150bar ;已經(jīng)達到初始增壓的起動之后活塞達到平衡位置所需的時間；從最初增壓的起動已經(jīng)過去0.4秒；已經(jīng)檢測到活塞處于其平衡位置。
[0014]當起動裝置打開兩個腔之間的連接時，由于仍未連接的第二腔充滿承壓的液壓流體，因此到目前為止已經(jīng)建立的沖擊機構(gòu)壓力發(fā)生下降。
[0015]進一步有利地，如果連接保持打開直到?jīng)_擊機構(gòu)壓力的這種臨時下降結(jié)束為止。這可能通過壓力的測量或通過時間的控制發(fā)生。已經(jīng)證明，控制至少0.2秒的持續(xù)時間的情況是合適的。但是，在0.3至1.0秒的間隔中的持續(xù)時間是優(yōu)選的。
[0016]實現(xiàn)此目的的一個裝置可以是起動閥，起動閥是液壓釋放閥的形式，當液壓釋放閥提供有具有提高壓力的驅(qū)動流體時，液壓釋放閥打開自動延遲一段時間，并且隨后在一段延遲后自動關閉。
[0017]這種閥可以構(gòu)造有具有可調(diào)整的彈簧張力的復位彈簧，可調(diào)整的彈簧張力作用在閥活塞上以便限定閥的打開壓力，以及閥構(gòu)造有多個節(jié)流閥或可替代地可變節(jié)流閥，以便調(diào)節(jié)閥的打開時間。該閥將在結(jié)合附圖的下文中進行具體描述。
【專利附圖】

【附圖說明】[0018]圖1示出無閥液壓沖擊機構(gòu)的原理的簡圖，無閥液壓沖擊機構(gòu)在活塞以下，即在面對能夠被連接的工具的一側(cè)上，具有恒定壓力，以及在活塞的上表面上具有交變壓力。
[0019]圖2示出如圖1中的原理的簡圖，其中起動裝置設計在上驅(qū)動腔與下驅(qū)動腔之間的通道中。
[0020]圖3以截面示出本發(fā)明的實施方式。無閥液壓沖擊機構(gòu)的原理部分在左側(cè)示出，釋放閥形式的起動裝置在右側(cè)示出，還用虛線示出承壓的液壓流體如何供應。
[0021]圖4示出被稱為“邊緣節(jié)流閥”的節(jié)流閥的實施方式。
[0022]圖5示出釋放閥形式的根據(jù)本發(fā)明的起動裝置的實施方式。
[0023]圖5a示出在所連接的壓力已經(jīng)達到用于閥的打開的預設水平之前處于其關閉狀態(tài)的閥。
[0024]圖5b示出處于閥的脈沖狀態(tài)即當閥短時間內(nèi)打開以便允許承壓的液壓流體通過閥時的閥。
[0025]圖5c示出在起動程序本身已經(jīng)完成之后處于關閉狀態(tài)的閥。只要閥承壓地保持，一旦達到某狀態(tài)就保持此狀態(tài)。
【具體實施方式】
[0026]下文將參照附圖，對本發(fā)明的多個設計作為示例進行描述。保護范圍不認為限制于這些實施方式；相反，保護范圍由獨立權(quán)利要求限定。在從屬權(quán)利要求中對有利的實施方式進行描述。
[0027]圖1中示出還被稱為“無滑動”機構(gòu)的液壓無閥沖擊機構(gòu)的原理。缸膛布置在機器殼體105中，汽錘活塞110安裝在所述缸膛中使得汽錘活塞110能夠在該缸膛內(nèi)軸向運動。汽錘活塞包括由驅(qū)動部140分隔開的兩個驅(qū)動表面115、120，驅(qū)動部140具有大于汽錘活塞的相鄰部分的直徑。當承壓的流體已經(jīng)連接至沖擊機構(gòu)時，驅(qū)動表面承受對應于流體中的壓力乘以驅(qū)動表面的面積的力。作用在驅(qū)動表面115上的力旨在將汽錘活塞110向右驅(qū)動，驅(qū)動表面120上的力將汽錘活塞向左和朝向能夠被連接用于巖石或混凝土的加工的工具驅(qū)動。汽錘活塞沖擊到釬尾150上，釬尾150繼而沖擊到工具(未示出)上。釬尾還包括鍵槽或嵌齒，用于與旋轉(zhuǎn)單元(未示出)相互作用使得對著巖石或混凝土的連續(xù)沖擊不應該沖擊在相同的點上。在其平衡狀態(tài)下，承壓的流體連接至壓力線路155，并且返回線路165連接至低壓源或直接連接至液壓箱135，目的是使汽錘活塞在缸膛中執(zhí)行往復運動，并且因此每循環(huán)一次地通過釬尾150沖擊在工具上。在該往復運動中，汽錘活塞的驅(qū)動部打開和關閉第一小驅(qū)動腔160與第二大驅(qū)動腔125之間的連接通道130。驅(qū)動部140將以相同方式打開和關閉返回通道165與第二驅(qū)動腔125的連接。第二驅(qū)動腔與連續(xù)地連接至第二驅(qū)動腔的工作容積(如圖1和圖2中的橢圓所示)具有遠大于第一腔的有效容積的有效容積。工作容積可以以除圖1和圖2中示出的方式之外的多種不同方式進行設計并且連接至第二驅(qū)動腔。工作容積可以設計成例如在機器殼體中圍繞缸膛同軸地定位的腔室。重要的是，其連續(xù)地連接至第二驅(qū)動腔，即在整個沖程循環(huán)過程中沒有間斷。
[0028]為了在驅(qū)動部140已經(jīng)關閉與返回通道165的連接之后汽錘活塞110在交變壓力下借助于其動能足夠遠地運動進驅(qū)動腔125中，使得能夠打開供應通道130與腔125之間的連接，該腔需要具有足夠大的容積使得由現(xiàn)在已被封閉在腔內(nèi)的油的容積被活塞壓縮產(chǎn)生的腔中的壓力的增加不會太大以至于在供應通道130通向腔之前活塞反轉(zhuǎn)其方向，使得壓力能夠升高至完全的沖擊機構(gòu)壓力，并且活塞以此方式沿相反方向被驅(qū)動。為此，驅(qū)動腔連接至工作容積(如橢圓所示)。由于在驅(qū)動腔與工作容積之間的該連接在整個沖程循環(huán)中被保持，因此我們將驅(qū)動腔的容積和工作容積的總和表示為“有效驅(qū)動腔容積”。
[0029]功能性設計涉及用于250bar的系統(tǒng)壓力的3升有效驅(qū)動腔容積、200焦耳的沖擊能、5kg的汽錘活塞重量、6.4cm2的第一驅(qū)動表面115的面積、以及16.5cm2的第二驅(qū)動表面120的面積。70mm的驅(qū)動部的長度和供應通道130與返回通道165之間的45mm的距離用于其與缸膛的相關的連接處的第二驅(qū)動腔125。
[0030]除了在活塞的一側(cè)上的恒定壓力和在另一側(cè)上的交變壓力的該類型的無閥沖擊機構(gòu)之外，還具有在汽錘活塞的兩側(cè)上的交變壓力的變形。
[0031]這些類型的沖擊機構(gòu)的常見問題是，起動程序不可靠。當連接壓力時或者當壓力開始蓄積時，最初在155處的活塞向右運動。活塞首先關閉返回線路165，隨后打開從第一驅(qū)動腔至第二驅(qū)動腔的連接130。第二驅(qū)動腔125中的壓力因此上升直到活塞反轉(zhuǎn)其運動為止。返回連接165然后在此刻再次打開并且第二腔中的壓力下降。因此，活塞將再次反轉(zhuǎn)其運動，并且向右運動。問題似乎在于，由于活塞立即或在幾個循環(huán)之后變得靜止在圖1中示出的位置中，其中，第二驅(qū)動表面120平衡在返回線路165的邊緣處，并且由于保持在第二驅(qū)動腔125中的平衡壓力，使得起動程序失效。這意味著相等的力通過兩個驅(qū)動表面115,120沿兩個方向作用在活塞上。
[0032]圖2示出能夠被打開的連接如何建立在兩個驅(qū)動腔160、125之間。該連接不取決于活塞在缸膛中的位置，而是僅取決于起動裝置180的狀態(tài)。
[0033]重要的是，在沖擊機構(gòu)的最初增壓過程中，起動裝置180建立連接，以及起動裝置設置在下述狀態(tài)中:能夠在整個沖程循環(huán)過程中不中斷的情況下保持連接。
[0034]有利的是，起動裝置在初始增壓過程中自動地起作用，僅由連接至沖擊機構(gòu)的壓力控制。
[0035]還有利的是，僅當?shù)谝磺?60處的壓力超過平衡壓力即第二腔125中的壓力時，起動裝置打開腔之間的連接，其中，活塞上的來自設置承壓的驅(qū)動表面的力在兩個方向上相
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[0036]還有利的是，僅當?shù)谝或?qū)動腔中的壓力超過完全沖擊機構(gòu)壓力的60%時，起動裝置布置成打開驅(qū)動腔之間的連接。驅(qū)動機構(gòu)壓力通常與系統(tǒng)壓力相同。
[0037]測量壓力的設備可以安裝在第一腔160或第一通道155中，以確定這些壓力相關的打開標準，根據(jù)來自測量壓力的該設備的信號開始打開。信號可以是流體信號或電信號。然后，起動裝置180是壓力控制閥或電控制閥。
[0038]有利的是，作為可替代方案，起動裝置的打開還取決于自從沖擊機構(gòu)的增壓開始已經(jīng)過去的時間。
[0039]起動裝置的打開的另一替代方案可以是，其取決于汽錘活塞110在缸膛中的位置。這需要設置成用于定位活塞在缸膛中的位置的用于測量位置的裝置。
[0040]有利的是，起動裝置的打開在第一驅(qū)動腔中或供給壓力的通道中的壓力已經(jīng)達到完全沖擊機構(gòu)壓力或系統(tǒng)壓力之前已經(jīng)發(fā)生。
[0041]進一步有利的是，腔之間的連接保持打開直到壓力已經(jīng)達到與其在連接打開之前所具有的相同水平為止。測量壓力的設備能夠用于這種情況。
[0042]還有利的是，連接保持打開持續(xù)至少0.2秒，優(yōu)選地持續(xù)時間在0.3-1.0秒的間隔中。
[0043]特別有利的是，起動裝置包括液壓釋放閥。
[0044]液壓釋放閥380應當包括用于僅在閥的初始增壓過程中建立進口 383與出口 384之間的短持續(xù)時間連接的裝置。
[0045]承壓的液壓流體通過一個或多個節(jié)流閥382到達控制口 381。節(jié)流閥用作向控制口提供受限的流動并且因此影響在從圖5a中示出的第一端部位置向圖5c中示出的最終第二端部位置運動的釋放閥的活塞387的速度的目的。該節(jié)流閥可以是如圖4中所示的邊緣節(jié)流閥。適當?shù)?，開口的直徑是0.5mmο 一個或多個這種節(jié)流閥可以串聯(lián)安裝從而影響來自釋放閥的脈沖的長度。不必使用超過六個以便獲得所需脈沖長度?？商娲桨妇哂腥鐖D3中所示的可調(diào)節(jié)流閥。
[0046]當承壓的驅(qū)動流體達到控制口 381時，驅(qū)動流體在閥活塞387處沖擊第一小驅(qū)動表面。閥活塞然后向右運動，并且在一小段距離后，通向第二大驅(qū)動表面392的連接在閥活塞處打開。力現(xiàn)在增大并且閥活塞的速度增大。
[0047]通過閥活塞的外周中的環(huán)形軌道393，連接在進口 383與出口 384之間短暫地打開，如圖5b中所示。當閥活塞繼續(xù)向其第二端部位置運動時，該連接關閉，如圖5c中所示。只要沖擊機構(gòu)承壓地保持，閥活塞就保持在該第二端部位置中。當沖擊機構(gòu)壓力釋放時，閥活塞由復位彈簧394壓回至其第一端部位置。復位彈簧中的彈力可以由彈簧張緊器395進行調(diào)整，彈簧張緊器395與閥殼體385螺紋連接。
[0048]將第一閥活塞驅(qū)動表面391與第二閥活塞驅(qū)動表面392之間的過度部分設計成圓錐樁，圓錐樁在其第一端部位 置處與閥殼體385中的圓錐座形成密封。該樁可以設置有用于O形環(huán)密封件398的軌道。
[0049]如果樁的小端直徑是?.5mm，則彈簧力的適當?shù)脑O定是630N。由此實現(xiàn)了當已經(jīng)達到足夠的沖擊機構(gòu)壓力時，閥首先打開。
[0050]有利的是，為了避免裝入的流體量將能夠不利地影響打開時機，在閥活塞恢復其如圖5a中示出的第一端部位置之前，圍繞閥活塞的驅(qū)動表面的隔室被排出。為此，具有排出口 390，第二排出通道389將排出口與閥殼體中的缸膛連接。
[0051]另外，閥活塞本身設置有第一排出通道388，第一排出通道388不僅通向第一驅(qū)動表面或第二驅(qū)動表面中或者開在連接這些驅(qū)動表面的覆蓋表面中，而且還開在閥活塞的覆蓋表面中，優(yōu)選地在閥活塞的覆蓋表面中為環(huán)形軌道的形式。
[0052]以類似的方式有利地，將隔室的排出口布置在閥活塞的另一側(cè)上，即復位彈簧作用的一側(cè)。這能通過排出通道396和397實現(xiàn)。
[0053]液壓釋放閥能夠完全集成到?jīng)_擊機構(gòu)的機器殼體105 ；205中或者可以設計成能夠連接至沖擊機構(gòu)的獨立單元。
[0054]適當?shù)?，根?jù)本發(fā)明的沖擊機構(gòu)包含在鑿巖機中。這可以包括例如除沖擊機構(gòu)外的旋轉(zhuǎn)單元。
[0055]根據(jù)上述說明的鑿巖機能夠設置在鑿巖鉆機上以便在加工巖石或混凝土的過程中定位和對準鑿巖機。[0056] 根據(jù)本發(fā)明的沖擊機構(gòu)可以以相同方式集成到液壓破碎機中，液壓破碎機繼而可以安裝在鑿巖鉆機或挖掘機中。
【權(quán)利要求】
1.一種液壓無閥沖擊機構(gòu)，其用在用于加工巖石和混凝土中的至少一者的設備中，所述液壓無閥沖擊機構(gòu)包括具有缸膛的機器殼體(105 ；205)和可運動活塞(110 ;210)，所述可運動活塞(110 ；210)安裝在所述缸膛中并且設置成在操作過程中執(zhí)行相對于所述機器殼體的重復的往復運動，由此直接或間接地對著工具傳輸沖擊，所述工具能夠連接至用于加工巖石和混凝土中的至少一者的所述設備，其中，所述活塞包括將第一驅(qū)動腔(160 ；260)和第二驅(qū)動腔(125 ;225)分隔開的驅(qū)動部(140 ;240)，所述第二驅(qū)動腔具有大于形成在所述活塞與所述機器殼體之間的所述第一驅(qū)動腔的容積的有效容積，所述這些驅(qū)動腔布置成使得所述驅(qū)動腔在操作過程中包括承壓的液壓流體，以及，所述機器殼體還包括第一通道(155 ;255)、第二通道(165 ；265)和第三通道(130 ;230)，所述第一通道(155 ；255)通向所述缸膛中并且布置成使得當處于操作中時，在整個沖程循環(huán)中，所述第一通道(155;255)以基本恒定的壓力比如系統(tǒng)壓力向所述第一驅(qū)動腔連續(xù)地供應液壓流體，所述第二通道(165 ;265)布置成使得所述第二通道(165 ;265)根據(jù)所述活塞在所述缸膛中的位置以循環(huán)方式將所述第二驅(qū)動腔(125 ；225)與返回壓力連接，例如直接通向可連接的液壓流體箱(135)，所述第三通道(130 ;230)布置成使得所述第三通道(130 ;230)根據(jù)所述活塞在所述缸膛中的位置以循環(huán)方式將所述第二驅(qū)動腔與所述第一驅(qū)動腔連接，其中，所述第三通道(130 ;230)在所述第一通道與所述第二通道的通向所述缸膛的對應開口之間通向所述缸膛中，其特征在于，所述沖擊機構(gòu)還包括起動裝置，所述起動裝置設置成在所述沖擊機構(gòu)的初始增壓過程中，在短持續(xù)時間內(nèi)產(chǎn)生所述第二驅(qū)動腔與所述第一驅(qū)動腔之間的連接，其中，所述連接能夠在一 個完整的沖程循環(huán)過程中保持，以便由此將所述活塞設定成自振動并且避免所述活塞在平衡位置變成靜止，在所述平衡位置中，第二驅(qū)動表面(120 ；220)處于所述第二通道(165 ;265)的邊緣處，所述第二驅(qū)動腔(125 ;225)中具有平衡壓力的液壓流體，其中，所述平衡壓力等于所述沖擊機構(gòu)壓力乘以面對所述第一驅(qū)動腔(160 ；260)的第一驅(qū)動面積(115 ;215)與面對所述第二驅(qū)動腔(125 ;225)的第二驅(qū)動面積(120 ;220)之間的比值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置在所述初始增壓過程中自動地起作用并且僅由連接至所述沖擊機構(gòu)的壓力控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成僅當所述第一腔中的壓力超過至少所述平衡壓力時打開所述驅(qū)動腔之間的連接。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成僅當所述第一腔中的壓力超過完全系統(tǒng)壓力的60%時打開所述驅(qū)動腔之間的連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成在所述初始增壓開始之后，在對應于所述活塞實現(xiàn)所述平衡位置所需的時間的時間段之后盡早打開在所述驅(qū)動腔之間的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成在所述初始增壓開始之后最早0.4秒打開所述驅(qū)動腔之間的連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成僅當所述活塞已被檢測到處于其平衡位置時打開所述驅(qū)動腔之間的連接。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成在所述第一驅(qū)動腔(160 ;260)或所述第一通道(155 ;255)中的壓力已經(jīng)達到系統(tǒng)壓力之前打開所述連接(175)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成保持所述驅(qū)動腔之間的所述連接打開，直到所述沖擊機構(gòu)壓力已經(jīng)達到與其在所述連接被打開之前一刻所具有的相同水平為止。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置布置成保持所述驅(qū)動腔之間的所述連接打開持續(xù)至少0.2秒。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述起動裝置由液壓釋放閥構(gòu)成。
12.—種用于液壓無閥沖擊機構(gòu)的起動的液壓釋放閥(380)，所述釋放閥包括具有閥缸膛(386)的閥殼體(385)和安裝成在所述閥缸膛中運動的閥活塞(387)，所述閥活塞(387)布置成使得當處于非增壓狀態(tài)時處于第一端部位置(圖5a)以及在增壓操作之后從所述第一端部位置運動至第二端部位置(圖5c)，其特征在于，所述閥活塞(387)包括在所述閥活塞從所述第一端部位置向所述第二端部位置運動的過程中(圖5b)在短持續(xù)時間內(nèi)連接進口(383)與出口(384)的裝置(393)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液壓釋放閥，包括產(chǎn)生可調(diào)整的抵消力的裝置(394、395)，所述可調(diào)整的抵消力沿朝向所述第一端部位置的方向作用在所述閥活塞上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12至13中任一項所述的液壓釋放閥，其中，所述閥活塞包括第一驅(qū)動表面(391)，所述第一驅(qū)動表面(391)布置成使其與作用在所述第一驅(qū)動表面(391)上的承壓的液壓流體一起在所述抵 消力已被克服時朝向所述第二端部位置驅(qū)動所述閥活塞，所述閥活塞(387)還包括第二驅(qū)動表面(392)，所述第二驅(qū)動表面(392)布置成在朝向所述第二端部位置的運動已經(jīng)開始之后才保持與承壓的所述液壓流體連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液壓釋放閥，其中，所述閥活塞還包括第一排出通道(388)，所述第一排出通道(388)不僅通向所述第一驅(qū)動表面或所述第二驅(qū)動表面中的一個，或者通向連接這些驅(qū)動表面的樁(398)的覆蓋表面，而且通向所述閥活塞的覆蓋表面，所述第一排出通道(388)布置成使其在所述活塞的運動過程中在短持續(xù)時間內(nèi)連接至所述閥殼體中的第二排出通道(389)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述釋放閥根據(jù)權(quán)利要求12至15中任一項進行設計。
17.根據(jù)權(quán)利要求11或16所述的液壓沖擊機構(gòu)，其中，所述釋放閥具有由一個或多個節(jié)流閥控制的打開時間，所述一個或多個節(jié)流閥布置成限制旨在打開所述釋放閥的承壓的液壓流體流。
18.—種鑿巖機，包括根據(jù)權(quán)利要求1至11或16至17中任一項所述的液壓沖擊機構(gòu)。
19.一種鑿巖鉆機,包括根據(jù)權(quán)利要求18所述的鑿巖機。
20.一種用于無閥式液壓沖擊機構(gòu)的起動的方法，包括下列步驟: -使所述液壓沖擊機構(gòu)與承壓的液壓流體接觸， -當所述液壓沖擊機構(gòu)中的第一驅(qū)動腔(160 ；260)中的壓力已被允許升高至完全系統(tǒng)壓力的至少60%時，或者當從所述第一驅(qū)動腔的增壓開始已經(jīng)過至少0.4秒時，在短持續(xù)時間內(nèi)打開具有所述沖擊機構(gòu)中的高壓的所述第一驅(qū)動腔與具有低壓的第二驅(qū)動腔之間的連接(175)，-在所述沖擊機構(gòu)的至少一個完整的沖程循環(huán)過程中，所述連接保持連續(xù)地打開，并且優(yōu)選地持續(xù) 至少0.2秒的時間段。
【文檔編號】B25D9/14GK103459094SQ201280016949
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月5日
【發(fā)明者】倫納特·東塞 申請人:阿特拉斯·科普柯鑿巖設備有限公司