CN1010052B - 气动弹 - Google Patents

Abstract

气动弹含有壳体1，该壳体被位于其纵轴线上的活塞2分为进气室3和排气室4，进气室用穿过活塞2上轴向孔的供气管6与压缩空气的气源连通。排气室通过供气管6与活塞2间的环形间隙7与进气室连通。在排气室的排气时刻，排气室4与周围的介质连通。活塞2上朝向排气室4的端面10的面积大于活塞2上朝向进气室3端面11的面积，但是小于活塞2上朝向排气室4的环形凸肩8端面12的面积，而环形凸肩在进气室3一侧与壳体1组成一附加室9。

Description

本发明属于给排水范围，更具体地说，属于气动弹。

本发明最适宜用来清扫用泵输送非常污秽的流体，直至泥浆的工业管道，疏松沉淀池和冷却塔贮槽中变硬的沉淀物，以及用来破坏坚硬的材料。

已知一种气动弹（SU，A，130454），它含有一个壳体，该壳体被位于其纵轴线上的活塞分成进气室和排气室。进气室用穿过活塞上轴向孔的供气管与压缩空气的气源连通。排气室通过供气管与活塞间的环形间隙与进气室相通。此外，在排气室的排气时刻，排气室与周围的介质连通。

从气源来的压缩空气，沿供气管流入进气室，并且在活塞朝向进气室的端面上建立起压力，而把活塞紧压在活塞座上。要采用阀门以开动这种气动弹，利用阀门可以使与供气管连接的空气导管与大气相通。

当操作者将空气导管与大气连通时，压缩空气从空气导管、供气管和进气室中排至大气。与此同时，进气室的压力下降，而在压力对排气室一侧活塞端面的作用下，活塞移向进气室，并且开启气动弹壳体上的通孔，压缩空气穿过通孔而喷射至周围介质。

已知的这种气动弹可用来破碎坚硬的岩石和煤炭，但是不能用它来清扫工业管道和具有压实的沉淀物的工业容器，其原因如下：

1.利用阀门（放射头）不可能在长时间内使气动弹保持给定的工况。

2.预计具有高压的阀门（放射头）是一个复杂的装置，在长期连续工作下，不能保证气动弹在使用中具有必要的可靠性（在破碎工作中，只要有一次“爆炸”就够受了）;

3.从气动弹至控制阀门的操作者具有很长的空气导管，这种情况将把大量的压缩空气损失到大气里，并且由于进气室内的压力降低相当慢，还会减缓气动弹中活塞运动的快速性（因为空气在空气导管、供气管和进气室内的总体积比较大），这样将显著减小“爆发”力。

本发明的主要任务是研制一种具有如下活塞结构的气动弹，这种结构保证能够自动维持给定的工况，并且具有不中断工作而可调整工况的可能性，该结构还可保证在为坚硬悬浮物造成的过饱和液体介质中进行工作的可能性，使用可靠性和结构简单，以及显著降低动力耗量等。

所提出的任务是这样解决的，在含有壳体的气动弹中，壳体被位于其纵向轴线的活塞分成进气室和排气室，进气室用穿过活塞上轴向孔的供气管与压缩空气的气源连通，而排气室通过供气管和活塞之间的环形间隙与进气室相通，并且在排气室排气时刻，与周围的介质连通，根据本发明，活塞上朝向排气室的端面面积大于活塞上朝向进气室的端面面积。而小于活塞上朝向排气室的环形凸肩的端面面积，环形凸肩在进气室一侧与壳体组成一附加气室。

为了消除“爆发”时刻气动弹的活塞与壳体撞击时产生的动态力，以及为了保证活塞返回初始位置，必须给活塞在朝向附加气室一侧的环形凸肩内装以减震装置。

使环形体包容减震装置是适当的，带有支承圆环的减震器装于环形体内，支承圆环在排气室排气时刻与进气室区段内的壳体相互作 用。

制作这样的结构可以保证减震装置工作的可靠性和它的耐久性。

在排气室排气时刻，使附加气室与周围介质连通是适当的，它们的连通是用制作在壳体上进气室区段内的至少一条通路实现的，通路出口处设有安全阀。

这样可以保证显著减少附加气室内空气的阻尼影响，并且可以防止附加气室被污染。

根据本发明制作的气动弹可以用来清扫工业管道，这些管道是用来输送被坚硬悬浮物造成的过饱和液体（直至泥浆），而且气动弹在压缩空气的压力具有很宽的范围内进行工作，并能自动调整气动弹的参数。本气动弹的结构简单，并且该结构在运行中具有可靠性。此外，所推荐的气动弹结构保证有最大可能的“爆发”（压缩空气排出）力，并且可使气动弹在清扫管道时沿要清扫的表面独立移动。

下面列举具体实施气动弹的实例，并引证附图加以说明，在图上给出了根据本发明制作的气动弹的纵剖面图。

气动弹含有壳体1（参看附图），该壳体被位于其纵向轴线上的活塞2分成进气室3和排气室4。进气室3通过供气管6的孔5与压缩空气的气源（未示出）连通。供气管6穿过活塞2上的轴向孔，并且与活塞组成一环形间隙7。进气室3通过环形间隙7与排气室4相通。

在活塞2上制有环形凸肩8，该环形凸肩在朝向进气室3的一侧与壳体1组成一附加气室9。

活塞上朝向排气室4的端面10的面积大于活塞2上朝向进气室3的端面11的面积，而小于环形凸肩上朝向排气室的端面12的面 积。

活塞2在朝向附加气室9一侧的环形凸肩8内装有减震装置。

减震装置中使用螺纹把环形壳13装在环形凸肩8内。在环形壳13内设置带有支承圆环15的减震器14。减震器用弹性材料，例如用聚氨脂制造。

在壳体1的进气室3压段内，至少制有一个穿透的通路16。在实施气动弹的具体实例中，采用4条穿透的通路16。在每一通路16的出口处都设有安全阀。该阀由堵塞17构成，堵塞下面装有圆球18，并用弹簧19将其压紧在通路16的出口处。

在壳体1的排气室4的区段内制有与气动弹的轴线成某一夹角的若干通孔20，这些通孔保证气动弹在工作过程中进行移动。

在位于压缩空气供气一侧的壳体1的端面上，装有连接气动弹与压缩空气源（未示出）的接头21，在接头21上固定有用来系结钢丝绳（未示出）的圆环22，气动弹在工作时可用钢丝绳加以保险，并且也可利用该钢丝绳将气动弹从管道中拔出。

气动弹的工作原理如下。

压缩空气从气源（未示出）沿高压软管（未示出）通过接头21、供气管6和管上的圆孔5送至进气室3。从进气室3穿过环形间隙7，压缩空气流进排气室4。与此同时，活塞2被作用在其端面11上的空气压力压紧在活塞座上，并且关闭诸通孔20。

因为活塞2端面10的面积大于端面11的面积，所以在排气室4内达到给定压力时，端面10上的压力将比端面11上的压力大一个值，该值等于活塞2与壳体1之间的摩擦力。与此同时，活塞2开始移向进气室3一侧，一旦活塞2离开活塞座，压缩空气的压力将扩 展至活塞2环形凸肩8的端面12，从排气室4一侧作用到活塞2上的压力会急剧增加，并且活塞2实际上将立刻移向进气室3一侧，与此同时，实际上将立刻开启诸通孔20，而压缩空气从排气室4以“爆发”的方式排至周围的介质。

活塞2在进气室3内对壳体1的冲击，通过支承圆环15被减震器14所承受。减震器14被压缩后，积蓄势能，然后将这种势能传给活塞使其返回初始位置。

在附加气室9内保留有不大的残余压力，这个压力是由安装在通孔16出口处的安全阀的液体阻力规定的。

排气室4排气以后，在压缩空气的压力对活塞2端面11和减震器14的作用下，活塞2返回到初始位置。气动弹的工作循环重复进行。

应当指出，进气室3内的压缩空气的压力在活塞移向进气室时升高得并不多，而在活塞2停止后，将迅速降低至供气管6中的压缩空气的压力。活塞为关闭通孔20向排气室4一侧的运动时间大于活塞开启通孔20（向进气室3一侧）的运动时间。这种情况可解释于下：活塞2的开启动作是由压缩空气作用到活塞2上环形凸肩8的端面12的压力产生的，而活塞2的关闭动作是由压缩空气作用到活塞2上非常小的端面11的压力发生的。因此，排气室4来得及几乎完全得以卸压，这样也提高了气动弹的工作效率。

根据本发明制作的气动弹没有空气损耗，因为为了降低进气室内的压力以启动气动弹，没有必要向大气释放空气，而在现有技术中是要释放空气的。

开启通孔20的速度相当大，这样可保证压缩空气相当快地从排 气室4排至周围的介质，因而可以保证达到具有大功率冲击波的震荡。

Claims (4)

1、气动弹含有壳体1，该壳体被位于纵向轴线上的活塞2分为进气室3和排气室4，进气室用供气管6与压缩空气的气源连通，而排气室通过供气管6和活塞2之间的环形间隙7与进气室3相通，并且在排气室排气时刻与周围的介质连通，其特征是，活塞2上朝向排气室4的端面10的面积大于活塞2上朝向进气室3的端面11的面积，而小于活塞2上朝向排气室4的环形凸肩8端面12的面积，环形凸肩在进气室3一侧与壳体1组成附加气室9。

2、根据权利要求1所述气动弹其特征是，活塞2安装有减震装置，这种减震装置位于朝向附加气室9-侧的环形凸肩8内。

3、根据权利要求2所述气动弹其特征是，减震装置含有环形壳体13，其中装着具有支承圆环15的减震器14，在排气室4的排气时刻，支承圆环15与壳体1在进气室3的区段内相互作用。

4、根据权利要求1所述气动弹其特征是，在排气室4排气时刻，附加气室9通过制作在壳体1上的进气室3区段内的至少一个通路16与周围的介质连通，在通路出口处设置安全阀。

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