УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ УДАРНОЙ МАШИНЫ ПРИ ПОМОЩИ ДАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2014 года по МПК B25D9/04 B25D9/14 

Описание патента на изобретение RU2510325C2

Технические решения относятся к средствам автоматизации производственных процессов в различных отраслях промышленности, могут найти применение в горном деле при создании распределительных устройств для управления потоком рабочей среды между участками и агрегатами ударных машин.

Известен клапан по а.с. СССР №535430, F16K 17/10, опубл. в БИ №42, 1976 г., в корпусе которого установлен запорный орган, выполненный в виде золотника, связанного с поршнем с помощью штока, а между золотником и поршнем установлена перегородка с центральным отверстием, через которое пропущен шток. Перегородка образует с торцом поршня демпферную камеру переменного объема. Конец штока снабжен продольными и радиальными каналами.

Недостатком этого клапана является то, что при снижении давления в подпоршневой полости и увеличении усилия пружины происходит замедление переключения золотника, то есть время его открытия увеличивается. В результате снижается эффективность работы клапана. Кроме того, конструкция клапана не позволяет сократить время закрытия золотника, зависящее только от параметров пружины, что также снижает эффективность работы клапана, увеличивая время цикла работы ударной машины.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство для управления рабочим циклом ударной машины по первому варианту исполнения по патенту РФ №2376467, Е21С 37/00, B25D 9/00, опубл. в Бюл. №35, 2009 г., включающее корпус, установленные в нем золотник, перегородку и шток, смонтированный в центральном отверстии перегородки и взаимодействующий с золотником. Оно содержит также отражатель струи рабочей среды, выхлопное сопло и сопло управления. Отражатель струи рабочей среды расположен на штоке, а между ним и перегородкой установлена пружина. Выхлопное сопло соединено через выпускное и впускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода ударной машины и через дроссель - с источником рабочей среды, с которым соединено сопло управления через последовательно соединенные блок управления и указанный дроссель.

Недостатком данного устройства является невысокая скорость срабатывания золотника, открытие и закрытие которого замедляется увеличением и уменьшением усилия пружины, что приводит к снижению эффективности работы устройства. Для сбора и отвода рабочей среды после ее контакта с отражателем струи рабочей среды необходимо введение дополнительных приспособлений, что серьезно усложняет конструкцию и, как следствие, приводит к снижению надежности устройства.

Технические задачи - повышение эффективности работы устройства за счет управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, более скоростного открытия и закрытия золотника, автоматизации процесса управления и повышение надежности работы устройства за счет упрощения конструкции, т.к. не требуется дополнительных приспособлений для сбора и отвода рабочей среды.

По первому варианту исполнения поставленные задачи решаются тем, что устройство для управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, содержащее корпус, установленные в нем золотник, перегородку и шток, смонтированный в центральном отверстии перегородки и взаимодействующий с золотником, элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выхлопной канал потока рабочей среды и канал управления потоком рабочей среды, при этом упомянутый элемент расположен на штоке, на котором установлена пружина, а выхлопной канал потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное и выпускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода ударной машины и через дроссель с источником рабочей среды, причем упомянутый канал управления соединен с источником рабочей среды через последовательно соединенные блок управления и дроссель, согласно техническому решению снабжено поршнем, образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса камеру управления потоком рабочей среды, выполненную с возможностью соединения с выхлопным каналом потока рабочей среды при открытом положении золотника, постоянным магнитом, установленным на внешней поверхности передней стенки корпуса на штоке, датчиком удара, выполненным с возможностью установки на рабочем инструменте ударной машины, причем пружина установлена между поршнем и перегородкой, а датчик удара соединен с блоком управления, при этом элемент, реагирующий на поток рабочей среды, представляет собой ферромагнитный элемент с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность работы устройства за счет управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, более скоростного открытия и закрытия золотника путем введения постоянного магнита, автоматизации процесса управления путем введения датчика удара и регулировки работы постоянного магнита с помощью блока управления при использовании управляющей катушки постоянного магнита, и повысить надежность работы устройства за счет упрощения конструкции путем отказа от использования дополнительных приспособлений для сбора и отвода рабочей среды.

По второму варианту исполнения устройство для управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, содержащее корпус, установленные в нем золотник, перегородку и шток, смонтированный в центральном отверстии перегородки и взаимодействующий с золотником, элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выхлопной канал потока рабочей среды и канал управления потоком рабочей среды, при этом упомянутый элемент расположен на штоке, на котором установлена пружина, а выхлопной канал потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное и выпускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода ударной машины и через дроссель с источником рабочей среды, причем упомянутый канал управления соединен с источником рабочей среды через последовательно соединенные блок управления и дроссель, согласно техническому решению снабжено поршнем, образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса камеру управления потоком рабочей среды, выполненную с возможностью соединения с камерой обратного хода ударной машины в конце обратного хода ударника, постоянным магнитом, установленным на внешней поверхности передней стенки корпуса на штоке, причем пружина установлена между поршнем и перегородкой, при этом элемент, реагирующий на поток рабочей среды, представляет собой ферромагнитный элемент с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления.

Указанная совокупность признаков позволяет повысить эффективность работы устройства за счет управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, более скоростного открытия и закрытия золотника путем введения постоянного магнита, автоматизации процесса управления и регулировки работы постоянного магнита с помощью блока управления при использовании управляющей катушки постоянного магнита, и повысить надежность работы устройства за счет упрощения конструкции путем отказа от использования дополнительных приспособлений для сбора и отвода рабочей среды и датчика удара.

Сущность предлагаемых технических решений поясняется примерами конструктивного исполнения и чертежами фиг.1, 2, где на фиг.1 изображена схема устройства для управления рабочим циклом ударной машины по первому варианту исполнения, на фиг.2 - то же по второму варианту исполнения. Стрелка на золотнике (правое положение на чертеже) обозначает, что он закрыт.

Устройство для управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления (далее - устройство) по первому варианту исполнения включает корпус 1 (фиг.1), установленные в нем золотник 2, имеющий впускное 3 и выпускное 4 отверстия, причем последнее соединено с выхлопным каналом 5 потока рабочей среды, перегородку 6 и шток 7, смонтированный в центральном отверстии перегородки 6 и взаимодействующий с золотником 2. Устройство снабжено поршнем 8, установленным на штоке 7 и образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса 1 камеру 9 управления потоком рабочей среды (далее - камера 9 управления). Между перегородкой 6 и поршнем 8 на штоке 7 установлена пружина 10. На внешней поверхности передней стенки корпуса 1 на штоке 7 установлен постоянный магнит 11 (далее - магнит 11). На конце штока 7 вне корпуса 1 расположен элемент, представляющий собой ферромагнитный элемент 12, реагирующий на поток рабочей среды, с управляющей катушкой 13, соединенной кабелем 14 с блоком 15 управления. Камера 9 управления через канал 16 управления потоком рабочей среды соединена с источником 17 рабочей среды (далее - источник 17) через блок 15 управления и дроссель 18. Выхлопной канал 5 потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 при его открытом положении с камерой 19 обратного хода ударной машины 20 и через дроссель 18 с источником 17 и также соединен с камерой 9 управления через блок 15 управления. В ударной машине 20 имеется камера 21 прямого хода, подпружиненный пружиной 22 ударник 23, рабочий инструмент 24 и датчик 25 удара, выполненный с возможностью установки на рабочем инструменте 24 ударной машины 20 и соединенный с блоком 15 управления.

Устройство по первому варианту исполнения работает следующим образом. В исходном положении золотник 2 закрыт (правое на чертеже положение), пружина 10 разжата, ударник 23 ударной машины 20 взведен, т.к. в камеру 19 обратного хода ударной машины 20 через дроссель 18 подается рабочая среда от источника 17. При подаче рабочей среды под управляющим давлением Рупр. в камеру 9 управления посредством блока 15 управления от источника 17 поршень 8 начинает движение (влево по чертежу). Пружина 10 начинает сжиматься и шток 7 перемещает золотник 2 на открытие (левое на чертеже положение). При незначительном открытии золотника 2 ферромагнитный элемент 12 попадает в зону действия магнита 11 и устремляется к нему, значительно усиливая действие управляющего давления Рупр. и ускоряя сжатие пружины 10. Время открытия золотника 2 сокращается. Рабочая среда выбрасывается из камеры 19 обратного хода через впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 и выхлопной канал 5 на слив. В камере 19 обратного хода ударной машины 20 устанавливается атмосферное давление. Срабатывает камера 21 прямого хода и посредством пружины 22 ударник 23 перемещается вниз, в конце прямого хода нанося удар по рабочему инструменту 24. При ударе по рабочему инструменту 24 датчик 25 удара передает сигнал на блок 15 управления, который прекращает воздействие управляющего давления Рупр. на поршень 8 и сбрасывает рабочую среду из камеры 9 управления через блок 15 управления, впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 и выхлопной канал 5 на слив. При этом блок 15 управления через кабель 14 изменяет на противоположную, посредством управляющей катушки 13, полярность ферромагнитного элемента 12. Ферромагнитный элемент 12 начинает резко отталкиваться от магнита 11, значительно ускоряя разжатие пружины 10, перемещение штока 7 и закрытие золотника 2. Начинается наполнение камеры 19 обратного хода рабочей средой через дроссель 18 от источника 17. Ударник 23 перемещается вверх. Цикл повторяется с помощью управляющего давления Рупр.

Устройство по второму варианту исполнения включает корпус 1 (фиг.2), установленные в нем золотник 2, имеющий впускное 3 и выпускное 4 отверстия, причем последнее соединено с выхлопным каналом 5 потока рабочей среды, перегородку 6 и шток 7, смонтированный в центральном отверстии перегородки 6 и взаимодействующий с золотником 2. Устройство снабжено поршнем 8, установленным на штоке 7 и образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса 1 камеру 9 управления потоком рабочей среды (далее - камера 9 управления). Между перегородкой 6 и поршнем 8 на штоке 7 установлена пружина 10. На внешней поверхности передней стенки корпуса 1 на штоке 7 установлен постоянный магнит 11 (далее - магнит 11). На конце штока 7 вне корпуса 1 расположен элемент, представляющий собой ферромагнитный элемент 12, реагирующий на поток рабочей среды, с управляющей катушкой 13, соединенной кабелем 14 с блоком 15 управления. Камера 9 управления через канал 16 управления потоком рабочей среды соединена с источником 17 рабочей среды (далее - источник 17) через блок 15 управления и дроссель 18. Выхлопной канал 5 потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 при его открытом положении с камерой 19 обратного хода ударной машины 20, с камерой 9 управления через блок 15 управления и через дроссель 18 с источником 17. В ударной машине 20 имеется камера 21 прямого хода, подпружиненный пружиной 22 ударник 23 и рабочий инструмент 24. Камера 9 управления выполнена с возможностью соединения каналом 25 с камерой 19 обратного хода ударной машины 20 в конце обратного хода ударника 23.

Устройство по второму варианту исполнения работает следующим образом. В исходном положении золотник 2 закрыт (правое на чертеже положение), пружина 10 разжата, поршень 8 находится в крайнем правом по чертежу положении. Для запуска ударной машины 20 посредством блока 15 управления от источника 17 через дроссель 18 в камеру 19 обратного хода подается рабочая среда. Под действием давления рабочей среды ударник 23 ударной машины 20 перемещается вверх, сжимая пружину 22. В конце обратного хода ударника 23 камера 19 обратного хода соединяется с камерой 9 управления каналом 25. При подаче управляющего давления Рупр. рабочей среды через канал 25 в камеру 9 управления начинается движение поршня 8 влево по чертежу (фиг.2). Пружина 10 начинает сжиматься и шток 7 перемещает золотник 2 на открытие (левое на чертеже положение). При незначительном открытии золотника 2 ферромагнитный элемент 12 попадает в зону действия магнита 11 и устремляется к нему, значительно усиливая действие управляющего давления Рупр. и ускоряя сжатие пружины 10. Время открытия золотника 2 сокращается. Рабочая среда выбрасывается из камеры 19 обратного хода через впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 и выхлопной канал 5 на слив. Управляющее давления Рупр. в камере 9 управления падает. Действие его на поршень 8 в камере 9 управления уменьшается. Рабочая среда из камеры 9 управления выбрасывается через блок 15 управления, впускное 3 и выпускное 4 отверстия золотника 2 и выхлопной канал 5 на слив. В камере 19 обратного хода ударной машины 20 устанавливается атмосферное давление. Срабатывает камера 21 прямого хода и посредством пружины 22 ударник 23 перемещается вниз, в конце прямого хода нанося удар по рабочему инструменту 24. Блок 15 управления реагирует на движение рабочей среды и при выбросе ее из камеры 9 управления, через кабель 14 и управляющую катушку 13 изменяет полярность ферромагнитного элемента 12 на противоположную. Ферромагнитный элемент 12 начинает резко отталкиваться от магнита 11, значительно ускоряя расжатие пружины 10, перемещение штока 7 и закрытие золотника 2. При полном закрытии золотника 2 блок 15 управления изменяет полярность ферромагнитного элемента 12. Начинается наполнение камеры 19 обратного хода рабочей средой через дроссель 18 от источника 17. Ударник 23 перемещается вверх. Цикл повторяется с помощью управляющего давления Рупр., подаваемого из камеры 19 обратного хода в конце обратного хода ударника 23.

По второму варианту исполнения устройства реализуется автоколебательный режим работы ударной машины 20 путем соединения в конце обратного хода ударника 23 каналом 25 камеры 19 обратного хода ударной машины 20 и камеры 9 управления. Изменяя положение входа канала 25 в камеру 19 обратного хода можно регулировать энергию удара ударной машины 20.

Благодаря наличию камеры 9 управления, связанной с камерой 19 обратного хода ударной машины 20, постоянного магнита 11 и ферромагнитного элемента 12 с управляющей катушкой 13 обеспечивается более скоростное срабатывание золотника 2. При этом повышается эффективность работы устройства. Данные конструкции устройства не требует дополнительных приспособлений для сбора и отвода рабочей среды, что приводит к повышению надежности ее работы.

Похожие патенты RU2510325C2

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ УДАРНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Белобородов Василий Николаевич
  • Васильев Геннадий Георгиевич
  • Репин Анатолий Антонович
  • Ткачук Андрей Константинович
RU2376467C1
РЕГУЛИРУЕМАЯ УДАРНАЯ МАШИНА 2011
  • Белобородов Василий Николаевич
  • Репин Анатолий Антонович
  • Голдобин Вячеслав Андреевич
  • Ткачук Андрей Константинович
RU2476644C1
РЕГУЛИРУЕМАЯ УДАРНАЯ МАШИНА (ВАРИАНТЫ) 2014
  • Белобородов Василий Николаевич
  • Ткачук Андрей Константинович
  • Заболоцкая Надежда Назимовна
RU2567059C1
Пневматическая машина ударного действия 2002
  • Коробицын В.М.
  • Рыжов Е.И.
RU2219338C1
ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ 1989
  • Суднишников В.Б.
  • Васильев Г.Г.
  • Бахарева В.В.
SU1829255A1
УСТРОЙСТВО УДАРНОГО ДЕЙСТВИЯ 2010
  • Фадеев Пётр Яковлевич
  • Фадеев Владимир Яковлевич
RU2443863C2
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УДАРНАЯ МАШИНА 2006
  • Городилов Леонид Владимирович
  • Пашина Ольга Александровна
  • Белобородов Василий Николаевич
  • Ткачук Александр Константинович
RU2311532C1
Глушитель шума выхлопа пневмоударного механизма 1979
  • Липин Анатолий Алексеевич
  • Петреев Анатолий Михайлович
  • Лысенко Леонид Леонидович
  • Щербаков Виктор Алексеевич
SU861578A1
Ударная компрессионно-вакуумная машина двойного действия 2018
  • Тимонин Владимир Владимирович
  • Ткачук Андрей Константинович
  • Кокоулин Даньяр Иванович
  • Карпов Владимир Николаевич
  • Степанов Даниил Владимирович
  • Заболоцкая Надежда Назимовна
RU2689101C1
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ УДАРА ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ УДАРНОЙ МАШИНЫ И РЕГУЛИРУЕМАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ УДАРНАЯ МАШИНА 2004
  • Ким А.Ф.
  • Суворов Н.А.
  • Данилович С.В.
RU2252299C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 510 325 C2

Реферат патента 2014 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ УДАРНОЙ МАШИНЫ ПРИ ПОМОЩИ ДАВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)

Изобретения относятся к устройствам для управления рабочим циклом ударной машины и содержат корпус с золотником, перегородкой и штоком, поршень, пружину, датчик удара, элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выхлопной канал потока рабочей среды и канал управления этим потоком. Шток смонтирован в центральном отверстии перегородки и взаимодействует с золотником. Элемент, реагирующий на поток рабочей среды, и пружина расположены на штоке. Выхлопной канал потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через отверстия золотника с камерой обратного хода и через дроссель с источником рабочей среды. Канал управления потоком рабочей среды соединен с источником рабочей среды через блок управления и дроссель. Поршень образует с внутренней поверхностью передней стенки корпуса камеру управления потоком рабочей среды. На внешней поверхности передней стенки корпуса на штоке установлен постоянный магнит. Пружина установлена между поршнем и перегородкой. Элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выполнен в виде ферромагнитного элемента с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления. Согласно первому варианту датчик удара выполнен с возможностью установки на рабочем инструменте и соединен с блоком управления, а камера управления потоком рабочей среды выполнена с возможностью соединения с выхлопным каналом потока рабочей среды при открытом положении золотника. Согласно второму варианту указанная камера выполнена с возможностью соединения с камерой обратного хода в конце обратного хода ударника. Обеспечивается скоростное открытие и закрытие золотника, автоматизация процесса управления и упрощение конструкции. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 510 325 C2

1. Устройство для управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, содержащее корпус, установленные в нем золотник, перегородку и шток, смонтированный в центральном отверстии перегородки и взаимодействующий с золотником, элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выхлопной канал потока рабочей среды и канал управления потоком рабочей среды, при этом упомянутый элемент, реагирующий на поток рабочей среды, расположен на штоке, на котором установлена пружина, а выхлопной канал потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное и выпускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода ударной машины и через дроссель - с источником рабочей среды, причем упомянутый канал управления потоком рабочей среды соединен с источником рабочей среды через последовательно соединенные блок управления и дроссель, отличающееся тем, что оно снабжено поршнем, образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса камеру управления потоком рабочей среды, выполненную с возможностью соединения с выхлопным каналом потока рабочей среды при открытом положении золотника, постоянным магнитом, установленным на внешней поверхности передней стенки корпуса на штоке, датчиком удара, выполненным с возможностью установки на рабочем инструменте ударной машины, причем пружина установлена между поршнем и перегородкой, а датчик удара соединен с блоком управления, при этом элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выполнен в виде ферромагнитного элемента с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления.

2. Устройство для управления рабочим циклом ударной машины при помощи давления, содержащее корпус, установленные в нем золотник, перегородку и шток, смонтированный в центральном отверстии перегородки и взаимодействующий с золотником, элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выхлопной канал потока рабочей среды и канал управления потоком рабочей среды, при этом упомянутый элемент, реагирующий на поток рабочей среды, расположен на штоке, на котором установлена пружина, а выхлопной канал потока рабочей среды выполнен с возможностью соединения через впускное и выпускное отверстия золотника при его открытом положении с камерой обратного хода ударной машины и через дроссель - с источником рабочей среды, причем упомянутый канал управления потоком рабочей среды соединен с источником рабочей среды через последовательно соединенные блок управления и дроссель, отличающееся тем, что оно снабжено поршнем, образующим с внутренней поверхностью передней стенки корпуса камеру управления потоком рабочей среды, выполненную с возможностью соединения с камерой обратного хода ударной машины в конце обратного хода ударника, постоянным магнитом, установленным на внешней поверхности передней стенки корпуса на штоке, причем пружина установлена между поршнем и перегородкой, при этом элемент, реагирующий на поток рабочей среды, выполнен в виде ферромагнитного элемента с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2510325C2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РАБОЧИМ ЦИКЛОМ УДАРНОЙ МАШИНЫ (ВАРИАНТЫ) 2008
  • Белобородов Василий Николаевич
  • Васильев Геннадий Георгиевич
  • Репин Анатолий Антонович
  • Ткачук Андрей Константинович
RU2376467C1
Клапан 1975
  • Соломченко Яков Андрианович
  • Филатов Иван Григорьевич
  • Пайсов Валерий Тихонович
  • Ботов Геннадий Васильевич
  • Евланов Владимир Алексеевич
  • Оминина Галина Геннадиевна
  • Нащенков Валерий Михайлович
  • Морозов Евгений Сергеевич
  • Щепакин Александр Иванович
SU535430A1
СПОСОБ ВЫРАБОТКИ КОНСЕРВОВ "КУТУМ ОБЖАРЕННЫЙ В ТОМАТНОМ СОУСЕ" 2011
  • Квасенков Олег Иванович
RU2454875C1

RU 2 510 325 C2

Авторы

Белобородов Василий Николаевич

Ткачук Андрей Константинович

Репин Анатолий Антонович

Заболоцкая Надежда Назимовна

Даты

2014-03-27Публикация

2012-07-11Подача