Результат интеллектуальной деятельности: ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ МОЛОТ

Изобретение относится к области строительства, в частности к пневматическим машинам ударного действия, и может быть использовано при разрушении крепких материалов в строительстве, горном деле и машиностроении.

Известно устройство пневматического молотка (а.с. СССР №1172692, 1986 года B25D 9/04), содержащее цилиндрический корпус с рукояткой, выпускным каналом, проточной камерой, постоянно сообщающейся воздухопроводящим каналом с сетью сжатого воздуха, ударник, разделяющий полость корпуса на камеру рабочего хода, постоянно сообщающийся с предкамерой и попеременно с атмосферой, и камеру холостого хода, попеременно сообщающаяся с атмосферой и дроссель, причем, в корпусе между камерой рабочего хода и предкамерой установлена перегородка с центральным отверстием с установленной и закрепленной в отверстии коаксиально трубкой, в которой выполнен дополнительный воздухопроводящий канал в камеру холостого хода, постоянно сообщающий ее с проточной камерой, и выпускной канал, на одном из торцов которого установлен дроссель, а другой сообщен с атмосферой. Ударник установлен коаксиально трубке с возможностью перемещения вдоль нее.

Недостатком описанной конструкции является: в рабочем цикле камер рабочего и холостого хода осуществляется впуск воздуха в каждую из камер и выпуск отработавшего воздуха осуществляется также из каждой камеры, что приводит к значительному непроизводительному расходу воздуха из сети при сообщении каждой из камер с атмосферой, чем снижается экономичность рабочего цикла и молотка в целом; канал впуска в камеру холостого хода и канал выпуска из камер рабочего и холостого ходов выполнены в одной трубке воздухоподвода и воздухоотвода отработавшего воздуха, что приводит к увеличению поперечных размеров; канал выпуска в трубке для камер рабочего и холостого ходов обуславливает увеличение поперечных размеров канала для обеспечения выпуска отработавшего воздуха в течение одного цикла, что требует дополнительного увеличения поперечных размеров трубки и массы молотка в целом.

Наиболее близким, по технической сущности, заявляемому (выбранного в качестве прототипа) является устройство пневматический молот (патент РФ №2583571, 2016 года B25D 9/04, B25D 9/08) содержащее: цилиндрический корпус; рабочий инструмент, удерживаемый относительно цилиндрического корпуса; рукоятку с устройством впуска; перегородку с выпускным дроссельным клапаном и осевым отверстием, в котором установлена и закреплена трубка с продольным выпускным каналом и радиальным выпускным каналом, выходящим на ее боковую поверхность; кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованной перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукоятки; проточную камеру, образованную корпусом рукоятки и перегородкой, сообщенную посредством воздухоподводящего канала с сетью сжатого воздуха; ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки, постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке; камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента периодически сообщающей полость цилиндрического корпуса и камеру рабочего хода, со стороны перегородки постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке; камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента, периодически сообщающейся с атмосферой, радиального продольного выпускного канала в трубке; выпускного канала выполненого в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в корпусе рукоятки в атмосферную камеру, образованную корпусом рукоятки и воздухоотбойным кольцом; со стороны камеры холостого хода выполнена выточка, а кольцевая часть ударника содержит перепускной канал с выходом на боковую поверхность ударника с постоянно открытым выходом в торце ударника со стороны камеры рабочего хода.

Недостатком прототипа является: значительное противодавление воздуха со стороны камеры рабочего хода в конце холостого хода за счет сжатия воздуха движущимся ударником, которое усиливается при постоянном впуске сетевого воздуха из предкамеры посредством дроссельного канала в перегородке, в результате чего ударник преждевременно начинает торможение и не достигает расчетной величины хода; значительное противодавление воздуха в камере холостого хода в конце рабочего хода перед соударением ударника с хвостовиком инструмента, за счет сжатия отсеченного в камере воздуха и воздуха, поступающего через канал перепуска, выполненный на боковой поверхности ударника при выходе его радиального канала в кольцевую выточку камеры холостого хода с резким перепуском в ее объем воздуха из камеры рабочего хода, в результате чего ударник затормаживается с потерей скорости перед соударением, а следовательно, потерей им ударного импульса, передаваемого рабочему инструменту.

Задачей заявляемого изобретения является: снижение противодавления воздуха в камерах рабочего и холостого хода в период окончания рабочего и холостого хода ударника путем образования канала перепуска воздуха между камерами рабочего и холостого хода, постоянно сообщающим указанные камеры между собой каналом дренажа в виде ступенчатого продолжения с выходом на торец ударника с меньшей площадью поперечного сечения, обращенного в сторону камеры холостого хода.

Поставленная задача решается тем, что пневматический молот, содержащий цилиндрический корпус, рабочий инструмент, удерживаемый относительно цилиндрического корпуса, рукоятку с устройством впуска, перегородку с впускным дросселем, трубку с продольным и радиальным выпускными каналами, на ее боковой поверхности, кольцевую выпускную камеру с выпускным отверстием, образованную перегородкой, цилиндрическим корпусом и корпусом рукоятки с воздухоподводящим каналом сжатого воздуха из сети, ударник со сквозным осевым каналом для пропуска упомянутой трубки, разделяющей полость цилиндрического корпуса на камеру рабочего хода со стороны перегородки, постоянно сообщенную с предкамерой посредством впускного дросселя в перегородке и камеру холостого хода со стороны рабочего инструмента, периодически сообщенную посредством радиального и продольного впускных каналов трубки, выпускного канала в перегородке с выходом в кольцевую выпускную камеру и посредством выпускного отверстия в корпусе рукоятки в выпускную камеру, образованную корпусом рукоятки и воздухоотбойным кольцом, в цилиндрическом корпусе со стороны камеры холостого хода выполнена выточка, а перепускной канал в стенке кольцевой части ударника с раздельным выходом на его боковую поверхность и выходом на торец ударника со стороны камеры рабочего хода, согласно изобретению перепускной канал снабжен его соосным продолжением в виде дренажного канала с меньшей площадью поперечного сечения с выходом на торец ударника со стороны камеры холостого хода, образуя сквозной ступенчатый перепускной канал, сообщающий постоянно упомянутые камеры между собой.

На чертеже (фиг. 1) представлен продольный разрез пневматического молота со ступенчатым каналом перепуска с открытым выходом на оба торца ударника с меньшей площадью поперечного сечения с выходом на торец ударника со стороны камеры холостого хода.

Пневматический молот содержит цилиндрический корпус 1 с выточкой 2, рабочий инструмент 3, удерживаемый пружиной 4 относительно корпуса 1, перегородку 5 с выпускным дросселем 6 и выпускным каналом 7, трубки 8 с продольным выпускным каналом 9 и боковым отводным каналом 10, сообщающий постоянно каналы 7 и 9 между собой. Радиальный выпускной канал 11 на боковой поверхности трубки 8 сообщен постоянно с продольным каналом 9. Ударник 12 разделяет полость цилиндрического корпуса 1 на камеру 13 холостого хода с выточкой 2 со стороны рабочего инструмента 3 и камеру 14 рабочего хода со стороны перегородки 5. Перепускной канал 15 в стенке кольцевой части ударника 12 снабжен соосным его продолжением в виде дренажного канала 16 с выходом на торец ударника 12 со стороны камеры 13 холостого хода с меньшей площадью поперечного сечения и радиальным каналом 17 с выходом на боковую поверхность ударника 12 в выточку 2. Ударник 12 снабжен осевым сквозным каналом 18 для пропуска трубки 8.

Площадь радиального выхода 17 перепускного канала 15 на боковую поверхность ударника 12 и выточку 2 камеры 13 холостого хода, в положении контакта ударника 12 с рабочим инструментом 3, выполнена не меньшей площади поперечного сечения перепускного канала 15.

Рукоятка 19 содержит воздухоподводящий канал 20 впуска и корпус 21 с образованием со стороны перегородки 5 предкамеры 22 сетевого воздуха и кольцевую камеру 23, образованную между корпусом 21, цилиндрическим корпусом 1 и перегородкой 5. Корпус 21 рукоятки 19 снабжен выпускным каналом 24 с выходом в выпускную камеру 25, образованную между корпусом 21 и установленным разъемно относительно его воздухоотбойным кольцом 26.

Корпус 21 посредством резьбового соединения уплотненно фиксируется относительно цилиндрического корпуса 1 фиксатором 27 и удерживается кольцевым кожухом 28.

После включения устройства подачи сетевого воздуха (на чертеже не показано и может быть любым, известным по конструктивному решению), воздух поступает по воздухоподводящему каналу 20 в рукоятке 19 в предкамеру 22, откуда по впускному дросселю 6 в перегородке 5 в камеру 14 рабочего хода в цилиндрическом корпусе 1.

При положении пневматического молотка, представленном на фиг. 1, воздух из камеры 14 рабочего хода по перепускной каналу, выполненному в кольцевой части ударника 12 в виде ступенчатого сквозного канала, образованным перепускным каналом 15, дренажным каналом 16 и радиальным каналом 17 с выходом на боковую поверхность ударника 12 поступает в камеру 13 холостого хода, образованную выточкой 2 в цилиндрическом корпусе 1. При сообщении камеры 13 холостого хода и камеры 14 рабочего хода меняются функции камер: камера 14 рабочего хода приобретает функции камеры с частичным вытеснением воздуха, камера 13 холостого хода - функции камеры дренажа.

Вследствие отмеченного, в камере 14 рабочего хода давление воздуха повышается медленно, а давление воздуха в камере 13 холостого хода будет поддерживаться более высоким за счет его натекания из камеры 14. Под действием давления воздуха на торец ударника 12 со стороны камеры 13 холостого хода, ударник перемещается в сторону камеры 14 рабочего хода, совершая холостой ход.

Ударник 12, продолжая движение при взаимодействии с выточкой 2, перекрывает радиальный канал 17 с не меньшей пропускной площадью поперечного сечения канала 15, и перепуск воздуха будет осуществляться только через дренажный канал 16 с меньшей площадью поперечного сечения.

В камере 13 холостого хода продолжается процесс расширения воздуха, а в камере 14 рабочего хода продолжается процесс сжатия, оставшегося в ней воздуха и воздуха, продолжающего поступать через впускной дроссель 6 перегородки 5 из предкамеры 22.

Продолжая движение, ударник 12 торцем со стороны камеры 13 холостого хода откроет радиальный выпускной канал 11 на боковой поверхности трубки 8, и посредством продольного впускного канала 9, канала 10 в трубке 8, а также выпускного канала 7 в перегородке 5, выпускной кольцевой камеры 23, выпускного канала 24 в корпусе 21 рукоятки 19 и выпускной камеры 25, образованной корпусом 21 и воздухоотбойным кольцом 26 и воздух из камеры 13 холостого хода будет выпускаться в атмосферу. Давление воздуха в камере 13 холостого хода за счет меньшей площади поперечного сечения выхода дренажного канала 16 выравнивается до величины атмосферного давления.

Продолжая движение, ударник 12 под действием силы инерции преодолевает сопротивление воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода, затормаживается и останавливается в расчетном положении.

После остановки ударник 12 под действием давления воздуха со стороны камеры 14 рабочего хода начинает ускоренное движение в сторону камеры 13 холостого хода, совершая рабочий ход.

Одновременно с поступлением воздуха в камеру 14 рабочего хода через впускной дроссель 6 перегородки 5 из предкамеры 22, воздух в камере 14 рабочего хода из-за увеличения ее объема будет расширяться.

Продолжая движение, ударник 12 перекроет радиальный выпускной канал 11 в трубке 8, после чего камера 13 холостого хода разобщится с атмосферой и в ней будет осуществляться процесс замедленного сжатия отсеченного в ней воздуха, перетекаемого из камеры 14 рабочего хода через дренажный канал 16.

При последующем перемещении ударник 12 при взаимодействии с выточкой 2 со стороны камеры 13 холостого хода откроет впуск воздуха только перед соударением ударника с рабочим инструментом 3. После этого воздух начинает поступать в камеру 13 холостого хода из камеры 14 рабочего хода, что существенно не повлияет на рост противодавления и преждевременное торможение ударника 12, но существенно повысит импульс давления воздуха на ударник при холостом ходе и обеспечит величину его расчетного хода и соответствующие величины энергетических параметров рабочего процесса.

Преодолевая сопротивление воздуха со стороны камеры 13 холостого хода, ударник 12 наносит удар по рабочему инструменту 3.

Рабочий процесс пневматического молота будет повторяться и очередной холостой ход ударника 12 осуществляется за счет добавления к импульсу давления воздуха со стороны камеры 13 холостого хода импульса отскока ударника 12 от рабочего инструмента 3.

Использование заявляемого изобретения позволяет осуществить постоянно частичный перепуск и дренаж воздуха между камерами рабочего и холостого хода с меньшими значениями противодавления воздуха в них за счет чего в конце рабочего хода ударника обеспечивается частичное вытеснение воздуха из камеры холостого хода в предударный период, что позволяет повысить скорость ударника при соударении с рабочим инструментом и увеличить энергию удара при снижении расхода воздуха из сети за счет дренажа и перепуска его из камеры рабочего хода. При холостом ходе ударника частичное вытеснение воздуха из камеры рабочего хода обуславливает снижение противодавления воздуха с ее стороны и исключает преждевременное торможение ударника, чем обеспечивается гарантированная величина его расчетного хода.

В конце рабочего хода часть воздуха перепускается из камеры холостого хода в камеру рабочего хода, чем увеличивается импульс давления воздуха со стороны камеры рабочего хода и повышение скорости соударения без потребления воздуха из сети. Таким образом, предложенное техническое решение пневматического молота с процессом дренажа и частичным перепуском воздуха между камерами позволяет уменьшить расход воздуха, потребляемого из сети и повысить энергию удара, передаваемого рабочему инструменту.