Пневматический молот Российский патент 2025 года по МПК B25D9/04 E21C37/24 

Изобретение относится к области строительства, а именно к пневматическим машинам ударного действия, и может быть применено в качестве пневматического молота для разрушения мерзлого грунта, бетонных фундаментов, дорожного покрытия и т.п. материалов и конструкций, а также в горном деле.

Известен пневматический молоток (патент РФ №2728059, МПК В25D 9/04, В25D 9/20, В25D 17/02, Е21С 37/24, опубл. 28.07.2020, бюл. №22), содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, образованную корпусом рукояти и перегородкой и сообщенную посредством воздухоподводящего канала с - сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки, постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и камеру холостого хода со стороны хвостовика рабочего инструмента, периодически сообщенную посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в корпусе рукояти в атмосферную камеру, образованную корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка, а на боковой поверхности ударника выполнен перепускной канал в виде винтового паза, с постоянно открытыми выходами в камеру холостого хода и камеру рабочего хода с постоянным сообщением обеих камер между собой и так, что открытый выход сквозного винтового канала выполнен с уменьшающейся площадью поперечного сечения в сторону камеры холостого хода.

Недостатком, описанной конструкции молотка являются:

Наличие значительного количества участков концентрации напряжений по всем виткам винтового канала-паза, что снижает прочность ударника при соударениях с хвостовиком рабочего инструмента, повышение прочности ударника предопределяет увеличение его диаметральной площади сечения в связи с размещением канал-паза на его боковой поверхности; канал-паз выполнен с изменяющейся глубиной и уменьшающейся площадью поперечного сечения, что изменяет положение центра тяжести по продольной оси ударника, что снижает его устойчивость в канале цилиндрического корпуса и создает различные по величине нагрузки в уступах канал-паза во время соударения с хвостовиком рабочего инструмента, что приводит к нарушению равнопрочности кольцевой части ударника.

Наиболее близким по технической сущности, заявленному устройству, выбранному в качестве прототипа, является пневматический молот (патент РФ №2773755, МПК В25D 9/00, опубл. 09.06.2022, бюл. №16), содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска, перегородку с радиальным выпускным каналом и осевым отверстием, в котором установлена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным каналом выпуска, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти предкамеру, между корпусом рукояти и перегородкой и сообщенную посредством выпускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для установки упомянутой трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеры рабочего хода, имеющую возможность сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти в атмосферную камеру, образованную корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, при этом в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка и канал перепуска, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого хода, канал перепуска выполнен на боковой поверхности трубки в виде дренажного винтового канал-паза с постоянной глубиной и площадью поперечного сечения в форме прямоугольника или квадрата с образованием буртиков и пазов и с возможностью обеспечения сообщения камер рабочего и холостого хода между собой, и так, что радиальный канал выпуска в трубке выполнен в буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент.

Недостатком прототипа является значительная величина площади поперечного сечения буртиков винтового дренажного канал-паза, которая обуславливает значительные силы трения боковой поверхности трубки с внутренней поверхностью осевого канала в ударнике и, как следствие, для выхода ударника в расчетное положение при окончании холостого хода и начала рабочего ходов требуется увеличенный расход воздуха для создания достаточного по величине импульса давления воздуха, обуславливающего исключение преждевременного торможения ударника, увеличение времени его холостого и рабочего ходов, а также снижение скорости соударения ударника с хвостовиком рабочего инструмента, т.е. снижение энергии единичного удара. Отмеченные недостатки снижают эффективность ударного воздействия на обрабатываемую среду из-за повышенного расхода воздуха за каждый рабочий цикл молота, требует увеличения подачи воздуха посредством дренажного винтового канала, что влечет за собой увеличение площади упомянутого канал-паза и, следовательно, увеличения поперечных размеров трубки, ударника и цилиндрического корпуса при одновременном возрастании их масс для сохранения прочности и рабочего ресурса пневматического молота.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности ударного воздействия на обрабатываемую среду при пониженном расходе воздуха за каждый рабочий цикл молота, за счет снижения отрицательного воздействия процесса преждевременного торможения ударника путем уменьшения площадей трения на боковой поверхности буртиков дренажного винтового канала-паза трубки с боковой поверхностью осевого канала ударника.

Поставленная задача решается тем, что в пневматическом молоте, содержащем цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковую поверхность, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, образованную корпусом рукояти и перегородкой, имеющую возможность сообщения посредством впускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеру рабочего хода, имеющую возможность постоянного сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке, и расположенную со стороны рабочего инструмента камеру холостого хода, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального и продольного выпускных каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, при этом в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка, радиальный канал выпуска в трубке выполнен в буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент и канал перепуска, выполненный с возможностью обеспечения сообщения камер рабочего и холостого хода между собой, канал перепуска выполнен на боковой поверхности трубки в виде дренажного винтового канал-паза в форме полуэллипса в поперечном сечении с постоянной глубиной и площадью поперечного сечения, и глубина паза не превышает половину толщины стенки трубки.

Такое выполнение дренажного винтового канал-паза обеспечивает достаточность проходной площади поперечного сечения трубки со снижением гидродинамического сопротивления канал-пазов трубки, а также сохранения процесса снижения противодавления воздуха в камере рабочего хода в конце холостого хода, и обеспечивает выход ударника в расчетное положение начала рабочего хода без преждевременного торможения противодавлением воздуха в камере холостого хода и камере рабочего хода, тем самым снижается вероятность преждевременного торможения и скорость ударника перед соударением с хвостовиком рабочего инструмента и, как следствие, обеспечивается сокращение времени рабочего и холостого ходов ударника, что приводит к повышению частоты и энергии ударов пневматического молота.

На чертеже представлен продольный разрез пневматического молота с дренажным винтовым канал-пазом на боковой поверхности трубки в форме полуэллипса в поперечном сечении.

Пневматический молот содержит цилиндрический корпус 1 с выточкой 2, рабочий инструмент 3, удерживаемый фиксатором 4 относительно корпуса 1, перегородку 5 с впускным дросселем 6, выпускным каналом 7 и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена трубка 8 с продольным выпускным каналом 9, боковым каналом 10 и радиальным выпускным каналом 11 на боковой поверхности трубки 8, ударник 12, камеру 13 холостого хода с выточкой 2 со стороны рабочего инструмента 3, камеру 14 рабочего хода со стороны перегородки 5, дренажный винтовой канал-паз 15 с постоянной площадью поперечного сечения и глубиной паза в форме полуэллипса глубиной, не превышающей половины толщины стенки трубки, выполненный с возможностью обеспечения сообщения камер 13 и 14 между собой. Радиальный канал 11 на боковой поверхности трубки 8 выполнен в буртике 16 витка без сообщения с пазом 17 винтового канал-паза 15 в положении ударника, опертого на рабочий инструмент 3. В ударнике 12 выполнен осевой сквозной канал 18 для пропуска трубки 8. Рукоять с устройством впуска 19 посредством резьбового соединения на ее корпусе 20 и цилиндрическом корпусе 1 уплотненно прижимает перегородку 5 к торцу цилиндрического корпуса 1 со стороны камеры 14 рабочего хода. Корпус 20 рукояти 19 содержит выпускной канал 21, впускной канал 22 и предкамеру 23, образованную между корпусом 20 и перегородкой 5, имеющую возможность сообщения с сетью сжатого воздуха, посредством впускного канала. Между корпусом 20 рукояти 19 и цилиндрическим корпусом 1 образована кольцевая выпускная камера 24, которая посредством выпускного канала 21 в корпусе 20 сообщена с атмосферной камерой 25, образованной корпусом 20 и установленным разъемно с ним воздухоотбойным кольцом 26. Корпус 20 рукояти 19 фиксируется относительно цилиндрического корпуса фиксатором 27 и удерживаемым кольцевым кожухом 28.

Пневматический молот работает следующим образом.

После включения устройства подачи сетевого воздуха (на чертеже не показано) воздух поступает по впускному каналу 22 рукояти 19 в предкамеру 23 сетевого воздуха, откуда по впускному дросселю 6 в перегородке 5 в камеру 14 рабочего хода.

Далее воздух из камеры 14 рабочего хода по дренажному каналу-пазу 15, по осевому каналу 18 ударника 12 поступает в камеру 13 холостого хода. При сообщении между собой камеры 13 холостого хода и камеры 14 рабочего хода меняются функции камер: камера 14 рабочего хода приобретает функции камеры с частичным вытеснением воздуха, камера 13 холостого хода - функции проточной камеры наддува. Вследствие этого, в камере 14 рабочего хода давление воздуха при впуске через впускной дроссель 6 из предкамеры 23 повышается медленно, а давление воздуха в камере 13 холостого хода будет поддерживаться более высоким за счет его натекания из камеры 14 рабочего хода. Под действием давления воздуха на торец ударника 12 со стороны камеры 13 холостого хода, ударник перемещается в сторону камеры 14 рабочего хода, совершая холостой ход. При холостом ходе ударника 12 дренажное вытеснение воздуха из камеры рабочего хода 14 обуславливает снижение противодавления воздуха с ее стороны и препятствует преждевременному торможению ударника, обеспечивая при этом гарантированную величину расчетного хода ударника.

В камере 13 холостого хода продолжается процесс расширения воздуха при одновременном перепуске его из камеры 14 рабочего хода, в которой продолжается процесс сжатия, оставшегося в ней воздуха и воздуха, продолжающего поступать через впускной дроссель 6 перегородки 5 из предкамеры 23.

Продолжая движение, ударник 12 торцом со стороны камеры 13 холостого хода откроет радиальный выпускной канал 11 и посредством продольного выпускного канала 9, а также бокового канала 10 трубки 8 и выпускного канала 7 в перегородке 5, выпускной кольцевой камеры 24 выпускного канала 21 в корпусе 20 рукояти 19 и атмосферной камеры 25, воздух из камеры 13 холостого хода будет выпускаться в атмосферу и давление воздуха в ней выравнивается до величины атмосферного давления.

Продолжая движение, ударник 12 под действием сил инерции преодолевает сопротивление воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода, затормаживается и останавливается в расчетном положении.

После остановки ударник 12 под действием давления воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода начнет ускоренное движение в сторону камеры 13 холостого хода, совершая рабочий ход. При этом в конце рабочего хода ударника обеспечивается частичное вытеснение воздуха из камеры холостого хода в предударный период в камеру рабочего хода, что повышает скорость ударника при соударении с рабочим инструментом и увеличивает частоту и энергию удара.

При увеличивающемся объеме камеры 14 рабочего хода с одновременным поступлением воздуха через впускной дроссель 6 перегородки 5 из предкамеры 23, воздух в камере 14 рабочего хода будет интенсивно расширяться.

Продолжая движение, ударник 12 перекроет радиальный выпускной канал 11 трубки 8, после чего камера 13 холостого хода разобщится с атмосферой и в ней будет осуществляться процесс сжатия, отсеченного в ней воздуха и воздуха, перетекаемого из камеры 14 рабочего хода, через дренажный винтовой канал-паз 15 с поперечным сечением в форме полуэллипса и вдоль боковой поверхности ударника 12 в камеру 13 холостого хода. В результате такого воздухораспределения в объеме камеры 13 холостого хода и объеме выточки 2, будет продолжаться процесс сжатия отсеченного в них воздуха и воздуха, поступающего из камеры 14 рабочего хода с меньшим противодавлением воздуха со стороны камеры 13 холостого хода.

При последующем перемещении ударника 12 давление воздуха, за счет объема выточки 2 со стороны камеры 13 холостого хода, существенно не повлияет на рост противодавления и преждевременное торможение ударника, что обеспечит, за счет большей его скорости при соударении с хвостовиком 3 рабочего инструмента, соответствующие величины энергетических параметров рабочего процесса и существенно повысит импульс давления воздуха со стороны камеры 13 холостого хода в начале холостого хода ударника 12. После соударения рабочий процесс пневматического молота будет повторяться и очередной холостой ход ударника 12 осуществляется за счет импульса давления воздуха со стороны камеры 13 холостого хода и добавления импульса отскока ударника 12 от рабочего инструмента 3.

Использование заявляемого изобретения позволяет осуществить постоянный дренаж воздуха между камерами рабочего и холостого хода с меньшим значением противодавления воздуха в них.

Таким образом, предложенное техническое решение в сравнении с прототипом за счет выполнения дренажного винтового канал-паза на боковой поверхности трубки с постоянной глубиной и площадью поперечного сечения в форме полуэллипса, образованием буртиков и пазов, обеспечивающим постоянное сообщение камер рабочего и холостого хода между собой при условии, что радиальный выпускной канал в трубке выполнен в буртике без сообщения его с пазами в положении ударника опертого на рабочий инструмент, позволяет повысить частоту и энергию удара, передаваемую рабочему инструменту, а также за счет исключения каналов на боковой поверхности ударника, повысить его прочность и ресурс молота в целом.

Кроме того, выполнение дренажного винтового канал-паза в поперечном сечении в форме полуэллипса, обеспечивает также охлаждение ударника при его перемещении потоком воздуха, за счет исключения отрицательного воздействия процесса преждевременного торможения ударника, из-за уменьшения площадей трения на боковой поверхности буртиков дренажного винтового канал-паза трубки, и исключения углов, образованных формой поперечного сечения канал-паза, уменьшить гидравлическое сопротивление дренажного канал-паза за счет изменения ширины буртика между витками канал-паза и при их глубине, не превышающей половины толщины стенки трубки.

Изобретение относится к области строительства, а именно к пневматическим машинам ударного действия. Пневматический молот содержит цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска воздуха, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором закреплена трубка с продольным выпускным каналом, боковым каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, имеющую возможность сообщения посредством впускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеру рабочего хода, имеющую возможность постоянного сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке, и камеру холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального выпускного, продольного выпускного и бокового каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, выточку, выполненную в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода, и выполненный на боковой поверхности трубки дренажный винтовой канал-паз с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого ходов между собой, причем радиальный выпускной канал в трубке выполнен в указанном буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент. Паз дренажного винтового канал-паза выполнен в поперечном сечении в форме полуэллипса, а глубина паза не превышает половины толщины стенки трубки. Технический результат заключается в сокращении времени рабочего и холостого хода ударника, повышении энергии и частоты ударов пневматического молота. 1 ил.

Пневматический молот, содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый фиксатором относительно цилиндрического корпуса, рукоять с устройством впуска воздуха, перегородку с впускным дросселем, выпускным каналом и осевым отверстием, в котором закреплена трубка с продольным выпускным каналом, боковым каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим в ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным каналом, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукояти, предкамеру, имеющую возможность сообщения посредством впускного канала с сетью сжатого воздуха, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющий полость цилиндрического корпуса на расположенную со стороны перегородки камеру рабочего хода, имеющую возможность постоянного сообщения с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке, и камеру холостого хода, расположенную со стороны рабочего инструмента, имеющую возможность периодического сообщения посредством радиального выпускного, продольного выпускного и бокового каналов в трубке и выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного канала в корпусе рукояти с атмосферной камерой, образованной корпусом рукояти и воздухоотбойным кольцом, выточку, выполненную в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода, и выполненный на боковой поверхности трубки дренажный винтовой канал-паз с образованием буртиков и пазов с постоянной глубиной, имеющий возможность сообщения камер рабочего и холостого ходов между собой, причем радиальный выпускной канал в трубке выполнен в указанном буртике без возможности его сообщения с пазами в положении ударника, опертого на рабочий инструмент, отличающийся тем, что паз дренажного винтового канал-паза выполнен в поперечном сечении в форме полуэллипса, а глубина паза не превышает половины толщины стенки трубки.