Воздухораспределительный механизм пневматических машин ударного действия Советский патент 1992 года по МПК E21C3/24 

If

ФигЛ

Изобретение относится к воздухораспределительным механизмам, которые используются в перфораторах, отбойных молотках и т.п. в горном деле, строительстве и других отраслях.

Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение конструкции.

На фиг. 1 схематично изображен воздухораспределительный механизм для питания рабочей камеры пневмоударного механизма; на фиг. 2 - управляющий канал в клапане; на фиг. 3- то же, в виде спирали; на фиг. 4 - воздухораспределительный механизм с гарантированным и герметизированным зазором в сопряжении клапанной коробки с клапаном; на фиг. 5 - клапан, снабженный буртиком.

Элементы воздухораспределительного механизма размещены в корпусе 1 пневмоударного мехагнизма и включают клапан 2, направляемый клапанной корббкой 3. Торец 4 клапана 2 является подвижной стенкой замкнутой клапанной камеры 5, образованной клапаном 2 и клапанной коробкой 3. Противоположный торец 6 клапана 2 взаимодействует с клапанным седлом 7 и перекрывает впускное окно 8 рабочей камеры 9 пневмоударного механизма. Клапанная камера 5 управляющим каналом 10 постоянно сообщается с рабочей камерой 9. Питание рабочей камеры 9 сжатым воздухом обеспечивается из сетевой камеры 11, в которую воздух по ступает из магистрали (не показана). Для выпуска сжатого воздуха из рабочей камеры 9 служит выпускное окно 12. Открытие и закрытие этого окна обеспечивается ступенчатым ударником 13, осуществляющим при работе ударного механизма ударное воздействие на объект 14. Для обеспечения обратного хода ударника служит рабочая камера 15, которая каналом 16 постоянно сообщается с сетевой камерой 11 и источником сжатого воздуха.

В представленной на фиг. 1 схеме влияние сетевого давления в камере 11 на перекидку клапана 2 практически исключено, поскольку от воздействия этого давления в осевом направлении клапан разгружен, например, за счет того, что внешний диаметр седла 7 выполнен равным внутреннему диаметру стаканообразного клапана 2. Таким образом, переброска клапана 2 из одного положения в другое в конечном счете определяется разностью давлений PS в клапанной камере 5 и Рд в рабочей камере 9.

Механизм работает следующим образом.

При открытом положении клапана 2 и заднем расположенииударника 13, как изображено на фиг. 1, сжатый воздух поступает

из сетевой камеры 11 через впускное окно 8 в рабочую камеру 9 и по управляющему каналу 10 в клапанную камеру 5. Поскольку площадь ударника 13 со стороны камеры 9 больше, чем площадь ударника со стороны камеры 15, то ударник 13 движется вперед. При достаточно большом проходном сечении впускной щели между торцом 6 и седлом 7 разгон ударника проходит при слабом

изменении давления Рд в камере 9, которое отслеживается через управляющий канал 10 в глухой клапанной камере 5. При отсутствии перепада давлений Рб-Рэ клапан остается открытым. Двигаясь вперед, ударник 13

перед ударом по объекту 14 воздействия открывает окно 12, через которое начинается интенсивное истечение сжатого воздуха из рабочей камеры 9 в атмосферу. Давление в рабочей камере 9 начинает резко падать.

Соответственно начинает падать давление и в клапанной камере 5, но падение идет с отстаиванием от камеры 9. Отставание будет тем больше, чем длиннее управляющий канал 10. чем больше его гидравлическое

сопротивление и чем больше объем клапанной камеры 5. Образовавшийся перепад давлений сажает клапан 2 на седло 7. Подача сжатого воздуха в рабочую камеру 9 прекращается, и рабочая камера 9 через

окно 12 полностью очищается. Двигаясь по инерции, ударник 13 наноситудар по объекту 14. После удара под действием давления в камере 15 он движется назад, набирая скорость. До закрытия ударником 13 окна 12

в рабочей камере 9 сохраняется атмосферное давление и продолжается разрядка клапанной камеры 5 через управляющий канал 10 в рабочую камеру 9. После перекрытия ударником 13 окна 12 начинается сжатие

воздуха в рабочей камере 9. Под действием нарастающего давления Рд клапан 2 открывается, а по управляющему каналу 10 из рабочей камеры 9 с соответствующим запаздыванием происходит зарядка клапанной камеры 5. Клапанное устройство готовится к следующему циклу. После открытия клапана энергия обратного хода ударника 13 гасится, ударник останавливается и начинает движение вперед. Цикл повторяется.

Таким образом, за счет введения управляющего канала 10, постоянно сообшающе- го клапанную камеру 5 с рабочей камерой 9, обеспечена активная работа клапанной камеры, что позволяет устранить зависимость работы клапана от сетевого давления и тем самым улучшить срабаытвание клапана.

В целях упрощения конструкции целесообразно управляющий канал 10 разместить непосредственно в клапане 2, например, как это изображено на фиг. 2.

В целях лучшего использования эффекта запаздывания распространения скачка давления целесообразно управляющий ка- нал 10, размещенный в клапане 2, выполнить в виде спирали, образованной, например, винтовой нарезкой по наружной поверхности вкладыша 17, как это представлено на фиг. 3.

В целях повышения технологичности целесообразно подвижное сопряжение клапана 2 с клапанной коробкой 3 выполнить с зазором д, который составляет (0,5...2,5)10

от диаметра d клапана и герметизирован упругим уплотнителем 18, например, как это изображено на фиг. 4. При этом сам клапан выполнен из полимера или металла с малым удельным весом.

Целесообразно на наружной цилиндри- ческой поверхности клапана 2 со стороны торца, обращенного к впускному окну 6, выполнить кольцевой буртик 19, как это изображено на фиг. 5. Такое усовершенствование клапана позволяетускорить его закрытие, по- скольку с началом выхлопа из рабочей камеры 9 за счет возрастания скорости течения воздуха под буртиком создается относительное разряжение, способствующее схла- пыванию клапана.

Формула изобретения

1. Воздухораспределительный механизм пневматических машин ударного действия, включающий размещенную в корпусе клапанную коробку, установленный на впускном окне в рабочую камеру цилиндрический клапан, образующий с клапанной коробкой клапанную камеру, сетевую камеру с магистралью подвода сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и упрощения конструкции, рабочая камера постоянно связана посредством управляющего канала с клапанной камерой.

2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что управляющий канал выполнен в теле клапана.

3. Механизм по пп. 1 и 2, о т л и ч a torn, и и с я тем, что управляющий канал выполнен в виде спирали, образованной наружной винтовой нарезкой вкладыша, запрессованного в стакан клапана.

4. Механизм по пп. 1и2,отличаю- щ и и с я тем, что клапан установлен относительно клапанной коробки с зазором, который составляет 0,5...2, от диаметра клапана, при этом в зазоре между клапаном и клапанной коробкой размещено кольцо из упругого материала, а сам клапан выполнен из полимера или металла с малым удельным весом.

5. Механизм по пп. 1-4, о т л и ч а ю щ и- й с я тем, что на наружной цилиндрической поверхности клапана, со стороны торца, обращенного к впускному окну, выполнен кольцевой буртик.

Изобретение относится к воздухораспределительным механизмам в горном деле, строительстве и др. отраслях. Цель изобретения - повышение надежности работы и упрощение конструкции. В корпусе 1 воздухораспределительного механизма разме& щена Клапанная коробка (КК) 3. На впускном окне 8 в рабочую камеру 9 установлен цилиндрический клапан 2, образующий с КК 3 клапанную камеру 5. Рабочая камера 9 постоянно связана посредством управляющего канала 10 с клапанной камерой 5. Управляющий канал 10 выполнен в теле клапана 2 в виде спирали, образованной наружной винтовой нарезкой вкладыша, запрессованного в стакан клапана 2. Для обеспечения обратного хода ударника служит рабочая камера 15, которая сообщается постоянно каналом 16 с сетевой камерой 11 и источником сжатого воздуха. За счет введения канала 10, постоянно сообщающего камеру 5 с рабочей камерой 9, обеспечивается активная работа клапанной камеры 5. Это позволяет устранить зависимость работы клапана 2 от сетевого давления и тем самым улучшить срабатывание клапана 2. 4 з.п. ф-лы, 5 ил. Ю -. ч V/7 if 5 Ё 15 XJ О СО со со 13

Фиг. 1

17

Фие.З