Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия Советский патент 1975 года по МПК E21B1/00 B25D9/00 

1

Изобретение относится к горным машинам и может быть использовано при конструировании пневматических отбойных и бурильных молотков, пневмомолотов и других пневмоударных машин.

Известны воздухораспределительные устройства пневматических машин ударного действия, включающие клапанную пластину, верхнее и нижнее седла на крышках клапанной коробки с выходными отверстиями и корпус с воздухоподводящими отверстиями.

Однако известные устройства характеризуются повышенным непроизводительным расходом воздуха. Объясняется это тем, что в определенный момент времени клапану необходимо перекрыть одновременно оба отверстия, питающих рабочие камеры и расположенные с разных его сторон, так как одна рабочая камера в этот момент через выхлоп соединена еще с атмосферой, что приводит к непроизводительному расходу, а другая рабочая камера не должна быть соединена с сетью ввиду возможности резкого увеличения противодавления перед соударением ударника с инструментом. Это приводит к тому, что клапанные пневмоударные машины имеют отношение хода ударника к его длине не свыше 1,5, тогда, как у золотниковых она достигает 3-4, что обеспечивает им большую удельную мощность. Указанные моменты взаимосвязаны и

обусловливают непроизводительные утечки сетевого воздуха через клапанное воздухораспределительное устройство перед перекидкой. Как показывают исследования, при этом непроизводительный расход воздуха достигает 20-30%, а в отдельных случаях (при энергии удара выще 5 кгм) и выше.

Описываемое устройство отличается тем, что посадочные плоскости клапанной пластины снабжены эластичными кольцевыми клапанами с внутренним диаметром, меньшим выходных отверстий, с которыми они периодически взаимодействуют, образуя непроточные клапанные камеры, а по периметру клапанной пластины выполнен кольцевой буртик, периодически перекрывающий воздухоподводящие отверстия. Это снижает удельный расход воздуха. На фиг. 1 схематически показан пневматический молоток с описываемым воздухораспределительным устройством; на фиг. 2 - описываемое воздухораспределительное устройство. Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия содержит пластину 1, снабл енную с противоположных плоских сторон эластичными кольцевыми клапанами 2 и 3, образующими с пластиной 1 непроточные клапанные камеры 4 и 5, обращенные в сторону выходных отверстий 6 и 7

клапанной коробки 8. Диаметральный периметр клапанной пластины выполнен в виде кольцевого буртика 9 с возможностью перекрытия входных отверстий 10 и И клапанной коробки 8 при их взаимодействии. Клапанная коробка 8 опирается на ствол 12 молотка и прижата к нему стаканом 13 с воздуховодом 14 и рукояткой 15 (пусковое устройство на чертеже не показано). Отверстия 6 и 7 клапанной коробки переходят в каналы 16 и 17 соответственно для подачи сетевого воздуха в камеру холостого 18 и рабочего 19 хода ударника 20, который с возможностью перемещения установлен в цилиндрическом канале ствола 12 и разделяет этот канал на указанные камеры, опираясь на инструмент 21, удерживаемый концевой пружиной 22. Клапанная коробка 8 состоит из корпуса 23, нижней 24 и верхней 25 с отверстиями 6 и 7 крышек, которые фиксируются от произвольного проворачивания фиксатором на стволе 12. Канал 26 предназначен для периодического выхлопа отработанного воздуха в атмосферу из камер 18 и 19. Отработанный воздух направляется в сторону выхлопным кольцом 27.

Сжатый воздух из сети (после включения рукоятки) поступает по воздуховоду 14 к отверстиям 10 и 11 ив зависимости от положения клапанного устройства направляется к отверстиям 6 и 7. В положении, изображенном на фиг. 1 и 2, воздух поступает через отверстие 7 по каналу 17 в камеру 18 холостого хода и толкает ударник 20 вверх, совершая холостой ход. После закрытия ударником канала 26 в момент, предшествующий его открытию нижней кромкой ударника 20, давление в клапанной камере 4 возрастает, а в камере 5 со стороны отверстия 7 в связи с падением давления в ней понижается настолько, чтобы эластичная пластина 1 выгнулась в сторону отверстия 7. При этом эластичный кольцевой клапан 3 перекрывает отверстие 7, и доступ сетевого воздуха в камеру 18 прекращается. Ударник 20 открывает нижней кромкой выхлопной канал 26, и из камеры 18 происходит выхлоп в атмосферу. Нижний кольцевой клапан 2, деформируясь, открывает доступ воздуха под всю площадь клапана со стороны отверстия 6 и, вследствие разницы сил давления с двух противоположных сторон клапана, буртик 9 вслед за пластиной 1 перемещается вверх. При этом отверстие 11 перекрывается буртиком 9, и доступ сетевого воздуха к отверстию 7 прекращается. Через отверстия 10 и б сетевой воздух поступает в камеру 19. Движение ударника 20 в центральном канале ствола 12 затормаживается, и он после.остановки в крайнем верхнем положении сразу же начинает ускоренное движение вниз - на инструмент 21, совершая рабочий ход. По мере продвижения ударника вниз, после закрытия канала 26 нижней кромкой ударника 20, в камере 18 сжимается отсеченный в ней воздух. Давление в канале 17 и клапанной камере 5 возрастает, а со стороны камеры 4 и отверстия 6 понижается, вследствие резкого увеличения объема камеры 19. Пластина выгибается в сторону отверстия 6, и кольцевой клапан 2 закрывает его, прекращая доступ сетевому воздуху в камеру 19. После открытия верхней кромкой ударника 20 канала 26 из камеры 19 происходит выхлоп в атмосферу. Вследствие разницы давления в камерах 4 и 5 и деформации пластины 1 кольцевой клапан 3 открывает отверстие 7. Под давлением сверху буртик 9 клапана перемещается вниз, перекрывает отверстие 10 и открывает отверстие 11, через которое сетевой воздух поступает к отверстию 7 и по каналу 17- в камеру 18.

Впуск воздуха в камеру 18 предшествует удару по инструменту 21 и предотвращает большую степень противодавления в период рабочего хода. Необходимое количество воздуха в камеру 18 поступает в начальный период холостого хода.

После нанесения удара по инструменту 21 ударник 20 начинает свое движение вверх.

Таким образом, описываемое устройство позволяет уменьшить удельный расход машины ударного действия на 10-15% с обычным ходом (ход равен 1,2-1,5 длины ударника) и на - с длинным ходом (ход равен 2-3 длины ударника).

Предмет изобретения

Воздухораспределительное устройство пневматической машины ударного действия, включающее клапанную пластину, верхнее и нижнее седла на крышках клапанной коробки с

выходными отверстиями и корпуса с воздухоподводящими отверстиями, отличающееся тем, что, с целью снижения удельного расхода воздуха, посадочные плоскости клапанной пластины снабжены эластичными кольцевыми

клапанами с внутренним диаметром, меньщим диаметров выходных отверстий, с которыми они периодически взаимодействуют, образуя непроточные клапанные камеры, а по периметру клапанной пластины выполнен кольцевой

буртик, периодически перекрывающий воздухоподводящие отверстия.

15

. /77А

l Б(1б)

Фиг.г