Пневматический вибратор (варианты) Российский патент 2018 года по МПК F15B21/12 

Технические решения относятся к вибротехнике и могут быть использованы в горном деле, стройиндустрии в качестве привода вибропитателей, для формования бетонных смесей, уплотнения материалов и в других отраслях промышленности в технологических процессах с использованием вибрации.

Известен пневматический вибратор по патенту РФ №122995 на полезную модель, B65G 27/22, F15B 21/12, опубл. 20.12.2012 г., включающий корпус, ударник, манжету-клапан с выхлопными отверстиями, образующую с корпусом герметичную силовую камеру, и выхлопной клапан, установленный между ударником и манжетой-клапаном, с выхлопными отверстиями, расположенными соосно выхлопным отверстиям манжеты-клапана. Ударник связан с корпусом по крайней мере двумя упругими подвесками, выполненными в виде плоских колец.

Общими признаками аналога с заявляемым техническим решением являются: наличие корпуса, с которым связан ударник посредством по крайней мере двух упругих подвесок в виде плоских колец, наличие клапана выхлопа с выхлопными отверстиями и камеры обратного хода.

Недостатком конструкции является низкая эффективность работы пневматического вибратора из-за отсутствия камеры прямого хода, что не позволяет ударнику двигаться с высокой скоростью и накапливать большой запас кинетической энергии. Пневматический вибратор невозможно использовать в качестве привода для вибропитателей, на которые устройство закрепляют под днищем оборудования в перевернутом виде, то есть манжетой-клапаном и выхлопным клапаном вверх, так как невозможно осуществлять настройку устройства на требуемые в технологических операциях выпуска режимы работы (максимальную амплитуду колебаний ударника с частотой до 30 Гц), обеспечивающие наиболее эффективную работу вибропитателей.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является пневматический вибровозбудитель по патенту РФ №118950 на полезную модель, B65G 27/22, опубл. 10.08.2012 г., включающий корпус, в котором размещены ударник, клапан запитки с седлом, камеру прямого хода, образованную ударником, клапаном запитки и корпусом, и камеру обратного хода, образованную ударником, клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха и герметизатором, снабженный, по меньшей мере, одной мембраной с центральным отверстием, охватывающей наружную поверхность седла клапана запитки, которое смонтировано в ударнике, причем ударник с седлом клапана запитки установлены с возможностью перемещения относительно мембраны. На ударнике под указанной мембраной установлен упругий ограничитель.

Общими признаками прототипа с заявляемым техническим решением являются: наличие корпуса, выполненного в виде двух плит, скрепленных стойками, в котором размещены ударник, регулировочная гайка, клапан запитки с седлом, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, наличие мембраны с центральным отверстием, охватывающей наружную поверхность седла клапана запитки, наличие камеры прямого хода, образованной корпусом, клапаном запитки и мембраной, и наличие камеры обратного хода, образованной ударником и клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха, наличие упругого ограничителя, установленного на ударнике, и герметизатора.

Недостатком конструкции, как и в предыдущем аналоге, является низкая эффективность работы пневматического вибровозбудителя, так как воздействие на ударник сжатым воздухом во время прямого хода, обеспечивающее его разгон и накопление кинетической энергии, происходит за короткий промежуток времени, в течение которого клапан запитки, жестко закрепленный в регулировочной гайке, находится в контакте с седлом клапана запитки. Для незначительного увеличения продолжительности разгона ударника во время прямого хода регулировочную гайку с клапаном запитки завинчивают в нижнюю плиту корпуса вибровозбудителя, который при установке устройства на днище вибропитателя располагается внизу, при этом за счет своей упругой податливости клапан запитки своим седлом вытягивается в конус. Таким образом, во время прямого хода ударника вверх клапан запитки более продолжительное время находится в контакте с седлом клапана, при этом ударник накапливает больший запас кинетической энергии. Однако высокочастотные (до 60 Гц) упругие деформации клапана запитки приводят к его нагреву и быстрому выходу из строя. Кроме того, при эксплуатации пневматического вибровозбудителя в условиях низких температур за время продолжительных перерывов в работе клапан запитки теряет свою упругость и после подачи сжатого воздуха запустить устройство и вывести его на рабочий режим невозможно. Невозможно также осуществлять настройку устройства на требуемые в технологических операциях режимы работы, обеспечивающие наиболее эффективную работу вибропитателей, а именно - максимальную величину вынуждающей силы, обусловленную максимальной амплитудой колебаний ударника и максимальной продолжительностью воздействия на ударник сжатым воздухом во время прямого хода, а также частоту воздействия на обрабатываемый материал не более 30 Гц.

Проблемой является повышение эффективности работы пневматического вибратора за счет увеличения продолжительности воздействия на ударник сжатого воздуха со стороны камеры прямого хода благодаря более длительному контакту клапана запитки с его седлом при возможности его настройки на различные режимы работы по силовым и частотным характеристикам путем изменения размера амплитуды колебаний ударника, а также повышение надежности работы устройства за счет устранения циклических упругих деформаций клапана запитки и обеспечения запуска устройства при работе в условиях низких температур за счет сохранения формы клапана запитки.

Решение проблемы по первому варианту исполнения достигается тем, что в пневматическом вибраторе, включающем корпус, выполненный в виде верхней и нижней плит, скрепленных стойками, между которыми размещен ударник, регулировочную гайку, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану с центральным отверстием, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника, при этом нижняя плита корпуса, клапан запитки и мембрана образуют камеру прямого хода, а ударник и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха - камеру обратного хода, причем на ударнике, над мембраной, установлен упругий ограничитель, согласно техническому решению регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней.

Предложенное техническое решение приводит к повышению эффективности работы устройства за счет того регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного Осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней. Это позволяет увеличивать продолжительность воздействия на ударник сжатого воздуха во время его прямого хода путем более длительного контакта клапана запитки с его седлом, что обеспечивает повышенный запас кинетической энергии ударником и, соответственно, большее вынуждающее усилие. Устранение в клапане запитки циклических упругих деформаций за счет его свободного осевого перемещения между заплечиками регулировочной гайки и упором, жестко связанным с ней, повышает его усталостную прочность и исключает преждевременное разрушение, что повышает надежность работы пневматического вибратора. Сохранение формы клапана запитки благодаря его свободному осевому перемещению между заплечиками регулировочной гайки и упором, жестко связанным с ней, обеспечивает надежный запуск устройства и при низких температурах окружающей среды после продолжительных перерывов в работе.

Целесообразно между клапаном запитки и упором установить по крайней мере одно регулировочное кольцо. Установка разного количества регулировочных колец позволяет ступенчато изменять продолжительность контакта клапана запитки с его седлом и тем самым регулировать время разгона ударника во время прямого хода и величину накопленной в нем кинетической энергии и, соответственно, величину вынуждающей силы, это позволяет настраивать пневматический вибратор на различные режимы работы по силовым характеристикам, что повышает эффективность работы устройства.

Целесообразно также между нижней плитой корпуса и стойками установить по крайней мере по одной регулировочной шайбе. Установка разного количества регулировочных шайб позволяет ступенчато изменять геометрический ход ударника и, соответственно, его рабочую амплитуду колебаний, то есть дает возможность настраивать пневматический вибратор на различные режимы работы по силовым и частотным характеристикам, что также повышает эффективность работы устройства.

Целесообразно также ударник связать со стойками корпуса по крайней мере двумя упругими подвесками в виде плоских колец. Это дает возможность повысить надежность работы пневматического вибратора, так как ось ударника центрируется относительно корпуса, что исключает крутильные колебания ударника вокруг диаметральной оси, и в момент герметизации камеры обратного хода торцовая поверхность ударника соприкасается с клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха по кольцевой поверхности. Поэтому вынуждающие усилия, останавливающие прямой ход ударника, распределяются равномерно по соприкасающейся кольцевой поверхности указанного клапана выхлопа. Соответственно, напряжения в клапане выхлопа отработанного сжатого воздуха распределяются равномерно и, следовательно, исключается высокая их концентрация и его быстрое точечное разрушение. Наличие указанной связи ударника с корпусом обеспечивает колебания ударника только в осевом направлении, соосно с корпусом. Устойчивый режим работы пневматического вибратора не зависит от его ориентации в пространстве, так как упругие подвески исключают радиальные перемещения ударника относительно корпуса при любых его отклонениях от вертикальной оси, что значительно повышает надежность работы пневматического вибратора при различных условиях эксплуатации. Одна из упругих подвесок, например, верхняя, может быть выполнена за одно целое с клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха, что в два раза экономит расход материала на их изготовление.

Решение проблемы по второму варианту исполнения достигается тем, что в пневматическом вибраторе, включающем корпус, выполненный в виде верхней и нижней плит, скрепленных стойками, между которыми размещен ударник, регулировочную гайку, клапан запитки, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану с центральным отверстием, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника, при этом нижняя плита корпуса, клапан запитки и мембрана образуют камеру прямого хода, а ударник и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха - камеру обратного хода, причем на ударнике, над мембраной, установлен упругий ограничитель, согласно техническому решению регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки выполнен сплошным и установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней, при этом в регулировочной гайке и упоре выполнены соосные воздухоподводящие каналы.

Предложенное техническое решение приводит к повышению эффективности работы устройства за счет того, что регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки выполнен сплошным и установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней, при этом в регулировочной гайке и упоре выполнены соосные воздухоподводящие каналы. Это позволяет увеличивать продолжительность воздействия на ударник сжатого воздуха во время его прямого хода путем более длительного контакта клапана запитки с его седлом, что обеспечивает повышенный запас кинетической энергии ударником и, соответственно, большее вынуждающее усилие. Отсутствие в клапане запитки воздухоподводящих отверстий - концентраторов напряжений, устранение в нем циклических упругих деформаций за счет его свободного осевого перемещения между заплечиками регулировочной гайки и упором, жестко связанным с ней, повышает его усталостную прочность и исключает преждевременное разрушение, что повышает надежность работы пневматического вибратора. Сохранение формы клапана запитки благодаря его свободному осевому перемещению между заплечиками регулировочной гайки и упором, жестко связанным с ней, обеспечивает надежный запуск устройства и при низких температурах окружающей среды после продолжительных перерывов в работе.

Целесообразно между клапаном запитки и упором установить по крайней мере одно регулировочное кольцо. Установка разного количества регулировочных колец позволяет ступенчато изменять продолжительность контакта клапана запитки с его седлом и тем самым регулировать время разгона ударника во время прямого хода и величину накопленной в нем кинетической энергии и, соответственно, величину вынуждающей силы, это позволяет настраивать пневматический вибратор на различные режимы работы по силовым характеристикам, что повышает эффективность работы устройства.

Целесообразно также между нижней плитой корпуса и стойками установить по крайней мере по одной регулировочной шайбе. Установка разного количества регулировочных шайб позволяет ступенчато изменять геометрический ход ударника и, соответственно, его рабочую амплитуду колебаний, то есть дает возможность настраивать пневматический вибратор на различные режимы работы по силовым и частотным характеристикам, что также повышает эффективность работы устройства.

Целесообразно также ударник связать со стойками корпуса по крайней мере двумя упругими подвесками в виде плоских колец. Это дает возможность повысить надежность работы пневматического вибратора, так как ось ударника центрируется относительно корпуса, что исключает крутильные колебания ударника вокруг диаметральной оси, и в момент герметизации камеры обратного хода торцовая поверхность ударника соприкасается с клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха по кольцевой поверхности. Поэтому вынуждающие усилия, останавливающие прямой ход ударника, распределяются равномерно по соприкасающейся кольцевой поверхности указанного клапана выхлопа. Соответственно, напряжения в клапане выхлопа отработанного сжатого воздуха распределяются равномерно и, следовательно, исключается высокая их концентрация и его быстрое точечное разрушение. Наличие указанной связи ударника с корпусом обеспечивает колебания ударника только в осевом направлении, соосно с корпусом. Устойчивый режим работы пневматического вибратора не зависит от его ориентации в пространстве, так как упругие подвески исключают радиальные перемещения ударника относительно корпуса при любых его отклонениях от вертикальной оси, что значительно повышает надежность работы пневматического вибратора при различных условиях эксплуатации. Одна из упругих подвесок, например, верхняя, может быть выполнена за одно целое с клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха, что в два раза экономит расход материала на их изготовление.

Сущность технических решений поясняется примерами конкретных исполнений пневматических вибраторов в 2-х вариантах и чертежами фиг. 1-10. На фиг. 1 представлен общий вид пневматического вибратора -продольный разрез устройства в исходном положении по первому варианту исполнения, когда ударник расположен в крайнем нижнем положении; на фиг. 2 - то же, что на фиг. 1, когда ударник расположен в крайнем верхнем положении; на фиг. 3 - выносной элемент I на фиг. 1; на фиг. 4 - выносной элемент II на фиг. 2; на фиг. 5 представлен общий вид пневматического вибратора - продольный разрез устройства в исходном положении по второму варианту исполнения, когда ударник расположен в крайнем нижнем положении; на фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, когда ударник расположен в крайнем верхнем положении; на фиг. 7 - выносной элемент III на фиг. 5; на фиг. 8 - выносной элемент IV на фиг. 6; на фиг. 9 - выносной элемент ступенчатого разреза А-А на фиг. 1, 5; на фиг. 10 - выносной элемент разреза Б-Б на фиг. 1, 5.

Пневматический вибратор по первому варианту исполнения включает корпус, выполненный в виде верхней плиты 1 (фиг. 1, 2) и нижней плиты 2 (фиг. 1-4, 10), скрепленных с помощью болтового соединения (поз. не обозначено) стойками 3, 4, 5 (фиг. 1, 9, 10). Между верхней плитой 1 и нижней плитой 2 корпуса размещен ударник 6 (фиг. 1-4). В нижней плите 2 корпуса установлена регулировочная гайка 7 (фиг. 3, 4) с воздухоподводящим штуцером 8 (фиг. 1-4), в ней с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками (поз. не обозначены) и упором 9 (фиг. 3, 4), жестко связанным с ней, установлен клапан 10 запитки с воздухоподводящими отверстиями 11. В ударнике 6 смонтировано седло 12 клапана 10 запитки (фиг. 3, 4) с осевым каналом 13. На нижней плите 2 корпуса и ударнике 6 закреплена мембрана 14 (фиг. 1-4, 10), охватывающая наружную поверхность седла 12 клапана 10 запитки. На верхней плите 1 корпуса закреплен герметизатор 15 (фиг. 1, 2). Между ударником 6 и герметизатором 15 расположен клапан 16 выхлопа (фиг. 1, 2, 9) отработанного сжатого воздуха (далее - клапан 16 выхлопа) с выхлопными отверстиями 17, закрепленный в центре герметизатора 15 и на периферии ударника 6 с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора 15 и ударника 6. Нижняя плита 2 корпуса, клапан 10 запитки и мембрана 14 образуют камеру A прямого хода (фиг. 1-4), а ударник 6 и клапан 16 выхлопа - камеру Б обратного хода. Регулировочной гайкой 7 и клапаном 10 запитки образована полость В. На ударнике 6, над мембраной 14, установлен упругий ограничитель 18 (фиг. 1, 2). Между клапаном 10 запитки и упором 9 установлено по крайней мере одно регулировочное кольцо 19 (фиг. 3, 4). Между нижней плитой 2 корпуса и стойками 5 установлено по крайней мере по одной регулировочной шайбе 20 (фиг. 1). Ударник 6 связан со стойками 3, 4 и 4, 5 корпуса (фиг. 1) по крайней мере двумя упругими подвесками 21 и 22 в виде плоских колец (фиг. 1, 2, 9, 10), соответственно, посредством стальных плоских колец 23 и 24, причем упругая подвеска 21 выполнена за одно целое с клапаном 16 выхлопа.

Пневматический вибратор по первому варианту исполнения работает следующим образом.

В исходном положении ударник 6 (фиг. 1) занимает крайнее нижнее положение по чертежу, он упругим ограничителем 18 оперт через кольцо (поз. не обозначено), удерживающее мембрану 14, на нижнюю плиту 2 корпуса. Регулировочная гайка 7 (фиг. 3) завинчена в нижнюю плиту 2 до касания клапаном 10 запитки его седла 12. В этом положении камера А прямого хода (фиг. 1, 3) отсечена от камеры Б обратного хода, которая сообщена с атмосферой через выхлопные отверстия 17. При подаче сжатого воздуха через воздухоподводящий штуцер 8 клапан 10 запитки струей сжатого воздуха и давлением, создавшимся в полости В, плотно прижимается к своему седлу 12. Далее сжатый воздух через воздухоподводящие отверстия 11 (фиг. 3) поступает в камеру А прямого хода (фиг. 1, 3) и, воздействуя на мембрану 14, с ускорением разгоняет ударник 6 в направлении вверх по чертежам, накапливая в нем кинетическую энергию прямого хода. Это происходит до тех пор, пока клапан 10 запитки не коснется своей поверхностью регулировочных колец 19. При дальнейшем движении ударника 6 вверх происходит, отрыв клапана 10 запитки от его седла 12 (фиг. 4), сжатый воздух из камеры А прямого хода через осевой канал 13 седла 12 клапана 10 запитки начинает поступать в камеру Б обратного хода и далее через выхлопные отверстия 17 в клапане 16 выхлопа выбрасывается в атмосферу. К этому моменту ударник 6, получивший запас кинетической энергии, продолжает двигаться вверх. В конце прямого хода ударника 6 выхлопные отверстия 17 закрываются герметизатором 15 (фиг. 2) и происходит герметизация камеры Б обратного хода. Кинетическая энергия прямого хода ударника 6 через клапан 16 выхлопа и через воздушную подушку в камере Б обратного хода реализуется в виде импульса силы по герметизатору 15, закрепленному на верхней плите 1 корпуса, и соответственно, по устройству, на котором пневматический вибратор закреплен, например, по рабочему органу вибропитателя. Далее под действием сжатого воздуха в камере Б обратного хода, эффективная площадь поверхности в которой больше, чем в камере А прямого хода, ударник 6 с ускорением движется вниз и накапливает кинетическую энергию обратного хода. Открываются выхлопные отверстия 17 и камера Б обратного хода, а через осевой канал 13 седла 12 клапана 10 запитки и камера А прямого хода, сообщаются с атмосферой, однако ударник 6 по инерции продолжает двигаться вниз. Седло 12 клапана 10 запитки, закрепленное в ударнике 6, доходит до клапана 10 запитки, прижатого через регулировочные кольца 19 к упору 9 струей сжатого воздуха, поступающего из воздухоподводящего штуцера 8, и давлением сжатого воздуха в полости В. Камера А прямого хода отсекается от камеры Б обратного хода, а, следовательно, и от атмосферы. Ударник 6 по инерции продолжает двигаться вниз вместе с седлом 12 и клапаном 10 запитки. Кинетическая энергия обратного хода ударника 6 гасится воздушной подушкой в камере А прямого хода, он останавливается в исходном положении (фиг. 1, 3). Далее сжатый воздух через воздухоподводящие отверстия 11 (фиг. 3) поступает в камеру А прямого хода (фиг. 1, 3) и, воздействуя на мембрану 14, разгоняет ударник 6 в направлении вверх, накапливая в нем кинетическую энергию прямого хода.

Далее цикл работы пневматического вибратора повторяется.

Пневматический вибратор по второму варианту исполнения включает корпус, выполненный в виде верхней плиты 1 (фиг. 5, 6) и нижней плиты 2 (фиг. 5-8, 10), скрепленных с помощью болтового соединения (поз. не обозначено) стойками 3, 4, 5 (фиг. 5, 9, 10). Между верхней плитой 1 и нижней плитой 2 корпуса размещен ударник 6 (фиг. 5-8). В нижней плите 2 корпуса установлена регулировочная гайка 7 (фиг. 7, 8) с воздухоподводящим штуцером 8 (фиг. 5-8), в ней с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками (поз. не обозначены) и упором 9, жестко связанным с ней, установлен сплошной клапан 10 запитки, при этом в регулировочной гайке 7 и упоре 9 выполнены соосные воздухоподводящие каналы 25 и 26 соответственно. В ударнике 6 смонтировано седло 12 клапана 10 запитки (фиг. 7, 8) с осевым каналом 13. На нижней плите 2 корпуса и ударнике 6 закреплена мембрана 14 (фиг. 5-8, 10), охватывающая наружную поверхность седла 12 клапана 10 запитки. На верхней плите 1 корпуса закреплен герметизатор 15 (фиг. 5, 6). Между ударником 6 и герметизатором 15 расположен клапан 16 выхлопа (фиг. 5, 6, 9) с выхлопными отверстиями 17, закрепленный в центре герметизатора 15 и на периферии ударника 6 с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора 15 и ударника 6.. Нижняя плита 2 корпуса, клапан 10 запитки и мембрана 14 образуют камеру A прямого хода (фиг. 5-8), а ударник 6 и клапан 16 выхлопа - камеру Б обратного хода. Регулировочной гайкой 7 и клапаном 10 запитки образована полость В. На ударнике 6 над мембраной 14 установлен упругий ограничитель 18 (фиг. 5, 6). Между клапаном 10 запитки и упором 9 установлено по крайней мере одно регулировочное кольцо 19 (фиг. 7, 8). Между нижней плитой 2 корпуса и стойками 5 установлено по крайней мере по одной регулировочной шайбе 20 (фиг. 5). Ударник 6 связан со стойками 3, 4 и 4, 5 корпуса (фиг. 5) по крайней мере двумя упругими подвесками 21 и 22 в виде плоских колец (фиг. 5, 6, 9, 10), соответственно, посредством стальных плоских колец 23 и 24, причем упругая подвеска 21 выполнена за одно целое с клапаном 16 выхлопа.

Пневматический вибратор по второму варианту исполнения работает следующим образом.

В исходном положении ударник 6 (фиг. 5) занимает крайнее нижнее положение по чертежу, он упругим ограничителем 18 оперт через кольцо (поз. не обозначено), удерживающее мембрану 14, на нижнюю плиту 2 корпуса.

Регулировочная гайка 7 (фиг. 7) завинчена в нижнюю плиту 2 до касания клапаном 10 запитки его седла 12. В этом положении камера А прямого хода (фиг. 5, 7) отсечена от камеры Б обратного хода, которая сообщена с атмосферой через выхлопные отверстия 17. При подаче сжатого воздуха через воздухоподводящий штуцер 8 клапан 10 запитки струей сжатого воздуха и давлением, создавшимся в полости В, плотно прижимается к своему седлу 12. Далее сжатый воздух через воздухоподводящие каналы 25 и 26 (фиг. 7) поступает в камеру A прямого хода (фиг. 5, 7) и, воздействуя на мембрану 14, с ускорением разгоняет ударник 6 в направлении вверх по чертежам, накапливая в нем кинетическую энергию прямого хода. Это происходит до тех пор, пока клапан 10 запитки не коснется своей поверхностью регулировочных колец 19. При дальнейшем движении ударника 6 вверх происходит, отрыв клапана 10 запитки от его седла 12 (фиг. 8), сжатый воздух из камеры А прямого хода через осевой канал 13 седла 12 начинает поступать в камеру Б обратного хода и далее через выхлопные отверстия 17 в клапане 16 выхлопа выбрасывается в атмосферу. К этому моменту ударник 6, получивший запас кинетической энергии, продолжает двигаться вверх. В конце прямого хода ударника 6 выхлопные отверстия 17 закрываются герметизатором 15 (фиг. 6) и происходит герметизация камеры Б обратного хода. Кинетическая энергия прямого хода ударника 6 через клапан 16 выхлопа и через воздушную подушку в камере Б обратного хода реализуется в виде импульса силы по герметизатору 15, закрепленному на верхней плите 1 корпуса, и соответственно, по устройству, на котором пневматический вибратор закреплен, например, по рабочему органу вибропитателя. Далее под действием сжатого воздуха в камере Б обратного хода, эффективная площадь поверхности в которой больше, чем в камере А прямого хода, ударник 6 с ускорением движется вниз и накапливает кинетическую энергию обратного хода. Открываются выхлопные отверстия 17 и камера Б обратного хода, а через осевой канал 13 седла 12 клапана 10 запитки и камера А прямого хода, сообщаются с атмосферой, однако ударник 6 по инерции продолжает двигаться вниз. Седло 12 клапана 10 запитки, закрепленное в ударнике 6, доходит до клапана 10 запитки, прижатого через регулировочные кольца 19 к упору 9 струей сжатого воздуха, поступающего из воздухоподводящего штуцера 8, и давлением сжатого воздуха в полости В. Камера А прямого хода отсекается от камеры Б обратного хода, а, следовательно, и от атмосферы. Ударник 6 по инерции продолжает двигаться вниз вместе с седлом 12 и клапаном 10 запитки. Кинетическая энергия обратного хода ударника 6 гасится воздушной подушкой в камере А прямого хода, он останавливается в исходном положении (фиг. 5, 7). Далее сжатый воздух через воздухоподводящие каналы 25 и 26 (фиг. 7) поступает в камеру А прямого хода (фиг. 5, 7) и, воздействуя на мембрану 14, разгоняет ударник 6 в направлении вверх, накапливая в нем кинетическую энергию прямого хода.

Далее цикл работы пневматического вибратора повторяется.

Уменьшая или увеличивая количество регулировочных колец 19, установленных между клапаном 10 запитки и упором 9 (фиг. 3, 4, 7, 8), можно настраивать пневматический вибратор на требуемые силовые характеристики, а именно: увеличивать или уменьшать величину вынуждающей силы за счет увеличения или уменьшения, соответственно, продолжительности воздействия сжатого воздуха на ударник 6 со стороны камеры А прямого хода, тем самым увеличивая или уменьшая в нем, соответственно, накопление кинетической энергии прямого хода.

Установкой регулировочных шайб 20 (фиг. 1, 5) между нижней плитой 2 корпуса и стойками 5 можно увеличивать геометрический ход ударника 6, что позволяет увеличивать его рабочую амплитуду и в конце обратного хода обеспечить его торможение только упругой подушкой сжатого воздуха в камере А прямого хода, исключив удар через упругий ограничитель 18 по нижней плите 2 корпуса через кольцо (поз. не обозначено), удерживающее мембрану 14. В этом случае можно реализовать эффективную направленную в одну сторону вынуждающую силу, а совокупное изменение количества регулировочных колец 19 между клапаном 10 запитки и упором 9 и регулировочных шайб 20 между нижней плитой 2 корпуса и стойками 5 позволяет настроить пневматический вибратор на оптимальный режим работы при его установке, например, на вибропитателе, а именно получить максимальную вынуждающую силу с частотой до 30 Гц. Плавную окончательную настройку пневматического вибратора на оптимальный режим работы, необходимый для соответствующего оборудования, осуществляют завинчиванием или вывинчиванием регулировочной гайки 7 (фиг. 3, 4, 7, 8) и изменением давления и расхода подводимого сжатого воздуха.

Группа изобретений относится к вибротехнике. Пневматический вибратор по первому варианту включает верхнюю и нижнюю плиты, ударник, размещенный между ними, регулировочную гайку, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника. Нижняя плита, клапан запитки и мембрана образуют камеру прямого хода, а ударник и клапан выхлопа - камеру обратного хода. Регулировочная гайка установлена в нижней плите. Клапан запитки установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором. В устройстве по второму варианту клапан запитки выполнен сплошным. В регулировочной гайке и упоре предусмотрены соосные воздухоподводящие каналы. Группа изобретений направлена на увеличение продолжительности воздействия на ударник сжатого воздуха со стороны камеры прямого хода, устранение циклических упругих деформаций клапана запитки и обеспечение запуска устройства при работе в условиях низких температур. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Пневматический вибратор, включающий корпус, выполненный в виде верхней и нижней плит, скрепленных стойками, между которыми размещен ударник, регулировочную гайку, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану с центральным отверстием, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника, при этом нижняя плита корпуса, клапан запитки и мембрана образуют камеру прямого хода, а ударник и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха - камеру обратного хода, причем на ударнике, над мембраной, установлен упругий ограничитель, отличающийся тем, что регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки с воздухоподводящими отверстиями установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней.

2. Пневматический вибратор по п. 1, отличающийся тем, что между клапаном запитки и упором установлено по крайней мере одно регулировочное кольцо.

3. Пневматический вибратор по п. 1, отличающийся тем, что между нижней плитой корпуса и стойками установлено по крайней мере по одной регулировочной шайбе.

4. Пневматический вибратор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что ударник связан со стойками корпуса по крайней мере двумя упругими подвесками в виде плоских колец.

5. Пневматический вибратор, включающий корпус, выполненный в виде верхней и нижней плит, скрепленных стойками, между которыми размещен ударник, регулировочную гайку, клапан запитки, седло которого смонтировано в ударнике, мембрану с центральным отверстием, охватывающую наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный на верхней плите корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, закрепленный в центре герметизатора и на периферии ударника с возможностью взаимодействия с обращенными к нему поверхностями герметизатора и ударника, при этом нижняя плита корпуса, клапан запитки и мембрана образуют камеру прямого хода, а ударник и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха - камеру обратного хода, причем на ударнике, над мембраной, установлен упругий ограничитель, отличающийся тем, что регулировочная гайка установлена в нижней плите, клапан запитки выполнен сплошным и установлен в регулировочной гайке с возможностью свободного осевого перемещения между ее заплечиками и упором, жестко связанным с ней, при этом в регулировочной гайке и упоре выполнены соосные воздухоподводящие каналы.

6. Пневматический вибратор по п. 5, отличающийся тем, что между клапаном запитки и упором установлено по крайней мере одно регулировочное кольцо.

7. Пневматический вибратор по п. 5, отличающийся тем, что между нижней плитой корпуса и стойками установлено по крайней мере по одной регулировочной шайбе.

8. Пневматический вибратор по любому из пп. 5-7, отличающийся тем, что ударник связан со стойками корпуса по крайней мере двумя упругими подвесками в виде плоских колец.