Пневмоударное устройство Советский патент 1982 года по МПК E02D7/10 

. (54) ПНЕВМОУДАРНрЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к строитель ным машинам и может быть использовано для забивания свай, шпунтэ труб

Iтому подобных элементов.

Известны пневмоударные устройства, включающие цилиндр с каналаг да подвода энергоносителя и выхлопными окнами, внутри которого размещен поршень с вьтолненнь1ми на его боковой .поверхности проточками, соедине-нными канат лами с камерами прямого и обратного хода 1. ..

Недостатком таких поршневых пневмоударных устройств является то, что при рабочем ходе поршня преждевременно перекрываются выхлопные окна и: в камере обратного хода начинается : процесс сжатия находящегося в ней воздуха, создаётся пневматический буфер, ослабляющий наносимый бойком поршня удар по наковальне (хвостовику инструмента), что приводит к снижению ударной мощности устройства. Сместить выхлопные окна ближе к Торцам цилиндра нельзя, так как снижаетI с.я разгонный путь поршня из-за преждевременно Начавшегося выхлопа, а это также приводит к снижению ударной мощности устройства.

Наиболее близким, по технической сущности к предлагаемому является пневмоударное устройство, включающее

с рабочий цилиндр, размещенный в нем, поршень-ударник с каналами, периодически сообщающими камеры прямого и обратного хода с каналом подвода энергоносителя, выполненными в корпусе 12.

Недостатком,этого устройства является преждевременное перекрытие-ударником выхлопных окон, при котором создается пневмобуфер и снижается энергия единичного удара. Для снижения этого нежелательного эффекта силовые камеры выполняют с большим нерабочим (мертвым) объемом, но это, уменьшая влияние пневмобуфера, приводит в то же время к снижению КПД

.устройства из-за необходимости бесполезно заряжать мертвые объемы силовых камер до рабочего давления энергоносителя.

Целью изобретения является повышение ударной мсданости устройства.

Цель достигается тем, что в пневмоударном устро йстве, включающем рабочий цилиндр, размещенный в нем поршень-ударник с каналами, периоди30.чески сообщающими камеры прямого и обратного ходов .с каналами для подвода энергоносителя, выполненными в стенке цилиндра, наголовник с наковальней, наголовник снабжён направля ющими, в которых установлен с воэмож ностью возвратно-поступательного перемёь ения рабочий цилиндр, выполненный в виде перевернутого стакана с кольцевым бойком внизу и упругим выхлопньзм. клапаном, седло которого обр зовано кольцевым выступом, выполненным на наковальне наголовника, приче рабочий цилиндр и направляющие могут быть выполнены с выступами и установ ленными между ними возвратными пружи нами, при этом выступы цилиндра и направляющих снабжены стержнями, на которых закреплены концы возвратных пружин, а стержни могут быть выполнены из эластичного материала. На фиг. 1 показано устройство в конце рабочего хода ударника, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, в конце обратного хода. . Устройство состоит из направляющих 1 со съемной кольцевой крьшкой причем направляющие 1 представляют собой цилиндрический выступ, выполненный на наковальне 3 наголовника 4 Внутри направляющей помещен с возмож ностью возвратно-поступательного дви жения цилиндр 5, имею(ций вид перевер нутого стакана, в нижней части которого выполнен выступ б с кольцевым бойком 7, периодически контактиру.ющим с наковальней 3. Между выступом 6 и съемной кольцевой крышкой 2 (которую также можно назвать выступом на;Правляющих 1) помещены возвратные пружины 8 на направляющих стержнях 9, которые могут быть выполнены из элас тичного материала и представлять собой упорные амортизаторы, ограничива -ющие ход цилиндра 5 вверх. В нижней части цилиндра 5 с выходом в его внутреннюю полость установлен упругий выхлопной клапан 10, взаимодействующий с обеспечением герметичности с седлом клапана 11, выполненным в виде кольцевого выступа на наковальне 3, Выхлопной клапан 10 также может быть установлен на наковальне 3, а седло клапана выполненным на нижнем торце цилиндра 5 на выступе 6 Внутри цилиндра 5 помещен поршень ударник 12 с бойком 13, контактирующим с наковальней 3. На боковой поверхности поршневой части ударника 12 выполнены проточки 14 и 15 с каналами 16 и 17, ведущими соответственно в камеру.прямого 18 и обратного 19 ходов. Проточки 14 и 15 при возвратно-поступательном ходе поршняударника 12 поочередно соединяются соответственно с проточками 20 и 21, выполненными в стенке цилиндра 5, и сообщенными каналом22 между собой и с штуцером питательного рукава 23, подающего в.устройство энергоноситель. В стенках цилиндра 5 выполнены выхлопные окна 24, а в стенках .направляющей 1 - выхлопные окна 25. Для установки устройства«а сваю 26 и снятия его со свай .Предусмотрено зацепное устройство, например рымболт 27, закрепленный на цилиндре 5 в его верхней части. . Устройство работает следующим образом. Сваю 26 устанавливают на проектную точку, устанавливают на ней устройство и по подающему рукаву 23 начинают подавать в устройство сжатый воздух. В соответствии с исходным положением, показанным на фиг. 1, сжатый воздух из подающего мпанга 23 по каналу 22 поступает в проточку 20, которая при опущенном поршне-ударнике 12 соединена с проточкой 14, благодаря чему сжатый воздух по каналу 16 .оступает в камеру обратного хода 19 и создает в ней давление вследствие того, что упругий выхлопной клапан прижат к седлу клапана 11 и камера 19 загерметизирована. Под действие давления в камере 19 поршень-Ударник 12 начинает подниматься вверх, вытесняя воздух из камеры прямого хода 19 через выхлопные окна 24 в атмосферу. К концу подъема поршня-ударника 12 проточка 14 выходит из соединения с проточкой 20 и сжатый воздух перестает поступать в камеру 19 обратного хода, но поршень-ударник 12 в&ледствие расширения сжатого воздуха в камере 19 продолжает подниматься вверх, neiрекрывает полностью выхлопные окна 24 и начинает сжимать воздух в каме- . ре прямого хода 18. К этому времени проточка 15 входит в соединение с проточкой 21 и сжатый воздух устремляется в камеру рабочего хода 18, создавая в ней давление, воздействующее на верхний торец поршня-ударника 12. В первый момент в связи с инерцией, поршень-ударник 12 как бы останавливается и не.начинает сразу же под воздействием давления в камере 18 опускаться вниз. Поэтому вверх начинает двигаться цилиндр 5, сжимая своими выступами 6 возвратные пружины 8. К этому времени поршень-ударник 12 под действием давления в камере рабочего хода 18 и силы тяжести начинает ускоренно двигаться вниз. Цилиндр 5 при наличии направляющих стержней 9, являющихся в то же время упорными амортизаторами ограничения хода цилиндра,перестает подниматься вверх и после прохождения верхнего торца поршня-ударника 12 выхлопных окон 24 и выхода проточки 15 из соединения с проточкой 21 также начинает ускоренно двигаться вниз как под действием сжатых возвратных пружин 8, так и под действием силы тяжести. В таком порядке поршень-ударник 12, двигаясь вниз, наносит удар по наковальне 3, а вслед за ним с небольишм замедлением, двигаясь вниз наносит удар по наковальне 3 и цилин 5 своим кольцевым бййком 7. ItpK Этом упругий выхлопно клапан 10 . вхбдшт в контакт с седлом 11, камера обратного хода герметизируется, проточка 14 входит в. соединение с проточкой 20 и цикл повторяется: под действием давления в Камере 19 поршень-удар ник поднимается, за ним поднимается цилиндр 5, упругий выхлопной клапан 10 отрывается от седла 11,, камера 19 разге()метизируется, сжатый воздух через выхлопные окна 25 удаляется в атмосферу, а ударник 12 и цилиндр 5 последовательно наносят удары по наковальне 3. Устройство обладает тем преимуществом, что в нем возможно дрстигнуть удара весьма большой мощности, не ограничиваемого и не амортизируемого пневмобуфером в рабочей камере Достоинством предлагаемого устрой ства является также и сравнительно килый мертвый объем как в камере рабочего, так и в камере обратного ход что естественно повышает КПД, . Формула изобретения 1. Пневмоударное у-стройство, вклю чающее рабочий цилиндр размещенный в нем поршень-ударник с каналами, периодически сообщающими камеры пряьюго и обратного ходов с каналами для подвода энергоносителя, выполненными в стенке цилиндра наголовник с наковальней, отлич ающее с я тем, что, цель повышения ударной меи(йас ти на1ЧэлЬ«1Нйк-снабжен направnaKiV iiKfSitoyoptitx установлен с возможнос ю возвратнв-поступательного перемещения рабочий цилиндр, выполненный в виде перевернутого стакана с кольцевым бойком внизу и упругим выхлоп ным клапайом, седло которого образовано кольцевым выступом, вы юлненным на наковальне наголовника. 2.Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е ее я тем, что рабочий цилиндр и направляющие выполнены с выступами и установленными между ними возвратными пружинами. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а 10 щ ее. с я тем, что выступы цилиндра и напра;вляющих снабжены сгержнями, на которых закреплены концы возвратных пружин. 4.;Устройство по п. 3-, о т л ич а ю щ е ее я тем, что стерж.ни выполнены из эласти-ного материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Ручные пневматические машины ударного действия с пониженной вибра-. цией - Сборник трудов ИГД Ct АН СССР. Новосибирск, 1974. с. 18. 2.Костылев А. Д. и ДР« Пневмопрюбойники и машины для забивания в грунт легких строительных элементов. Новосибирск, Наука, 1980, с. 28 (прототип).