RU156306U1 - Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия - Google Patents

Abstract

1. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия, содержащая корпус и размещенный в нем ударник, образующие верхнюю и нижнюю камеры, вакуум-компрессор, соединенный с верхней камерой, и по меньшей мере с одним ресивером, соединенным с верхней камерой, магнитный фиксатор для ударника, установленный в верхней камере, и рабочий инструмент, при этом нижняя камера соединена с атмосферой, отличающаяся тем, что вакуум-компрессор расположен в верхней части корпуса, содержит по меньшей мере одну пару установленных встречно друг другу всасывающими отверстиями центробежных компрессионно-вакуумных механизмов, имеющих общий канал и соединенных с диском, образующим камеры над и под диском, причем камера над диском соединена с атмосферой, а диск отсекает упомянутую верхнюю камеру и камеру под ним от атмосферы, при этом упомянутые центробежные компрессионно-вакуумные механизмы электрически соединены с трехпозиционным переключателем, который электрически соединен с источником тока.2. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия по п. 1, отличающаяся тем, что ресивер выполнен в виде эластичной оболочки.3. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса с вакуум-компрессором выполнена съемной и приспособлена с помощью насадок для установки в корпусах любого диаметра.

Description

Техническое решение относится к горному делу, а именно к машинам ударного действия, и может найти применение для отбойки монолитов, в строительстве для разрушения устаревших фундаментов, при реконструкции зданий, при прокладке трубопроводов, а также в сейсморазведке как механический источник возбуждения сейсмических волн на малых глубинах.

Известен импульсный источник Дино-Сорс фирмы «Джиометрикс», Франция (Палагин В.В. и др. Сейсморазведка малых глубин. - М.: »Недра», 1989, с. 19). Этот импульсный источник представляет собой поршень-боек, который перемещается в цилиндре-трубе, выполняющей роль направляющей. Приводом является бензоагрегат с воздушным насосом, который создает недостаток и избыток давления по разные стороны поршня-бойка, вызывая его подъем или опускание. В верхней части цилиндра-трубы имеется защелка, при помощи которой фиксируется поршень-боек в верхнем положении. После этого создается максимальный перепад давлений. Защелка отпускается и поршень-боек стремится вниз, нанося удар по подложке. Управление ручное. Время между воздействиями 20 с.

Недостатком такого импульсного источника является очень большой интервал между воздействиями из-за использования механической защелки, что практически исключает возможность его применения для накопления и обработки данных от серии ударов. Известно, что оптимальный интервал между воздействиями не должен превышать 2 с. Использование защелки приводит также к ее истиранию и частым поломкам. В результате снижается эффективность и надежность работы импульсного источника.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является компрессионно-вакуумная машина ударного действия, первый вариант по патенту РФ №2455444, E21B 1/00, B25D 11/00, опубл. 10.07.2012, Бюл. №19, содержащая корпус и размещенный в нем ударник, образующие нижнюю и верхнюю камеры, вакуум-компрессор, соединенный с верхней камерой, фиксатор для ударника, установленный в верхней части корпуса, и рабочий инструмент. Машина оснащена блоком управления, соединенным с вакуум-компрессором, а фиксатор для ударника выполнен в виде магнита с управляющей катушкой, соединенной с блоком управления, при этом нижняя камера соединена с атмосферой.

Одним из недостатков данной машины является низкая энергия ударов, зависящая лишь от высоты корпуса и массы ударника, что снижает эффективность ее работы. Кроме того, громоздкая и сложная конструкция машины снижает надежность ее работы и мобильность.

Другим недостатком этой машины является возможность использования ее только в вертикальном положении, что ограничивает возможности ее применения.

Технические задачи - повышение эффективности работы компрессионно-вакуумной ударной машины двойного действия за счет увеличения частоты и энергии ударов путем дополнительного разгона ударника, повышение надежности ее работы и мобильности за счет уменьшения габаритов и массы в целом путем упрощения конструкции, расширение возможностей ее применения за счет работы в любом направлении.

Решение поставленных задач достигается тем, что в компрессионно-вакуумной ударной машине двойного действия (далее - КВУМДД), содержащей корпус и размещенный в нем ударник, образующие верхнюю и нижнюю камеры, вакуум-компрессор, соединенный с верхней камерой, и по меньшей мере с одним ресивером, соединенным с верхней камерой, магнитный фиксатор для ударника, установленный в верхней камере, и рабочий инструмент, при этом нижняя камера соединена с атмосферой, согласно техническому решению вакуум-компрессор, расположенный в верхней части корпуса, содержит по меньшей мере одну пару центробежных компрессионно-вакуумных механизмов, установленных встречно друг другу всасывающими отверстиями, имеющих общий канал и соединенных с диском, образующим камеры над и под диском, причем камера над диском соединена с атмосферой, и отсекающим упомянутую верхнюю камеру и камеру под диском от атмосферы, при этом упомянутые центробежные компрессионно-вакуумные механизмы электрически соединены с трехпозиционным переключателем, который электрически соединен с источником тока.

Указанная совокупность признаков позволяет не только поднимать ударник, но и воздействовать на него со стороны верхней камеры, т.е. придавать ударнику дополнительный разгон, увеличенный до 2÷3g, что значительно повышает частоту и энергию ударов, а следовательно, и эффективность работы КВУМДД.

Расположение вакуум-компрессора в корпусе КВУМДД повышает надежность ее работы и мобильность. Трехпозиционный переключатель упрощает управление машиной и, как следствие, повышает надежность ее работы. Кроме того, КВУМДД может совершать удары в наклонном, горизонтальном направлениях и даже вверх, что значительно расширяет возможности ее применения.

Целесообразно, чтобы ресивер был выполнен в виде эластичной оболочки, что снижает массу, габариты и более удобно при транспортировке КВУМДД. Энергия, накопившаяся в ресивере при обратном ходе ударника, а также за счет механической энергии, сжимающей ресивер, поскольку его оболочка эластичная (например, резиновая), позволяет придавать ударнику дополнительный разгон, что также повышает энергию ударов, а следовательно, эффективность работы КВУМДД.

Целесообразно, чтобы верхняя часть корпуса с вакуум-компрессором была выполнена съемной и приспособлена с помощью насадок для установки ее в корпусах любого диаметра. Это дает возможность увеличить эффективность работы КВУМДД за счет расширения возможности ее применения.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения КВУМДД и чертежом, где показан общий вид машины с одной парой центробежных компрессионно-вакуумных механизмов в продольном разрезе и в статическом состоянии; пунктирной линией показан ресивер в рабочем состоянии.

КВУМДД содержит (см. чертеж) корпус 1, размещенный в нем ударник 2, образующие верхнюю 3 и нижнюю 4 камеры, вакуум-компрессор, расположенный в верхней части корпуса 1 и соединенный с верхней камерой 3, содержащий по меньшей мере одну пару центробежных компрессионно-вакуумных механизмов - нижний 5 и верхний 6, установленные встречно друг другу всасывающими отверстиями 7 и 8 соответственно и имеющие общий канал 9 через отверстие (поз. не обозначено) в диске 10, по меньшей мере один ресивер 11, выполненный в виде эластичной оболочки и соединенный с верхней камерой 3, магнитный фиксатор 12 для ударника 2 с диэлектрическими пластинами 13, установленный в верхней камере 3, связанный упруго с монтажным диском 14. Нижний 5 и верхний 6 центробежные компрессионно-вакуумные механизмы соединены электрическими связями 15 с трехпозиционным переключателем 16, который электрически соединен с источником 17 тока. От дождя, снега и пыли предусмотрена крышка 18. Нижняя камера 4 постоянно соединена с атмосферой через окна 19 корпуса 1. Диск 10 образует камеры над и под диском 10 и отсекает верхнюю камеру 3 и камеру под диском 10 от атмосферы. Камера (поз. не обозначена) над диском 10 соединена с атмосферой через окна 20 корпуса 1, а камера (поз. не обозначена) под диском 10 - с верхней камерой 3 через окна 21 монтажного диска 14, отделяющего верхнюю часть корпуса 1 от верхней камеры 3. Ударник 2 в исходном положении расположен на рабочем инструменте 22, который выполнен в виде плиты (на чертеже) для сейсморазведки, либо в виде наковальни - для забивки труб, либо в виде зубила - в горном деле для отбойки монолитов. Рабочий инструмент 22 может быть присоединен к нижней части корпуса 1, либо нет. Верхняя часть 23 корпуса 1 с вакуум-компрессором может быть выполнена съемной и быть приспособлена с помощью насадок (на чертеже не показаны) для установки ее в корпусах любого диаметра.

КВУМДД работает следующим образом. В исходном (нижнем) положении ударник 2 расположен на рабочем инструменте 22, трехпозиционный переключатель 16 находится в нейтральном (среднем) положении, центробежные компрессионно-вакуумные механизмы 5 и 6 отключены от источника 17 тока. При переводе трехпозиционного переключателя 16 в верхнее положение, посредством электрической связи 15 от источника 17 тока включается верхний 6 центробежный компрессионно-вакуумный механизм, который через всасывающее отверстие 8 откачивает воздух из верхней камеры 3 через окна 21 монтажного диска 14 и общий канал 9 центробежных компрессионно-вакуумных механизмов 5 и 6 в камеру над диском 10, затем через окна 20 корпуса 1 выхлапывает его в атмосферу. В камере над диском 10 и в верхней камере 3 образуется вакуум, а нижняя камера 4 соединена окнами 19 корпуса 1 с атмосферой. Ударник 2 начинает движение вверх. В верхнем положении ударник 2 сцепляется через диэлектрические пластины 13 с магнитным фиксатором 12. Трехпозиционный переключатель 16 переводят в нейтральное положение, отключая от источника 17 тока верхний 6 центробежный компрессионно-вакуумный механизм. При переводе трехпозиционного переключателя 16 в нижнее положение, посредством электрической связи 15 от источника 17 тока включается нижний 5 центробежный компрессионно-вакуумный механизм. В верхней камере 3 и камере под диском 10 создается давление воздуха, нагнетаемого нижним 5 центробежным компрессионно-вакуумным механизмом из атмосферы через всасывающее отверстие 7 через окна 20 корпуса 1 и общий канал 9 центробежных компрессионно-вакуумных механизмов 5 и 6. Ресивер 11 наполняется воздухом и растягивается. Давление в ресивере 11 и в камере под диском 10 повышается. Сила отрыва ударника 2 от магнитного фиксатора 12 задается толщиной диэлектрических пластин 13. При заданном давлении воздуха, определяемом экспериментально и зависящим от необходимой энергии удара, ударник 2 отрывается от магнитного фиксатора 12 и устремляется вниз под действием силы тяжести, давления в камере под диском 10 и давления в ресивере 11. В конце прямого хода ударник 2 наносит удар по рабочему инструменту 22. Цикл повторяется.

Таким образом, разгон ударника 2 происходит не только благодаря силе тяжести, но и дополнительно от пневматического воздействия вакуум-компрессора и ресивера 11, что позволяет отнести данную машину к типу машин двойного действия.

Съемная верхняя часть 23 корпуса 1 с вакуум-компрессором может быть установлена в корпусах любого диаметра посредством соответствующих насадок, что значительно расширяет возможности применения КВУМДД.

Claims (3)

1. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия, содержащая корпус и размещенный в нем ударник, образующие верхнюю и нижнюю камеры, вакуум-компрессор, соединенный с верхней камерой, и по меньшей мере с одним ресивером, соединенным с верхней камерой, магнитный фиксатор для ударника, установленный в верхней камере, и рабочий инструмент, при этом нижняя камера соединена с атмосферой, отличающаяся тем, что вакуум-компрессор расположен в верхней части корпуса, содержит по меньшей мере одну пару установленных встречно друг другу всасывающими отверстиями центробежных компрессионно-вакуумных механизмов, имеющих общий канал и соединенных с диском, образующим камеры над и под диском, причем камера над диском соединена с атмосферой, а диск отсекает упомянутую верхнюю камеру и камеру под ним от атмосферы, при этом упомянутые центробежные компрессионно-вакуумные механизмы электрически соединены с трехпозиционным переключателем, который электрически соединен с источником тока.

2. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия по п. 1, отличающаяся тем, что ресивер выполнен в виде эластичной оболочки.

3. Компрессионно-вакуумная ударная машина двойного действия по п. 1, отличающаяся тем, что верхняя часть корпуса с вакуум-компрессором выполнена съемной и приспособлена с помощью насадок для установки в корпусах любого диаметра.

Images