Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением Советский патент 1989 года по МПК E21B1/30 B25D9/00 E21C37/24 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к пневматическим молоткам с дроссельным воздухораспределением.

Цель изобретения - повьпиение энергии удара за счет нелинейного изменения давления и объема накопительной камеры при одновременном снижении уровня вибрации.

На фиг. 1 показан пневматический молоток, разрезу на фиг. 2 - момент работы накопительной камеры в конце холостого хода ударника.

Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением состоит из цилиндра 1, ударника 2, рукоятки 3, рабочего инструмента 4. Ударник 2 разделяет центральный канал цилиндра 1 на полости рабочего 5 и холостого 6 ходов. Дроссельные каналы 7 и 8 предназначены для подвода сетевого воздуха соответственно в полости ра- йочего 5 и холостого 6 ходов. Выхлопной канал 9 служит для периодическо- го сообщения полостей 5 и 6 с атмосферой. Коаксиальнр полости 5 рабочего хода выполнена накопительная камера 10, отделенная от полости 5 рабочего цилиндрической перфори- рованной перегородкой 11, с наружной стороны которой установлена дополнительная перфорированная перегородка в виде эластичной втулки 12.

Накопительная камера 10 соединена с полостью 5 рабочего хода отверстиями 13, расположенными в несколько ярусов в перегородке 11, причем проходные се чени я отверстий 13 в ярусах уменьшаются в сторону рукоятки 3, а общая площадь проходных сечений отверстий 13 меньше площади поперечного сечения центрального канала. Во втулке 12 также выполнены радиальные отверстия 14. Рукоятка имеет пусково приспособление 15.

Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением работает следующим образом.

После включения пускового приспособления 15 рукоятки 3 сетевой воздух по дроссельным каналам 7 и 8 одновременно поступает в полости 5 и 6. Поскольку полость 5 соединена выхлопным каналом 9 с атмосферой, давление в ней будет близким к атмосферному. В замкнутой полости 6 по мере натекания сетевого воздуха давление будет расти. За счет разницы давле- НИИ на торцы ударника 2, последний начинает движение в-сторону полости 5, выполняя холостой ход.

I -

После перекрытия выхлопного канала 9 ударник 2, продолжая движение вверх, начинает сжимать воздух, отсеченный в полости 5 и камере 10, а также воздух, натекающий через дроссельный канал 7. После вскрытия нижним торцом ударника 2 выхлопного канала 9 из полости 6 холостого хода происходит выхлоп и давление в ней устанавливается близким к атмосферному. Дальнейщее движение ударника 2 происходит за счет разницы действующих на него сил,

По мере движения ударника 2 вверх воздух из накопительной камеры 10 за счет избыточного давления перетекает через отверстия 13 в полость 5 рабочего хода, способствуя некоторому увеличению давления в ней. При дальнейшем движении ударника 2 вверх имеет место обратное перетекание воздуха из полости 5 в камеру 10, что обеспечивает замедление роста давления в полости 5, и продвижение ударника 2 вверх до начала перекрытия отверстий 13 происходит с меньшим ег торможением.

С момента перекрытия ударником 2 ярусов отверстий 13, в полости 5 интенсивно сжимается воздушная по- душка. Имеющая место при этом нелинейность изменения объема и давлени в полости 5 рабочего хода и накопительной камере 10 объясняется следующим образом.

Вследствие податливости эластично втулки 12 объем полости 5.рабочего хода несколько увеличивается (настолько же уменьшается объем накопительной камеры 10), благодаря чему нарастание давления в полости 5 рабочего хода и остановка ударника 2 в крайнем верхнем положении происходят плавно. Таким образом, к моменту остановки ударника 2 и началу рабочего хода изменяется форма накопительной камеры 10 (фиг. 2), ее объем уменьшен, а давление воздуха в ней увеличено.

Как только ударник 2 начинает движение вниз, вьтолняя рабочий ход, увеличивается объем полости 5 рабочего хода, а следовательно, должно уменьшиться давление в ней. Однако это не происходит, так как деформированная втулка 12 за счет более высокого давления в накопительной камере 10 восстанавливает свою первоначальную форму, и давление в полости 5 рабочего хода поддерядавается достаточно высоким, способствуя интенсивному разгону ударника 2. Еще некоторое время (примерно 1/4 продолжительности рабочего хода) давление поддерживается высоким потому, что по мере продвижения ударника 2 вниз открываются яруса отверстий 13, саобщая полость 5 с камерой 10, Давление в них выравнивается за счет перетекания воздуха между ними. И только после этого начинается понижение давления в полости 5, обусловленное существенным увеличением ее объема.

Нелинейность изменения объёма и давления в полости 5 рабочего хода и в накопительной камере 10 обеспечивается при холостом ходе понижением давления воздуха в полости рабочего хода, а следовательно, снижением уси

fO

15

20

25

0

5

0

5

0

ЛИЯ на корпус при одновременном увеличении хода ударника 2. Нелинейность при рабочем ходе обеспечивается некоторым повьпцением давления за счет притока воздуха из накопительной камеры 10 при одновременном увеличении среднего давления по пути.

После перекрытия нижним торцом ударника 2 выхлопного канала 9 в полости 6 начинается сжатие отсеченного и натекающего через дроссельный канал 8 воздуха. С момента открытия верхним торцом ударника 2 канала 9 начинается выхлоп из полости 5. Давление в ней резко понижается до атмосферного, а в камере 10, вследствие малости проходных сечений отверстий 13, давление удерживается близким к давлению, предшествовавшему выхлопу из полости 5.

За короткий промежуток времени, пока полость 5 сообщена с атмосферой (0,1-0,05 времени цикла), давление в камере 10 не успевает снизиться до атмосферного, и этот воздух используется в следующем рабочем цикле. Преодолевая сопротивление сяи- маемого в полости 6 воздуха, ударник 2 наносит удар по хвостовику инструмента 4 и под действием сжатого воздуха и импульса отскока начинает холостой ход.

При установившемся режиме процесс повторяется.

Формула изобретения

Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением по авт.св. № 1129343, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения энергии удара за счет нелинейного изменения давления и объема накопительной камеры при одновременном снижении уровня вибрации, молоток снабжен дополнительной перегородкой, которая выполнена в виде эластичной втулки, причем последняя установлена в накопительной камере концентрично основной перегородке, при этом в эластичной втулке выполнены радиальные отверстия.

Фие. 2