Пневмоударная машина двойного действия (варианты) Российский патент 2018 года по МПК E21C37/22 E02D7/08 E01C19/30 E21B11/02 

Технические решения относятся к горной и строительной технике, а именно к пневмоударным устройствам, и могут быть использованы для разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта и т.п.

Известно устройство ударного действия по патенту РФ №2105881, кл. Е21С 3/24, E02F 5/18, опубл. в БИ №6 за 1998 г., содержащее корпус с впускным и выхлопным отверстиями, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеры прямого и обратного хода, сквозной канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода, запорный клапан. На наружной поверхности ударника выполнена кольцевая канавка, на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса.

Все перечисленные признаки известного устройства ударного действия, выбранного в качестве аналога, являются общими с признаками предлагаемых технических решений.

Недостатком этого устройства является непроизводительный расход сжатого воздуха в результате его выхлопа в атмосферу через сквозной канал в ударнике во время его прямого хода. Причем, чем больше площадь проходного сечения сквозного канала, тем больше непроизводительный расход сжатого воздуха. Уменьшение площади проходного сечения вызывает снижение частоты ударов из-за снижения скорости перемещения ударника на его обратном ходу. Вывод: устройство работает неэффективно.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является устройство ударного действия (патент РФ №2549643, кл. Е21В 4/14, Е21В 1/30, опубл. 27.04.2015 г. в БИ №12), включающее корпус с патрубком, имеющим впускное отверстие, и выхлопным / выхлопными отверстиями в стенке задней части, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную патрубком и ударником, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню. На внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью корпуса. Наковальня, передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника выполнены в средней части корпуса, упругое кольцо запорного клапана установлено с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью средней части корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки. Камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком на наружной поверхности указанной трубки.

Все перечисленные признаки устройства ударного действия, выбранного в качестве прототипа, являются общими с признаками предлагаемых технических решений.

Недостатком этого устройства является небольшая по сравнению с поперечным габаритом машины эффективная площадь ударника со стороны камеры прямого хода, что снижает энергию единичного удара. Кроме того, при обратном ходе ударника камера прямого хода находится под давлением сжатого воздуха, что увеличивает сопротивление перемещению ударника и тем самым снижает частоту ударов и, соответственно, ударную мощность устройства. Таким образом, устройство работает неэффективно.

Проблемой является создание устройства с повышенной эффективностью работы за счет повышения энергии и частоты ударов устройства путем увеличения отношения эффективной площади ударника со стороны камеры прямого хода и дополнительной камеры прямого хода к площади поперечного сечения машины.

Поставленная проблема решается следующим образом. Предлагается пневмоударная машина двойного действия, включающая корпус с патрубком, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную внутренними поверхностями ударника и патрубка, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню, причем на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия со средней частью внутренней поверхности корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки. Камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода. Центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком на наружной поверхности указанной трубки. Согласно техническому решению она имеет заднюю гайку с выхлопным/выхлопными отверстиями и с поперечной перегородкой, распределительную перегородку, торцевую гайку, дополнительную накопительную камеру, распределительную полость, распределительный воздухопроходной зазор для сообщения дополнительной накопительной камеры с распределительной полостью, дополнительную камеру прямого хода, распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода, выхлопной/выхлопные каналы, промежуточную/промежуточные выхлопные полости, дополнительное впускное отверстие в боковой стенке патрубка для подачи сжатого воздуха в дополнительную накопительную камеру, дополнительный запорный клапан, дополнительный клапан отсечки, дополнительную кольцевую канавку в ударнике, задние выхлопные пазы и задний кольцевой выступ на внутренней боковой поверхности задней гайки со стороны дополнительной камеры прямого хода. В поперечной перегородке, распределительной перегородке и торцевой гайке есть отверстия, через которые пропущен патрубок. В поперечной перегородке есть воздухопроходное/воздухопроходные отверстия для сообщения распределительной полости с дополнительной камерой прямого хода. Дополнительная накопительная камера образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки, поверхностью распределительной перегородки задней гайки, наружной поверхностью патрубка, поверхностью торцевой гайки, верхней поверхностью дополнительного клапана отсечки, выполненного в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке распределительной перегородки со стороны распределительного воздухопроходного зазора с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки. Распределительная полость образована распределительной перегородкой, поперечной перегородкой, внутренней боковой поверхностью задней гайки и нижней поверхностью дополнительного клапана отсечки. Дополнительная камера прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки, наружной поверхностью патрубка, поверхностью поперечной перегородки, поверхностью задней части ударника и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки. Распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода образованы кольцевой впадиной на внутренней поверхности ударника, кольцеобразным рядом впадин на наружной поверхности патрубка.

Указанная совокупность признаков повышает энергию и частоту ударов устройства путем увеличения отношения эффективной площади ударника со стороны камеры прямого хода и дополнительной камеры прямого хода к площади поперечного сечения машины, тем самым повышается эффективность работы машины.

Поставленная проблема во втором варианте исполнения решается также тем, что предлагается пневмоударная машина двойного действия, включающая корпус с патрубком, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную внутренними поверхностями ударника и патрубка, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. На наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню. На внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника. Запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия со средней частью внутренней поверхности корпуса. Корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки, причем камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода. Центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали. Клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком на наружной поверхности указанной трубки. Согласно техническому решению она имеет заднюю гайку с выхлопным/выхлопными отверстиями и с поперечной перегородкой, торцевую гайку, дополнительную накопительную камеру, дополнительную камеру прямого хода, выхлопной/выхлопные каналы, промежуточную/промежуточные выхлопные полости, дополнительное впускное отверстие в боковой стенке патрубка для подачи сжатого воздуха в дополнительную накопительную камеру, дополнительный запорный клапан, дополнительный клапан отсечки, дополнительную кольцевую канавку в ударнике, буртик на наружной поверхности патрубка, задние выхлопные пазы и задний кольцевой выступ на внутренней боковой поверхности задней гайки со стороны дополнительной камеры прямого хода, при этом в поперечной перегородке и торцевой гайке есть отверстия, через которые пропущен патрубок. В поперечной перегородке есть воздухопроходное/воздухопроходные отверстия для сообщения дополнительной накопительной камеры с дополнительной камерой прямого хода, при этом дополнительная накопительная камера образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки, поверхностью поперечной перегородки задней гайки, наружной поверхностью патрубка, поверхностью торцевой гайки, верхней поверхностью дополнительного клапана отсечки, установленного на наружной поверхности патрубка с возможностью осевого смещения по нему и взаимодействия нижним торцом с ударником через отверстие в поперечной перегородке, сквозь которое пропущен патрубок, а верхним торцом - с буртиком на наружной поверхности патрубка. Дополнительная камера прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки, наружной поверхностью патрубка, нижней поверхностью поперечной перегородки, поверхностью задней части ударника, нижней поверхностью дополнительного клапана отсечки и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки.

Наличие дополнительного клапана отсечки, установленного на наружной поверхности патрубка с возможностью осевого смещения по нему и взаимодействия нижним торцом с ударником через отверстие в поперечной перегородке, через которое пропущен патрубок, а верхним торцом - с буртиком на наружной поверхности патрубка, позволяет повысить надежность открытия клапана отсечки за счет механического взаимодействия клапана отсечки с ударником при его обратном ходе, при этом эффективность работы машины не снижается по сравнению с машиной по первому варианту исполнения.

Сущность технических решений поясняется примерами конкретных исполнений вариантов пневмоударной машины двойного действия и чертежами фиг. 1-6, где на фиг. 1 изображен продольный разрез машины по первому варианту исполнения (слева от оси - перед запуском машины, при этом ударник находится в передней части корпуса, справа от оси - в момент удара ударника по наковальне); на фиг. 2 изображен продольный разрез передней части машины в момент до начала выхлопа сжатого воздуха из камеры обратного хода по первому и второму вариантам исполнения; на фиг. 3 изображен продольный разрез машины по первому варианту исполнения в момент хода ударника в задней части корпуса, при впуске сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода; на фиг. 4 изображен продольный разрез машины по первому варианту исполнения в период выхлопа сжатого воздуха из дополнительной камеры прямого хода; на фиг. 5 изображен продольный разрез машины по второму варианту исполнения в момент удара ударника по наковальне; на фиг. 6 изображен продольный разрез машины по второму варианту исполнения в момент хода ударника в задней части корпуса, при впуске сжатого воздуха в дополнительную камеру прямого хода.

Пневмоударная машина двойного действия по первому варианту исполнения содержит корпус 1 (фиг. 1) с патрубком 2, ударник 3, установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения, камеру 4 прямого хода, образованную внутренними поверхностями патрубка 2 и ударника 3, камеру 5 обратного хода, запорный клапан 6, клапан 7 отсечки (далее - клапан 7). Корпус 1 имеет в передней части накопительную камеру 8 сжатого воздуха, в которой размещен клапан 7. Наковальня 9, передний кольцевой выступ 10 и ограничитель обратного хода, например, в виде пазов 11, выполнены в передней части корпуса 1 (пунктиром показаны линии раздела корпуса 1 на части), а направляющий элемент 12 для ударника 3 - в средней части корпуса 1. Камера 5 обратного хода образована передней частью ударника 3, наковальней 9, внутренней поверхностью 13 корпуса 1 и запорным клапаном 6, выполненным в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке 14 ударника 3 на наружной поверхности его передней части с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью 13 корпуса 1. Впускное отверстие 15 патрубка 2 сообщено с камерой 5 обратного хода через камеру 4 прямого хода, канал 16 в ударнике 3, центральную трубку 17, накопительную камеру 8 для сжатого воздуха, которая обеспечивает камеру 5 обратного хода необходимым количеством сжатого воздуха при обратном ходе ударника 3. Для этого центральная трубка 17 пропущена через отверстие 18 в наковальне 9 в канал 16 ударника 3, и в ней выполнено отверстие 19 для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру 8. Клапан 7 установлен на наружной поверхности центральной трубки 17 с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником 3 через отверстие 18 в наковальне 9 для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры 8 в камеру 5 обратного хода, а нижним торцом - с буртиком 20 центральной трубки 17. Машина имеет в задней и средней частях корпуса 1 дополнительную накопительную камеру 21, дополнительную камеру 22 прямого хода, заднюю гайку 23 с выхлопным/выхлопными отверстиями 24, с поперечной перегородкой 25, распределительную перегородку 26, торцевую гайку 27, распределительную полость 28, распределительный воздухопроходной зазор 29, распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры 4 прямого хода и дополнительной камеры 22 прямого хода, образованные кольцеобразным рядом впадин 30 на патрубке 2 и кольцевой впадиной 30 на внутренней поверхности ударника 3, выхлопной/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32, дополнительное впускное отверстие 33, дополнительный запорный клапан 34, дополнительный клапан 35 отсечки (далее - дополнительный клапан 35), дополнительную кольцевую канавку 36 в ударнике 3, задние выхлопные пазы 37 и задний кольцевой выступ 38. В поперечной перегородке 25 есть воздухопроходное/воздухопроходные отверстия 39 для сообщения распределительной полости 28 с дополнительной камерой 22 прямого хода. Дополнительная накопительная камера 21 образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки 23, поверхностью распределительной перегородки 26 задней гайки 23, наружной поверхностью патрубка 2, нижней поверхностью торцевой гайки 27, дополнительным клапаном 35, выполненным в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке 40 распределительной перегородки 26 со стороны распределительного воздухопроходного зазора 29 с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки 23. Распределительная полость 28 образована распределительной перегородкой 26, поперечной перегородкой 25, внутренней боковой поверхностью задней гайки 23 и нижней поверхностью дополнительного клапана 35, а дополнительная камера 22 прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки 23, наружной поверхностью патрубка 2, нижней поверхностью поперечной перегородки 25, поверхностью задней части ударника 3 и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана 34, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке 36 в задней части ударника 3 с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью 41 задней гайки 23. Камера 4 прямого хода сообщена с камерой 5 обратного хода через канал 16 в ударнике 3, центральную трубку 17 и накопительную камеру 8. Ударник 3 установлен с возможностью взаимодействия с наковальней 9 и имеет в средней части - кольцеобразный ряд впадин 42 на наружной поверхности для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 24 из камеры 5 обратного хода.

Пневмоударная машина двойного действия по первому варианту исполнения работает следующим образом. Перед включением машины ударник 3 уперт в наковальню 9 (фиг. 1), запорный клапан 6 находится в соприкосновении с внутренней поверхностью 13 корпуса 1, клапан 7 находится в соприкосновении с буртиком 20 центральной трубки 17, дополнительный клапан 35 находится в прижатом положении к распределительной кольцевой канавке 40, как показано на фиг. 1 слева от оси. При подаче сжатого воздуха из магистрали через впускное отверстие 15 происходит следующее: сжатый воздух через патрубок 2, камеру 4 прямого хода, канал 16 в ударнике 3, отверстие 19 центральной трубки 17, накопительную камеру 8, отверстие 18 в наковальне 9 поступает в камеру 5 обратного хода, и в ней повышается давление. Одновременно с этим сжатый воздух через впускное отверстие 33 патрубка 2 поступает в дополнительную накопительную камеру 21 (далее - камера 21), при этом за счет перепада давления между камерой 21 и распределительной полостью 28 (далее - полость 28) упругое кольцо дополнительного клапана 35 давлением растягивается и прижимается к цилиндрической внутренней боковой поверхности (поз. не обозначена) задней гайки 23, перекрывая распределительный воздухопроходной зазор 29 (далее - зазор 29), исключая непроизводительный поток сжатого воздуха в атмосферу через выхлопное/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32 и выхлопное/выхлопные отверстия 24 в задней гайке 23. Под действием давления в камере 5 обратного хода упругое кольцо запорного клапана 6 давлением растягивается и прижимается к внутренней поверхности 13 корпуса 1 и к поверхности переднего кольцевого выступа 10. Под давлением в камере 5 обратного хода за счет разности эффективных площадей ударника 3 со стороны камеры 5 обратного хода и камеры 4 прямого хода ударник 3 перемещается в верхнее (по чертежу) положение. При прохождении запорным клапаном 6 пазов 11 (фиг. 2) происходит сброс давления сжатого воздуха из камеры 5 обратного хода через эти пазы 11, кольцеобразный ряд впадин 42 (фиг. 1) на наружной поверхности ударника 3, через выхлопное/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32 и выхлопное/выхлопные отверстия 24 в задней гайке 23. В этот момент давление на внутреннюю поверхность (поз. не обозначена) запорного клапана 6 уменьшается и под действием упругих сил запорный клапан 6 сжимается. Одновременно под действием перепада давления в камере 5 обратного хода и накопительной камере 8 клапан 7 перемещается вверх и перекрывает доступ сжатому воздуху в камеру 5 обратного хода из накопительной камеры 8. Далее ударник 3 движется вверх и упругое кольцо дополнительного запорного клапана 34 приходит в соприкосновение с цилиндрической поверхностью 41 (фиг. 3) задней гайки 23 - происходит запирание дополнительной камеры 22 прямого хода. Одновременно камера 4 прямого хода (далее - камера 4) и дополнительная камера 22 прямого хода (далее - камера 22) сообщаются благодаря распределительным воздухопроходным канавкам, образованным кольцеобразным рядом впадин 30 на патрубке 2 и кольцевой впадиной 30 на ударнике 3, в результате чего сжатый воздух из камеры 4 поступает в камеру 22, и в ней и в полости 28 повышается давление, при этом дополнительный клапан 35 (далее - клапан 35) сжимается под действием упругих сил и открывает доступ сжатому воздуху в камеру 22 из камеры 21, находящейся до этого под давлением сжатого воздуха, через зазор 29, полость 28, воздухопроходное/воздухопроходные отверстия 39. Под действием давления упругое кольцо дополнительного запорного клапана 34 (далее - клапан 34) растягивается и прижимается наружной поверхностью (поз. не обозначена) к внутренней поверхности 41 задней гайки 23. Под действием давления в камере 4 и камере 22 ударник 3 перемещается в нижнее (по чертежу) положение. При прохождении клапаном 34 заднего выхлопного паза 37 (фиг.4) происходит сброс давления сжатого воздуха из камеры 22, полости 28 через этот паз 37 и выхлопное/выхлопные отверстия 24. В этот момент давление на внутреннюю поверхность (поз. не обозначена) клапана 34 уменьшается и под действием упругих сил его упругое кольцо сжимается. Одновременно под действием перепада давления в полости 28 и камере 21 упругое кольцо клапана 35 растягивается и перекрывает зазор 29, исключая непроизводительный поток сжатого воздуха в атмосферу через выхлопное/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32 и выхлопное/выхлопные отверстия 24 в задней гайке 23. Далее ударник 3 движется вниз и наносит удар по наковальне 9 (фиг. 1), при этом упругое кольцо запорного клапана 6 приходит в соприкосновение с цилиндрической поверхностью 13 - происходит запирание камеры 5 обратного хода. Одновременно с этим ударник 3 воздействует на клапан 7, смещая его вниз и открывая доступ сжатому воздуху из накопительной камеры 8 в камеру 5 обратного хода через отверстие 18 в наковальне 9. Затем цикл повторяется.

Пневмоударная машина двойного действия по второму варианту исполнения содержит корпус 1 (фиг. 5) с патрубком 2, ударник 3, установленный в корпусе 1 с возможностью перемещения, камеру 4 прямого хода, образованную внутренними поверхностями патрубка 2 и ударника 3, камеру 5 обратного хода, запорный клапан 6, клапан 7 отсечки (далее - клапан 7). Корпус 1 имеет в передней части накопительную камеру 8, в которой размещен клапан 7. Наковальня 9, передний кольцевой выступ 10 и ограничитель обратного хода, например, в виде пазов 11, выполнены в передней части корпуса 1 (пунктиром показаны линии раздела корпуса 1 на части), а направляющий элемент 12 для ударника 3 - в средней части корпуса 1. Камера 5 обратного хода образована передней частью ударника 3, наковальней 9, внутренней поверхностью 13 корпуса 1 и нижней поверхностью запорного клапана 6, выполненного в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке 14 ударника 3 на наружной поверхности его передней части с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью 13 корпуса 1. Впускное отверстие 15 патрубка 2 сообщено с камерой 5 обратного хода через камеру 4 прямого хода, канал 16 в ударнике 3, центральную трубку 17, накопительную камеру 8 сжатого воздуха, которая обеспечивает камеру 5 обратного хода необходимым количеством сжатого воздуха при обратном ходе ударника 3. Для этого центральная трубка 17 пропущена через отверстие 18 в наковальне 9 в канал 16 ударника 3, и в ней выполнено отверстие 19 для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру 8. Клапан 7 установлен на наружной поверхности центральной трубки 17 с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником 3 через отверстие 18 в наковальне 9 для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры 8 сжатого воздуха в камеру 5 обратного хода, а нижним торцом - с буртиком 20 на центральной трубке 17. Машина имеет в задней части корпуса 1 дополнительную накопительную камеру 21, дополнительную камеру 22 прямого хода, заднюю гайку 23 с выхлопным/выхлопными отверстиями 24, с поперечной перегородкой 25, торцевую гайку 27, распределительный воздухопроходной зазор 29, выхлопной/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32, дополнительное впускное отверстие 33 в боковой стенке патрубка 2, дополнительный запорный клапан 34, дополнительный клапан 35 отсечки (далее - дополнительный клапан 35), дополнительную кольцевую канавку 36 в ударнике 3, задние выхлопные пазы 37 и задний кольцевой выступ 38, воздухопроходное/воздухопроходные отверстия 39 в поперечной перегородке 25 для сообщения дополнительной накопительной камеры 21 с дополнительной камерой 22 прямого хода. Дополнительная накопительная камера 21 образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки 23, поверхностью поперечной перегородки 25 задней гайки 23, наружной поверхностью патрубка 2, поверхностью торцевой гайки 27, верхней поверхностью дополнительного клапана 35, установленного на наружной поверхности патрубка 2 с возможностью осевого смещения по нему и взаимодействия нижним торцом с ударником 3 через воздухопроходное/воздухопроходные отверстия 39, а верхним торцом - с буртиком 43 на наружной поверхности патрубка 2. Дополнительная камера 22 прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки 23, наружной поверхностью патрубка 2, нижней поверхностью поперечной перегородки 25, поверхностью задней части ударника 3 и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана 34, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке 36 в задней части ударника 3 с возможностью взаимодействия с цилиндрической частью внутренней боковой поверхности 41 задней гайки 23. Камера 4 прямого хода сообщена с камерой 5 обратного хода через центральную трубку 17 и накопительную камеру 8. Ударник 3 установлен с возможностью взаимодействия с наковальней 9 и имеет в средней части кольцеобразный ряд впадин 42 на наружной поверхности для выхлопа сжатого воздуха через выхлопное/выхлопные отверстия 24 из камеры 5 обратного хода.

Пневмоударная машина двойного действия по второму варианту исполнения работает следующим образом. Перед включением машины ударник 3 уперт в наковальню 9 (фиг. 5), запорный клапан 6 находится в соприкосновении с внутренней поверхностью 13 корпуса 1, клапан 7 находится в соприкосновении с буртиком 20 центральной трубки 17, дополнительный клапан 35 находится в нижнем положении. При подаче сжатого воздуха из магистрали через впускное отверстие 15 патрубка 2 происходит следующее: сжатый воздух через патрубок 2, камеру 4 прямого хода, канал 16 в ударнике 3, отверстие 19 центральной трубки 17, накопительную камеру 8, отверстие 18 в наковальне 9 поступает в камеру 5 обратного хода, и в ней повышается давление. Одновременно с этим сжатый воздух через впускное отверстие 33 патрубка 2 поступает в дополнительную накопительную камеру 21 (далее - камера 21) и в ней повышается давление.

Под действием давления в камере 5 обратного хода упругое кольцо запорного клапана 6 давлением растягивается и прижимается к внутренней поверхности 13 корпуса 1 и к поверхности переднего кольцевого выступа 10. Под давлением в камере 5 обратного хода за счет разности эффективных площадей ударника 3 со стороны камеры 5 обратного хода и камеры 4 прямого хода ударник 3 перемещается в верхнее (по чертежу) положение. При прохождении запорным клапаном 6 пазов 11 происходит сброс давления сжатого воздуха из камеры 5 обратного хода через эти пазы 11, кольцеобразный ряд впадин 42 на наружной поверхности ударника 3, через выхлопное/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32 и выхлопное / выхлопные отверстия 24 в задней гайке 23. В этот момент давление на внутреннюю поверхность (поз. не обозначена) запорного клапана 6 уменьшается и под действием упругих сил запорный клапан 6 сжимается. Одновременно под действием перепада давления в камере 5 обратного хода и накопительной камере 8 клапан 7 перемещается вверх и перекрывает доступ сжатому воздуху в камеру 5 обратного хода из накопительной камеры 8 (фиг. 6). Далее ударник 3 движется вверх и упругое кольцо дополнительного запорного клапана 34 приходит в соприкосновение с цилиндрической частью внутренней боковой поверхности 41 задней гайки 23 - происходит запирание дополнительной камеры 22 прямого хода. Одновременно с этим ударник 3 воздействует на дополнительный клапан 35, смещая его вверх и открывая доступ сжатому воздуху из дополнительной накопительной камеры 21 в дополнительную камеру 22 прямого хода через распределительный воздухопроходной зазор 29, воздухопроходное/воздухопроходные отверстия 39 в поперечной перегородке 25 задней гайки 23.

Под действием давления упругое кольцо дополнительного запорного клапана 34 растягивается и прижимается наружной поверхностью (поз. не показана) к цилиндрической части внутренней боковой поверхности 41 задней гайки 23. Под действием давления в камере 4 прямого хода и дополнительной камере 22 прямого хода ударник 3 перемещается в нижнее (по чертежу) положение. При прохождении клапаном 34 задних выхлопных пазов 37 происходит сброс давления сжатого воздуха из дополнительной камеры 22 прямого хода через эти пазы 37, выхлопное/выхлопные каналы 31, промежуточную/промежуточные выхлопные полости 32 и выхлопное/выхлопные отверстия 24 в задней гайке 23. В этот момент давление на внутреннюю поверхность (поз. не обозначена) клапана 34 уменьшается и под действием упругих сил он сжимается. Одновременно под действием перепада давления в дополнительной камере 22 прямого хода и дополнительной накопительной камере 21 дополнительный клапан 35 (фиг. 5) перемещается вниз и перекрывает доступ сжатому воздуху в дополнительную камеру 22 прямого хода из дополнительной накопительной камеры 21. Далее ударник 3 движется вниз и наносит удар по наковальне 9, при этом упругое кольцо запорного клапана 6 приходит в соприкосновение с цилиндрической поверхностью 13 - происходит запирание камеры 5 обратного хода. Одновременно с этим ударник 3 воздействует на клапан 7, смещая его вниз и открывая доступ сжатому воздуху из накопительной камеры 8 в камеру 5 обратного хода через отверстие 18 в наковальне 9. Затем цикл повторяется.

Группа изобретений относится к горной и строительной технике - к пневмоударным устройствам, используется для разрушения горных пород, забивания стержневых элементов в грунт, трамбования грунта и т.п. Машина включает корпус с патрубком, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную внутренними поверхностями ударника и патрубка, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан. Машина имеет заднюю гайку с выхлопным/выхлопными отверстиями, с поперечной перегородкой, распределительную перегородку, торцевую гайку, дополнительную накопительную камеру, распределительную полость, распределительный воздухопроходной зазор для сообщения дополнительной накопительной камеры с распределительной полостью, дополнительную камеру прямого хода, распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода, выхлопной/выхлопные каналы, промежуточную/промежуточные выхлопные полости, дополнительное впускное отверстие в боковой стенке патрубка для подачи сжатого воздуха в дополнительную накопительную камеру, дополнительный запорный клапан, дополнительный клапан отсечки, дополнительную кольцевую канавку в ударнике, задние выхлопные пазы и задний кольцевой выступ на внутренней боковой поверхности задней гайки со стороны дополнительной камеры прямого хода. Во втором варианте исполнения у машины дополнительный клапан отсечки установлен на наружной поверхности патрубка с возможностью осевого смещения по нему и взаимодействия нижним торцом с ударником через отверстие в поперечной перегородке, сквозь которое пропущен патрубок, а верхним торцом - с буртиком на наружной поверхности патрубка. Обеспчеивается повышение энергии и частоты ударов устройства путем увеличения отношения эффективной площади ударника со стороны камеры прямого хода и дополнительной камеры прямого хода к площади поперечного сечения устройства. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Пневмоударная машина двойного действия, включающая корпус с патрубком, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную внутренними поверхностями ударника и патрубка, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан, при этом на наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню, причем на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия со средней частью внутренней поверхности корпуса, при этом корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки, причем камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали, при этом клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком на наружной поверхности указанной трубки, отличающаяся тем, что она имеет заднюю гайку с выхлопным/выхлопными отверстиями и с поперечной перегородкой, распределительную перегородку, торцевую гайку, дополнительную накопительную камеру, распределительную полость, распределительный воздухопроходной зазор для сообщения дополнительной накопительной камеры с распределительной полостью, дополнительную камеру прямого хода, распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода, выхлопной/выхлопные каналы, промежуточную/промежуточные выхлопные полости, дополнительное впускное отверстие в боковой стенке патрубка для подачи сжатого воздуха в дополнительную накопительную камеру, дополнительный запорный клапан, дополнительный клапан отсечки, дополнительную кольцевую канавку в ударнике, задние выхлопные пазы и задний кольцевой выступ на внутренней боковой поверхности задней гайки со стороны дополнительной камеры прямого хода, при этом в поперечной перегородке, распределительной перегородке и торцевой гайке есть отверстия, через которые пропущен патрубок, а в поперечной перегородке есть воздухопроходное/воздухопроходные отверстия для сообщения распределительной полости с дополнительной камерой прямого хода, при этом дополнительная накопительная камера образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки, поверхностью распределительной перегородки задней гайки, наружной поверхностью патрубка, нижней поверхностью торцевой гайки, верхней поверхностью дополнительного клапана отсечки, выполненного в виде упругого кольца, установленного в кольцевой канавке распределительной перегородки со стороны распределительного воздухопроходного зазора с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки, при этом распределительная полость образована распределительной перегородкой, поперечной перегородкой, внутренней боковой поверхностью задней гайки и нижней поверхностью дополнительного клапана отсечки, а дополнительная камера прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки, наружной поверхностью патрубка, нижней поверхностью поперечной перегородки, поверхностью задней части ударника и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки, причем распределительные воздухопроходные канавки для сообщения камеры прямого хода с дополнительной камерой прямого хода образованы кольцевой впадиной на внутренней поверхности ударника и кольцеобразным рядом впадин на наружной поверхности патрубка.

2. Пневмоударная машина двойного действия, включающая корпус с патрубком, установленный в корпусе с возможностью перемещения ударник, камеру прямого хода, образованную внутренними поверхностями ударника и патрубка, и камеру обратного хода, канал в ударнике для сообщения камер прямого и обратного хода и запорный клапан, при этом на наружной поверхности ударника в передней его части выполнена кольцевая канавка, а корпус содержит наковальню, причем на внутренней поверхности корпуса выполнены передний кольцевой выступ и ограничитель обратного хода ударника, а запорный клапан выполнен в виде упругого кольца, установленного в указанной кольцевой канавке ударника с возможностью взаимодействия со средней частью внутренней поверхности корпуса, при этом корпус в передней части имеет накопительную камеру сжатого воздуха с размещенным в ней клапаном отсечки, причем камера прямого хода сообщена с камерой обратного хода через эту накопительную камеру, для чего последняя снабжена центральной трубкой, пропущенной в указанный канал ударника через отверстие в наковальне для подачи сжатого воздуха из накопительной камеры в камеру обратного хода, а центральная трубка имеет отверстие для подачи сжатого воздуха в накопительную камеру из магистрали, при этом клапан отсечки установлен на наружной поверхности центральной трубки с возможностью осевого смещения по ней и взаимодействия верхним торцом с ударником через указанное отверстие в наковальне, а нижним торцом - с буртиком на наружной поверхности указанной трубки, отличающаяся тем, что она имеет заднюю гайку с выхлопным/выхлопными отверстиями и с поперечной перегородкой, торцевую гайку, дополнительную накопительную камеру, дополнительную камеру прямого хода, выхлопной/выхлопные каналы, промежуточную/промежуточные выхлопные полости, дополнительное впускное отверстие в боковой стенке патрубка для подачи сжатого воздуха в дополнительную накопительную камеру, дополнительный запорный клапан, дополнительный клапан отсечки, дополнительную кольцевую канавку в ударнике, буртик на наружной поверхности патрубка, задние выхлопные пазы и задний кольцевой выступ на внутренней боковой поверхности задней гайки со стороны дополнительной камеры прямого хода, при этом в поперечной перегородке и торцевой гайке есть отверстия, через которые пропущен патрубок, а в поперечной перегородке есть воздухопроходное/воздухопроходные отверстия для сообщения дополнительной накопительной камеры с дополнительной камерой прямого хода, при этом дополнительная накопительная камера образована внутренней поверхностью боковой части задней гайки, поверхностью поперечной перегородки задней гайки, наружной поверхностью патрубка, нижней поверхностью торцевой гайки, верхней поверхностью дополнительного клапана отсечки, установленного на наружной поверхности патрубка с возможностью осевого смещения по нему и взаимодействия нижним торцом с ударником через отверстие в поперечной перегородке, сквозь которое пропущен патрубок, а верхним торцом - с буртиком на наружной поверхности патрубка, при этом дополнительная камера прямого хода образована внутренней боковой поверхностью задней гайки, наружной поверхностью патрубка, нижней поверхностью поперечной перегородки, поверхностью задней части ударника, нижней поверхностью дополнительного клапана отсечки и верхней поверхностью дополнительного запорного клапана, выполненного в виде упругого кольца, установленного в дополнительной кольцевой канавке в задней части ударника с возможностью взаимодействия с цилиндрической внутренней боковой поверхностью задней гайки.