Пневматический ударный возбудитель

 

Использование: в горной промышленности и строительстве и предназначено при забивке кожухов при бестраншейной прокладке различных коммуникаций , а такжэ для сотрясения калибровочных сеток при грохочении тонких фракций руд Сущность изобретения: пневматический ударный возбудитель со стороны меньшей ступени ударника имеет торцовую герметичную стенку, образующую с кольцевым фланцем накопительную камеру, которая периодически сообщается с одной из рабочих камер корпуса или с подводящей пневмомагистралью посредством соответственно выполненных на боковой поверхности корпуса впускного канала и канала в теле ударника 2 апф-лы, 3 ил

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К НАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

1 (21) 4911879/03 (22) 150291 (46) 30.11,93 Бюл. йа 43-44 (71) Институт горного дела СО PAH (72) Ткач КБ (73) Институт горного дела СО РАН (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УДАРНЫЙ В035У-ДИ ТЕЛЬ (57) Использование: в горной промышленности и строительстве и предназначено при забивке кожухов при бестраншейной прокладке различных ком(в) Щ (и) 2003763 1 (Я) ЕОЗР5 1 муникацв а также длл сотрясения калибровочных сеток при грохоченил тонких фракций руд. Сущность изобретения: пневматический ударный возбудитель со стороны меньшей. ступени ударника имеет торцовую герметичную стенку, образующую с кольцевым фланцем накопительную камеру, которая периодически сообщается с одной иэ рабочих камер корпуса или с подводящей пневмомагистралью посредством соответственно выполненных на боковой поверхности корпуса впускного канала и .канала в теле ударника 2 з.п.ф-пы, 3 ил.

2003763

Изобретение относится к горной истро- ударный узел в атмосферу выхлопывается ительной технике и предназначено для со- сжатый воздух из воэдухопровода, разметрясения калибровочных сеток при щенного между ударным узлом и прерывагрохочении тонких фракций руд, при забив- телем; в случае использования компрессора ке кожухов при бестраншейной прокладке 5 с производительностью, меньшей, чем расразличных коммуникаций. ход ударного узла, сложно осуществить реИзвестна пневматическая машина гулировэние частоты ударов. Это связано с. ударного действия; содержащая цилиндри- тем, что реле времени определяет открытие ческий корпус с выхлопным отверстием в воздуховода, однако заполнение его сжабоковой стенке и впускным отверстием со. 10 TblM воздухомдотребуемогодавления эавистороны заднего торца. корпуса, ударник, сит от производительности компрессора и разделяющий внутреннюю полость корпуса объема воздуховода. что не связано с реле на переднюю и заднюю камеры Щ Машина времени. Кроме того, когда прерыватель соработает от импульсной подачи сжатого единяет воздух с магистралью, давление воздуха, осуществляемой прерывателем 15 сжатого.воздухаповышаетсядосетевого(от воздушного потока с приводом и системой атмосферного). Для этого также требуется управления. Прерыватель потока установ- определенное время. Сложно получить зален в пневмосети и соединен с рабочей ка- . данную частоту ударов. поскольку необхомерой машины ударного действияе димо учитывать время заполнения воздуховодом. 20 воздуховода и. сети сжатым воздухом до

Недостатками этой пневматической ма- максимального давления и время рабочего шины являются сложность конструкции, тэк цикла ударной машины, как необходимы система преобразования, .Целью изобретения является упрощенепрерывногопотокэсжэтоговоздухэвим- ние.конструкции и сокращение расхода пульсный поток и регулятор периодичности 25 сжатого воздуха. импульсов и их продолжительности; сниже- Для этого в корпусе с. выхлопными и ния энергии удара, поскольку при малых . впускными каналами размещен ступенчадавленияхсжатоговоэдухэударникначина- тый ударник, делящий полость корпуса на ет перемещаться, иэ-зэ чего среднее дэвле- рабочие камеры, со стороны меньшей ступение сжатого воздуха по .пути снижается; 30 ни.ударника корпус имеетторцевую.гермеповышенный расход сжатого воздуха из-за тичную стенку, а в полости корпуса со того. что пневмосеть соединена с рабочей стороны меньшей ступени ударника выполкамерой и в момент выхлопа из камеры сжа- нен кольцевой фланец, образующий с гертый воздух из магистрали выходит в атмос- метичной торцовой стенкой корпуса феру, 35 накопительную камеру, которая установлеИзвестна пневматическая машина . на с воэможностью периодического сообударного действия, содер>кащэя корпус с щения.с одной иэ рабочих камер корпуса выхлопными и впускными каналами, разме- посредством выполненного в кольцевом щенный в корпусе ступенчатыйударник,де- фланце окна, а при перекрытии окна меньлящий полость корпуса на рабочие камеры, 40 шей ступенью ударника —. с подводящей и подводящуюмэгистрэль(2). Машина рабо- пневмомагистралью посредством соответтает от импульсной подачи сжатого воздуха, ственно выполненных на боковой поверхнодля осуществления которого s пневмосети сти корпуса впускного канала в теле установлен прерыватель воздушного пото-. ударника, соединяющего торцевую поверхка с приводом и системой управления. По- 4 ность его меньшей ступени с цилиндричеследняя задает определенный ритм, в. ской боковой поверхностью, причем. результате чего срабатывает клапан, пере-. . впускной канал в корпусе размещен на раскрывающий подачу сжатого воздуха, а Спу- стоянии от кольцевого фланца, равном длистя некоторое время, задаваемое системой не продольного участка канала ударника, управления, клапан открывается на опреде- 50 при размещении меньшей ступени последленное время. Для подъема и опускания кла- него в окне кольцевого фланца. пана имеется соответствующий привод, Такое выполнение ударного пневматиКлапан установлен в пневмосети и постоян- ческого возбудителя обеспечивает упрощено соединен воздуховодом с рабочей каме- . ние конструкции и обслуживания, а также рой ударного узла. Недостатками этой 5 сокращениерасходэсжатоговоздуха.упромашины являются сложность конструкции, щение достигается за счет исключения претак как имеются ударный узел, прерыватель рывателя потока сжатого воздуха и системы потока сжатого воздуха, реле времени и его управления. Синхронизация отключепривод прерывэтеля; повышенный расход ния ударного устройства от сети с моментом сжатого воздуха; связанный стем, что.через начала движения ударника исключает утеч2003763

30

45 в полости корпуса со стороны меньшей ск ступени ударника выполнен кольцевой фла- ос ку сжатого воздуха из сети в атмосферу, т.е. уменьшает расход.

Целесообразно заднюю торцовую стенку корпуса выполнить с возможностью осевого перемещения для изменения объема накопительной камеры. Такое выполнение ударного возбудителя позволяет. изменять частоту ударов.

Целесообразно меньшую ступень ударника выполнить в виде кольцевой втулки из 10 эластичного материала. Такое выполнение конструкции позволяет уменьшить расход сжатого воздуха, так как улучшается герметичность камеры.

Совокупность заявляемых признаков, изложенных в соответствующих пунктах формулы изобретения, является новой. Автору не известны подобные решения.

Приведем анализ каждого из признаков в отдельности, выделив из общей совокупности:. корпус со стороны меньшей ступени ударника имеет торцовую стенку. Наиболее близкое решение — устройство по авт.св. М

989798, в котором корпус со стороны мень- 25 шей ступени ударника соединен с магистрзлью через пульсатор давления, при этом соединение рабочей камеры осуществляется через заднюю торцовую стенку, т.е. имеются два канала, соединяющие заднюю цилиндрическую часть камеры, один из которых размещен спереди, а другой — сзади, при этом первый канал соединяет.обе части рабочей камеры, а второй канал соединяет магистраль с цилиндрической камерой. Известная конструкция имеет повышенный расход. сжатого. воздуха, поскольку, во-первых, на части цикла цилиндрическая часть рабочей камеры одновременно сообщается с магистралью и атмосферой, когда ударник 40 находится в переднем положении, и, во-вторых, эта камера имеет повышенный объем из-за того, что она фактически является продолжением магистрали на участке, связывзющем эту камеру с пульсатором: Этот объем, являющийся дополнительным, заполняется при каждом цикле сжатым воэдухом, .который при сообщении камеры с атмосферой выхлопы вается.. Конструктивное отличие сравниваемых признаков за- 60 ключается в использовании одного канала, размещенного в передней части цилиндрической камеры, для впуска и выхлопа сжатоro воздуха. а следовательно, и выполнение задней стенки корпуса герметичной (сплошной без каналов) является новым и существенным., так как обеспечивают достижение нового эффекта; нец. образующий с герметичной торцовой стенкой корпуса накопительную камеру, которая установлена с возможностью периодического сообщения с одной из рабочих камер корпуса посредством выполненного в кольцевом фланце окна. Такое техническое решение автору не известно. Оно существенно, так как позволяет накопить сжатый воздух в накопительной камере до номинального давления, а уже затем происходит движение ударника. Это позволяет повысить среднее давление по пути, что повышает. энергию удара с одновременным снижением расхода воздуха; при перекрытии окна меньшей ступени. ударника накопительная камера сообщается с подводящей пневмомагистралью посредством соответственно выполненных на боковой поверхности корпуса впускного канала в теле ударника, соединяющего торцовую поверхность его меньшей ступени с цилиндрической боковой поверхностью, причем впускной канал в корпусе размещен на. расстоянии от кольцевого фланца, равном длине продольного участка канала ударника, при размещении меньшей ступени последнего в окне кольцевого фланца.

Признаки новы, так как специфичны именно . для ступенчатых ударников.

Известен канал в корпусе, расположенный в боковой стенке корпуса от задней стенки рабочей камеры на расстоянии, равном длине продольного участка канала ударника(см.например, авт.св.N. 33111). Отличие этих каналов в том, что в одном речь идет об расстоянии до передней стенки рабочей камеры. а в другом (иэвестном) — до задней стенки рабочей камеры, В известном решении передней стенкой рабочей камеры является поверхность движущегося ударника, в предложенном цилиндрическая часть рабочей камеры ограничена с передней и задней стороны. В результате выполнение указанных каналов разное и их функции различны, а именно предложенный канал обеспечивает подачу сжатого воздуха в определенную часть рабочей камеры, Известный канал такую функцию не выполняет.

Это и является существенным качеством ноBoFo признака. Кроме того, предложенный канал ударника отличается от известного месторасположением (выходит на торцовую ступень меньшего диаметра) связями, т.е. канал соединяет впускное окно корпуса с одной иэ частей рабочей камеры и никогда не соединяет другую часть рабочей камеры с пневмосетью; задняя торцовая стенка цилиндричеой камеры выполнена с возможностью евого перемещения для регулиро чния

2003763 ту;

15

30

50

55 частоты ударов. Этот признак является HO" вым и его применение заявителю не известно. Он существенен. так как позволяет регулировать частоту ударов и с увеличением обьема торцовой камеры снижать часто- 5 меньшая ступень ударника выполнена в виде кольцевой втулки из эластичного материала. Использование такого признака в технике заявителю не известно. Он существенен, так как позволяет повысить долговечность ударника за счет двух факторов: снижения ударного импульса, возникающего при возвращении ударника в исходное положение; при прямом ходе возникающая от соударения с корпусом ударная волна, движущаяся по ударнику, не разрушает выступающей меньшей ступени и в месте перехода с большей ступени на меньшую нет концентраторов напряжения (имеются две детали).

На фиг.1 показан пневматический ударный возбудитель, поперечный разрез; на фиг,2 — возбудитель с подвижной торцовой камерой и ударником, имеющим эластич- .25 ный выступ; на фиг,3- возбудитель с составным ударником.

Пневматический ударный возбудитель состоит из корпуса 1,.которым размещен ударник 2, разделяющий внутреннюю часть корпуса 1 на две рабочие камеры 3 и 4, В боковой стенке корпуса 1 выполнены каналы: впускной 5, выхлопные 6 и 7, причем впускной канал 5 расположен между выхлопными. Ударник 2 выполнен с каналом 8, соединяющим боковую цилиндрическую и заднюю торцовую его поверхности. В хвостовой части корпуса 1 выполнена кольцевая перемычка (фланец) 9, которая совместно с корпусом 1 образует камеру 10; выполняющую функцию накопительной.

Ударник 2 может быть выполнен цельным (фиг.1) или составным (фиг,2 и 3), но в любом случае ступенчатым. Ступень 11 меньшего диаметра может быть выполнена конической (фиг.1), цилиндрической (фиг.2) или комбинированной (фиг,3). Окно во фланце имеет форму, соответствующую форме поверхности ступени меньшего диаметра корпуса 1. Если ступень меньшего диаметра ударника 2 выполнена цельной,.то фланец корпуса 1 целесообразно выполнить из эластичнога материала. Если меньшая ступень ударника выполняется составной, то ступень меньшего диаметра целесообразно

BblfloflHATb эластичной. Это может быть сделано в виде цельной части 12 (фиг.2) или сама ступень меньшего диаметра ударника может быть выполнена составной, одна из частей 13 которой выполняется жесткой, а другая часть 14 — эластичной. Камера 10 может иметь регулируемый объем за счет того, что торцовая стенка 15 корпуса 1 выполнена с возможностью осевого перемещения, для чего она крепится к корпусу 1 на резьбе 16. Камера 4 может быть соединена с атмосферой дросселирующим окном 17 (фиг.1,2).

Пневматический ударный возбудитель работает следующим образом.

Возможны два варианта его использования, когда производительность источника сжатого воздуха (компрессора) выше расхода возбудителя и когда производительность источника сжатого воздуха ниже расхода возбудителя.

В первом случае в пневмосети давление сжатого воздуха всегда будет номинальным. Сжатый воздух через каналы 5 корпуса

1 и ударника 2 поступает в камеру 10, где по мере накопления сжатого воздуха возрастает его давление. При вертикальном положе-.нии возбудителя, когда он используется в качестве возбудителя колебания сита гидрогрохота, сила тяжести ударника 2 превышает силу, создаваемую давлением сжатого воздуха, находящегося в камере 10, в силу чего ударник 2 своей ступенью меньшего диаметра. контактирует с кольцевым фланцем 9; причем меньшая ступень размещена во фланце 9. Эластичные элементы (фланец, если он выполнен эластичным, или ступень меньшего диаметра) обеспечивают гермети зацию камеры 10. Сжатый воздух в камере

10 воздействует на часть торцовой поверхности ударника 2, ограниченной ступенью меньшего диаметра ударника 2. Сила, создаваемая сжатым воздухом, равна произведению давления на площадь торцовой поверхности ступени меньшего диаметра ударника 2. По мере увеличения давления сжатого воздуха в камере 10 эта сила возрастает. Когда давление сжатого воздуха в камере 10 станет таким, что сила воздействия сжатого воздуха на ударник превысит силу тяжести, последний начнет свое движение вверх. В образовавшийся зазор между поверхностью ступени 11 и кольцевым фланцем 9 поступает сжатый воздух, затем — в камеру 4 и воздействует на всю поверхность ударника 2. При своем движении ударник 2 перекрывает канал 5 корпуса 1, что исключает поступление сжатого воздуха иэ пневмосети в камеру 10. Ударник 2 перемещает под действием расширяющегося в камерах

4 и 10 сжатого воздуха до момента нанесения удара по передней части корпуса 1. Из камеры 3 воздух выходит в атмосферу через канал 6, что уменьшает сопротивление движение ударника 2 со стороны камеры 3. а003763

mего диаметра ударника и проходные сечения окон корпуса 1 и канала 8 ударника, ожно еще в большей степени регулировать частоту ударов, При использовании маломощных компрессоров, описанная работа предлагаемого ударного возбудителя не изменяется. В ка- t мере 10 давление сжатого воздуха растет медленнее, т.е, частота ударов уменьшается. На величину энергии удара возбудителя эти условия работы не отражаются.

Использование предлагаемого пневматического ударного возбудителя позволяет

10 упростить конструкцию и одновременно уменьшить расход. сжатого воздуха за счет исключения электромагнитной системы управления импульсной подачи сжатого воздуха. Экономический эффект от использования ударного возбудителя завиДЖЛ 608 для сотрясения калибровочных сит гидрогрохотов используется совместно с электронным управляющим узлом, содер25

30 жащим электронный таймер собственного изготовления (себестоимость около 30 руб) и вентиль с электрическим приводом

15с832р для жидких и газообразных сред на . давление 13 кгс/см стоимостью 18 руб.

Следовательно, экономический эффект только при изготовлении составляет около

48 руб на каждый возбудитель. (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 806695, кл. Е 02 F 5/18, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 989798, кл. Е 02 F 5/1Я, 1981. 40 ступенью ударника - с подводящей пневФ о p M у л а " б р e T e я M0MGrèñTðàëüþ посредство соответственПцщМАгИцБС ИД уддрныД "î выполненных на боковой поверхности

ВОрБуДИ1Бд, содержащий корпус с вы- корпуса впУскного кана а и канала в теле хлопными и впускными,каналами, разме- . удаРника, соединяющего торцевую поверхщенный в корпусе ступенчатый ударник, 45 ность его меньшей ступени с цилиндричеделящий полость корпуса на рабочие каме- с«й«боковой поверхностью, причем ры, подводящую пневмомагистраль, отли- . впускной канал в корпусе размещен на чающийся тем, что, с целью упрощения расстоянии от кольцевого фланца, Равном конструкции и сокращения расхода сжато- . длине продольного участка канала ударниго воздуха, корпус со стороны меньшей 50 ка при разме1цении меньшей ступени поступени ударника. имеет торцевую герме- .Следнего в окне кольцевого фланца. тичную стенку, а в полости корпуса, также 2. Возбудитель r1o п.1, отгичающийся тем, что задняя торцевая стенка корпуса со стороны меньшей ступени ударника, выполнен кольцевой фланец, образующий с выполнена с возможностью осевого перегерметичной торцевой стенкой корпуса на- 55 мещения для изменения, объема накопикопительную камеру; которая имеет воз- тельной камеры. можность периодического сообщения с . 3, Возбудитель по пп, 1 и 2, отличаюодной из рабочих камер корпуса посредст- щийся тем, что меньшая ступень ударника вом выполненного в кольцевом фланце ок- . выполнена в виде кольцевой втулки из элана, а при перекрытии окна меньшей стичного.материала.

Возможен вариант, когда ударник 2 на каком-то участке своего пути перекрывает канал 6 корпуса 1, что создает буфер в камере

3, способствующий обратному движению ударника 2 после нанесения им удара по корпусу 1. Окно 17 служит для удаления сжатого воздуха. перетекающего через зазоры в камеру 4 из камеры 10 и окна, Диаметр окна 17 мал, поэтому при движении ударника 2 через него истекает в атмосферу небольшое количество сжатого воздуха.

В конце хода ударник 2 открывает канал

7 корпуса 1 и сжатый воздух, находящийся в камерах 4 и 10, выхлопнется в атмосферу.

Под действием силы тяжести, импульса отскока, образовавшегося в момент удара, и буфер в камере 3-ударник 2 перемещается в обратную сторону до того, пока он своей ступенью меньшего диаметра не войдет в отверстие кольцевого фланца. Далее цикл повторяется. При податливых элементах ударника и фланца, контактирующих между собой, добиваются более плотного прилегания сопрягаемых поверхностей фланца 9 и ступени меньшего диаметра ударника, что

"уменьшает расход сжатого воздуха.

Для уменьшения частоты ударов необ-. ходимо увеличить объем камеры 10; для чего сдвигают заднюю торцовую стенку.15 корпуса 1 и устанавливают новую с большим объемом внутренней полости (фиг.3), Стенку крепят к йорпусу на резьбе. 16. Больший объем камеры 10 предопределяет большее время ее наполнения до давления, когда произойдет движение. ударника 2, что и уменьшает частоту ударов. Меняя длину цилиндрической поверхности ступени мень20. сит от era типоразмера и условий примене. ния. Так, например, ударный возбудитель

2003763 а 74!Ф

&era Г ЮР. 8

Составитель Х. Ткач

Редзктор M. Стрельникова Техред М.Моргентал

Корректор Н, Кешеля

Заказ 3312

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Про зводстее п о-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.гагарина, 101