Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия Советский патент 1991 года по МПК E21C3/24 

Фиг 1

пересечения поверхностей седла б расположены внутри угла /3. На рабочей поверхности камеры 4 со стороны торца ТК 5 выполнена фигурная ступенчатая проточка. Выступающая часть проточки на двух участках повторяется профиль ТК 5.

Сжатый воздух по каналу 3 поступает в камеру 4, откуда через отверстия 7, 8 и канал 12 поступает в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода ствола машины, между которыми расположен ударник 9. 1 з.п.ф- лы, 6 ил.

Изобретение относится к пневматическим машинам, используемым в горной, горно-металлургической и строительной пром-сти. Цель - снижение расхода энергоносителя и повышение надежности работы устр-ва. Устр-во содержит камеру 1, золотник 14 с проточкой, воздуховыводящий канал 12, выхлопные 17 - 19 и впускные 7 и 8 радиальные отверстия. Ось одного из впускных отверстий смещена относительно оси другого впускного отверстия на угол / я. В камере 4 размещен трубчатый клапан (ТК) 5 с седлом 6, образованным двумя поверхностями с радиусом кривизны RI R2 °° в нормальном сечении. Точки 671 / Ё О ел ю ел со Jb 11

Изобретение относится к пневматическим машинам ударного действия и может быть использовано в горной, горно-металлургической и строительной промышленности.

Цель изобретения - снижение расхода энергоносителя и повышение надежности в работе устройства.

На фиг.1 изображена пневматическая машина ударного действия, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 ( в положении трубчатого клапана при холостом ходе ударника); на фиг.З - то же ( в нейтральном (среднем) положении трубчатого клапана при холостом или рабочем ходе ударника); на фиг.4 - то же (в положении трубчатого клапана при рабочем ходе ударника); на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.1 (в нейтральном положении трубчатого клапана); на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.

Пневматическая машина ударного действия содержит ствол 1, рабочий инструмент 2 и воздухораспределительное устройство, снабженное каналом 3 для впуска сжатого (сетевого) воздуха, камерой 4 с по- мещенным в ней трубчатым клапаном 5. В седле 6 трубчатого клапана 5 выполнены впускные отверстия 7 и 8. Ствол 1, рабочая полость которого разделена ударником 9 на камеры 10 и 11, соответственно рабочего и холостого хода, снабжен каналом 12 для подвода сжатого воздуха в камеру холостого хода 11, каналом 13, с размещенным в нем ступенчатым золотником 14, командными 15 и 16 и выхлопными отверстиями 17, 18 и 19.

Седло 6 трубчатого клапана 5 образовано двумя поверхностями 20 и 21 с ради: усом кривизны RtR2 в нормальном сечении (фиг.2). Линия пересечения тип поверх- ностей радиусов RI и RJ находятся внутри центрального угла ft я, образованного главными осями симметрии впускных отверстий 7 и 8. Радиус-векторы, проходящие через линии пересечения пт и п, составля- ют с образующими угла Д соответственно, центральный угол а.

На рабочей поверхности камеры 4 воздухораспределительного устройства.

например, со стороны верхнего торца трубчатого клапана 5 выполнена кольцевая фигурная проточка а, в, с, d, e, f, g, h таким образом, что выступающая часть 22 проточки на двух участках Ь, с и f, g повторяет профиль трубчатого клапана в нейтральном положении (фиг.5). При перекрытии трубчатым клапаном 5 впускных отверстий 7 или 8 между его внутренней поверхностью линиями m или п в радиальном направлении образуется зазор.

Пневматическая машина работает следующим образом.

Сжатый воздух по каналу 3 поступает в камеру 4 воздухораспределительного устройства, откуда через впускные отверстия 7 и 8, канал 12 соответственно поступает в камеры рабочего 10 и холостого 11 хода.

В связи с тем, что камера 10 рабочего хода через выхлопное отверстие 18, канал 13 и выхлопные отверстия 19 сообщается с атмосферой, давление сжатого воздуха в ней меньше, чем в камере 11 холостого хода, равновесие трубчатого клапана 5 в камере 4 воздухораспределительного устройства нарушится. Трубчатый, клапан 5 перемег стится в сторону низкого давления и перекроет впускное отверстие 7 вправо (фиг.2) и сжатый воздух из камеры 4 поступает через отверстие 8 и канал 12 только в камеру 11 холостого хода и оттуда в командный канал 16.

Под действием сжатого воздуха ударник 9 и ступенчатый золотник 14 перекрывает выхлопное отверстие 18 и открывает выхлопное отверстие 17 и воздух из камеры 10 рабочего хода вытесняется ударником 9 через выхлопное отверстие 16, канал 13 и выхлопное отверстие 19 в атмосферу.

При холостом движении ударника 8 на трубчатый клапан 5 воздухораспределительного устройства (фиг.2) действуют аэродинамические силы:

Fc Re x f 1,2. где PC - давление сжатого воздуха в камере 4, f 1.2 - площадь впускного отверстия 7 или 8;

Рэк Рэк x f2, где Рэк - текущее давление сжатого воздуха в камере 11;

Fn ш Рп x fi. где Рп - текущее давление сжатого воздуха в камере 10.

К началу открытия ударником 9 выхлопного отверстия 17 клапан 5 под действием аэродинамических сил повернется против часовой стрелки и займет среднее (нейтральное, положение, фиг.З).5

Поворот клапана 5 относительно линии m произойдет при выполнении усилия

ft arc cos x

х((гтк)±(гтк5/к())

Zl fi (Pc - Pn) : f2(Pe - Рэк).(1)

K ctg a.

При нейтральном положении трубчатого клапана 5 относительно впускных отверстий 7 и 8 откроется доступ сжатого воздуха из камеры 4 через отверстие 7 в камеру 10 рабочего хода.

Из-за выступающей части 22 кольцевой фигурной проточки поступление сжатого воздуха в камеры 11 и 10 резко ограниче- но. При этом текущее давление Рэк резко снижается, а текущее давление Рп наоборот увеличивается. При определенном соотношении моментов аэродинамических сил, действующих на трубчатый клапан 5, МРс-Рзк)- hn fi(Pc- Pn) Нп, до начала открытия ударником 9 выхлопного отверстия 17 трубчатый клапан 5 переместится против часовой стрелки в положение рабочего хода (фиг.4).

После прохождения ударником 9 выхлопного отверстия 17 произойдет полное опорожнение камеры 11, изолированной трубчатым клапаном 5 от поступления сетевого воздуха, а давление сжатого воздуха в камере 10 достигнет максимального значения. Под действием сжатого воздуха ударник 9 остановится. Начнется цикл рабочего хода.

При движении вниз ударник 9 открыва- ет командный канал 15. куда поступает сжатый воздух из камеры 10. Под действием сжатого воздуха ступенчатый золотник 14 переместится вниз. При этом выхлопное отверстие 17 окажется перекрытым, а выхлоп- ное отверстие 18 открытым и воздух из камеры 11 вытесняется ударником 9 через выхлопные отверстия 18, канал 13 и выхлопное отверстие 19 в атмосферу.

При рабочем движении ударника 9 на трубчатый клапан 5 (фиг.З) действуют аэродинамические силы

f2.1.

0

5

0

5 0 5

0

5 0

5

f 1; где Рпн - текущее давление- сжатого воздуха в камере 10;

h. где Рз - текущее давление сжатого воздуха в камере 11.

К началу открытия ударником 9 выхлопного отверстия 18 трубчатый клапан 5 под действием аэродинамических сил переместится по часовой стрелке и займет среднее (нейтральное) положение (фиг.З). Поворот клапана 5 относительно линии m произойдет при выполнении условия

ft arc cos x

± УК (К2 + К - Z2) (2)

Z2 f2 (Pc - Рз): f i(Pc - Рп).

При этом откроется доступ сжатого воздуха из камеры 4 через отверстие 8. канал 12 в камеру 11 холостого хода из-за выступающей части 22 кольцевой фигурной проточки, поступление сжатого воздуха в камеры 10 и 11 резко ограничено.

При этом текущее давление Рпк резко снижается, а текущее давление Рэ наоборот увеличивается. При соотношении моментов аэродинамических сил, действующих на трубчатый клапан 5, f2(Pc-Pmt) hm fi(Pe- -Рз) Hm, до начала открытия ударником 9 выхлопного отверстия 18 трубчатый клапан 5 переместится по часовой стрелке в положение холостого хода (фиг.2).

После трохождения ударником 9 выхлопного отверстия 18 произойдет полное опорожнение камеры 10, изолированной трубчатым клапаном 5 от поступления сетевого воздуха, а давление сжатого воздуха в камере 11 достигает максимального значения.

После того как ударник 9 нанесет удар по хвостовику рабочего инструмента 2. начинается цикл холостого хода.

Формулаизобретения 1.Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия, включающее камеру с размещенным в ней трубчатым клапаном с седлом, золотник с проточкой, воздуховыводящий канал, выхлопные и впускные радиальные отверстия, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода энергоносителя и повышения надежности в работе устройства, ось одного впускного отверстиясмещена относительно оси другого впускного отверстия на угол ft п. а седло клапана образовано двумя поверхностями с радиусами кривизны Ri R2 :S °° в нормальном сечении, при этом точки пересечения поверхностей седла расположены внутри угла /3.

со стороны торца трубчатого клапана выполнена фигурная ступенчатая проточка, выступающая часть которой на двух участках повторяет профиль трубчатого клапана.

.

.и)

20

Фиг.З

Фиг. t

Б - Б

22

Ось нейтрального положения клапана

В- В