Ударное встряхивающее устройство

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплообменной аппаратуре для удаления загрязнений с поверхности теплообмена. Ударное встряхивающее устройство содержит стационарную наковальню, объединенную с встряхиваемой поверхностью и имеющую ось удара, перпендикулярную указанной поверхности, ударник, выполненный с возможностью перемещения соосно оси удара для соударения с ударной поверхностью наковальни, и средства для перемещения ударника, при этом наковальня и ударник образуют компактный узел, который может быть собран в любом положении, ударник поддерживается для опоры на наковальню и, по меньшей мере, один скользящий элемент размещен между наковальней и ударником с обеспечением перемещения ударника только параллельно оси удара. Наковальня и ударник размещаются таким образом, что один из них может перемещаться, по меньшей мере, частично внутри другого. При таком выполнении не требуется выравнивание наковальни и ударника во время сборки устройства или повторного выравнивания при увеличении температуры встряхиваемых теплообменных трубок. 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Настоящее изобретение относится к ударному встряхивающему устройству согласно вводной части независимого пункта формулы изобретения и может быть применено, например, для удаления загрязнения с поверхностей нагрева, имеющих пластинчатую конструкцию воронок или каналов паровых котлов или трубок систем рекуперации тепла для пирометаллургических процессов. Таким образом, изобретение в частности относится к устройству, содержащему стационарную наковальню, объединенную с встряхиваемой поверхностью и имеющую ось удара, перпендикулярную указанной поверхности, ударник, способный перемещаться соосно оси удара и ударять по ударной поверхности наковальни, и средства для перемещения ударника.

Загрязнение поверхностей может нарушить работу рассматриваемой техники во многих отношениях. Например, загрязнение трубок системы рекуперации тепла уменьшает их эффективность теплообмена, и, таким образом, уменьшает производительность процесса. В то же время оно ведет к увеличению температуры отработанного газа и приводит к неблагоприятным эффектам в каналах и устройствах, располагающихся ниже по потоку относительно секции рекуперации тепла. С другой стороны, например, грязевое наслоение на поверхностях канала для отработанного газа может значительно увеличить сопротивление течению потока отработанного газа, что увеличивает расход энергии на собственные нужды котла. В худшем случае грязь может даже закупорить каналы и таким образом вызвать аварийную остановку техники. Загрязненные поверхности могут быть очищены, например, с помощью пара или пневматических обдувочных аппаратов или акустических обдувочных аппаратов. В процессах с очень тяжелым загрязнением, включающем в себя химически реагирующие, липкие, расплавленные или полурасплавленные пылевые частицы или компоненты конденсирующего газа, для очистки поверхностей также используются, в частности, механические встряхивающие устройства. При использовании таких устройств поверхность подвергается воздействию ударов, чтобы вызвать в ней быструю вибрацию малой амплитуды. Этим способом можно эффективно очистить поверхности от грязевых наслоений, не вызывая чрезмерных механических нагрузок на поверхности.

Патенты США №3835817 и 5540275 раскрывают устройства, содержащие стандартные свободно падающие ударники, используемые для внешней очистки поверхностей нагрева в паровом котле. Такие устройства обычно являются довольно большими и тяжелыми, так что они не могут быть размещены в очень ограниченных пространствах. Дополнительно, направление удара ударника не может выбираться свободно, так что эти устройства не применимы, например, для очистки нижних сторон наклонных поверхностей в воронкообразных установках. Эти устройства также являются шумными и довольно сложными для изготовления и установки и требуют больших затрат для их технического обслуживания.

Патент Японии №7157777 раскрывает компактное встряхивающее устройство для теплообменных трубок газогенератора, размещенное внутри кожуха, прикрепляемого к внешней стенке газогенератора. Ударник встряхивающего устройства, ударное перемещение которого осуществляется посредством пружины, напряжение в которой создается с помощью газа высокого давления, ударяет по концу ударной консоли, идущей вверх до внешней стенки газогенератора. Проблема этой конструкции состоит в том, что и встряхивающее устройство, и ударная консоль должны быть установлены очень точно для обеспечения удара, направленного точно на конец ударной консоли. Кроме того, смещение теплообменных трубок под воздействием тепла может изменить позицию ударной консоли таким образом, что удар будет наноситься по поверхности эксцентрически или под наклоном, что в свою очередь может привести к тому, например, что ударная консоль отсоединится от теплообменных трубок.

Патент США №5079459 раскрывает электромагнитный встряхивающий ударник, в котором перемещение назад и вперед магнитного сердечника, действующего как ударник, осуществляется с помощью двух электромагнитов внутри втулки, прикрепленной к внешней стенке теплообменника. Ударник ударяет по ударной консоли, проходящей через внешнюю стенку теплообменника, которая прикреплена к теплообменным трубкам теплообменника с помощью пружинного механизма. В такой конструкции отсутствует непрерывный металлический вибрационный канал от ударной консоли к теплообменным трубкам, в результате чего даже слабая ржавчина, пыль и т.д. между ударной консолью и теплообменными трубками будет гасить вибрацию и изменять ее частоту.

Патент США №5561583 раскрывает электромагнитный встряхивающий ударник, в котором пружина, вызывающая перемещение ударника, оснащена соленоидом, который присоединен к ударной консоли, приваренной к встряхиваемой поверхности, с помощью многозвенного соединительного элемента, гасящего удар. В конструкции может возникнуть проблема, состоящая в том, что соединительный элемент является слишком жестким и передает вибрацию, в результате чего направляющее устройство соленоида может быть повреждено, и/или в том, что соединительный элемент будет слишком гибким, в результате чего удар может быть отклонен в сторону, что в свою очередь может повредить магнитный сердечник, ударную консоль или соединение между поверхностью, которую будут трясти, и ударной консолью.

Целью настоящего изобретения является создание эффективного встряхивающего устройства для загрязненных поверхностей, в котором вышеописанные проблемы известных устройств сведены до минимума.

Указанная цель достигается тем, что ударное встряхивающее устройство содержит стационарную наковальню, объединенную с встряхиваемой поверхностью и имеющую ось удара, перпендикулярную указанной поверхности, ударник, выполненный с возможностью перемещения соосно оси удара для соударения с ударной поверхностью наковальни, и средство для перемещения ударника, при этом наковальня и ударник образуют компактный узел, который может быть собран в любом положении, и отличается тем, что ударник поддерживается для опоры на наковальню и, по меньшей мере, один скользящий элемент размещен между наковальней и ударником с обеспечением перемещения ударника только параллельно оси удара.

Встряхивающее устройство типично присоединяется путем приваривания наковальни на ее первом конце, т.е. конце со стороны встряхиваемой поверхности, непосредственно к ней, или к ударной балке, передающей удар к встряхиваемой поверхности. Когда встряхивающее устройство присоединяется к месту, где оно будет работать, направление ударного перемещения ударника всегда соответствует требуемому, так как положение ударника автоматически следует небольшим изменениям места расположения или положения наковальни, например, вследствие смещений из-за влияния температуры, которые таким образом не влияют на работу встряхивающего устройства.

Ударник предпочтительно приводится в движение в направлении оси удара таким образом, что ударник поддерживается, чтобы опираться на наковальню, по меньшей мере, одним скользящим элементом, расположенным между наковальней и ударником. В самом простом варианте элементы скольжения содержат одну скользящую втулку, но для получения стабильной опоры для ударника предусматриваются, по меньшей мере, две скользящие втулки или два скользящих элемента другой формы. Одна из двух втулок может предпочтительно быть прикреплена к наковальне, а другая к ударнику. В некоторых случаях все скользящие элементы могут предпочтительно быть прикреплены к наковальне, и в других случаях они могут соответственно быть прикреплены к ударнику.

В некоторых особых случаях, когда позиция присоединения встряхивающего устройства предварительно задана, может быть достаточно, чтобы наковальня поддерживала ударник только снизу и по бокам. Наковальня в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно выполнена таким образом, что одна из ее частей препятствует всем возможным поперечным перемещениям ударника, и поэтому наковальня и ударник встряхивающего устройства предпочтительно способны перемещаться, по меньшей мере, частично, один внутри другого.

Согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения ударник имеет форму купола, другими словами чашеобразную форму, ось которого параллельна оси удара, и ударник способен перемещаться таким образом, что он плотно охватывает, по меньшей мере, один участок наковальни, параллельный оси удара, с помощью скользящих втулок или скользящих элементов. Если чашеобразный ударник имеет твердое дно, концевой участок наковальни, другими словами конец, обращенный от встряхиваемой поверхности, может оставаться внутри кожуха ударника при соударении с ударником. Если, наоборот, в дне чашеобразного ударника имеется отверстие, концевой участок наковальни может проходить в конце удара через отверстие наружу от ударника. Согласно другому предпочтительному варианту воплощения наковальня имеет форму полого цилиндра или купола с осью, параллельной оси удара, и ударник способен перемещаться таким образом, что он заходит, по меньшей мере, частично, внутрь наковальни.

Наковальня содержит цилиндрическую часть, гибко поддерживаемую основной частью наковальни с возможностью перемещения относительно основной части только параллельно оси удара.

Согласно предпочтительному варианту воплощения поверхность наковальни, которая принимает удары, т.е. ударная поверхность способна принимать удар, по меньшей мере, в конце удара, внутри кожуха чашеобразного ударника. Если на дне чашеобразного ударника имеется отверстие, ударник предпочтительно герметизируется посредством двух скользящих втулок по периметру вокруг наковальни таким образом, что первая втулка присоединена между наружной поверхностью участка на стороне первого конца, т.е. основной части наковальни, и внутренней поверхностью чашеобразного ударника. Вторая втулка предпочтительно присоединена, если смотреть от поверхности соударения наковальни, между внешней поверхностью концевого участка, т.е. хвостового участка наковальни, и внутренней поверхностью отверстия в дне ударника. Особое преимущество в таких вариантах воплощения состоит в том, что куполообразный участок ударника действует как акустический стакан, гасящий распространение в окружающую среду шума, создаваемого ударами ударника устройства. В вариантах воплощения настоящего изобретения, в которых ударная поверхность остается снаружи ударника, шум, создаваемый встряхивающим устройством, может быть уменьшен, благодаря его компактной конструкции, предпочтительно с помощью отдельного акустического кожуха, который может быть присоединен, например, к внешней поверхности той установки, которую будут чистить, или, альтернативно, к наковальне.

Для получения долговечной и рабочей конструкции наковальня предпочтительно может быть выполнена в виде цельной детали. В качестве альтернативы наковальня может состоять из нескольких частей, которые прочно объединяются друг с другом таким образом, что они формируют непрерывный и компактный целостный объект.

Соответственно, ударник может предпочтительно быть выполнен или цельным или может состоять из нескольких частей, прочно объединенных друг с другом. Для некоторых областей применения наковальня также может быть собрана из множества частей таким образом, что цилиндрический участок будет гибким до некоторой степени в направлении оси удара так, что будут предотвращаться все поперечные перемещения или перемещения под углом. Благодаря такой конструкции возможно удерживать правильное направление перемещения ударника, опирающегося на цилиндрический участок, при этом будет гаситься передача удара при соударении к цилиндрическому участку.

Перемещение ударника встряхивающего устройства согласно настоящему изобретению может быть обеспечено, например, напрямую с помощью пневматического воздействия или с помощью электромагнитов. Средства, которые будут применяться для обеспечения перемещения ударника, однако содержат предпочтительно пружину, которая может быть пружиной сжатия или растяжения и которая напрягается с помощью устройства напряжения через подходящие приводные средства. Напряжение с пружины предпочтительно может быть снято за счет применения регулируемого разблокирующего механизма на требуемом уровне натяжения, в результате чего освобожденный ударник перемещается с большой скоростью в направлении поверхности соударения наковальни.

Устройство может содержать две пружины растяжения, размещенные снаружи наковальни и ударника, и может содержать средства для напряжения пружины, по меньшей мере, частично поддерживаемые отдельно от наковальни.

Пружина предпочтительно размещается между поддерживающими поверхностями, прикрепленными к ударнику и наковальне, таким образом, что когда она напряжена, пружина сжата в направлении оси удара, и когда напряжение снято, она удлиняется до своей исходной длины покоя. Чтобы сохранить размер встряхивающего устройства небольшим, ударник имеет предпочтительно относительно короткую длину хода. Однако длина хода предпочтительно достаточно велика, чтобы ударник мог достичь достаточной скорости с подходящим ускорением, предпочтительно 1-5 g, более предпочтительно с ускорением 2-3 g. Таким образом сила реакции, действующая на поддерживающую поверхность наковальни, которая поддерживает пружину, остается относительно небольшой, и срок службы поддерживающей поверхности наковальни увеличивается.

Жесткость пружины должна быть подобрана так, что требуемое ускорение достигается ударником выбранного веса, который типично составляет 30-40 кг. Например, чтобы получить начальное ускорение величиной 2,5 g, жесткость пружины должна в напряженном состоянии составлять 750-1000 Н. Пружина предпочтительно выбирается таким образом, что даже в конце удара жесткость пружины все еще остается больше, чем вес ударника, например 400-500 Н, благодаря чему ударник встряхивающего устройства не перемещается ни при транспортировке, ни при установке, и он имеет стабильную позицию покоя также тогда, когда направление удара является направлением вверх, например, к внешней поверхности дна воронки.

Средством напряжения пружины может предпочтительно быть, например, двигатель, пневматический или гидравлический цилиндр или электромагнит. По меньшей мере, наиболее чувствительные части средства напряжения, например двигатель и его шестерни, не поддерживаются, согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения, наковальней, но они отдельно поддерживаются внешней поддерживающей конструкцией. Поэтому вибрации наковальни не передаются к чувствительным частям средства напряжения и риск их разрушения снижается. Кроме того, приводной механизм средства напряжения должен быть гибко плавающим или он должен каким-то иным образом допускать перемещение встряхивающего устройства при смещениях встряхиваемой поверхности из-за влияния температуры.

Согласно предпочтительному варианту воплощения изобретения между ударником и наковальней размещена так называемая пружинная группа, другими словами элемент, являющийся гибким, с высокой жесткостью пружины в направлении оси удара. Пружинная группа предпочтительно представляет собой пару жестких тарельчатых пружин, но она также может представлять собой гибкую пластину с подходящей жесткостью пружины. Пружинная группа может быть прикреплена или к наковальне, или к ударнику, перемещаясь вместе с ним. Пружинная группа ограничивает до некоторого значения торможение ударного перемещения ударника, и таким образом уменьшает силы и нагрузки, и риск повреждения ударника и наковальни. Жесткость пружины пружинной группы предпочтительно такова, что максимальное торможение ударника составляет порядка 500-1000 g. Было доказано практически, что таким образом заторможенный до некоторого значения удар также удаляет загрязнения более эффективно с поверхностей, которые будут трясти, чем полностью неизменный удар.

Перемещение ударника встряхивающего устройства согласно настоящему изобретению направляется при изготовлении таким образом, чтобы быть параллельным оси удара наковальни. Встряхивающее устройство, таким образом, не требует выравнивания наковальни и ударника во время сборки устройства или повторного выравнивания, например, при увеличении температуры встряхиваемых теплообменных трубок. Таким образом, в устройстве исключается изгибающий момент относительно наковальни из-за неправильного выравнивания ударника и повреждение наковальни по этой причине, а также повреждение соединения между наковальней и встряхиваемой поверхностью. Правильно выровненный удар также улучшает эффективность передачи удара к поверхности, которую будут трясти.

Встряхивающее устройство является простым по конструкции и может быть предварительно собрано уже при изготовлении. Это упрощает установку устройства, уменьшает его стоимость и затраты на требуемое техническое обслуживание. Устройство является компактным узлом, который может быть легко шумоизолирован и присоединен в любой требуемой позиции. На практике обычно используется одновременно большое количество встряхивающих устройств, которые могут быть полностью отдельны друг от друга, или они могут иметь, например, общее пневматическое средство напряжения, которое направляет встряхивающие импульсы с подходящей частотой к различным встряхивающим устройствам. Благодаря небольшому размеру и малому весу они могут быть присоединены даже в узких местах, а также близко друг к другу, если это потребуется.

Ниже изобретение описывается со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Фиг.1-7 схематически иллюстрирует поперечные сечения различных встряхивающих устройств согласно настоящему изобретению.

Фиг.1 иллюстрирует встряхивающее устройство 10 согласно предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения, содержащее наковальню 16, прикрепленную с помощью сварного шва 14 к ударной балке 12, и ударник 18, присоединенный к наковальне 16. Если встряхиваемая стенка является, например, внешней стенкой реактора, канала или воронки, один конец ударной балки, невидимый на фиг.1, может быть приварен к стенке. Альтернативно, наковальня 16 может быть присоединена напрямую к указанной стенке и в этом случае отдельная ударная балка 12 не требуется. Если, в свою очередь, например, встряхиваются группы теплообменных трубок в газонепроницаемом пространстве реактора или парового котла, ударная балка 12 может быть гибким образом герметично присоединена к стенке газового пространства и приварена к теплообменным трубкам или их соединительному элементу. Так как различные способы герметизации и крепления ударной балки являются известными, они не будут описываться подробно.

Наковальня 16 содержит поверхность, принимающую удары, т.е. ударную поверхность 20, отделяющую основной участок 22 наковальни на стороне ударной балки 12 и хвостовой участок 24 на удалении от ударной балки. Между поддерживающими поверхностями 26, 28 наковальни 16 и ударника 18 расположена пружина 32, размещенная внутри чашеобразного участка 30 ударника, с помощью которой ударник приводится в ударное перемещение в направлении поверхности 20. Между ударной поверхностью 20 наковальни и ударной поверхностью 34 ударника предпочтительно размещена пара тарельчатых пружин, так называемая пружинная группа 36, имеющая высокую жесткость, которая замедляет процесс остановки ударника и увеличивает таким образом длительность одного удара без по существу уменьшения общего объема энергии удара. Согласно примеру, замедление перемещения ударника составляет предпочтительно самое большее порядка 1000 g.

Прочные скользящие элементы, предпочтительно скользящие втулки 38, 40, имеющие низкий коэффициент трения, размещены между хвостовым участком 24 наковальни и ударником 18. С помощью скользящих втулок наковальня 16 предотвращает поперечные перемещения ударника 18, и таким образом допускает перемещение ударника только точно в осевом направлении наковальни. Втулки 38, 40 являются изнашивающимися элементами и, таким образом, они будут легко заменяемыми. В конструкции согласно фиг.1 нижний участок 42 ударника 18 действует как передняя часть ударника, и внутренняя скользящая втулка 38 на стороне пружинной группы прикреплена к внутренней поверхности отверстия, сформированного в нижнем участке 42 ударника. Внешняя скользящая втулка 40 в свою очередь присоединена в варианте воплощения на фиг.1 к внешней поверхности выступа 4 6 хвостового участка 24 наковальни 16.

Встряхивающее устройство 10 на фиг.1 показано в ударной позиции, другими словами в позиции, в которой пружина 32 вытянута на свою максимальную длину, и ударник 18 контактирует с пружинной группой 36 наковальни 16. Во время использования встряхивающего устройства пружина предпочтительно напрягается путем вытягивания ударника 18 наружу с помощью отдельно установленного двигателя 48 или некоторого другого устройства напряжения, например электромагнита. Гибкий соединительный механизм 50 передает усилие от устройства напряжения к ударнику 18. Когда пружина 32 напряжена до требуемого состояния, удар вызывается путем освобождения пружины, в результате чего ударная поверхность 34 ударника 18 соударяется на высокой скорости с пружинной группой 36, вызывая удар по ударной поверхности 20 наковальни 18. Так как направление ударного перемещения ударника 18 ограничивается втулками 38, 40 между ударником и наковальней, удар всегда направлен относительно наковальни должным образом.

Длина хода, другими словами изменение длины пружины при применении устройства, составляет предпочтительно 50-500 мм, более предпочтительно 100-300 мм, и наиболее предпочтительно 100-200 мм. Согласно предпочтительному варианту воплощения длина хода составляет приблизительно 150 мм, масса ударника 40 кг, жесткость пружины при максимальном напряжении 1000 Н и в конце удара 500 Н. Тем самым начальное ускорение удара составляет 25 м/с², и энергия удара составляет 112 Нм. Путем регулировки длины хода встряхивающего устройства можно регулировать силу удара. Предпочтительные значения параметров встряхивающего устройства зависят от области применения, для которой используется встряхивающее устройство, так что они могут сильно отличаться от примерных значений, приведенных выше.

На фиг.2-7, которые иллюстрируют другие предпочтительные варианты воплощения встряхивающего устройства согласно изобретению, части, соответствующие проиллюстрированным на фиг.1, имеют те же номера позиций, что и на фиг.1.

Фиг.2 иллюстрирует встряхивающее устройство 10 согласно второму предпочтительному варианту воплощения настоящего изобретения. Встряхивающее устройство на фиг.2 показано в напряженном состоянии, в котором пружина 32 сжата с помощью подходящего средства напряжения (не показано на фиг.2) до ее минимальной длины, и ударная поверхность 34 ударника не контактирует с пружинной группой 36. Встряхивающее устройство на фиг.2 отличается от встряхивающего устройства на фиг.1 тем, что пружина 32 размещена между поддерживающими поверхностями 26, 28 наковальни, ударник охватывает основной участок 22 наковальни, и поверхность 20 и пружинная группа 36 остаются внутри чашеобразного участка 30 ударника. Особое преимущество в данном частном варианте воплощения состоит в том, что ударник 18 формирует акустический кожух, который эффективно предотвращает распространение шума, вызываемого ударами ударника, в окружающую среду.

В конструкции, проиллюстрированной на фиг.2, внутренняя скользящая втулка 38, расположенная вокруг основного участка 22 наковальни 16, прикреплена к внутренней поверхности внутреннего выступа 52 переднего участка ударника 18, и внешняя скользящая втулка 40, расположенная вокруг хвостового участка 24 наковальни 16, прикреплена к внутренней поверхности отверстия 50, сформированного в нижнем участке 54, выступающего в качестве заднего участка ударника. Согласно альтернативному варианту воплощения нижний участок 54 ударника может быть закрытым, тогда хвостовой участок 24 наковальни может быть очень коротким, и втулка 40, проиллюстрированная на фиг.2, может быть заменена втулкой, прикрепленной к внешней поверхности выступа 58 основного участка 22 наковальни. Эта конструкция обеспечивает ударник, который очень хорошо предотвращает шум ударов и является очень крепким и прочным по конструкции.

Встряхивающее устройство 10, проиллюстрированное на фиг.3, наковальня 16 которого приварена непосредственно к встряхиваемой стенке 60, отличается от встряхивающего устройства, проиллюстрированного на фиг.2, в частности тем, что оно содержит необходимые изменения для использования пневматического средства напряжения (не показано на фиг.3). В этой конструкции внутренний выступ 52 переднего участка ударника формирует поддерживающую плоскость 28 пружины 32, а скользящая втулка не прикреплена к нему, но здесь имеется свободное пространство между выступом 52 и основным участком 22 наковальни для трубки 62 сжатого газа. В конструкции на фиг.3 внутренняя скользящая втулка 38 прикреплена к внешней поверхности выступа 58 основного участка наковальни. Внутренняя втулка 38 в варианте воплощения на фиг.3 прикреплена к внешней поверхности выступа 58 основного участка наковальни. Внутренняя втулка 38 и чашеобразный участок 30 ударника, а также внешняя втулка 40, прикрепленная к внутренней поверхности отверстия 56, сформированного в нижней части 54 ударника, и хвостовой участок 24 наковальни формируют газонепроницаемое соединение. Таким образом, в пространстве, образованном ими, формируется газонепроницаемая полость, содержащая ударную поверхность 20 и пружинную группу 36, и пружина 32 может быть напряжена путем увеличения давления в полости посредством подачи в данную полость газа, например сжатого воздуха, по трубке 62, идущей рядом с основным участком 22 наковальни. Повысить давление в полости можно также подачей в нее газа через хвостовой участок 24 наковальни по осевому сквозному каналу (не показан на фиг.3). Пружина 32 может быть отпущена путем быстрого выпуска газа из полости, что осуществляется с помощью некоторого соответствующего стандартного устройства (не показано на фиг.3).

Фиг.4 иллюстрирует вариант воплощения настоящего изобретения, который отличается от встряхивающего устройства на фиг.2 тем, что оно содержит кожух 64, присоединенный к встряхиваемой стенке 60 и действующий как дополнительное средство экранирования шума. Кроме того, пружина 32 в варианте воплощения на фиг.4 размещена между поддерживающими плоскостями 26, 66 ударника 18 и кожуха 64. В варианте воплощения согласно фиг.4 достаточно длинная втулка 40 размещена между внешней поверхностью хвостового участка 24 наковальни и нижним участком 54 ударника, и она одна определяет направление ударного перемещения ударника 18. Когда наковальня 18 и кожух 64 оба прикреплены непосредственно к поверхности 60, становится возможно в некоторых случаях разместить, по меньшей мере, один элемент скольжения, предпочтительно втулку скольжения, также между ударником 18 и кожухом 64, прикрепленный, например, к внешней поверхности наружного выступа 68 чашеобразного участка 30 ударника.

В варианте воплощения, проиллюстрированном на фиг.1-4, чашеобразный ударник 18, т.е. ударник с полостью, выполнен с возможностью перемещения снаружи от сплошной наковальни 16, охватывая ее. Фиг.5-6 иллюстрируют другие виды конструкции, в которых имеется полость 70, сформированная внутри наковальни 18, и ударник 18 способен проходить частично внутри полости 70 наковальни. В конструкции на фиг.5 пружина 32, размещенная в полости 70 наковальни между поддерживающими плоскостями 26, 28 наковальни 16 и ударника 18, напрягается способом, соответствующим показанным на фиг.1-4, посредством толкания или вытягивания ударника 18 с помощью подходящего устройства напряжения наружу, в результате чего пружина 32 сжимается.

Конструкция, показанная на фиг.6, с другой стороны отличается от всех других раскрытых конструкций тем, что пружина 32 размещена в полости 72, сформированной внутри ударника 18, причем ударник способен проходить внутри полости 70 наковальни. Как и встряхивающие устройства во всех других вариантах воплощения, показанное на фиг.6 напрягается для удара путем толкания или вытягивания ударника 18 наружу. Пружина 32 встряхивающего устройства на фиг.6, однако, является пружиной растяжения, прикрепленной между поддерживающими стержнями 74, 76, прикрепленными к наковальне 16 и ударнику 18, и напрягается путем растяжения пружины 32 до требуемого напряжения.

Встряхивающее устройство, проиллюстрированное на фиг.7, отличается от предыдущих вариантов воплощения в частности тем, что, по меньшей мере, две пружины 78 растяжения, которые обеспечивают ударное перемещение, размещены снаружи остальной части конструкции. При использовании устройства ударник 18 проходит внутри цилиндрического участка 80, связанного с наковальней 16. Пружины 78 прикреплены между поддерживающей плоскостью 26 цилиндрического участка и концевым участком 82, связанным с ударником. В случае, показанном на фиг.7, направление ударяющего перемещения определяется скользящими втулками 38, 40, которые размещаются между ударником 18 и цилиндрическим участком 80 наковальни, а пружинная группа 36 размещена вокруг хвостового участка 24 наковальни. Удары встряхивающего устройства могут предпочтительно быть заряжены, например, пневматически путем направления сжатого воздуха через цилиндрический участок 80 к полости вокруг пружинной группы.

Цилиндрический участок 80 наковальни может быть прочно объединен с основным участком 22 наковальни, но в некоторых случаях будет предпочтительно использовать подходящие гибкие элементы, например тарельчатые пружины 84, для соединения участков друг с другом, которые до некоторой степени уменьшают передачу ударов ударника к цилиндрическому участку 80. При использовании гибкого крепления особенно необходимо обратить внимание на то, что перемещение между основным участком 22 и цилиндрическим участком 80 наковальни допускается только в направлении оси удара, и все перемещения в поперечном направлении или под углом должны предотвращаться. В встряхивающем устройстве на фиг.7 внутренняя поверхность цилиндрического участка точно соответствует внешней поверхности основного участка, чтобы предотвратить поперечные перемещения между основным участком 22 и цилиндрическим участком 80 наковальни.

Настоящее изобретение описано выше со ссылкой на примерные варианты воплощения, но изобретение также включает в себя множество других вариантов воплощения и модификаций. Таким образом, очевидно, что раскрытый примерный вариант воплощения не предназначен ограничивать объем изобретения, а изобретение включает в себя множество других вариантов воплощения, которые ограничиваются только формулой изобретения.

1. Ударное встряхивающее устройство, содержащее стационарную наковальню, объединенную с встряхиваемой поверхностью и имеющую ось удара, перпендикулярную указанной поверхности, ударник, выполненный с возможностью перемещения соосно оси удара для соударения с ударной поверхностью наковальни, и средства для перемещения ударника, при этом наковальня и ударник образуют компактный узел, который может быть собран в любом положении, отличающееся тем, что ударник поддерживается для опоры на наковальню и, по меньшей мере, один скользящий элемент размещен между наковальней и ударником с обеспечением перемещения ударника только параллельно оси удара.

2. Ударное встряхивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что скользящим элементом является скользящая втулка.

3. Ударное встряхивающее устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит две скользящие втулки, размещенные между наковальней и ударником.

4. Ударное встряхивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что ударник способен перемещаться таким образом, что он, по меньшей мере, частично расположен внутри наковальни или таким образом, что наковальня расположена, по меньшей мере, частично внутри ударника.

5. Ударное встряхивающее устройство по п.4, отличающееся тем, что ударник имеет форму купола и способен перемещаться таким образом, что наковальня расположена, по меньшей мере, частично внутри ударника.

6. Ударное встряхивающее устройство по п.5, отличающееся тем, что ударная поверхность наковальни расположена в конце удара внутри ударника таким образом, что ударник действует как шумоподавляющий кожух.

7. Ударное встряхивающее устройство по п.4, отличающееся тем, что наковальня имеет форму цилиндра или купола, и ударник способен перемещаться, по меньшей мере, частично внутри наковальни.

8. Ударное встряхивающее устройство по п.7, отличающееся тем, что наковальня содержит цилиндрическую часть, гибко поддерживаемую основной частью наковальни с возможностью перемещения относительно основной части только параллельно оси удара.

9. Ударное встряхивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что средства для перемещения ударника содержат пружину.

10. Ударное встряхивающее устройство по п.9, отличающееся тем, что пружина является пружиной сжатия.

11. Ударное встряхивающее устройство по п.9, отличающееся тем, что пружина является пружиной растяжения.

12. Ударное встряхивающее устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, две пружины растяжения, размещенные снаружи наковальни и ударника.

13. Ударное встряхивающее устройство по п.9, отличающееся тем, что содержит средства для напряжения пружины, по меньшей мере, частично поддерживаемые отдельно от наковальни.

14. Ударное встряхивающее устройство по п.13, отличающееся тем, что средства для напряжения пружины содержат двигатель.

15. Ударное встряхивающее устройство по п.13, отличающееся тем, что средства для напряжения пружины содержат пневматическое средство напряжения.

16. Ударное встряхивающее устройство по п.13, отличающееся тем, что средства для напряжения пружины содержат электромагнитное средство напряжения.

17. Ударное встряхивающее устройство по п.1, отличающееся тем, что пружинная группа размещена между ударником и ударной поверхностью наковальни.