ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТОК Российский патент 2003 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 B25D17/12 

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 (см., например, а.с. СССР 1135901, М.кл. Е 21 С 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 которыми 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 проекцией одна другой, для чего зубья венца наклонены относительно продольной оси корпуса, а проекции зубьев на диаметральную плоскость корпуса перекрывают одна другую.

Недостатками пневматического молотка являются отсутствие в тракте выпуска промежуточных устройств для расширения и понижения давления воздуха в выхлапываемом потоке и малая протяженность тракта, обусловливающие незначительные потери энергии потоком в виду малости местных сопротивлений и сопротивлений трению прямолинейных потоков, что предопределяет значительные скорости выпускаемого в атмосферу воздуха, а следовательно, значительные нерегламентируемые звуковые мощности воздушного потока на выпуске.

Известен также пневматический молоток (см. , например, патент РФ 2127365, М. кл. 6 Е 21 С 37/24, 1999 г.), включающий корпус с выхлопными отверстиями со стороны рукоятки, ударник, кожух-глушитель с внутренним буртиком (кольцевой втулкой) и наклонными сквозными пазами во втулке, колпак с кольцевым объемом, ограниченным корпусом, рабочий инструмент с устройством для его удержания относительно корпуса, промежуточный кожух с внутренним буртиком (кольцевой втулкой) и наклонными сквозными пазами во втулке, образующими пазами во втулке кожуха-глушителя встречные противотоки воздуха, установленный между кожухом-глушителем и колпаком.

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

Недостатками прототипа являются: 1) выпуск отработавшего воздуха осуществляется только через кожух-глушитель, вследствие чего потоки воздуха в каналах втулки имеют сравнительно большие скорости, то есть "заряжены" значительной внутренней энергией; 2) внутренний кольцевой объем колпака при наполнении воздухом из промежуточного кожуха заполняется недосшючно эффективно, так как потоку впуска в кольцевую камеру колпака противодействует противоток выпуска из нее, то есть противоток воздуха, имея сравнительно незначительную внутреннюю энергию, не может создать условий для дробления и ослабления потока воздуха из кожуха-глушителя.

Недостатки прототипа можно исключить, если создать поток воздуха из кольцевой камеры колпака со значительной внутренней энергией, например разделением общего потока выпускаемого отработавшего воздуха на два (или более), направив их навстречу друг другу, и пропустить потоки через пазы с косыми срезами, закручивающими потоки в разные стороны, вследствие чего раздробить потоки воздуха в кольцевом объеме промежуточного кожуха и выпустить в виде потоков со значительно меньшими внутренними энергиями через выпускные каналы в атмосферу.

Цель предлагаемого изобретения - увеличение эффективности шумоподавления выхлапываемого отработавшего воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический молоток содержит рукоятку, корпус с центральным каналом, воздухоотбойное разрезное кольцо с выпускным каналом, образующее с корпусом и воздухоотбойным разрезным кольцом кольцевую камеру-ресивер, кожух-глушитель с перепускными каналами, образующий с корпусом кольцевую проточную камеру предварительного расширения, ударник, разделяющий центральный канал на камеры рабочего и холостого ходов, сквозные выхлопные каналы в корпусе, сообщающие между собой камеры рабочего и холостого ходов и кольцевую выпускную камеру предварительного расширения, колпак, проточную кольцевую камеру с выпускными каналами с косыми срезами на их входе и выходе, кольцевые втулки со сквозными косыми пазами, образующими встречные закручивающиеся противотоки, рабочий инструмент с устройством для его удержания относительно корпуса, причем проточная кольцевая выпускная камера образована коаксиально между кожухом-глушителем и колпаком, на внутренней поверхности которого установлены кольцевые втулки, образующие между собой камеру смешения с выпускными каналами, а с противоположных сторон кольцевых втулок образованы камеры наддува, сообщенные с камерой предварительного расширения каналами перепуска.

Целесообразно кольцевые втулки установить на внешней поверхности кожуха-глушителя.

Целесообразно один из перепускных каналов выполнить кольцевым с переменным проходным сечением.

Целесообразно перепускной кольцевой канал с переменным проходным сечением выполнить ступенчатым, образованным в направлении выпуска боковыми поверхностями кожуха-глушителя и корпуса и далее кожуха-глушителя и колпака.

Целесообразно участок колпака, охватывающий корпус молотка, выполнить удлиненным в сторону инструмента.

Возможность реализации предлагаемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен молоток с частичным продольным разрезом и на фиг. 2 - кожух-глушитель и колпак в сборе.

Пневматический молоток содержит рукоятку 1, корпус 2 с центральным каналом 3, воздухоотбойное кольцо 4, образующее с корпусом кольцевую камеру-ресивер 5, кожух-глушитель 6 с перепускным радиальным каналом 7 со ступенчатым резким переходом проходного сечения и перепускным кольцевым продольным ступенчатым каналом 8 с закругленным плавным переходом проходного сечения, образованным корпусом и кожухом-глушителем, колпак 9 с протяженным участком 10 на корпусе со стороны рабочего инструмента 11 с пружинным устройством 12 для его удержания относительно корпуса. Между кожухом-глушителем 6 и воздухоотбойным кольцом 4 образована кольцевая проточная камера 13 предварительного расширения, а между кожухом-глушителем и колпаком 9 образована проточная кольцевая выпускная камера 14 с выпускными каналами 15 в колпаке. Каналы 15 выполнены с косыми срезами на их входе и выходе. В кольцевой камере 14 установлены кольцевые втулки 16 и 17 со сквозными косыми пазами 18 и 19. Кольцевые втулки 16 и 17 могут быть закреплены относительно кожуха-глушителя 6 (фиг. 1) или относительно колпака 9 (фиг. 2) и образуют между собой камеру 20 смешения с выпускными каналами 15, а с противоположных сторон - камеры 21 и 22 наддува, сообщенные с камерой 13 предварительного расширения посредством перепускных каналов 7 и 8.

Колпак 9 и кожух-глушитель 6 закрепляются разъемно со стороны рукоятки 1 замковым устройством 23, а удлиненный участок 10 колпака со стороны рабочего инструмента 11 уплотненно установлен относительно корпуса 2.

В центральном канале 3 с возможностью возвратно-поступательного движения установлен ударник 24, разделяющий канал на камеру 25 рабочего хода и камеру 26 холостого хода. Периодический выпуск отработавшего воздуха из камер 25 и 26 осуществляется по радиальным каналам 27 и 28, продольному каналу 29 с выходом посредством радиального канала 30 выпуска в камеру-ресивер 5.

Пневматический молоток работает следующим образом.

После нажатия на рукоятку 1 молотка включается подача сжатого воздуха к воздухораспределительному устройству (на чертежах не показано и может быть любым известным: клапанным, бесклапанным, золотниковым, беззолотниковым, дроссельным, струйным и т.п.), которое обеспечивает попеременную подачу воздуха в камеру 25 рабочего или камеру 26 холостого хода в зависимости от положения ударника 24 в центральном канале 3 корпуса 2. Так же попеременно отработавший воздух перепускается из камер 25 и 26 посредством радиальных каналов 27 и 28, продольного канала 29 и радиальною канала 30 выпуска в камеру-ресивер 5, где воздух частично расширяется, выравнивается по давлению во времени. Благодаря выравниванию и стабилизации давления воздуха в камере-ресивере 9 вытекающий из нее поток уже не носит импульсного характера. В кольцевой проточной камере 13 предварительного расширения, как правило, большего объема в сравнении с объемом камеры-ресивера 5 поток стабилизировавшегося по плотности воздуха не носит затопленного характера и дополнительно расширяется, теряя внутреннюю энергию.

Из объема кольцевой камеры 13 вытекающий воздух разделяется на два потока, движущихся по различным по геометрии каналам с различными сопротивлениями. Так непротяженный радиальный канал 7 ввиду сужения его проходного сечения создает некоторое противодавление у его входа, чем способствует более интенсивной эвакуации воздуха из камеры 13 по протяженному продольному кольцевому каналу 8. Отмеченное в значительной мере повышает скорость потока в канале 8 и компенсирует его замедление на ступенчатом участке поворота, выполненном с изменением проходного сечения и закругленном на колпаке 9, при входе потока в кольцевую камеру 22 наддува, меняя таким образом направление своего движения на противоположное. Поток воздуха, вытекающий из канала 7, не меняет направления движения, втекая в камеру 21 наддува. Таким образом, в камерах 22 и 21 наддува создаются несколько отличные друг от друга состояния воздуха по давлению, что и предопределяет последующее разноскоростное движение потоков воздуха через сквозные косые пазы 19 и 18, выполненные в кольцевых втулках 17 и 16. За счет различных скоростей встречные потоки, закручиваясь, разрушаются в камере 20 смешения, выравниваясь по давлению, и через каналы 15 в колпаке 9 отработавший воздух существенно "мятый" с низкой внутренней энергией выталкивается в атмосферу. Интенсивность опорожнения камеры 20 смешения обусловливается большими площадями каналов на впуске и выпуске (входе и выходе), образованными косыми срезами на внутренней и внешней поверхности колпака.

Удлиненный участок 10 колпака 9 за счет уплотненного обхвата корпуса 2 позволяет развить объем и массу колпака без увеличения габаритов и снизить шумовую составляющую колпака, обеспечив также удобство обхвата корпуса, снизив вибрационное воздействие на руку оператора при работе молотка. Для обеспечения отмеченного эластичный материал колпака должен обладать эффективными качествами виброгашения и виброизоляции.

Таким образом рабочий цикл молотка повторяется, а цикл шумоподавления в соответствии с потерями внутренней энергии выпускаемого отработавшего воздуха из камер рабочего и холостого ходов в камеру-ресивер, проточную камеру предварительного расширения, а затем в камеру смешения обеспечивает практически безимпульсное гашение шума выпуска. Отмеченному способствует ступенчатое расширение воздуха, осуществляемое в каналах ступенчатых с плавным переходом (канал 8) и резким переходом (канал 7) эвакуационного тракта с промежуточным выравниванием и стабилизацией параметров воздуха в камере-ресивере, проточной камере предварительного расширения и камере смешения.

Предложенное конструктивное решение эвакуационного тракта отработавшего воздуха со снижением шума выпуска по пути обеспечивает также надежную работу каждого элемента воздухопроводящего выпускного тракта и пневматического молотка в целом как пневматической энергетической системы. При этом существенно уменьшается звуковая мощность выпускаемого отработавшего воздуха, то есть уменьшается отрицательная составляющая рабочего процесса системы пневматического молотка.

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. Пневматический молоток содержит рукоятку, корпус с центральным каналом, кожух-глушитель, образующий с корпусом кольцевую проточную камеру предварительного расширения, ударник, камеры рабочего и холостого ходов, сквозные выхлопные каналы в корпусе, колпак, проточную кольцевую выпускную камеру с выпускными каналами с косыми срезами на их входе и выходе, кольцевые втулки со сквозными пазами, образующими встречные закручивающиеся противотоки, рабочий инструмент. Проточная кольцевая выпускная камера образована коаксиально между кожухом глушителем и колпаком, на внутренней поверхности которого установлены кольцевые втулки, образующие между собой камеру смешения с выпускными каналами. С противоположных сторон кольцевых втулок образованы камеры наддува, сообщенные с кольцевой проточной камерой предварительного расширения. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности шумоподавления. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Пневматический молоток, содержащий рукоятку, корпус с центральным каналом, воздухоотбойное разрезное кольцо с выпускным каналом, образующее с корпусом кольцевую камеру-ресивер, кожух-глушитель с перепускными каналами, образующий с корпусом и воздухоотбойным разрезным кольцом кольцевую проточную камеру предварительного расширения, ударник, разделяющий центральный канал на камеры рабочего и холостого ходов, сквозные выхлопные каналы в корпусе, сообщающие между собой камеры рабочего и холостого ходов и кольцевую проточную камеру предварительного расширения, колпак, проточную кольцевую выпускную камеру с выпускными каналами с косыми срезами на их входе и выходе, кольцевые втулки со сквозными косыми пазами, образующими встречные закручивающиеся противотоки, рабочий инструмент с устройством для его удержания относительно корпуса, отличающийся тем, что проточная кольцевая выпускная камера образована коаксиально между кожухом-глушителем и колпаком, на внутренней поверхности которого установлены кольцевые втулки, образующие между собой камеру смешения с выпускными каналами, а с противоположных сторон кольцевых втулок образованы камеры наддува, сообщенные с кольцевой проточной камерой предварительного расширения. 2. Пневматический молоток по п.1, отличающийся тем, что кольцевые втулки установлены на внешней поверхности кожуха-глушителя. 3. Пневматический молоток по п.1 или 2, отличающийся тем, что один из перепускных каналов выполнен кольцевым с переменным проходным сечением. 4. Пневматический молоток по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что перепускной канал с увеличивающимся переменным проходным сечением выполнен ступенчатым, образованным в направлении выпуска боковыми поверхностями кожуха-глушителя и корпуса и далее кожухом-глушителем и колпаком. 5. Пневматический молоток по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что участок колпака, охватывающий корпус молотка, выполнен удлиненным в сторону инструмента.