PL225158B1

PL225158B1 - Magnetic-mechanical impactor

Info

Publication number: PL225158B1
Application number: PL407577A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Wilde; Magdalena Rucka; Eugeniusz Lilla; Jakub Żelazkiewicz
Original assignee: Politechnika Gdańska
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2017-02-28
Also published as: PL407577A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest impaktor mechaniczno - magnetyczny, w którym mechanizm zwalniający stanowi tłok (2) zakończony uchwytem (1), który na zewnętrznej powierzchni w górnej części posiada wykonane obwodowo wpusty (16) regulacji skoku, przemieszczający się liniowo wewnątrz cylindra (17), utworzonego w korpusie (6) oraz zespół napędowo - prowadzący zawierający sprężynę główną (8), umieszczoną wewnątrz cylindra w części górnej korpusu (6) i tuleję (4) prowadzącą tłok (2). Mechanizm spustowy stanowi dźwignia (10) wyposażona w sprężynę dźwigni (9), zamocowana przelotowo na tłoku (2) i na sworzniu prowadzącym (7), wyprowadzonym na zewnątrz w części górnej korpusu (6), przy czym tuleja (4) prowadząca tłok (2) i dźwignia (9) dociskane są nakrętką mechanizmu zwalniającego (3), zamocowaną na części górnej korpusu (6) i przelotowo na tłoku (2). Element udarowy (14) umieszczony jest wewnątrz cylindra w części dolnej korpusu (6), która od zewnętrznej strony wyposażona jest w magnesy (13) korzystnie neodymowe. Pomiędzy tuleją (4) prowadzącą tłok (2) a częścią górną korpusu (6) znajduje się tuleja uszczelniająca (5). Korzystnie część górna korpusu (6) połączona jest rozłącznie z częścią dolną (11) korpusu (6), podstawa (12) dolnej części korpusu (6) zaopatrzona jest w podkładkę z materiału wibroizolacyjnego (15).The subject of the invention is a mechanical-magnetic impactor, in which the release mechanism is a piston (2) ended with a handle (1), which on the outer surface in the upper part has grooves (16) made circumferentially for adjusting the stroke, moving linearly inside the cylinder (17), formed in the body (6) and the driving and guiding assembly containing the main spring (8), located inside the cylinder in the upper part of the body (6) and the sleeve (4) guiding the piston (2). The trigger mechanism is a lever (10) equipped with a lever spring (9), fastened on the piston (2) and on the guide pin (7), led outside in the upper part of the body (6), the sleeve (4) guiding the piston ( 2) and the lever (9) are pressed by the nut of the release mechanism (3), fixed on the upper part of the body (6) and through the piston (2). The impact element (14) is placed inside the cylinder in the lower part of the body (6), which is equipped with magnets (13), preferably neodymium, from the outside. Between the sleeve (4) guiding the piston (2) and the upper part of the body (6) there is a sealing sleeve (5). Preferably, the upper part of the body (6) is detachably connected to the lower part (11) of the body (6), the base (12) of the lower part of the body (6) is provided with a washer made of vibroinsulating material (15).

Description

Przedmiotem wynalazku jest impaktor mechaniczno-magnetyczny do wzbudzania ultradźwiękowych fal sprężystych mający zastosowanie w diagnostyce szczególnie konstrukcji betonowych lub żelbetowych.The subject of the invention is a mechanical-magnetic impactor for the excitation of ultrasonic elastic waves, which is used in diagnostics, especially of concrete or reinforced concrete structures.

Znane są impaktory przeznaczone do wzbudzania fal sprężystych w konstrukcjach budowlanych. Fale ultradźwiękowe w najprostszy sposób wzbudza się za pomocą spadającej z pewnej wys okości kulki stalowej lub w wyniku uderzania w obiekt kulką przymocowaną na stałe do sprężystego pręta. Znane są młoteczki wykonane w postaci stalowych kulek o różnej średnicy, które umieszczone są na końcach sprężystych prętów.Impactors designed to excite elastic waves in building structures are known. Ultrasonic waves are most easily excited by a steel ball falling from a certain height or by hitting an object with a ball permanently attached to an elastic rod. Known are hammers made in the form of steel balls of various diameters, which are placed at the ends of elastic bars.

Z opisu patentowego EP0519045 znane jest przenośne urządzenie i sposób do nieniszczącego diagnozowania materiałów zawierające młoteczki wykonane w postaci stalowych kulek o różnej wadze umieszczonych na sprężystych stalowych prętach, ruchomo połączonych z mechanizmem wyzwalającym oraz przetwornik fal sprężystych na sygnał elektryczny. Wybrany młoteczek umieszczany jest pomiędzy zaciskami korpusu, podciągany na zadaną wysokość, który uwolniony, uderza w badane podłoże.From EP0519045, a portable device and method for non-destructive diagnosis of materials is known, comprising hammers made of steel balls of different weights placed on elastic steel rods, movably connected to a trigger mechanism, and an elastic wave converter to an electric signal. The selected hammer is placed between the clamps of the body, pulled up to a given height, and when released, it hits the tested substrate.

Niedogodnością znanych impaktorów jest to, że generują sygnały o różnorodnej, niepowtarza lnej charakterystyce fal.The disadvantage of the known impactors is that they generate signals with various, unique wave characteristics.

Impaktor mechaniczno-magnetyczny wyposażony w mechanizm spustowy, mechanizm zwalniający oraz element udarowy wykonany w postaci stalowej kulki charakteryzuje się według wynalazku tym, że mechanizm zwalniający stanowi tłok, który na zewnętrznej powierzchni w górnej części posi ada wykonane obwodowo wpusty regulacji skoku. Tłok przemieszcza się liniowo wewnątrz cylindra utworzonego w korpusie. Zespół napędowo-prowadzący zawiera sprężynę główną, umieszczoną wewnątrz cylindra w części górnej korpusu i tuleję prowadzącą tłok. Mechanizm spustowy stanowi dźwignia wyposażona w sprężynę dźwigni, zamocowana przelotowo na tłoku i na sworzniu prowadzącym. Sworzeń prowadzący wyprowadzony jest na zewnątrz w części górnej korpusu. Tuleja prowadząca tłok i dźwignia dociskane są nakrętką mechanizmu zwalniającego zamocowaną na części górnej korpusu i przelotowo na tłoku. Element udarowy umieszczony jest wewnątrz cylindra w części dolnej korpusu, która od zewnętrznej strony wyposażona jest w magnesy.According to the invention, the mechanical-magnetic impactor equipped with a trigger mechanism, a release mechanism and an impact element made in the form of a steel ball is characterized by the fact that the release mechanism is a piston with peripherally provided stroke adjustment grooves on its upper outer surface. The piston moves linearly within the cylinder formed in the body. The drive and guide assembly includes a main spring located inside the cylinder in the upper part of the body and a piston guide bushing. The trigger mechanism is a lever equipped with a lever spring, looped through on the piston and on the guide pin. The guide pin is led out in the upper part of the body. The piston guide bushing and the lever are pressed by the release mechanism nut mounted on the upper part of the body and through the piston. The percussion element is placed inside the cylinder in the lower part of the body, which is equipped with magnets from the outside.

Korzystnie magnesy są magnesami neodymowymi.Preferably, the magnets are neodymium magnets.

Korzystnie pomiędzy tuleją prowadzącą tłok, a częścią górną korpusu znajduje się tuleja uszczelniająca.Preferably, a sealing sleeve is provided between the piston guide sleeve and the upper body portion.

Korzystnie część górna korpusu połączona jest rozłącznie z częścią dolną korpusu.Preferably, the upper part of the body is detachably connected to the lower part of the body.

Korzystnie podstawa dolnej części korpusu zaopatrzona jest w podkładkę z materiału wibroizolacyjnego.Preferably, the base of the lower body part is provided with a pad made of a vibro-insulating material.

Impaktor według wynalazku zaopatrzony jest w mechanizm sprężynowy, o skokowo regulowanej mocy uderzenia, służący do wybicia metalowej kulki zawieszonej w polu magnetycznym w dolnej części korpusu poprzez uderzenie ruchomego tłoka. Wprawiona w ruch kulka uderza w podłoże generując fale ultradźwiękowe.The impactor according to the invention is equipped with a spring mechanism with stepwise adjustable impact force, used to knock out a metal ball suspended in a magnetic field in the lower part of the body by hitting the movable piston. When set in motion, the ball hits the ground, generating ultrasonic waves.

Impaktory skierowane są na zastosowanie w nieniszczącej diagnostyce konstrukcji inżynierskich z wykorzystaniem metody impact-echo (polska nazwa to metoda młoteczkowa). Metoda ta polega na wzbudzeniu fal ultradźwiękowych i ich odbiorze za pomocą akcelerometrów, a następnie analizie sygnałów zarejestrowanych przez akcelerometry. Impaktor według wynalazku stanowi część urządzenia diagnostycznego wykorzystującego metodę młoteczkową, przeznaczoną do wzbudzania fal ultradźwiękowych w badanym podłożu.Impactors are intended for use in non-destructive diagnostics of engineering structures using the impact-echo method (the Polish name is the hammer method). This method involves the excitation of ultrasonic waves and their reception with the use of accelerometers, and then the analysis of signals recorded by accelerometers. The impactor according to the invention is part of a diagnostic device using the hammer method, designed to excite ultrasonic waves in the tested substrate.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia uzyskanie powtarzalnej charakterystyki siły wym uszającej ultradźwiękowe fale sprężyste przy wielokrotnych próbach uderzeń. Zastosowana konstrukcja impaktora pozwala także na skokową regulację maksymalnej amplitudy siły wymuszającej ultradźwiękowe fale sprężyste. Wywołanie siły wymuszającej fale ultradźwiękowe jest możliwe przy użyciu jednej dłoni.The solution according to the invention makes it possible to obtain a reproducible characteristic of the force that damages ultrasonic elastic waves with repeated impact tests. The applied impactor design also allows for step adjustment of the maximum amplitude of the force exerting ultrasonic elastic waves. Generating the force forcing the ultrasonic waves is possible with one hand.

Wynalazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia impaktor w przekroju pionowym, fig. 2 przedstawia widok impaktora w przekroju pionowym w izometrii, fig. 3 przedstawia widok wnętrza impaktora w izometrii, a fig. 4 przedstawia impaktor w widoku ogólnym.The invention is explained in more detail in an embodiment in which Fig. 1 shows the impactor in vertical section, Fig. 2 shows a vertical sectional view of the impactor in isometry, Fig. 3 shows an interior view of the impactor in isometry and Fig. 4 shows the impactor in general view.

Impaktor składa się z dwuczęściowego korpusu 6, w którego część górną wkręcona jest część dolna 11 korpusu 6. W części dolnej 11 korpusu 6 znajdują się wybrania na magnesy neodymowe 13.The impactor consists of a two-piece body 6 in which the upper part is screwed into the lower part 11 of the body 6. In the lower part 11 of the body 6 there are recesses for neodymium magnets 13.

PL 225 158 B1PL 225 158 B1

Między magnesami 13 w polu magnetycznym, wewnątrz cylindra 17 utrzymywana jest stalowa kulka 14. Ściśnięcie sprężyny głównej 8 odbywa się przez wyciągnięcie tłoka 2, zaopatrzonego we wpusty 16, za uchwyt 1. Zwolnienie sprężyny głównej 8 następuje po wciśnięciu dźwigni 10 znajdującej się na sworzniu prowadzącym 7. Wywołany w ten sposób ruch tłoka 2, w końcowej jego fazie, powoduje wybicie stalowej kulki 14 z pola magnetycznego. Za samoistne cofanie się dźwigni odpowiada spręż yna dźwigni 9. Mechanizm spustowy dociskany jest nakrętką mechanizmu zwalniającego 3, pod którą znajdują się dwie tuleje: tuleja uszczelniająca 5 i tuleja 4 prowadząca tłok 2. Impaktor styka się z powierzchnią badanego elementu poprzez podstawę 12 posiadającą wycięcie, w którym zamocowany jest materiał wibroizolacyjny 15.A steel ball 14 is held between the magnets 13 in a magnetic field, inside the cylinder 17. The compression of the main spring 8 takes place by pulling the piston 2, equipped with slots 16, by the handle 1. The main spring 8 is released after pressing the lever 10 on the guide pin 7. The resulting movement of the piston 2, in its final stage, causes the steel ball 14 to be knocked out of the magnetic field. The spring of the lever 9 is responsible for the spontaneous retraction of the lever. The trigger mechanism is pressed by the nut of the release mechanism 3, under which there are two sleeves: a sealing sleeve 5 and a sleeve 4 guiding the piston 2. The impactor contacts the surface of the tested element through the base 12 with a notch, in which the vibro-insulating material is mounted 15.

Claims

1.Mechanical-magnetic impactor equipped with a trigger mechanism, a release mechanism and an impact element made in the form of a steel ball, characterized in that the release mechanism is a piston (2), which on the outer surface in the upper part has peripherally made stroke adjustment inlets (16) , moving linearly inside the cylinder (17) formed in the body (6), and the drive-guide unit including the main spring (8) placed inside the cylinder in the upper part of the body (6) and the sleeve (4) guiding the piston (2), the mechanism the trigger is a lever (10) equipped with a lever spring (9), mounted on the piston (2) and on the guide pin (7), led out to the outside in the upper part of the body (6), while the sleeve (4) guiding the piston (2) ) and the lever (9) are pressed by the release mechanism nut (3) mounted on the upper part of the body (6) and on the piston (2), while the percussion element (14) is located inside the cylinder in the lower part k body (6), which is equipped with magnets (13) on the outside.

2. Impaktor according to claim The method of claim 1, characterized in that the magnets (13) are neodymium magnets.

3. Impaktor according to claim A sealing sleeve (5) is provided between the sleeve (4) guiding the piston (2) and the upper part of the body (6).

4. Impaktor according to claim 3. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the upper part of the body (6) is detachably connected to the lower part (11) of the body (6).

5. Impaktor according to claims 3. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the base (12) of the lower part of the body (6) is provided with a washer made of a vibro-insulating material (15).