RU130647U1

RU130647U1 - PNEUMATIC VIBRATOR

Info

Publication number: RU130647U1
Application number: RU2013106286/06U
Authority: RU
Inventors: Самуил Яковлевич Левенсон; Михаил Александрович Ланцевич; Людмила Ивановна Гендлина; Борис Борисович Данилов; Алексей Васильевич Морозов; Вячеслав Андреевич Голдобин; Владимир Михайлович Усольцев
Priority date: 2013-02-13
Filing date: 2013-02-13
Publication date: 2013-07-27

Abstract

1. Пневматический вибратор, включающий корпус, в котором размещены ударник, закрепленный на регулировочной гайке клапан запитки с седлом, смонтированным в ударнике соосно с ним, по меньшей мере, одна мембрана с центральным отверстием, охватывающая наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный в основании корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, взаимодействующий с герметизатором, при этом корпусом, клапаном запитки и мембраной образована камера прямого хода, а ударником, клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха - камера обратного хода, причем на ударнике под мембраной поставлен упругий ограничитель и ударник связан с корпусом, по крайней мере, двумя упругими подвесками, выполненными в виде плоских колец, отличающийся тем, что он снабжен полым цилиндром, размещенным в осевом канале ударника и седла клапана запитки.2. Пневматический вибратор по п.1, отличающийся тем, что между клапаном запитки и регулировочной гайкой установлен упругий ограничитель в виде резинового кольца, плотно насаженного на полый цилиндр.3. Пневматический вибратор по п.1, отличающийся тем, в герметизаторе и полом цилиндре выполнены соосные выхлопные каналы.4. Пневматический вибратор по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что нижняя упругая подвеска и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха выполнены за одно целое.1. Pneumatic vibrator, comprising a housing in which a drummer is placed, a power valve mounted on an adjusting nut, with a seat mounted coaxially with it, at least one membrane with a central hole covering the outer surface of the power valve seat, a sealant, mounted in the base of the body, the exhaust valve for exhaust compressed air interacting with the sealant, while the body, the power valve and the membrane formed a forward chamber, and the hammer, exhaust valve worked out compressed air — a return chamber, with an elastic stopper placed on the drummer under the membrane and the drummer connected to the housing by at least two elastic suspensions made in the form of flat rings, characterized in that it is equipped with a hollow cylinder located in the axial channel of the drummer and power valve seats. 2. The pneumatic vibrator according to claim 1, characterized in that between the power valve and the adjusting nut an elastic stop is installed in the form of a rubber ring tightly mounted on the hollow cylinder. The pneumatic vibrator according to claim 1, characterized in that coaxial exhaust channels are made in the sealant and the hollow cylinder. Pneumatic vibrator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lower elastic suspension and the exhaust valve for exhaust compressed air are made in one piece.

Description

Техническое решение относится к вибротехнике и может быть использовано в горном деле для интенсификации буровых работ, в качестве привода вибропитателей, в стройиндустрии для формования бетонных смесей, уплотнения материалов и в других отраслях промышленности в технологических процессах с использованием вибрации.The technical solution relates to vibroengineering and can be used in mining to intensify drilling operations, as a drive for vibratory feeders, in the construction industry for molding concrete mixtures, compaction of materials and in other industries in technological processes using vibration.

Известен пневматический вибратор, по патенту РФ на полезную модель №122995, B65G 27/22, F15B 21/12, опубл. 20.12.2012 г., включающий корпус, ударник, манжету-клапан с выхлопными отверстиями, образующую с корпусом герметичную силовую камеру, и выхлопной клапан, установленный между ударником и манжетой-клапаном, с выхлопными отверстиями, расположенными соосно выхлопным отверстиям манжеты-клапана. Ударник связан с корпусом, по крайней мере, двумя упругими подвесками, выполненными в виде плоских колец.Known pneumatic vibrator, according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 122995, B65G 27/22, F15B 21/12, publ. 12/20/2012, comprising a housing, a hammer, a cuff valve with exhaust holes, forming a sealed power chamber with the housing, and an exhaust valve mounted between the hammer and the cuff valve, with exhaust holes located coaxially with the exhaust openings of the cuff valve. The drummer is connected to the body by at least two elastic pendants made in the form of flat rings.

Недостатком конструкции является низкая эффективность работы пневматического вибратора из-за отсутствия пневмокамеры прямого хода, что не позволяет ударнику двигаться с высокой скоростью и накапливать большой запас кинетической энергии, и невозможность использования устройства для интенсификации бурения скважин путем наложения вибраций непосредственно на породоразрушающий инструмент из-за отсутствия в нем осевого канала, необходимого для размещения буровой штанги и вывода шлама.The design drawback is the low efficiency of the pneumatic vibrator due to the lack of a direct-flow pneumatic chamber, which does not allow the drummer to move at high speed and accumulate a large supply of kinetic energy, and the inability to use the device to intensify well drilling by applying vibrations directly to the rock cutting tool due to the lack of it contains the axial channel necessary to accommodate the drill rod and output the cuttings.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является пневматический вибровозбудитель по патенту РФ на полезную модель №118950, В65G 27/22, опубл. 10.08.2012 г., включающий корпус, в котором размещены ударник, клапан запиши с седлом, камеру прямого хода, образованную ударником, клапаном запитки и корпусом, и камеру обратного хода, образованную ударником, клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха и герметизатором, снабженный, по меньшей мере, одной мембраной с центральным отверстием, охватывающей наружную поверхность седла клапана запитки, которое смонтировано в ударнике, причем ударник с седлом клапана запитки установлены с возможностью перемещения относительно мембраны.The closest analogue in technical essence and the set of essential features is the pneumatic exciter according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 118950, B65G 27/22, publ. 08/10/2012, including a housing in which the drummer is located, record a valve with a saddle, a forward chamber formed by a drummer, a power valve and a housing, and a reverse chamber formed by a drummer, an exhaust valve for exhaust compressed air and a sealant equipped with at least one membrane with a Central hole covering the outer surface of the seat of the power valve, which is mounted in the hammer, and the hammer with the seat of the power valve mounted to move relative to the membrane.

Недостатком конструкции, как и в предыдущем аналоге, является невозможность использования устройства для интенсификации бурения скважин путем наложения вибраций непосредственно на породоразрушающий инструмент, обусловленная отсутствием в нем осевого канала, необходимого для размещения буровой штанги и вывода шлама, что сужает область ее применения.The design drawback, as in the previous analogue, is the impossibility of using the device to intensify well drilling by applying vibrations directly to the rock cutting tool, due to the absence of an axial channel in it necessary to accommodate the drill rod and the output of cuttings, which narrows the scope of its application.

Технической задачей предлагаемого решения является расширение области применения пневматического вибратора за счет возможности интенсификации буровых работ путем наложения вибраций непосредственно на породоразрушающий инструмент, закрепленный на буровой штанге при повышении эффективности и надежности работы.The technical task of the proposed solution is to expand the scope of application of a pneumatic vibrator due to the possibility of intensification of drilling operations by applying vibrations directly to the rock cutting tool, mounted on the drill rod while increasing efficiency and reliability.

Поставленная задача достигается за счет того, что пневматический вибратор, включающий корпус, в котором размещены ударник, закрепленный на регулировочной гайке клапан запитки с седлом, смонтированным в ударнике соосно с ним, по меньшей мере, одна мембрана с центральным отверстием, охватывающая наружную поверхность седла клапана запитки, герметизатор, закрепленный в основании корпуса, клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха, взаимодействующий с герметизатором, при этом корпусом, клапаном запитки и мембраной образована камера прямого хода, а ударником, клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха - камера обратного хода, причем на ударнике под мембраной поставлен упругий ограничитель и ударник связан с корпусом, по крайней мере, двумя упругими подвесками, выполненными в виде плоских колец, согласно техническому решению снабжен полым цилиндром, размещенным в осевом канале ударника и седла клапана запитки.This object is achieved due to the fact that the pneumatic vibrator, including the housing in which the drummer is located, is attached to the adjusting nut, the power valve with a seat mounted in the drummer coaxially with it, at least one membrane with a Central hole covering the outer surface of the valve seat a feed, a sealant secured to the base of the housing, an exhaust valve for exhaust compressed air interacting with the sealant, while the housing, the feed valve and the membrane are directly formed of the stroke, and the striker, the exhaust valve for exhaust compressed air - a return chamber, and on the striker under the membrane an elastic limiter is placed and the striker is connected to the housing with at least two elastic suspensions made in the form of flat rings, according to the technical solution it is equipped with a hollow cylinder placed in the axial channel of the hammer and the seat of the power valve.

Предложенное техническое решение приводит к интенсификации буровых работ путем наложения вибраций непосредственно на породоразрушающий инструмент, закрепленный на буровой штанге, что расширяет область применения пневматического вибратора.The proposed technical solution leads to the intensification of drilling operations by applying vibrations directly to the rock cutting tool mounted on the drill rod, which expands the scope of application of the pneumatic vibrator.

Целесообразно между клапаном запитки и регулировочной гайкой установить упругий ограничитель в виде резинового кольца, плотно насаженного на полый цилиндр. Это обеспечивает лучшую герметизацию камеры прямого хода и значительно уменьшает утечки подводимого сжатого воздуха через посадочный зазор между регулировочной гайкой и полым цилиндром, что повышает эффективность работы пневматического вибратора.It is advisable to install an elastic stop in the form of a rubber ring tightly mounted on the hollow cylinder between the power valve and the adjusting nut. This provides better sealing of the forward chamber and significantly reduces leakage of compressed air through the landing gap between the adjusting nut and the hollow cylinder, which increases the efficiency of the pneumatic vibrator.

Целесообразно в герметизаторе и полом цилиндре выполнить соосные выхлопные каналы. Это обеспечивает выхлоп отработанного сжатого воздуха в полость цилиндра, что способствует лучшему выводу шлама из забоя и, соответственно, повышает эффективность буровых работ.It is advisable to make coaxial exhaust channels in the sealant and hollow cylinder. This ensures that exhaust compressed air is exhausted into the cylinder cavity, which contributes to better removal of sludge from the bottom and, accordingly, increases the efficiency of drilling operations.

Целесообразно нижнюю упругую подвеску и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха выполнить за одно целое, что упрощает конструкцию пневматического вибратора, повышая его надежность.It is advisable to lower elastic suspension and exhaust valve exhaust compressed air to perform in one piece, which simplifies the design of the pneumatic vibrator, increasing its reliability.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения пневматического вибратора и чертежами фиг.1, 2 и 3. На фиг.1 представлен общий вид пневматического вибратора, осевой разрез, в исходном положении, когда камера прямого хода соединена с камерой обратного хода и они герметизированы. На фиг.2 - то же, что на фиг.1, но между клапаном запитки и регулировочной гайкой установлен упругий ограничитель в виде резинового кольца, плотно насаженного на полый цилиндр, в герметизаторе и полом цилиндре выполнены соосные выхлопные каналы, а нижняя упругая подвеска и клапан выхлопа отработанного сжатого воздуха выполнены за одно целое; на фиг.3 - то же, что на фиг.2, но в период выхлопа, когда камера прямого хода отсечена от камеры обратного хода.The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific embodiment of a pneumatic vibrator and by the drawings of figures 1, 2 and 3. Figure 1 shows a general view of a pneumatic vibrator, an axial section, in the initial position, when the forward-facing chamber is connected to the reverse chamber and they are sealed. In Fig. 2, it is the same as in Fig. 1, but between the feeding valve and the adjusting nut an elastic stop is installed in the form of a rubber ring tightly mounted on the hollow cylinder, coaxial exhaust channels are made in the sealant and the hollow cylinder, and the lower elastic suspension and exhaust valve exhaust compressed air made in one piece; figure 3 is the same as in figure 2, but in the exhaust period, when the forward camera is cut off from the reverse camera.

Пневматический вибратор состоит из корпуса, выполненного в виде основания 1 (фиг.1, 2, 3), обечайки 2 и крышки 3. В крышке 3 подвижно установлена регулировочная гайка 4 и закрепленный на ней клапан 5 запитки с образованием надклапанной полости А. Между регулировочной гайкой 4 в крышке 3 корпуса и клапаном 5 запитки целесообразно установить упругий ограничитель 6 в виде резинового кольца, плотно насаженного на полый цилиндр 7, размещенный в осевом канале ударника 8 и седла 9 клапана 5 запитки и закрепленный в основании 1 корпуса. Для подвода сжатого воздуха в регулировочной гайке 4 предусмотрен штуцер 10, который через надклапанную полость А и каналы 11 в клапане 5 запитки сообщен с камерой Б прямого хода. Наружную поверхность седла 9 клапана 5 запитки, смонтированного в ударнике 8 соосно с ним, охватывает по меньшей мере одна мембрана 12, например, две мембраны 12, которые неподвижно соединены с крышкой 3 корпуса. Камера Б прямого хода, образована корпусом, клапаном 5 запитки и мембранами 12. Под мембранами 12 на ударнике 8 установлен упругий ограничитель 13. Ударник 8 связан с корпусом, по крайней мере, двумя упругими подвесками 14, 15, выполненными в виде плоских колец, например, из конвейерной ленты. Клапан 16 выхлопа отработанного сжатого воздуха (фиг.1) с каналами 17, 18 центральным отверстием охватывает полый цилиндр 7 и с нижней поверхностью ударника 8 образуют камеру В обратного хода. Упругую подвеску 15 и клапан 16 выхлопа отработанного сжатого воздуха целесообразно выполнить за одно целое (фиг.2, 3), образуя сдвоенный клапан выхлопа (далее - клапан 16 выхлопа). Камера Б прямого хода и камера В обратного хода сообщены между собой кольцевым каналом 19, образованным седлом 9, ударником 8 и полым цилиндром 7, причем активная площадь камеры В обратного хода со стороны нижней поверхности ударника 8 всегда больше активной площади камеры Б прямого хода. В основании 1 корпуса установлен герметизатор 20, с которым взаимодействует клапан 16 выхлопа, и периодически перекрывает каналы 17 и 18. Упругая подвеска 15 и основание 1 корпуса образуют камеру Г, играющую роль глушителя, из которой отработанный сжатый воздух выхлопывается в атмосферу через отверстия 21 (фиг.1), предусмотренные в основании 1 корпуса. В герметизаторе 20 и полом цилиндре 7 целесообразно выполнить соосные выхлопные каналы 22, 23 соответственно, через которые отработанный сжатый воздух выходит в полость 24 полого цилиндра 7 (фиг.2, 3).The pneumatic vibrator consists of a housing made in the form of a base 1 (Figs. 1, 2, 3), a shell 2 and a cover 3. In the cover 3, the adjusting nut 4 and the power supply valve 5 attached to it are formed with the formation of an overvalve cavity A. Between the adjusting cavity it is advisable to install an elastic limiter 6 in the form of a rubber ring tightly mounted on a hollow cylinder 7 located in the axial channel of the hammer 8 and the seat 9 of the power valve 5 and fixed in the base 1 of the housing with the nut 4 in the cover 3 of the housing and the power valve 5. For supplying compressed air, a fitting 10 is provided in the adjusting nut 4, which is connected to the forward-flow chamber B through the supravalve cavity A and channels 11 in the supply valve 5. At least one membrane 12, for example, two membranes 12, which are fixedly connected to the housing cover 3, covers the outer surface of the seat 9 of the power valve 5 mounted in the drum 8 coaxially with it. The forward-flow chamber B is formed by a housing, a power valve 5, and membranes 12. An elastic stopper 13 is installed under the membranes 12 on the hammer 8. The hammer 8 is connected to the housing with at least two elastic suspensions 14, 15 made in the form of flat rings, for example made from conveyor belt. The exhaust gas exhaust valve 16 (FIG. 1) with channels 17, 18 with a central hole covers a hollow cylinder 7 and with a lower surface of the hammer 8 form a return chamber B. The elastic suspension 15 and the exhaust valve 16 for exhaust compressed air, it is advisable to perform in one piece (figure 2, 3), forming a double exhaust valve (hereinafter - the exhaust valve 16). The forward chamber B and the reverse chamber B are interconnected by an annular channel 19 formed by the saddle 9, the striker 8 and the hollow cylinder 7, the active area of the reverse chamber B from the lower surface of the striker 8 is always larger than the active area of the forward chamber B. At the base 1 of the casing, a sealant 20 is installed, with which the exhaust valve 16 interacts, and periodically blocks the channels 17 and 18. The elastic suspension 15 and the base 1 of the casing form a chamber G, which plays the role of a silencer, from which the exhausted compressed air is exhausted into the atmosphere through openings 21 ( figure 1), provided in the base 1 of the housing. In the seal 20 and the hollow cylinder 7, it is advisable to make coaxial exhaust channels 22, 23, respectively, through which the exhaust compressed air enters the cavity 24 of the hollow cylinder 7 (Fig.2, 3).

Пневматический вибратор работает следующим образом.Pneumatic vibrator operates as follows.

В исходном положении сжатый воздух через штуцер 10 (фиг.1, 2) надклапанную полость А и каналы 11 в клапане 5 запитки поступает в камеру Б прямого хода, при этом мембраны 12 деформируются и скользят вниз по наружной поверхности седла 9 клапана 5 запитки, прижимаясь к ударнику 8 и упругому ограничителю 13. Одновременно по кольцевому каналу 19 сжатый воздух поступает в камеру В обратного хода и перемещает при этом ударник 8 вверх относительно корпуса (фиг.3). Перемещение ударника 8 осуществляется до тех пор, пока не произойдет разгерметизация камеры В обратного хода и разъединение камер Б и В. Разъединение камер Б и В происходит в момент касания кромкой Д седла 9 клапана 5 запитки. Одновременно упругие подвески 14 и 15 вытягиваются в конус и накапливают потенциальную энергию. Отработанный сжатый воздух из камеры В обратного хода (по стрелкам на фиг.3) через каналы 17, 18 попадает в камеру Г и через выхлопные каналы 22 и 23 выходит в полость 24 полого цилиндра 7 и далее в атмосферу.In the initial position, compressed air through the nozzle 10 (Fig. 1, 2) of the valve valve cavity A and the channels 11 in the feeding valve 5 enters the forward-flow chamber B, while the membranes 12 are deformed and slide down the outer surface of the seat 9 of the feeding valve 5, pressing to the hammer 8 and the elastic limiter 13. Simultaneously, through the annular channel 19, the compressed air enters the reverse chamber B and moves the hammer 8 upward relative to the housing (FIG. 3). The movement of the hammer 8 is carried out until the depressurization of the reverse chamber B occurs and the chambers B and C are disconnected. The chambers B and C are disconnected when edge D of the seat 9 touches the power valve 5. At the same time, the elastic pendants 14 and 15 are pulled into a cone and accumulate potential energy. The exhausted compressed air from the reverse chamber B (according to the arrows in FIG. 3) enters the chamber D through the channels 17, 18 and through the exhaust channels 22 and 23 enters the cavity 24 of the hollow cylinder 7 and then into the atmosphere.

Действие сжатого воздуха в камере Б прямого хода на мембраны 12 и далее на торец ударника 8 и накопленная потенциальная энергия упругих подвесок 14, 15 заставляют с ускорением двигаться вниз ударник 8, в котором накапливается кинетическая энергия прямого хода. В конце прямого хода ударника 8 происходит герметизация камеры В обратного хода, кинетическая энергия ударника 8 через клапан 16 выхлопа и через воздушную подушку в камере В обратного хода реализуется в виде импульса силы по герметизатору 20, закрепленному в основании 1 корпуса, и, соответственно, по устройству, на котором пневматический вибратор закреплен, например, по породоразрушающему инструменту.The action of compressed air in the forward-flow chamber B on the membranes 12 and further on the end face of the impactor 8 and the stored potential energy of the elastic suspensions 14, 15 cause the impactor 8 to accelerate downward, in which the forward kinetic energy is accumulated. At the end of the forward stroke of the striker 8, the reverse chamber B is sealed, the kinetic energy of the striker 8 through the exhaust valve 16 and through the air cushion in the reverse chamber B is realized as a force pulse through the sealant 20 fixed in the base 1 of the housing, and, accordingly, a device on which a pneumatic vibrator is mounted, for example, through a rock cutting tool.

Далее цикл работы пневматического вибратора повторяется.Next, the cycle of the pneumatic vibrator is repeated.

Claims

1. Pneumatic vibrator, comprising a housing in which a drummer is placed, a power valve mounted on an adjusting nut, with a seat mounted coaxially with it, at least one membrane with a central hole covering the outer surface of the power valve seat, a sealant, mounted in the base of the body, the exhaust valve for exhaust compressed air interacting with the sealant, while the body, the power valve and the membrane formed a forward chamber, and the hammer, exhaust valve worked out compressed air is a return chamber, and an elastic limiter is placed on the drummer under the membrane and the drummer is connected to the housing by at least two elastic suspensions made in the form of flat rings, characterized in that it is equipped with a hollow cylinder located in the axial channel of the drummer and power valve seats.

2. The pneumatic vibrator according to claim 1, characterized in that between the power valve and the adjusting nut an elastic stop is installed in the form of a rubber ring tightly mounted on the hollow cylinder.

3. The pneumatic vibrator according to claim 1, characterized in that coaxial exhaust channels are made in the sealant and the hollow cylinder.

4. Pneumatic vibrator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lower elastic suspension and the exhaust valve for exhaust compressed air are made in one piece.