ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТОК Российский патент 1999 года по МПК E21C37/24 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к пневматическим молоткам для разрушения, например, скальных горных пород, и может быть использовано при создании пневматических машин ударного действия как ручных, так и не ручных.

Известен пневматический молоток с трехкамерным глушителем шума, выполненным в одном кожухе-глушителе (см., например, патент США N 2789653, НКЛ 181-36, 1957 г.), содержащий корпус, рукоятку с пусковым устройством, ударник, рабочий инструмент, выхлопное кольцо и кожух-глушитель. Представлены два варианта выхлопных трактов:
1) выхлопные отверстия в корпусе: камера коаксиальная с выпускной щелью в выхлопном кольце, образованная выхлопным корпусом и кольцом; камера в кожухе-глушителе, образованная выхлопным кольцом и корпусом - кольцевая сужающаяся щель, образованная буртиком кожуха-глушителя и корпусом (или пазами и выступами на буртике кожуха-глушителя и корпусом); кольцевая камера, образованная кожухом-глушителем и корпусом с радиальной выхлопной прорезью-щелью;
2) выхлопные отверстия в корпусе: предварительная камера глушения, образованная кожухом-глушителем и корпусом; кольцевая сужающаяся щель, образованная буртиком кожуха-глушителя с корпусом; промежуточная камера глушения, образованная кожухом-глушителем и корпусом; кольцевая сужающая щель, образованная буртиком кожуха-глушителя и корпусом; кольцевая камера, образованная кожухом-глушителем и корпусом с радиальной выхлопной прорезью-щелью.

В первом варианте тракт образован тремя элементами (корпус, выхлопное кольцо, кожух-глушитель), во втором - двумя (корпус, кожух-глушитель).

Недостатком пневматического молотка является то, что:
1) протяженность выхлопного тракта достигается в основном за счет расширения - сжатия, а это, как правило, малый вклад в процесс шумоподавления;
2) протяженность выхлопного тракта достигается в конструкции одного элемента: в кожухе-глушителе, что снижает его ремонтопригодность и в целом долговечность, а также устойчивость и надежность параметров процесса шумоподавления;
3) при значительной конструктивной протяженности кожуха-глушителя он обладает малыми потерями энергии потоков выхлапываемого воздуха из-за прямоточности: отсутствие боковых потоков, изменения направлений потоков, частичного выхлопа по пути и противопотоков. Наличие указанных эффектов и их реализация в конструкции выхлопного тракта обусловило бы наибольшие потери энергии потока за счет местных сопротивлений и трения, что существенно увеличило бы эффект шумоподавления.

Известен также пневматический молоток (см. , например, а.с. СССР N 1135901, Мкл. E 21 C 3/24, 1985 г.), включающий корпус с выхлопными отверстиями, ударником и рукояткой, колпак к кожуху-глушителю с выхлопными окнами, жестко прикрепленный к рукоятке и упруго к корпусу, между которым и глушителем расположено приспособление для дробления потока выхлапываемого воздуха на отдельные мелкие потоки. Приспособление выполнено в виде зубчатого венца, который жестко прикреплен к колпаку кожуха-глушителя, причем венец размещен в промежутке между выхлопными отверстиями и окнами с возможностью перекрытия их проекций одна другой, для чего зубья венца наклонены относительно продольной оси корпуса, а проекции зубьев на диаметральную плоскость корпуса перекрывают одна другую.

Указанный пневматический молоток является наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту и принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является отсутствие в тракте выпуска промежуточных устройств для расширения и понижения давления воздуха в выхлапываемом потоке и малая протяженность тракта, обусловливающие незначительные потери энергии потоком ввиду малости местных сопротивлений и сопротивлений трению прямолинейных потоков, что предопределяет значительные скорости выпускаемого в атмосферу воздуха, а следовательно, значительные, не регламентируемые, звуковые мощности.

Цель предлагаемого изобретения - увеличение эффективности шумоподавления выхлапываемого отработавшего воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический молоток содержит корпус с выхлопными отверстиями, ударник, рукоятку, кожух-глушитель с буртиком и наклонными сквозными пазами, колпак, рабочий инструмент с устройством для его удержания, причем между кожухом-глушителем и колпаком установлен промежуточный кожух. Целесообразно в пневматическом молотке промежуточный кожух снабдить радиальными выпускными каналами.

Целесообразно также в пневматическом молотке промежуточный кожух снабдить со стороны колпака буртиком с наклонными сквозными пазами.

Целесообразно также в пневматическом молотке наклонные сквозные пазы кольцевых буртиков кожуха-глушителя и промежуточного кожуха выполнить с различными углами наклонов и противоположными по направлению.

Целесообразно также в пневматическом молотке радиальные выпускные каналы в промежуточном кожухе выполнить под углами, образующими косые срезы на боковой поверхности промежуточного кожуха.

Целесообразно также в пневматическом молотке наклонные сквозные пазы кольцевых буртиков промежуточного кожуха и кожуха-глушителя выполнить непосредственно на их боковых внутренних поверхностях.

Возможность реализации предлагаемого технического решения поясняется чертежом. На фиг. 1 показан молоток с частичным разрезом; на фиг. 2 - фрагмент конструктивного решения воздухоотводящего тракта, образованного вокруг и по длине корпуса молотка.

Обозначения на чертежах приняты одинаковыми.

Пневматический молоток содержит корпус 1 с выхлопными отверстиями 2 в его стенке, ударник 3, разделяющий центральный канал 4 корпуса на камеры рабочего 5 и холостого 6 ходов. Рукоятка 7 закреплена подвижно относительно корпуса 1, который охватывают снаружи кожух-глушитель 8 с кольцевым буртиком 9 на его боковой внутренней поверхности, разъемно соединенные с ним последовательно промежуточный кожух 10 с кольцевым буртиком 11 на его внутренней поверхности и колпак 12. Кольцевые буртики 9 и 11 снабжены наклонными сквозными пазами 13 и 14. В промежуточном кожухе 10 выполнены радиальные выпускные с косыми срезами каналы 15. Рабочий инструмент 16 установлен в буксе центрального канала 4 и удерживается относительно корпуса 1 посредством концевой пружины 17 или другого известного устройства для удержания. Кожух-глушитель 8, промежуточный кожух 10 и колпак 12, охватывая корпус 1 снаружи с зазором, образуют воздухоотводящий кольцевой канал, который также с зазором относительно корпуса разделен кольцевыми буртиками 9 и 11 на внутренних боковых поверхностях кожуха-глушителя и промежуточного кожуха на последовательно расположенные камеры выпуска: камеру 18 - предварительного расширения, камеры 19 - проточную с радиальными выпускными с косыми срезами каналами 15 и камеру 20 - глухую.

Пневматический молоток работает следующим образом.

После нажатия на рукоятку 7 молотка включается подача сжатого воздуха к воздухораспределительному устройству, которое на чертежах не показано и может быть любым: клапанным, золотниковым, беззолотниковым, струйным, дроссельным и т.п. Воздухораспределение обеспечивает попеременную подачу воздуха в камеру 6 холостого или камеру 5 рабочего ходов, чем обусловливается возвратно-поступательное движение ударника 3 в центральном канале 4 корпуса 1.

Отработавший воздух периодически из камер 5 и 6 отводится по каналам с выхлопными отверстиями 2 в стенке корпуса 1 в кольцевую камеру 18, являющуюся камерой первичного расширения, где благодаря увеличенному ее объему, воздух расширяется с потерей своей внутренней энергии. Кольцевой поток воздуха уже с пониженным давлением сужается, дробится на отдельные потоки, которые проталкиваются через зазор и сквозные пазы 13 в кольцевом буртике 9 на внутренней боковой поверхности кожуха-глушителя 8. Поскольку сквозные пазы 13 наклонены к продольной оси корпуса 1 молотка, то образующиеся раздробленные потоки, закручиваясь, теряют свою внутреннюю энергию. Это обстоятельство обусловлено увеличением местных сопротивлений и потерь за счет трения потоков о стенки каналов и в самих потоках, а также разницей в протяженности самих пазов с учетом их срезов на входе и выходе.

После прохождения пазов 13 кольцевого буртика 9 на внутренней боковой поверхности промежуточного кожуха 10 раздробленные потоки воздуха, расширяясь в камере 19 промежуточного кожуха, образуют общий кольцевой поток, который сразу же разделяется на два потока: частично выхлапываемый через радиальные выпускные с косыми срезами каналы 15 в стенке промежуточного кожуха, частично проталкиваемого через сквозные наклонные пазы 14 буртика 11 промежуточного кожуха в глухую камеру 20 колпака 12. Из камеры 20 воздух в весьма малом количестве может вытекать через зазор, образованный неплотностью охвата корпуса 1 колпаком 12. Воздух, расширяясь в камере 20, теряет давление, что способствует перетеканию его некоторого объема из камеры 19 с более высоким давлением воздуха в камеру 20 со сравнительно низким давлением. При снижении давления воздуха в камере 19 за счет цикличности поступления из камер 5, 6 и 18 накопленный в камере 20 воздух с большим давлением посредством наклонных пазов 14 кольцевого буртика 11 будет перетекать (выталкиваться) в камеру 19 и через радиальные выпускные с косыми срезами каналы 15 промежуточного кожуха 10 в атмосферу, сглаживая при этом цикличность выхлопа из камер 6, 5 и 18. Поскольку пазы 14 кольцевого буртика 11 промежуточного кожуха 10 наклонены в обратном направлении по отношению к пазам 13 кольцевого буртика 9 кожуха-глушителя 8 и выполнены под различными углами к оси корпуса 1, то потоки воздуха, проходящие через указанные пазы, перемещаясь навстречу друг другу, создают противоток и, закручиваясь в противоположные стороны, обеспечивают надежные условия перемешивания воздуха в камере 19 со значительными потерями внутренней энергии воздуха за счет увеличенных потерь на трение в его потоках. Таким образом, вытекание воздуха через радиальные выпускные с косыми срезами каналы 15 из камеры 19 осуществляется с меньшими скоростями, а следовательно, с меньшей звуковой мощностью.

Эффект шумоподавления в пневматическом молотке дополнительно снижается за счет потерь на трение в потоках воздуха, обусловленных косыми срезами на входе и выходе сквозных наклонных каналов 13 и 14, двойным прохождением потоков воздуха через сквозные пазы 14, а также сквозные радиальные выпускные с косыми срезами каналы 15 и более длительным временем выпуска отработавшего воздуха из описанного выше выхлопного тракта.

Рабочий цикл шумоподавления в описанном выхлопном тракте повторяется в соответствии с циклом выхлопа отработавшего воздуха из камер рабочего и холостого ходов пневматического молотка.

Выполнение наклонных пазов 13 и 14 в кольцевых буртиках 9 и 11 на внутренних боковых поверхностях заодно с кожухом-глушителем 8 и промежуточным кожухом 10 обеспечивает устойчивую и надежную автономную работу каждого элемента, взаимозаменяемость и высокую ремонтопригодность каждого элемента в отдельности или всех элементов одновременно. При этом технология изготовления кольцевых буртиков с пазами заодно с выполняемыми разъемно кожухом-глушителем 8 и промежуточным кожухом 10 существенно проще в эксплуатации и обслуживании, а также экономически выгоднее, чем раздельное их изготовление в виде венцов, устанавливаемых в кожухах. В предлагаемом техническом решении качественная сборка, а следовательно, устойчивая и надежная работа выпускных каналов в виде наклонных сквозных пазов и в целом выхлопного тракта по шумоподавлению практически гарантируется.

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, в частности к пневматическим молоткам для разрушения скальных пород и бетона. Сущность изобретения: пневматический молоток содержит корпус с выхлопными отверстиями, ударник, рукоятку, между кожухом-глушителем и корпусом установлен промежуточный кожух с радиальными выпускными каналами, промежуточный кожух со стороны колпака снабжен кольцевым буртиком с наклонными сквозными пазами, при этом упомянутые пазы на кольцевых буртиках кожуха-глушителя и промежуточного кожуха выполнены с различными углами наклона и противоположными по направлению, что обеспечивает повышение эффективности шумоподавления отработавшего воздуха при его выпуске из пневматического молотка. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пневматический молоток, содержащий корпус с выхлопными отверстиями, ударник, рукоятку, кожух-глушитель с кольцевым буртиком, наклонными сквозными пазами, колпак, рабочий инструмент с устройством для его удержания, отличающийся тем, что между кожухом-глушителем и колпаком установлен промежуточный кожух, снабженный радиальными выпускными каналами. 2. Молоток по п.1, отличающийся тем, что промежуточный кожух снабжен со стороны колпака кольцевым буртиком с наклонными сквозными пазами. 3. Молоток по п.1 или 2, отличающийся тем, что наклонные сквозные пазы на кольцевых буртиках кожуха-глушителя и промежуточного кожуха выполнены с различными углами наклонов и противоположными по направлению. 4. Молоток по п.1, отличающийся тем, что радиальные выпускные каналы в промежуточном кожухе выполнены под углами, образующими косые срезы на боковой поверхности промежуточного кожуха. 5. Молоток по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что наклонные сквозные пазы кольцевых буртиков промежуточного кожуха и кожуха-глушителя выполнены непосредственно на их боковых внутренних поверхностях.