Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия

 

Изобретение относится к пневматическим машинам, используемым в горной, горно-металлургической и строительной пром-сти. Цель - снижение расхода энергоносителя и повышение надежности работы устр-ва. Устр-во содержит камеру 1, золотник 14 с проточкой, воздуховыводящий канал 12, выхлопные 17 - 19 и впускные 7 и 8 радиальные отверстия. Ось одного из впускных отверстий смещена относительно оси другого впускного отверстия на угол / я. В камере 4 размещен трубчатый клапан (ТК) 5 с седлом 6, образованным двумя поверхностями с радиусом кривизны RI R2 °° в нормальном сечении. Точки 671 / Ё О ел ю ел со Jb 11

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистических

РЕСПУБЛИК (st)s Е 21 С 3/24

ГосудАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

11

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4625420/03 (22)26.12.88 (46)30.05.91. Бюл. ЬЬ 20 (71)Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по добыче полезных ископаемых открытым способом (72)Е.И.Рыжов и Д.Е,Рыжов (53)622.233.42(088.8) (56)Авторское свидетельство СССР

f+ 750055, кл. Е 21 С 3/24, 1980.

Авторское свидетельство СССР

М 1070305, кл, Е 21 С 3/24, 1982. (54)ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ МАШИНЫ УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ г

„„ Ж„„1652534 А1

В71Изобретение относится к пневматическим машинам, используемым в горной, горно-металлургической и строительной пром-сти. Цель — снижение расхода энергоносителя и повышение надежности работы устр-ва. Устр-во содержит камеру 1, золотник 14 с проточкой, воздуховыводящий канал 12, выхлопные 17- 19 и впускные 7 и 8 радиальные отверстия. Ось одного из впускных отверстий смещена относительно оси другого впускного отверстия на угол P < л.

В камере 4 размещен трубчатый клапан (ТК) 5 с седлом 6, образованным двумя поверхностями с радиусом кривизны R> <

< Rz < oo в нормальном сечении. Точки б 7. 3

1652534 пересечения поверхностей седла 6 расположены внутри угла Р, На рабочей поверхности камеры 4 со стороны торца ТК

5 выполнена фигурная ступенчатая проточка; Выступающая часть проточки на двух участках повторяется профиль ТК 5.

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия и может быть использовано в горной, горно-металлургической и строительной промышленности, 5

Цель изобретения — снижение расхода энергоносителя и повышение надежности в работе устройства.

На фиг.1 изображена пневматическая машина ударного действия, разрез; на 10 фиг.2 — разрез А-А на фиг,1 (в положении трубчатого клапана при холостом ходе уда рника); на фиг.3 — то же (в нейтральном (среднем) положении трубчатого клапана при холостом или рабочем ходе ударника); 15 на фиг,4 — то же (в положении трубчатого клапана при рабочем ходе ударника); нг фиг.5 — разрез Б-Б на фиг.1 (в нейтральном положении трубчатого клапана); на фиг,6— разрез В-В на фиг.5. 20

Пневматическая машина ударного действия содержит ствол 1, рабочий инструмент 2 и воздухораспределительное устройство, снабженное каналом 3 для впуска сжатого (сетевого) воздуха, камерой 4 с по- 25 мещенным в ней трубчатым клапаном 5. В седле 6 трубчатого клапана 5 выполнены епускные отверстия 7 и 8. Ствол 1, рабочая полость которого разделена ударником 9 на камеры 10 и 11, соответственно рабочего и 30 холостого хода, снабжен каналом 12 для подвода сжатого воздуха в камеру холостого хода 11, каналом 13. с размещенным в нем ступенчатым золотником 14, командными 15 и 16 и выхлопными отверстиями 35

17, 18 и 19.

Седло 6 трубчатого клапана 5 образовано двумя поверхностями 20 и 21 с радиусом кривизны Ятй2 в нормальном сечении (фиг.2). Линия пересечения m и и поверх- 40 ностей радиусов Е1 и Я находятся внутри центрального угла p < a. образованного главными осями симметрии впускных отверстий 7 и 8. Радиус-векторы, проходящие через линии пересечения е и п. составля- 45

1от с образующими угла Р, соответственНо, центральный угол а.

На рабочей поверхности камеры 4

Воэдухораспределительного устройства, Сжатый воздух по каналу 3 поступает в камеру 4, откуда через отверстия 7, 8 и канал

12 поступает в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода ствола машины, между которыми расположен ударник 9. 1 з.п,флы, 6 ил. например, со стороны верхнего торца трубчатого клапана 5 выполнена кольцевая фигурная проточка а, в, с, d, е, f, g, h таким образом, что выступающая часть 22 проточки на двух участках Ь, с и f, g повторяет профиль трубчатого клапана в нейтральном положении (фиг.5). При перекрытии трубчатым клапаном 5 впускных отверстий 7 или 8 между его внутренней поверхностью линиями m или и в радиальном направлении образуется зазор.

Пневматическая машина работает следующим образом.

Сжатый воздух по каналу 3 поступает в камеру 4 воздухораспределительного устройства, откуда через впускные отверстия

7 и 8, канал 12 соответственно поступает в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода.

8 связи с тем, что камера 10 рабочего хода через выхлопное отверстие 18, канал

13 и выхлопные отверстия 19 сообщается с атмосферой, давление сжатого воздуха в ней меньше, чем в камере 11 холостого хода, равновесие трубчатого клапана 5 в камере

4 воэдухораспределител ьного устройства нарушится. Трубчатый. клапан 5 переме= стится в сторону низкого давления и перекроет впускное отверстие 7 вправо (фиг.2) и сжатый воздух из .камеры 4 поступает через отверстие 8 и канал 12 только в камеру 11 холостого хода и оттуда в командный канал 16.

Под действием сжатого воздуха ударник 9 и ступенчатый золотник 14 перекрывает выхлопное отверстие 18 и открывает выхлопное отверстие 17 и воздух из камеры

10 рабочего хода вытесняется ударником ф через выхлопное отверстие 16, канал 13 в выхлопное отверстие 19 в атмосферу.

При холостом движении ударника 8 на трубчатый клапан 5 воэдухораспределительного устройства (фиг.2) действуют аэродинамические силы:

Fc= Rc х f1,2 где Pc — давлениесжатого воздуха в камере 4, f >g — площадь впускного отверстия 7 или 8;

F®„- Рзк х fz, где Р к — текущее давление сжатого воздуха в камере 11;

Рл - Р х f1, где Pn — текущее давление сжатого воздуха в камере 10.

1652534

/3 = агс cos x

) (г) j9 BIc cos x

Fc=Pc 2,1.

К началу открытия ударником 9 выхлопного отверстия 17 клапан 5 под действием аэродинамических сил повернется против часовой стрелки и займет среднее (нейтральное, положение, фиг.3).

Поворот клапана 5 относительно линии

m произойдет при выполнении усилия

Z1 1 2

+К P+ K(K +К

Z1= f1 (Рс Pn): f2(Pc Рзк) (1)

К= ctg а.

При нейтральном положении трубчатого клапана 5 относительно впускных отверстий 7 и 8 откроется доступ сжатого воздуха иэ камеры 4 через отверстие 7 в камеру 10 рабочего хода.

Из-за выступающей части 22 кольцевой фигурной проточки поступление сжатого воздуха в камеры 11 и 10 резко ограничено. При этом текущее давление Р к резко снижается, а текущее давление Р> наоборот увеличивается. При определенном соотношении моментов аэродинамических сил, действующих на трубчатый клапан 5, f2(P — P,.) Ь > цР - Р ) Н, до Hà à à открытия ударником 9 выхлопного отверстия 17 трубчатый клапан 5 переместится против часовой стрелки в положение рабочего хода (фиг,4), После прохождения ударником 9 выхлопного отверстия 17 произойдет полное опорожнение камеры 11, изолированной трубчатым клапаном 5 от поступления сетевого воздуха, а давление сжатого воздуха в камере 10 достигнет максимального значения. Под действием сжатого воздуха ударник 9 остановится. Начнется цикл рабочего хода, При движении вниз ударник 9 открывает командный канал 15. куда поступает сжатый воздух из камеры 10, Под действием сжатого воздуха ступенчатый золотник 14 переместится вниз. При этом выхлопное отверстие 17 окажется перекрытым, а выхлопное отверстие 18 открытым и воздух иэ камеры 11 вытесняется ударником 9 через выхлопные отверстия 18, канал 13 и выхлопное отверстие 19 в атмосферу.

При рабочем движении ударника 9 на трубчатый клапан 5 (фиг.3) действуют аэродинамические силы

FtlK ÐðK f1 где Р, — текущее давлениб- сжатого воздуха в камере 10;

Гз-Рз f2, где Рз — текущее давление сжатого воздуха в камере 11.

5 К началу открытия ударником 9 выхлопного отверстия 18 трубчатый клапан 5 под действием аэродинамических сил переместится по часовой стрелке и займет среднее (нейтральное) положение (фиг.3). Поворот

10 клапана 5 относительно линии m произойдет при выполнении условия

15 (1

" ДГ+к1 1 +х1

Z2= т2 (Рс Рз): 11(Рс Рпк), 20 При этом откроется доступ сжатого воздуха из камеры 4 через отверстие 8, канал

12 в камеру 11 холостого хода из-за выступающей части 22 кольцевой фигурной проточки, поступление сжатого воздуха в

25 камеры 10 и 11 резко ограничено, При этом текущее давление Рпк резко снижается, а текущее давление Р, наоборот увеличивается. При соотношении моментов аэродинамических сил, действующих на тРУбчатый клапан 5, f2(Pc — P«) h® > f1(Pc— Рэ) Hm, до начала открытия ударником 9 выхлопного отверстия 18 трубчатый клапан

5 переместится по часовой стрелке в положение холостого хода (фиг.2).

После; рохождения ударником 9 выхлопного отверстия 18 произойдет полное опорожнение камеры 10, изолированной трубчатым клапаном 5 от поступления сетевого воздуха, а давление сжатого воздуха в камере 11 достигает максимального значения.

После того как ударник 9 нанесет удар по хвостовику рабочего инструмента 2, начинается цикл холостого хода.

Формула изобретения

1.Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия, включающее камеру с размещенным в ней трубчатым клапаном с седлом, золотник с проточкой, воздуховыводящий канал. выхлопные и впускные радиальные отверстия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью снижения расхода энергоносителя и повышения надежности в работе устройства. ось одного впускного отверстиясмещена относительно оси другого впускного отверстия на угол P < т, а седло клапана образовано двумя поверхностями с радиусами кривиз1652534 ны R> < Й Я ао в нормальном сечении, при

Этом точки пересечения поверхностей седла расположены внутри угла Р.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что на рабочей поверхности камеры со стороны торца трубчатого клапана выполнена фигурная ступенчатая проточка, выступающая часть которой на двух участках повторяет профиль трубчатого кла5 пана.

1652534 итрапьнога

Р W7CfСоставитель Ю. Стрелов

Редактор M. Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор С. Черни

Заказ 1754 Тираж 314 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101