Центробежный регулятор пневматической ручной машины Советский патент 1984 года по МПК G05D13/10 

Изобретение относится к ручным пневматическим машинам,.в частности к механизмам автоматического регули вания мощности пневматических шлифо вальных машин. Известен центробежный регулятор скорости ротационного пневмодвигате ля, содержащий неподвижный кулачок связанную с упругим элементом подви ную втулку, установленную на оси ро тора пневмодвигателя, и центробежные шарики, расположенные между под вижной втулкой и кулачком. В этом центробежном регуляторе упругий элемент выполнен в виде скобообразных пружин сжатия, причем отогнутые края пружин расположены ,в пазах подвижной втулки и . Недостатком данного центробежного регулятора является уменьшение эффективности машины вследствие потерь энергии при движении сжатого воздуха в зазоре между торцовой поверхностью подвижной втулки и кромкой дросселирующего отверстия в корпусе машины. Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению является центробежный, регулятор, содержащий установленный в цилиндрической полости корпуса машины корпус регулятора, закреплен ный на роторе пневмодвигателя во внутренней полости которох о, соединенной с входным каналом, установле ны - с возможностью радиального пере мещения центробежные подпружиненные клапаны5 седла которых выполнены в виде выходных канешов корпуса регулятора. При увеличении частоты вращения ротора пневмодвигателя клапаны перемещаются, преодолевая сопротивление пружин, и перекрывают выпускные каналы, регулируя тем самым расход сжатого воздуха, посту пающего в пневмодвигатель 2j . Недостатком известного регулятор является уменьшение эффективности машины вследствие некомпенсируемых потерь энергии при истечении воздуха через выпускные каналы и вследствие уменьшения расхода воздуха пр обмерзании выхлопных каналов двигателя . Кроме того недостатком является уменьшение надежности маши ны вследствие попадания в рабочую камеру двигателя капель жидкостиj, конденсирующейся в воздушной сетИэ 362 а также при истечении воздуха через выпускные каналы .регулятора. Наличие влаги в воздухе приводит к разбуханию и заклиниванию лопаток, изготавливаемых из текстолита. Цель изобретения - снижение энергозатрат и повьш1ение надежности устройства. Указанная цель достигается, тем, что в центробежном регуляторе выходные каналы корпуса:.регулятора расположены тангенциально его стенкам и направлены противоположно напра°влению вращения ротора пневмодвигателя , Кром€5 того, в ци.пиндрической полости корпуса машины между выходными каналами корпуса регулятора и выходным каналом корпуса машины выполнены кольцевые канавки и камера, соединенная с атмосферой, причем между кольцевыми канавками и камерой установлена пористая штастина. При этом поры пластины сообщаются друг с ДРУГОМ; а их размеры уменьшаются в направлении от канавок к камере. Благодаря вьшолнению выпускных каналов тангенциально стенкам корпуса регулятора противоположно направлению вращения ротора двигателя при истечении воздуха через эти каналы . возникает реактивная сила, действующая на корпус- регулятора и увеличивающая крутящий момент дв1 гателя. За счет этого достигается частичная ко1тенсация потерь энергии в регуляторе. В-известных регуляторах, где воздух выходит через выпускные каналы в осевом или радиальном направлениях, компенсация потерь энергии отсутствует. Выполнен.ие выпускных каналов в соответствии с изобретением также обеспечивает оса вдение капель воды содержащихся в воздухе, на внутренней поверхности корпуса машины в. зоне взаимодействия струи воздуха с поверхностью Благодаря выполнению канавок на внутренней поверхности корпуса машины обеспечивается отвод пленки воды в нижнюю часть корпуса, где размещается пористая, пластина. Это исклю1ает унос влаги, высаженной на поверхнЬсти корпуса, в рабочую камеру двигателя,, а следовательно исключается набукание лопаток и о.бмерзанис выхлопных канало: дви гат ел:я „

3 . Благодаря тому , что поры пластины сообщаются друг с другом, а их размеры уменьшаются в направлении от канавок к камере, накопившаяся в канавках влага под действием градиента капиллярных сил отводится в камеру, откуда она может быть выведена за пределы машины.

На фиг. 1 изображен предлагаемый центробежный регулятор; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1,

Центробежный регулятор содержит корпус 1, закрепленный на роторе 2 пневмодвигателя 3. Во внутренней полости 4 корпуса 1 установлены два клапана 5 в виде шаров, подпружиненных пружинами 6. В корпусе 1 выполнены осевое питаюш,ее отверстие 7 и два тангенциальных выпускных канала 8. На внутренней поверхности корпуса машины 9 между выпускными кана лами 8 регулятора и задней 10 двигателя 3 выполнены четыре кольцевые канавки 11, примыкающие к пористой пластине 12, закрепленной в корпусе машины 9. Пластина 12 закреплена консольно таким образом, что свободный конец ее размещен в замкнутой камере 13, образованной корпусом 9 и кожухом 14. В кожухе 14 предусмотрены дренажные отверстия 15.

Центробежный регулятор пневматической ручной машины работает следующим образом.

Сжатый воздух через питающее отверстие 7 поступает во внутреннюю полость 4 корпуса 1 и через выпускные каналы 8 выходит за пределы корпуса 1. Затем воздух через выпускное окно в задней крышке 10 двигателя 3 поступает в рабочую камеру (не показана), приводя во вращение ротор 2. Под действием центробежной силы каждый из шаров 5 перемещается радиально во внутренней полости 4 корпуса 1, сжимая пружину 3, При этом кольцевой зазор между даром 5 и входной кромкой выпускного канала 8 уменьшается, благодаря чему регулируется расход воздуха, а следовательно и мощность двигателя 3.

При истечении воздуха через выпус15;ные каналь 8 возникает реактивная сила, действующая на корпус 1 и увеличивающая крутящий момент двигателя. Это улучшает пусковую характеристику двигателя. На режиме шлифо вания, когда частота вращения ротора 2 уменьшается и увеличивается рас0836. . 4

ход воздуха, реактивная сила возрастает. Это способствует увеличению эффективности машины.

Струя волдуха, выходящего через выпускной канал 8, взаимодействует с поверхностью корпуса машины 9, что приводит к искривлению линий тока воздуха. В случае недостаточно эффективной очистки воздуха в воздушной сети, а также в результате его дросселирования при истечении через выпускные каналы 8 в воздухе на выходе из регулятора содержатся капли влаги. Под действием инерционных сил капли отклоняются от диний тока воздуха в зоне взаимодгй.ствия струи и поверхности корпуса 9 и высаживаются на ней. Высаженные на поверхности капли сливаются друг с другом и образуют пленку жидкости, которая увлекается воздушным потоком по направлению к выпускному окну р. задней крышке 10 двигателя 3. Двигаясь по поверхности корпуса 9, пленка жидкости попадает в канавки

11,откуда под действием гравитационных сил жидкость стекает в нижнюю часть корпуса 9. Геометрические параметры канавок выбирают таким образом, чтобы сила поверхностного натяжения, действующая на жидкость в канавке, пре1зышала силу трения

со стороны воздушного потока. Это исключает вторичный унос уловленной жидкости и обеспечивает быстрый 5 отвод ее в нюкнюю часть корпуса машины 9,где размещена пористая пластина 12.

Под действием сил жидкость втяги ваётся в поры пластины 12. Так как размеры пор уменьшаются по направлению к свободному концу пластины

12,размещенному в замкнутой камере

13,возникает градиент капиллярных сил, обеспечивающий движение жидкости в направлении уменьшения размера пор. Аэродинамическое сопротивление пористой пластины .1 2 должно быть несколько меньшим максимального

0 перепада давлений между внутренней полостью корпуса машины 9, где установлен регулятор, и камерой 13. В результате жидкость выдавливается из пор пластины 12 и через дренажные

5 отверстия 15 отводится наружу.

В случае, когда перепад давлений меньше аэродинамического сопротивления пористой пластины 12, жидкость S отводится из нее вследствие колебаНИИ свободного конца пластины 12, 11308366 происходящих под воздействием вибрации машины.

1: ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР .. ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ РУЧНОЙ МАШИНЫ, содержащий установленный в цилиндрической полости корпуса машины корпус регулятора, закрепленньй на роторе пневмодвигателя, во внутренней полости ко- ;торого, соединенной с входным каналом, установлены с возможностью радиального перемещения центробежные под пружиненные клапаны, седла которых выполнены в виде выходных каналов корпуса регулятора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и повышения надежности, выходные каналы корпуса регулятора расположены тангенциально его стенкам и направлены противоположно направлению вращения ротора пневмодвигателя. 2.Регулятор поп.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, в цилиндрической полости корпуса машины между выходными каналами корпуса регулятора и выходным кагаалом корпуса машины выS полнены кольцевые канавки и камера, соединенная с атмосферой, причем между кольцевыми канавками .и камерой установлена порист.ая пластина. 3.Регулятор по пп. I и 2, о т л ичаю.щийся тем, что поры, пластины сообщаются друг с другом, а их размеры уменьшаются в направлении от 00 канавок к камере. о 00 со о

Фиг. 2