Пневматический вибровозбудитель

 

Сущность изобретения: патрубок размещен в центральном воздухораспределительном канале, выполненном в ударнике. Патрубок соединен с источником сжатого воздуха центральным каналом и с силовой камерой - через радиальные каналы. В канале ударника выполнена полость, постоянно соединенная с силовой камерой. Втулка установлена по скользящей посадке на патрубке с зазорами между торцами втулки и торцевыми поверхностями полости с возможностью перемещения относительно ударника и патрубка и перекрытия радиальных каналов. Диаметр втулки меньше диаметра полости канала ударника, в торцевой части которой выполнена выборка диаметром, равным диаметру втулки. 1 ил.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к пневматическим вибровозбудителям, и может быть использовано в качестве привода вибрационных машин в различных отраслях промышленности.

Известен пневматический вибровозбудитель, состоящий из основания, ударника с перепускным каналом, манжеты-клапана, периодически образующей между основанием и ударником силовую камеру прямого хода, к основанию прикреплен стержень, располагающийся в канале ударника [1] Недостатком существующей конструкции является повышенный расход энергоносителя из-за того, что при обратном ходе во время разгерметизированной силовой камеры прямого хода воздухоподводящий канал не перекрыт, что увеличивает расход сжатого воздуха.

Известен пневматический вибровозбудитель, состоящий из корпуса, выполненного в виде дисков, соединенных по окружности болтами, внутри корпуса размещен ударник, а между дисками и ударником смонтированы манжеты-клапаны, образующие силовые камеры прямого и обратного хода [2] В ударнике выполнен вертикальный воздухораспределительный канал, соединяющий между собой силовые камеры. В канале размещен патрубок, выполняющий роль золотникового распределительного устройства.

Недостатком этой конструкции является повышенный расход сжатого воздуха из-за того, что в каждую силовую полость сжатый воздух поступает все время, т. е. когда камера загерметизирована, идет рабочий ход, и когда камера разгерметизирована, идет выход отработанного воздуха. Кроме того, постоянно поступающий воздух препятствует перемещению ударника, что снижает энергию удара, а воздухораспределительный патрубок производит только переключение силовых полостей.

Открытый канал, соединенный с источником сжатого воздуха во время разгерметизированной силовой камеры, увеличивает расход сжатого воздуха.

Целью изобретения является снижение расхода сжатого воздуха и повышения энергии удара.

Это достигается тем, что в воздухораспределительном канале ударника выполнена полость, в которой размещена втулка, установленная по скользящей посадке на патрубке с зазором между торцами втулки и торцевыми поверхностями полости, обеспечивающим перемещение втулки относительно ударника и патрубка; при этом происходит перекрытие радиальных каналов ввода сжатого воздуха, выполненных на патрубке, причем диаметр втулки меньше диаметра полости распределительного канала, и образованная емкость соединена с силовой камерой, а в торцевой части распределительного канала ударника выполнена выборка диаметром, равным диаметру втулки со скользящей посадкой.

На чертеже приведена принципиальная схема пневматического вибровозбудителя, вертикальный разрез.

Пневматический вибровозбудитель состоит из основания 1, манжеты-клапана 2, имеющей выхлопные отверстия 3 и уплотнительный поясок 4. Посредством манжеты-клапана 2 образуется силовая камера 5. На основании 1 смонтирован ударник 6 с центральным воздухораспределительным каналом 7, в который вставлен патрубок 8 с центральным каналом 9, соединенный с источником сжатого воздуха (на чертеже не показано). Патрубок 8 имеет радиальные каналы 10 и может иметь проточку 11. Патрубок 8 может выполнять функции направляющего и скрепляющего элементов. В воздухораспределительном канале 7 ударника 6 выполнена полость 12, в которой установлена втулка 13 по скользящей посадке на патрубке 8. Диаметр втулки 13 меньше диаметра полости 12 и образованная емкость соединена каналами 14 во фланце 15 с силовой камерой 5. Длина втулки 13 меньше длины полости 12 и за счет этого имеются торцевые зазоры. Втулка 13 при работе перемещается в полости 12, скользя по патрубку 8 при этом производится перекрытие проточки 11. Движение втулки 13 осуществляется посредством перемещения ударника 6 при взаимодействии с одной стороны торцевой поверхности 16 втулки 13 с фланцем 15, а с другой стороны торцевой поверхности 17 втулки 13 и торцевой поверхности в выборке 18 ударника 6. Диаметр выборки 18 почти равен диаметру втулки 13, а глубина подбирается такой, чтобы дать достаточный импульс для перемещения втулки 13, т.е. глубиной от 0,1 до 0,5 хода ударника.

В пневматическом вибровозбудителе рабочий ход осуществляется посредством силовой камеры 5, а обратный (холостой) ход механической пружиной 19. Возможны варианты, когда обратный ход совершается пневматической пружиной, а также аналогичной силовой камерой с описанным воздухораспределителем, т.е. ударник совершает перемещения двумя идентичными силовыми камерами.

Пневматический вибровозбудитель работает следующим образом.

В статическом состоянии ударник 6, прижатый пружиной 19, находится в нижнем положении. Выхлопные отверстия 3 перекрыты. Силовая камера 5 загерметизирована. Втулка 13, опираясь на фланец 15, находится в нижнем положении, проточка 11 полностью открыта. При включении сжатый воздух из магистрали по каналу 9 через радиальные каналы 10 и проточку 11 поступает в полость 12 (емкость) и через каналы 14 в силовую камеру 5. В силовой камере повышается давление и, когда развивающееся усилие за счет поступающего сжатого воздуха будет достаточно для преодоления усилия пружины 19 и сопротивлений перемещению ударника, он начнет двигаться вверх, набирая скорость, следовательно, приобретая энергию. При движении вверх манжета-клапан 2, деформируясь, вытягивается, уплотнительный поясок 4 плотно прижат сжатым воздухом к основанию 1. При движении вверх фланец 15 воздействует на торец 16,с втулка 13 также движется вверх, перекрывая проточку 11. Пройдя конструктивно заданный ход, набрав при этом определенную энергию, ударник 6 посредством втулки 13 перекроет проточку 11 и в силовую камеру прекратится подача сжатого воздуха.

Дальнейшее движение ударника 6 будет происходить за счет расширения сжатого воздуха в силовой камере 5, а также по инерции. При этом движении манжета-клапан 2, израсходовав конструктивно заданные упругие свойства, прекратит деформации и произойдет отрыв уплотнительного пояска 4 от основания 1, разгерметизация силовой камеры 5 и через выхлопные отверстия 3 начнет выходить отработанный воздух. Дальнейшее движение ударника 6 идет по инерции, сжимая пружину 19. Израсходовав накопленную энергию, ударник 6 остановится, а затем под действием сжатой пружины 19 он начнет двигаться. Так как ударник 6 движется под действием пружины 19 и собственного веса, произойдет отрыв втулки 13 от фланца 15 ввиду того, что втулка 13 движется вниз только под действием собственного веса, т.е. значительно медленнее.

За счет разности скоростей движения ударника 6 и втулки 13, выбрав зазор между торцом 17 втулки 13 и торцевой поверхностью выборки 18, произойдет их встреча с образованием загерметизированной торцевой поверхности. Это произойдет до момента вскрытия торцевой поверхностью 17 проточки 11. Дальнейшее движение ударника 6 и втулки 13 происходит совместно при плотном стыке торцевых поверхностей 17 и 18. Под действием пружины 19 ударник 6 совместно с втулкой 13 движется вниз, набирая скорость, произойдет загерметизация силовой камеры 5 при встрече уплотнительного пояска 4 с основанием 1, а затем и соударение ударника 6 с основанием 1. При соударении вся накопленная энергия ударника 5 передается основанию 1 и последовательно рабочему органу (на чертеже изображен в виде пластины). После удара ударник 6 остановится, а втулка 13 движется по инерции, произойдет рассоединение торцевых поверхностей 17 и 18 и в образовавшийся зазор в выборку 18 начнет поступать сжатый воздух через проточку 11 (во время соударения ударника 6 с основанием 1 торец выборки 18 останавливается в районе проточки 11). Сжатый воздух, поступающий в выборку 18, помогая инерционным силам, перемещает втулку 13 вниз до встречи торцевой поверхности 16 втулки 13 с фланцем 15. Проточка 11 полностью открывается. Новая порция сжатого воздуха из магистрали через каналы 9, 10 и проточку 11 начнет поступать в силовую камеру 5 и цикл повторится. Так во время рабочего хода в силовую камеру поступает сжатый воздух на конкретно заданном промежутке, затем производится отсечка и дается возможность расширения поступающего воздуха (дополнительная отдача энергии за счет расширения), а затем выхлоп отработанного воздуха при перекрытой воздухоподводящей сети. Обратный ход совершается под действием пружины при полном перекрытии воздухоподводящей сети, что обеспечивает движения ударника без дополнительных сопротивлений набору большей скорости, следовательно, повышению энергии удара, при этом на всем пути движения ударника сеть сжатого воздуха отключена. Сеть сжатого воздуха включается после отдачи энергии ударником.

Изобретение позволяет снизить расход сжатого воздуха и повысить энергию удара.

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ, включающий основание, манжету-клапан, образующую силовую камеру, патрубок, размещенный в центральном воздухораспределительном канале, выполненном в ударнике, причем патрубок соединен с источником сжатого воздуха посредством центрального канала и с силовой камерой через радиальные каналы, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода сжатого воздуха и повышения энергии удара, вибровозбудитель снабжен втулкой, а в воздухораспределительном канале ударника выполнена полость, постоянно соединенная с силовой камерой, при этом втулка установлена по скользящей посадке на патрубке с зазорами между торцами втулки и торцевыми поверхностями полости с возможностью перемещения относительно ударника и патрубка и перекрытия радиальных каналов, диаметр втулки меньше диаметра полости вохдухораспределительного канала ударника, а в торцевой части полости воздухораспределительного канала ударника, выполнена выборка диаметром, равным диаметру втулки.

РИСУНКИ

Рисунок 1