Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением

 

(в) RU (и) 2001269 1 (51) 5 Е21С 37 24 Е21 С 3 24

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

;;f/ (p g i

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ > EI!,.

К ПАТЕНТУ

М

Ф (М (71

М (21) 5017986/03 (22) 20.12.91 (46) 15.1093 Бюл. hh 37-38 (76) Абраменков Дмитрий Эдуардович; Абраменков

Эдуард Александрович (54) ПХЕВМАТКЧЕСКИЙ МОЛОТОК С ДРОССЕЛЬНЫМ ВОЗДУХОРАСПРЕДЕЛЕН КЕМ (57) Использование: в горном деле и строительстве в качестве пневматического молотка для разрушения скальных пород и мерзлых грунтов. Сущность изобретения: пневматический молоток включает размещенный в корпусе ударник который делит его полость на камеры рабочего и холостого ходов, аккумуляционную камеру и кольцевую камеру сетевого воздуха, при этом аккумупяционная камера и кольцевая камера сетевого воздуха сообщены между собой постоянно дополнительным дроссельным каналом запуска, который выполнен с выходом на открытый внутренний участок торца корпуса в аккумуляционную камеру, выполненную в стакане рукоятки и отделенную от кольцевой камеры сетевого воздуха кольцевым буртиком, выполненным в стакане рукоятки. 4 з.п.ф-лы, 4 ил

2001269

Изобретение относится к горным и строительным машинам ударного действия и может быть использовано при создании ручных пневматических молотков, а также тяжелых пневмоударных машин для разрушения скальных пород и мерзлых грунтов.

Известен пневматический молоток. содержащий цилиндр, разделенный ударником на камеры рабочего и холостого ходов, основное выхлопное отверстие и систему каналов, постоянно сообщающих камеры с сетью сжатого воздуха и периодически с атмосферой, в цилиндре выполнены выхлопные дроссели, расположенные ниже и выше основного выхлопного отверстия.

Недостаток такого молотка заключается в том, что впускной дроссельный канал постоянно открыт со стороны камеры рабочего хода. В начале и в течение всего рабочего хода ударника натекаемое количество сжатого воздуха из сети способствует повышению ударного импульса, однако в конце холостого хода возникает импульс повышенного противодавления, что приводит к преждевременному торможению ударника и снижению его потенциальной энергии, обусловленной меньшим ходом и меньшим участком разгона при рабочем ходе.

Известен также пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением. содержащий рукоятку с пусковым устройством, рабочий инструмент, цилиндр с центральным каналом, ударник, разделяющий центральный канал на полости рабочего и холостого ходов, продольные и радиальные воэдухоподводящие каналы, радиальные выхлопные каналы. В центральном канале соосно с ним выполнены две камеры — аккумуляционная (накопительная) и амортизационная (непроточная), периодически сообщающаяся посредством выхлопных каналов с атмосферой.

Однако в данном молотке отсутствует дроссель запуска для амортизационной (непроточной) камеры. Если проводить запуск при расположении ударника в амортизационной камере при ее разобщении с аккумуляционной (накопительной) камерой. то запуск не произойдет. То есть, при отсутствии достаточного количества сжатого воздуха в амортизационной камере не будет создано достаточного по величине импульса для взвода ударника, .

Известен также пневматический молоток, содержащий цилиндр, рабочий инструмент, ударник, камеры рабочего и холостого ходов и систему воздухоподводящих каналов в цилиндре, крышку в виде стакана рукоятки, уплотненно опирающегося на торец цилиндра с калиброванным каналом, постоянно соединяющим камеру рабочего хода с кольцевой камерой сетевого воздуха и выполненные в цилиндре яруса каналов, сообщающие камеры рабочего и холостого ходов с воздухоподводящим каналом, Указанный молоток, как содержащий наибольшее количество существенных (и второстепенных) признаков по отношению к предлагаемому. принят в качестве прото10 типа. Основной недостаток прототипа: значительно ослабленный участок цилиндра со стороны его торца и стакана рукоятки за счет проточки, что предопределено значительным требуемым объемом камеры рабо15 чего хода; значительно ослабленная и удаленная от опорного торца цилиндра крепежная и уплотнительная резьбовая часть, предопределяющая утолщение стенок цилиндра и поперечных размеров стакана рукоятки; недостаточное обеспечение требуемого уплотнения между торцом цилиндра и дном рукоятки, приводящее к неучтенным перетечкам сжатого воздуха между кольцевой камерой сетевого воздуха

25 и камерой рабочего хода, что предопределяет нарушение режима работы как камеры рабочего хода, так и пневматического молотка в целом. Следствия укаэанных недостатков: утяжеление молотка, неустойчивый

З0 и ненадежный режим работы молотка с ухудшением его экономических и энергетических характеристик, Сущность предполагаемого изобретения сводится к следующему.

З5 Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением содержит корпус с центральньр каналом, рабочий инструмент с механизмом его удержания в центральном канале корпуса, ударник, раз4о мещенный уплотненно с возможностью возвратно-поступательного движения в центральном канале и разделяющий его на камеры рабочего и холостого ходов, рукоятку со стаканом и пусковым механизмом, ак45 кумуляционную камеру и кольцевую камеру сетевого, воздуха, впускной радиальный дроссельный канал в стенке корпуса, сообщающий камеру рабочего хода с кольцевой камерой сетевого воздуха, впускной ради50 альный дроссельный канал с его продолжением в виде продольного канала в стенке корпуса, постоянно сообщающий камеру холостого хода с кольцевой камерой сетевого воздуха, радиальные выпускные каналы в корпусе и разрезное воздухоотбойное кольцо с выпускными каналами, образующее с корпусом проточную выпускную камеру, выполненный в корпусе дополнительный дроссельный канал запуска, постоянно сообщающий между собой аккумуляцион2001269 дующим образом

55 ную камеру и кольцевую камеру сетевого воздуха, причем дополнительный дроссельный канал запуска выполнен с выходом на открытый внутренний участок торца корпуса в аккумуляционную камеру, которая выполнена в стакане рукоятки и отделена от кольцевой камеры сетевого воздуха посредством выполненного в стакане рукоятки радиального кольцевого буртика, уплотненно опирающегося на наружный участок торца корпуса, Целесообразно дополнительный дроссельный канал запуска сообщить с впускным радиальным дроссельным каналом, сообщающим кольцевую камеру сетевого воздуха и камеру рабочего хода между собой. Целесообразно дополнительный дроссельный канал запуска в корпусе выполнить в виде отдельного коленчатого канала.

Целесообразно дополнительный дроссельный канал запуска выполнить в виде отдельного наклонного канала, Целесообразно дополнительный дроссельный канал запуска выполнить в виде отдельной щели паза или лыски с выходом на внутреннюю боковую поверхность радиального кольцевого буртика рукоятки.

На фиг.1 представлен частичный продольный разрез пневматического молотка с дополнительным дроссельным каналом запуска, выполненным в корпусе со стороны открытого внутреннего кольцевого участка торца до пересечения с основным впускным радиальным дроссельным каналом; на фиг.2 — фрагмент разреза с дополнительным дроссельным каналом запуска, выполненным в корпусе в виде отдельного коленчатого канала; на фиг.3 — фрагмент с дополнительным дроссельным каналом запуска в виде отдельного наклонного прямого канала; на фиг.4 — фрагмент с дополнительным дроссельным каналом запуска в виде отдельной щели или паза, или лыски.

Пневматический молоток с дроссельным воздухораспределением содержит корпус 1 с центральным каналом 2, рабочий инструмент 3 с механизмом 4 для его удержания относительно корпуса, ударник 5, размещенный уплотненно с воэможностью возвратно-поступательного движения в центральном канале и разделяющий его на камеру рабочего 6 и холостого 7 ходов, рукоятку 8 со стаканом 9 и пусковым механизмом (на чертеже не показано и может быть различным по конструктивному выполнению). В стакане 9 рукоятки 8 соосно центральному каналу 2 расположена аккумуляционная камера 10. На внутренней полости стакана 9 выполнен выступающий радиальный кольцевой буртик 11. Кольце5

40 вая камера 12 сетевого воздуха образована стаканом 9 и корпусом 1 и отделена от аккумуляционной камеры 10 промежуточным выступающим радиальным кольцевым буртиком 11, посредством которого стакан уплотненно опирается на наружный кольцевой участок торца 13 корпуса, оставляя внутренний кольцевой участок торца корпуса открытым. В корпусе 1 выполнен впускной радиальный дроссельный канал

14, сообщающий камеру 6 рабочего хода и кольцевую камеру сетевого воздуха 12 между собой в зависимости от положения ударника 5. В корпусе со стороны открытого внутреннего кольцевого участка торца 13 выполнен дополнительный дроссельный канал 15 запуска до пересечения с впускным радиальным дроссельным каналом 14 (фиг.1). Дополнительный дроссельный канал 15 запуска может быть выполнен в корпусе в виде отдельного коленчатого канала (фиг.2), либо в виде отдельного наклонного прямого канала (фиг.3), либо в виде отдельной щели, паза или лыски (фиг.4). Также в корпусе 1 выполнен впускной радиальный дроссельный канал 17 с его продолжением в виде продольного воздухопроводящего канала 18, сообщающих постоянно камеру холостого хода 7 и кольцевую камеру сетевого воздуха 12 между собой, Также в корпусе 1 выполнены радиальные выпускные каналы 19,20 и 21 в виде ярусов, на уровне которых установлено разрезное с выпускным отверстием 22 воздухоотбойное кольцо

23, образующее с корпусом выпускную проточную камеру 24. В канале 18 со стороны торца 13 корпуса 1 установлена уплотненно заглушка 25, частично перекрываемая промежуточным выступающим радиальным кольцевым буртиком 11 стакана 9.

Пневматический молоток с дроссельным воэдухораспределением работает слеПосле включения пускового устройства рукоятки 6 сетевой воздух поступает в кольцевую камеру 12 сетевого воздуха и по впускному радиальному дроссельному каналу

14 в камеру 6 рабочего хода и его ответвлению в виде дополнительного дроссельного канала 15 запуска с выходом на открытый внутренний кольцевой участок торца 13 корпуса 1 (фиг.1), либо отдельному коленчатому каналу в корпусе 1 (фиг.2), либо отдельной щели, пазу, лыске с выходом на открытый внутренний кольцевой участок торца 13 корпуса 1 (фиг,1), или прямому наклонному каналу в корпусе 1 с выходом на открытый кольцевой участок торца 13 (фиг.3) в аккумуляционную камеру 10 в стакане 9 рукоятки

8. Одновременно сжатый воздух иэ кольце2001269

20

45

55 вой камеры 12 поступает по впускному радиальному дроссельному каналу 17 с его продолжением в виде продольного воздухоподводящего канала 18 в камеру 7 холостого хода, Камера 6 рабочего хода и аккумуляционная камера 10 сообщены в этом время выпускными каналами 19 и 20, проходное суммарное сечение которых существенно больше суммарного проходного сечения основного впускного дроссельного канала 14 и дополнительного дроссельного канала 15 запуска, с выпускной проточной камерой 24 и посредством выпускных отверстий 22 разрезного воздухоотбойного кольца 23 с атмосферой. Вследствие отмеченного давление воздуха в камере 6 рабочего хода понизится до атмосферного и будет поддерживаться на таком уровне до следующего перекрытия выпускного канала 19 ударником 5. В то же время камера 7 холостого хода замкнута и давление воздуха в ней повышается по мере натекания сетевого воздуха посредством продольного воздухоповодящего канала 17 из кольцевой камеры

12. За счет разности давлений воздуха на торцы ударника 5 со стороны камеры 6 рабочего хода и камеры 7 холостого хода ударник начнет движение в сторону камеры 6 рабочего хода и аккумуляционной камеры

10. совершая холостой ход, После последовательного перекрытия выпускных каналов

20 и 19 ударник откроет выпускной канал 21 и из камеры 7 холостого хода произойдет выпуск отработавшего в ней воздуха. В связи со значительно большим проходным сечением выпускного канала 21 в сравнении с проходным сечением впускного радиального дроссельного канала 17 и продольного канала 18 давление воздуха в камере 7 резко понизится до атмосферного и будет поддерживаться близким к атмосферному благодаря также выпускным каналам 20 и

19 до момента перекрытия канала 21 ударником 5. Продолжая движение ударник 5 после перекрытия выпускного канала 19 начнет сжимать отсеченный в камере 6 рабочего хода .и камере аккумуляционной 10 воздух и воздух, натекаемый в них посредством впускного радиального дроссельного канала 14 и дополнительного дроссельного канала запуска 15. После перекрытия боковой поверхностью ударника 5 впускного радиального дроссельного канала 14 воздух будет натекать только в аккумуляционную камеру 10 посредством постоянно открытого дополнительного дроссельного канала

15, выполненного совмещенным с каналом

14 (фиг.1) или в виде отдельных каналов в корпусе 1 с выходом на открытый внутренний кольцевой участок торца 13 (фиг.2,3,4).

По достижении ударником 5 крайнего расчетного положения, когда импульс холостого хода будет исчерпан импульсом противодавления со стороны камеры 6 рабочего хода и аккумуляционной камеры 10, ударник остановится и начнет ускоренное обратное движение в сторону рабочего инструмента 3, совершая рабочий ход. После открытия основного впускного радиального дроссельного канала 14 количество поступающего сетевого воздуха в камеру рабочего хода 6 и аккумуляционную камеру 10 увеличится, что обусловит увеличение импульса рабочего хода и большую скорость ударника 5. При этом посредством дополнительного дроссельного канала 15 также будет увеличена подача сжатого воздуха из кольцевой камеры 12 в аккумуляционную камеру 10 и камеру рабочего хода 6, что обусловит дополнительное увеличение импульса рабочего хода. Таким образом дополнительный дроссельный канал 15 запуска выполняет функции по обеспечению более интенсивного торможения ударника 5 в конце холостого хода и более интенсивный разгон его в начале рабочего хода. В случае же расположения ударника 5 в крайнем положении в аккумуляционной камере 10 при перекрытом впускном радиальном дроссельном канале 14 и отсутствии дополнительного дроссельного канала 15, постоянно сообщающего аккумуляционную камеру 10 и кольцевую камеру 12 сетевого воздуха, запуск был бы невозможен. После последовательного перекрытия ударником

5 выпускных каналов 19,20 и 21 в камере 7 холостого хода начнется сжатие отсеченного в ней воздуха и воздуха, поступающего посредством продольного канала 15 и впускного радиального дроссельного канаЛа 17 из кольцевой камеры 12 сетевого воздуха.

При этом ударник 5 последовательно открывает выпускные каналы 19 и 20, в результате чего начнется выпуск отработавшего воздуха из камеры рабочего хода 6 и аккумуляционной камеры 10. Из-за малого проходного сечения выпускного канала 19 и большой скорости ударника 5 снижение давления воздуха в камере рабочего хода 6 практически не происходит. Резкое снижение давления воздуха соответствует только открытию выпускного канала 20 и сообщению посредством его камеры 6 рабочего хода и аккумуляционной камеры 10 с выпускной проточной камерой 24 и атмосферой, Ввиду значительно превышающего суммарного проходного сечения выпускных каналов 19 и 20 в сравнении с суммарным проходным сечением дополнительного дросселя 15 запуска и основного впускного радиального

2001269

40

45 дроссельного канала 14, давление сжатого воздуха в камере 6 рабочего хода и аккумуляционной камере 10 понизится до атмосферного и будет поддерживаться на таком уровне до перекрытия ударником 5 канала

20. Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 7 холостого хода, ударник 5 нанесет удар по хвостовику рабочего инструмента 3, и вышеописанный процесс повторится с той лишь разницей, что импульс холостого хода последующего рабочего цикла после запуска дополнится импульсом отскока ударника от рабочего инструмента.

Таким образом. выполнение молотка с дополнительным дроссельным каналом запуска по предложенным вариантам позвоФормула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТОК С ДРОССЕЛЬНь!М

ВОздухОРАспРеделением, содержащий корпус с центральным каналом, рабочий инструмент с механизмом для его удержания в центральном канале корпуса, ударник, размещенный уплотненно с воэможностью возвратно-поступательного движения в центральном канале и разделяющий его на камеры рабочего и холостого ходов, рукоятку со стаканом и пусковым механизмом, аккумуляционную камеру и кольцевую камеру сетевого воздуха, впускной радиальный дроссельный канал в стенке корпуса, сообщающий камеру рабочего хода с кольцевой камерой сетевого воздуха, впускной радиальный дроссельный канал с его продолжением в виде продольного канала в стенке корпуса, постоянно сообщающий камеру холостого хода с кольцевой камерой сетевого воздуха, радиальные выпускные каналы в корпусе и разрезное воздухоотбойное кольцо с выпускными каналами, образующее с корпусом проточную выпускную камеру, выполненный в корпусе дополнительный дроссельный канал запуска, постоянно сообщающий между собой аккумуляционную камеру и кольцевую камеру сетевого воздуха, отличающийся тем, что дополни20

35 лит увеличить ход ударника. При этом жесткость и прочность цилиндрического участка со стороны торца увеличивается, обеспечивая гарантированное уплотнение между кольцевой камерой сетевого воздуха и камерой рабочего хода, что предопределяет устойчивость и надежность эксплуатационных энергетических характеристик пневматического молотка с дроссельным воздухораспределением. Дополнительно сокращаются поперечные и продольные размеры стакана рукоятки и цилиндра, что повышает маневренность молотка и уменьшает его массу. (56) Авторское свидетельство СССР

М 247180, кл, Е 21 С 3/24. 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 314893, кл, Е 21 С 3/24, 1971. тельный дроссельный канал запуска выполнен с выходом на открытый внутренний участок торца корпуса в аккумуляционную камеру, которая выполнена в стакане рукоятки и отделена от кольцевой камеры сетевого воздуха посредством выполненного в стакане рукоятки радиального кольцевого буртика, уплотненно опирающегося на наружный участок торца корпуса, 2. Молоток по п.1, отличающийся тем, что дополнительный дроссельный канал запуска сообщен с впускным радиальным дроссельным каналом, сообщающим кольцевую камеру сетевого воздуха и камеру рабочего хода между собой.

3. Молоток по п.1, отличающийся тем, что дополнительный дроссельный канал запуска выполнен в виде отдельного коленчатого канала.

4. Молоток по п.1, отличающийся тем, что дополнительный дроссельный канал запуска выполнен в виде отдельного наклонного канала.

5. Молоток по п.1, отличающийся тем, что дополнительный дроссельный канал запуска выполнен в виде отдельной щели, паза или лыски с выходом на внутреннюю боковую поверхность радиального кольцевого буртика рукоятки.

2001269

2001269 тт

12

45 Ч Иг. +

Редактор Л,Волкова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3120

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 5

Э

Составитель Д.Абраменков

Техред М.Моргентал Корректор В.Петраш