Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением Советский патент 1987 года по МПК E21C37/24 B25D9/00 

Изобретение относится к горной ромышленности в частности к пневмаическим ударным машинам, используе-- ым, например, для разрушения окольых пород и мерзлых грунтов.

Цель изобретения - повышение КПД использования объема сжатого воздуха и улучшение эксплуатационных харак- теристик молотка за счет управления давлением воздуха во взаимодействующих камерах.

На чертеже изображен пневматичес- ий молоток с дроссельным воздухо- распределением, продольньш разрез.

Пневматический молоток состоит из корпуса 1 с размещенным в нем под- Вижно ударником 2, который разделяет камеры рабочего 3 и холостого 4 ходов. Корпус 1 со стороны камеры 3 снабжен неподвижной крьшжой 5 с впускными дроссельными каналами б и 7. В центральном канале со стороны камеры 3 установлен подвижный стакан 8 с аккумуляционной камерой 9 и дроссельным перепускньм каналом 10, постоянно соединяющим камеры 9 и 3 между собой, В стенке корпуса 1 выполнены воздухоподводящие каналы 11 и 12 постоянно соединенные с дроссельными каналами 6 и 7 и с выходами 13 и 14 в камеру 3 и 4, а также-выпускной канал 15 периодически, в зависимости от положения ударника 2, сообщающий камеры 3 и 4 с выпускной камерой 16 и, посредством каналов 17 в кожухе 18, с атмосферой. Неподвижная крьшка 5 плотно прижата к торцу корпуса 1 рукояткой 19. Между Подвижным стаканом 8 и неподвижной крьшкой 5 образована буферная камера 20 с установленной в ней пружиной 21. Между крьшкой 5, рукояткой 19 и корпусом 1 образована кольцевая проточная камера 22, соединенная посредством пускового приспособления 23 рукоятки 19 с сетью энергоносителя (сжатого воздуха) . В центральном канале 24 корпуса 1 с противоположной рукоятке 19 стороны установлен рабочий инстрзт ент 25 с возможностью взаимодействия с ударником 2. Инструмент 25 относительно корпуса 1 закреплен концевой пружиной 26. Дроссельный перепускной канал 10 выполнен в днище 27 подвижного в осевом направлении стакана 8,

Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением работает следующим образом.

При включенном пусковом приспособ- лении 23 рукоятки 19 сжатый воздух поступает из сети в кольцевую проточную камеру 22, откуда постоянно через дроссельные каналы 6 и 7 в крышке 5 и далее по воздухоподводя- щим каналам 11 и 12 и их выходам 13 и 14 в управляемые камеры рабочего 3 и холостого 4 ходов соответственно. Поскольку (в положении, изображенном на чертеже) камера 3 через выпускной канал 15 сообщена с выпускной камерой 16 и посредством каналов 17 в кожухе 18 с атмосферой, то давление в ней поддерживается близким к атмосферному„ Обеспечивает поддержание такого давления то, что проходное сечение впускного дроссельного канала 6 существенно меньше про-, ходного сечения выпускного канала 15.1

Воздух, -натекающий в камеру 4, накапливается, давление в камере повышается и под действием образовавшегося импульса силы ударник 2 начинает движение от инструмента 25, совершая холостой ХОД . После перё- крытия ударником 2 выпускного ка нала 15 камера 3 с атмосферой раз- . общится и в ней начнет накапливать- ся воздух. Часть отсеченного в камере 3 воздуха и воздуха, поступающего из сети по каналам 6 и 11, начнет поступать через дроссельный перепускной канал 10 подвижного стака - на 8 в его аккумуляционную камеру 9, давление воздуха в которой будет поддерживаться близким по величине давлению в камере 3.

После открытия ударником 2 выпускного канала 15 из камеры 4 начнется выпуск отработавшего воздуха со сравнительно быстрым понижением давления до величины, близкой атмосферному.

При дальнейшем движении ударни- ка 2 давление воздуха в камере 3 и сообщенной с ней камере 9 повышается, что обусловливает перемещение стакана 8 от ударника 2. В результате такого перемещения пружина 21. в буферной камере 20 сожмется до расчетного положения и стакан 8 остановится. Преодолевая противодавление со стороны камеры 3, ударнив 2 замедляет свое движение. Во время

3

т орможения ударника 2 и перемещения стакана 8 давление воздуха в камере 9 повышается, но с некоторым запаздыванием по времени по сравнению с повышением в камере 3. Поскольку перемещение стакана 8 увеличивает рабочий объем камеры 3, то давление воздуха в нем меньшее по сравнению с давлением при жестко фиксированном положении стакана 8,

Пониженное противодавление воздуха со стороны камеры 3 обуславливает больший ход ударника 2 и, следовательно, большую его потенциальную энергию, которая преобразуется при рабочем ходе в кинетическую и обеспечивает увеличение ударной мощности молотка. Кроме того, меньшее по величине и плавно изменяющееся давле- ние воздуха в камере 3 и соответствующее ему воздействие силы давления через пружину 21 на рукоятку 19 обеспечивает меньшую по величине требуемую силу нажатия на молоток при холостом ходе ударника 2, что улучшает санитарно-гигиенические условия его эксплуатации.

После торможения ударник 2 остановится и ускоренно начнет свое днижение к инструменту 25, совершая рабочий ход. По мере движения удар- ника 2 объем камеры 3 начнет увёли- чиватЬся, однако давление воздуха в ней будет поддерживаться близким по величине и характеру к.постоянному. Это обеспечивается перемещением под действием пружины 21 крьш1ки 8 и сокращением объема камеры 3, а также воздухом, натекающим в нее из аккумуляционной камеры 9 и из сети через дроссельный канал 6 и воздухо- подводящий канал 11. Следовательно, подвижный стакан 8 обеспечивает в этот период поддержание силы нажатия на молоток близкой по величине и характеру к постоянной. Таким образом, при рабочем ходе осуществляется запаздывание резкого снижения силы нажатия на молоток и улучшаются са-

851474

нитарно-гигпени.ческие условия эксплуатации молотка.

Благодаря поддержанию постоянства давления в камере 3 объем каме- 5 ры 9 опорожняется с большим запаздыванием и обеспечивает подпитку камеры 3 в течение большего времени рабочего хода, увеличивая тем самым импульс силы от давления воздуха, 0 действующий на ударник 2, что обеспечивает большее приращение кинетической энергии ударника 2 и повьш1е- ние ударной мощности молотка. Таким образом, подвижность стакана 8 с ка- 5 мерой- 9 при рабочем ходе ударника 2 обеспечивает без увеличения расхода, воздуха за счет более эффективного использования по времени и по давлению имеющегося в камере 9 воздуха 0 увеличение энергии удара. Это характеризует данный процесс, как процесс с повьшгенным КПД использования энергии сжатого воздуха.

При перекрытии ударником 2 выпуск- 5 ного :анала 15 в камере 4 начнется процесс сжатия отсеченного в камере и натекающего из сети через каналы 7 и 12 воздуха.

С момента открытия ударником 2 0 канала 15 камера 3 через выпускной тракт сообщится с атмосферой. Давление в камере 3 понизится до величины, близкой атмосферному давлению, а в камере 9 оно будет понижаться мед- 5 леннее и полного выпуска (благодаря малому проходному сечению дроссельного канала 10) не происходит. Оставшаяся часть воздуха в камере 9 будет использована в очередном рабо- 0 чем цикле молотка, что способствует снижению расхода воздуха непосредственно из сети.

Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 4, ударник 5 2 нанесет удар по инструменту 25 и . описанный процесс будет повторяться с той лишь разницей, что в импульсе холостого хода будет включена доля импульса отскока ударника 2 от ин- 0 струмента 25.

26