Импульсная машина с тепловым приводом Советский патент 1983 года по МПК B21J7/26 

(54) ИМПУЛЬСНАЯ МАШИНА С ТЕПЛОВЫМ ПРИВОДОМ

1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к конструкции оборудования для обработки металлов давлением.

Известна импульсная машина с тепловым приводом, содержащая раму, соосно расположенные в ней камеру сгорания с устройством наполнения и зажигания горючей смеси, расширительный цилиндр и цилиндр управления с поршнем и штоком, к которому присоединена баба, а также насос с распределительной гидроаппаратурой {.

Недостатками этой импульсной машины являются наличие горловины между камерой сгорания и расширительным цилиндром, отсутствие полноты сгорания заряда газовой смеси при регулировании энергии удара в процессе работы молота за счет изменения парциального давления горючей смеси, что приводит к снижению КПД молота. Кроме того, удержание сжатым воздухом бабы со штоком-поршнем в верхнем положении при одновременном запирании камеры сгорания на период наполнения и горения заряда газовой смеси снижает надежность срабатывания системы в случае детонационного горения и возможных утечек продуктов сгорания за счет относительно высокой упругости сжатого воздуха.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности.

Эта цель достигается тем, что импульсная машина с тепловым приводом, содержащая раму, соосно расположенные в ней камеру сгорания с устройством наполнения и зажигания горючей смеси, расширительный цилиндр и цилиндр управления с порш10 нем и штоком, к которому присоединена баба, а также насос с распределительной гидроаппаратурой, снабжена дифференциальным золотником, а камера сгорания и расширительный цилиндр выполнены с одинаковыми диаметрами, цилиндр управления выполнен двухштоковым, его полость разделена поршнем на взводящую и перепускную полости, последние соединены между собой дифференциальным золотником, а через распределительную аппаратуру

20 с насосом.

На чертеже представлена конструкция импульсной машины с тепловым приводом.

Она состоит из рамы 1, камеры 2 сгорания и системами наполнения и зажигания заряда горючей газовой смеси, штокапоршня 3 с закрепленными на нем бабой и обрабатывающим инструментом, выпускного клапана 4, способного перемещаться относительно водила 5, которое жестко закреплено на торце щтока-порщня 3; водило 5 имеет на своем свободном конце регулируемую ограничительную щайбу; взводящей камеры 6 и перепускной полости 7; образованных кольцевым буртом щтокапорщня 3 в проточке рамы 1; дифференциального золотника 8, с центральным отверстием 9 и радиальными отверстиями 10, который способен сообщать между собой взводящую камеру 6 и перепускную полость 7; золотникового распределителя 11, электроуправляемого предохранительного клапана 12, предохранительного клапана 13 насоса 14 и маслобака 15. В зоне действия бабы расположены концевые выключатели М и Mj, а в зоне перемещения дифференциального золотника 8 - концевой выключатель М, которые способны подавать команды на управление золотниковым распределителем 11, электроуправляемым предохранительным клапаном 12 и системой подачи и зажигания газовой смеси.

Импульсная мащина с тепловым приводом работает следующим образом.

При запуске насоса 14 золотниковый распределитель 11 устанавливается в положение Б. Для установки щтока-порщня 3, на котором закреплены баба с обрабатывающим инструментом, в исходное перед рабочим ходом положение (фиг. 1) золотниковый распределитель 11 переключают в положение А. При этом рабочая жидкость от насоса 14 по трубопроводам поступает в камеру управления TI дифференциального золотника 8, во взводящую камеру 6 и во вспомогательную камеру управления Т. За счет разности площадей торцов дифференциального золотника 8 усилие от давления жидкости со стороны камеры управления Т) больще, чем со стороны вспомогательной камеры управления 2- Под действием результирующего дифференциального усилия золотник 8 занимает крайнее нижнее положение и своим центральным отверстием 9 и радиальным отверстием 10 соединяет перепускную полость 7 со сливом в маслобак 15. Поток рабочей жидкости, поступающей от насоса 14 во взводящую камеру 6, перемещает щток-порщень 3 с бабой и обрабатывающим инструментом вверх до тех пор, пока жестко закрепленное на нем водило 5 не прижмет своим буртом выпускной клапан 4 к седлу рамы 1, а рабочая жидкость из перепускной полости 7 перетекает по трубопроводу в маслобак 15. Установив таким образом щток-порщень 3 в исходное перед рабочим ходом положение, золотниковый распределитель 11 вновь переводят в положение Б. При этом электромагнит предохранительного клапана 12 включен, а сам предохранительный клапан закрыт. В камеру 2 сгорания (расщирительный цилиндр) через систему наполнения подают заряд горючей газовой смеси (например горючую смесь пропанбутан с воздухом) и посредством системы зажигания воспламеняют ее. В процессе сгорания заряда горючей газовой смеси давление в камере 2 сгорания непрерывно повышается за счет увеличения объема продуктов сгорания и повышения температуры (в конце процесса горения давление в камере 2 сгорания увеличивается в 7-10 раз а температура достигает 2000°С). Под действием сил давления в камере 2 сгорания выпускной клапан 4 оказывается плотно прижатым к седлу рамы 1, а щток-поршень 3 своим кольцевым буртом деформирует (сжимает) рабочую жидкость во взводящей камере 6, в результате чего давление в ней повыщается и, соответственно, повышается давление рабочей жидкости во вспомогательной камере управления Т2. В момент, когда усилие от давления рабочей жидкости во вспомогательной камере управления Т на торец дифференциального золотника 8 превысит усилие от давления рабочей жидкости в камере управления Т,, которое устанавливается настройкой предохранительного клапана 12, дифференциальный золотник 8 начинает перемещаться вверх. При этом, щток-порщень 3 совместно с водилом 5 также начинает свое перемещение вниз, и этим рабочую жидкость из камеры управления Т( вытесняют через предохранительный клапан в сливную магистраль гидросистемы и в маслобак 15. Дифференциальный золотник 8, перемещаясь вверх, своим наружным хвостовиком замыкает контакт концевого переключателя Mj. При этом ход дифференциального золотника 8 не превыщает величину его положительного перекрытия. Замыкание контакта концевого выключателя Mj приводит к обесточиванию электромагнита предохранительного клапана 12, предохранительный клапан 12 открывается и независимо от давления рабочей жидкости в камере управления Tj соединяет ее со сливной магистралью в маслобак 15. После соединения камеры управления Tj со сливной магистралью в маслобак 15, дифференциаль ный золотник 8 под действием сил давления со стороны вспомогательной камеры управления Т продолжает перемещаться вверх и соединяет взводящую камеру 6 через гидравлические каналы, вспомогательную камеру управления Т кольцевую проточку 16 с перепускной полостью 7. Рабочая жидкость из взводящей камеры 6 перетекает по гидравлическим каналам в перепускную полость 7. Этим обеспечивают рабочий ход штоку-порщню 3. Насос 14 в период рабочего хода штока-поршня 3 работает на предохранительный клапан 13.

В конце рабочего хода штока-поршня 6 водило 5 своей ограничительной шайбой входит в контакт с выпускным клапаном 4и,перемещаясь вниз, открывает его. Этим выбрасывают в атмосферу остаточные продукты сгорания. В конце рабочего хода баба замыкает контакт выключателя М, подающего сигнал на управление электромагнитом золотникового распределителя 11, который устанавливают в положение А. При этом рабочая жидкость от насоса 14 по трубопроводу поступает в камеру управления Т( дифференциального золотника 8, во взводящую камеру б и во вспомогательную камеру управления Т Дифференциальный золотник 8 приходит вниз и через центральное отверстие 9 и радиальные отверстия 10 соединяют перепускную полость 7 со сливом в маслобак 15. Под действием рабочей жидкости, поступающей от насоса 14 во взводящую камеру 6, шток-поршень 3 с бабой и обрабатывающим инструментом приходит к крайнее верхнее положение. В этом положении баба замыкает концевой выключатель MI и этим .подают сигнал на управление электромагнитом золотникового распределителя 11 и системами наполнения и зажигания очередного заряда горючей газовой смеси. Далее рабочий цикл импульсной машины с тепловым приводом повторяют.

Экономический эффект от использования предлагаемого изобретения обеспечивается за счет повышения КПД и надежности срабатывания импульсной мащины.

Формула изобретения

Импульсная машина с тепловым приводом, содержащая раму, соосно расположенные в ней камеру сгорания с устройством наполнения и зажигания горючей смеси,

расширительный цилиндр и цилиндр управления с поршнем и щтоком, к которому присоединена баба, а также насос с распределительной гидроаппаратурой, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД и надежности,, она снабжена дифференциальным золотником, а камера сгорания и расширительный цилиндр выполнены с одинаковыми диаметрами, цилиндр управления выполнен двухштоковым, его полость разделена поршнем на взводящую и перепускную полости, последние соединены между собой дифференциальным золотником, а через распределительную аппаратуру - с насосом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 616735, кл. В 21 J 7/26, 17.02.75 (прототип) .