RU2179225C2 - Silencer of air drills - Google Patents
Silencer of air drills Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179225C2 RU2179225C2 RU99127893A RU99127893A RU2179225C2 RU 2179225 C2 RU2179225 C2 RU 2179225C2 RU 99127893 A RU99127893 A RU 99127893A RU 99127893 A RU99127893 A RU 99127893A RU 2179225 C2 RU2179225 C2 RU 2179225C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diaphragm
- silencer
- exhaust
- area
- exhaust port
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к машинам ударного действия для разрушения горных пород и бурения шпуров в горных породах в горнорудной и строительной промышленности. The invention relates to impact machines for the destruction of rocks and drilling holes in rocks in the mining and construction industries.
Известен глушитель шума, состоящий из корпуса с металлокерамическими кольцевыми диафрагмами, размещенными одна в другой, при этом наружная поверхность внутренней диафрагмы и внутренняя поверхность внешней диафрагмы выполнены коническими, а наружная поверхность внешней диафрагмы и внутренняя поверхность внутренней диафрагмы выполнены цилиндрическими (1). Эффективная работа такого глушителя шума в течение длительного времени возможна только при тщательной очистке сжатого воздуха, поступающего в пневматическую машину и выходящего через выхлопные каналы и патрубки. В случае установки такого глушителя на пневматические перфораторы, где через выхлопные отверстия цилиндра в глушитель попадают твердые частицы горных пород, пористые диафрагмы такой конструкции быстро засоряются, уменьшается их проницаемость, и перфоратор теряет мощность из-за возросшего недовыхлопа в рабочей области цилиндра. Частицы горных пород попадают внутрь перфоратора каждый раз после длительных перерывов в работе, например, после выходных дней. Из металлических трубопроводов вместе со сжатым воздухом поступают частички ржавчины, которые чаще всего не удерживаются имеющимися сетчатыми фильтрами из-за своего малого размера (менее 1 мм). A noise muffler is known, consisting of a body with ceramic-metal annular diaphragms placed one in the other, while the outer surface of the inner diaphragm and the inner surface of the outer diaphragm are made conical, and the outer surface of the outer diaphragm and the inner surface of the inner diaphragm are cylindrical (1). The effective operation of such a silencer for a long time is possible only with thorough cleaning of the compressed air entering the pneumatic machine and exiting through the exhaust channels and nozzles. In the case of installing such a muffler on pneumatic punchers, where solid rock particles enter the muffler through the exhaust openings of the rock, porous diaphragms of this design quickly become clogged, their permeability decreases, and the puncher loses power due to increased under-exhaust in the cylinder working area. Rock particles get inside the perforator every time after long interruptions in work, for example, after days off. Particles of rust come from metal pipelines along with compressed air, which are most often not held by existing strainers due to their small size (less than 1 mm).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является глушитель шума, состоящий из корпуса с выхлопным окном и гасящими экранами и перегородками, образующими параллельные камеры. При этом корпус, экраны и перегородка выполнены из эластичного материала (2). Этими глушителями в настоящее время комплектуются все пневматические переносные перфораторы, выпускаемые в России. Неоднократные измерения показали, что применение этого вида глушителя позволяет уменьшить эквивалентный уровень звука со 125 до 117 дБА. Дальнейшие попытки уменьшения эквивалентного уровня звука путем увеличения объема корпуса глушителя, различным расположением экранов и перегородок эффекта не дали. Можно считать, что из этого технического решения уже получен максимальный эффект, и для дальнейшего снижения уровня шума пневматических перфораторов необходимы другие пути. The closest in technical essence and the achieved positive effect is a noise muffler, consisting of a housing with an exhaust window and extinguishing screens and partitions forming parallel chambers. In this case, the body, screens and partition are made of elastic material (2). These silencers are currently equipped with all pneumatic portable rotary hammers manufactured in Russia. Repeated measurements have shown that the use of this type of silencer reduces the equivalent sound level from 125 to 117 dBA. Further attempts to reduce the equivalent sound level by increasing the volume of the silencer body, the different arrangement of screens and partitions did not give effect. We can assume that the maximum effect has already been obtained from this technical solution, and other ways are needed to further reduce the noise level of pneumatic drills.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности глушения шума при высокой надежности работы глушителя. Глушитель шума пневматических перфораторов по заявляемому изобретению состоит из корпуса с одной или несколькими перегородками и гасящими экранами, выполненными из эластичного материала, выхлопного окна и диафрагмы, выполненной из пористого материала. Отличительным признаком является то, что к выхлопному окну присоединена заключенная в кожух диафрагма, которая выполнена в форме пустотелого конуса из пористого материала, при этом внутренняя поверхность диафрагмы выполнена конусной, а ее площадь соотносится с площадью выхлопного окна как (8. . . 12)/Кп, где Кп - коэффициент проницаемости материала диафрагмы, а в вершине конуса диафрагмы расположено сквозное отверстие, площадь поперечного сечения которого составляет 0,01...0,06% от площади поперечного сечения цилиндра перфоратора.The task of the invention is to increase the efficiency of noise suppression with high reliability of the muffler. The silencer of pneumatic perforators according to the claimed invention consists of a housing with one or more partitions and damping screens made of elastic material, an exhaust window and a diaphragm made of porous material. A distinctive feature is that a diaphragm enclosed in a casing, which is made in the form of a hollow cone of porous material, is attached to the exhaust window, while the inner surface of the diaphragm is conical, and its area is related to the area of the exhaust window as (8. ... 12) / K p , where K p is the permeability coefficient of the diaphragm material, and a through hole is located at the top of the diaphragm cone, the cross-sectional area of which is 0.01 ... 0.06% of the cross-sectional area of the perforator cylinder.
Такое исполнение глушителя шума позволяет уменьшить эквивалентный уровень звука в сравнении с прототипом (2) реально на 4...6 дБА, а в сравнении с прототипом (1) увеличить надежность и срок службы диафрагмы до ее засорения в несколько раз, поскольку твердые частицы, вылетающие из выхлопного окна, летят напрямую к вершине внутреннего конуса и выбрасываются через отверстие в ней, не засоряя поры материала диафрагмы. This performance of the silencer can reduce the equivalent sound level in comparison with the prototype (2) really by 4 ... 6 dBA, and in comparison with the prototype (1) increase the reliability and durability of the diaphragm before it becomes clogged several times, since solid particles departing from the exhaust window, fly directly to the top of the inner cone and are ejected through the hole in it without clogging the pores of the diaphragm material.
При изучении других технических решений в данной области технические признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены. In the study of other technical solutions in this field, technical features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен глушитель шума пневматического перфоратора в разрезе. The invention is illustrated by the drawing, which shows the silencer of a pneumatic hammer drill in section.
Глушитель шума крепится на цилиндре пневматического перфоратора 1 против выхлопной щели 2. Собственно глушитель шума состоит из корпуса 3, внутри которого расположены гасящие экраны 4 и перегородка 5, делящая объем корпуса 3 на две равные части. Корпус 3 имеет выхлопное окно 6, по контуру которого закреплен кожух 7 с диафрагмой 8 в виде пустотелого конуса. В вершине конуса диафрагмы 8 расположено сквозное отверстие 9. The silencer is mounted on the cylinder of the pneumatic hammer 1 against the exhaust slot 2. The silencer itself consists of a housing 3, inside of which there are damping screens 4 and a partition 5, dividing the volume of the housing 3 into two equal parts. The housing 3 has an exhaust window 6, along the contour of which a casing 7 is fixed with a diaphragm 8 in the form of a hollow cone. At the top of the cone of the diaphragm 8 is a through hole 9.
Глушитель шума пневматических перфораторов работает следующим образом. В процессе работы пневматический перфоратор дважды за каждый цикл производит выхлоп сжатого воздуха из камер - рабочий и холостой. Сжатый воздух из камер цилиндра перфоратора 1 через выхлопную щель 2 поступает внутрь корпуса 3. Оптимальный с точки зрения глушения шума объем корпуса 3 составляет 1...1,5 объема рабочей камеры пневматического перфоратора. Silencer pneumatic rotary hammers works as follows. In the process, a pneumatic hammer drill twice per cycle produces compressed air from the chambers - working and idle. Compressed air from the chambers of the cylinder of the hammer drill 1 through the exhaust slot 2 enters the inside of the housing 3. Optimal from the point of view of damping the noise, the volume of the housing 3 is 1 ... 1.5 of the volume of the working chamber of a pneumatic hammer.
Гасящие экраны 4 и перегородка 5 дробят струю сжатого воздуха, выходящую из выхлопной щели 2, создают внутри корпуса 3 вихревые потоки, перемешивающие массу воздуха и сглаживающие передний фронт струи с высоким скоростным напором. Этот передний фронт создает существенную часть звукового давления в высокооктавных составляющих спектра частот. Перемешивание воздуха в корпусе 3 гасящими экранами 4 и перегородкой 5 растягивают время выхлопа и снижают скорость истечения воздуха через выхлопное окно 6, делая поток воздуха менее импульсным. Это обеспечивает снижение эквивалентного уровня звука на 4...6 дБА. The quenching screens 4 and the baffle 5 crush a stream of compressed air leaving the exhaust gap 2, create vortex flows inside the housing 3, mixing the mass of air and smoothing the front front of the jet with high speed pressure. This leading edge creates an essential part of sound pressure in the high-octave components of the frequency spectrum. Mixing the air in the housing 3 with the quenching screens 4 and the baffle 5 stretch the exhaust time and reduce the rate of air flow through the exhaust window 6, making the air flow less impulsive. This provides a reduction in equivalent sound level by 4 ... 6 dBA.
Выровненный поток воздуха из выхлопного окна 6 поступает во внутреннюю полость корпусной диафрагмы 8, изготовленной из пористого материала с высокой степенью проницаемости. В качестве материала диафрагмы может быть использована металлокерамика, гранулированный полиэтилен или другой полимер, прессованная проволочная "путанка" (металлорезина) и пр. Воздух выхлопа через поры диафрагмы истекает в пространство, ограниченное кожухом 7. При прохождении воздуха выхлопа через диафрагму 8 еще более растягивается импульс выхлопа, увеличивается площадь истечения воздуха при одновременном снижении скорости течения воздуха, что позволяет снизить неравномерность течения потока и уменьшить излучение звука потока. The aligned air flow from the exhaust window 6 enters the internal cavity of the housing diaphragm 8 made of a porous material with a high degree of permeability. As the material of the diaphragm, cermet, granular polyethylene or another polymer, extruded wire "tangle" (metal rubber), etc. can be used. The exhaust air flows through the pores of the diaphragm into the space bounded by the casing 7. When the exhaust air passes through the diaphragm 8, the pulse is stretched even more exhaust, the area of the air flow increases while reducing the speed of the air flow, which allows to reduce the unevenness of the flow and to reduce the emission of sound from the stream.
В процессе эксплуатации пневматических перфораторов при их подсоединении к воздушной магистрали, а также после длительных перерывов в работе, например, после выходных дней, в перфоратор поступает загрязненный пылью и ржавчиной сжатый воздух. Размеры твердых частиц пыли и ржавчины достаточно малы и не задерживаются сетчатыми фильтрами на входе в перфоратор (если таковые имеются). Попадая внутрь перфоратора, эти частицы выбрасываются затем сжатым воздухом через выхлопную щель 2 в глушитель. Вместе со сжатым воздухом твердые частицы попадают во внутреннюю полость диафрагмы 8 и устремляются к вершине конуса, откуда через отверстие 9 в вершине выбрасываются наружу. During operation of pneumatic perforators when they are connected to the air line, and also after long interruptions in work, for example, after weekends, compressed air contaminated with dust and rust enters the perforator. The sizes of solid particles of dust and rust are quite small and are not delayed by strainers at the entrance to the perforator (if any). Once inside the perforator, these particles are then ejected by compressed air through the exhaust slot 2 into the muffler. Together with compressed air, solid particles enter the internal cavity of the diaphragm 8 and rush to the top of the cone, from where they are ejected through the hole 9 at the top.
Кожух 7 прижимает диафрагму 8 к выхлопному окну 6 и защищает диафрагму 8 от внешних механических воздействий. Кроме того, кожух 7 делает выхлоп направленным, что необходимо по правилам безопасности. The casing 7 presses the diaphragm 8 to the exhaust window 6 and protects the diaphragm 8 from external mechanical influences. In addition, the casing 7 makes the exhaust directional, which is necessary according to safety rules.
Применение предлагаемого технического решения позволяет снизить эквивалентный уровень звука, как показали эксперименты, на 4...5 дБА в сравнении с прототипом (1). The application of the proposed technical solution allows to reduce the equivalent sound level, as shown by experiments, by 4 ... 5 dBA in comparison with the prototype (1).
Применение в глушителях шума пневматических перфораторов диафрагм со сквозными порами дает хороший эффект глушения шума, однако здесь следует иметь в виду то обстоятельство, что такое устройство растягивает время единичного выхлопа. При работе перфоратора промежуток времени между единичными выхлопами составляет порядка 0,003...0,007 с. Растягивание времени единичного выхлопа на величину большую, чем это значение, приводит к недовыхлопу из рабочей камеры перфоратора и, как следствие, к уменьшению энергии единичного удара и ударной мощности. Бороться с этим можно лишь увеличивая площадь диафрагмы. Эксперименты показали, что для сохранения энергетических параметров пневматического перфоратора внутренняя поверхность диафрагмы 8, через которую происходит продувка воздуха выхлопа, должна быть более 12/Кп - кратной площади выхлопного окна. Здесь Кп - коэффициент проницаемости материала диафрагмы. Так, например, для диафрагмы 8 из гранулированного полиэтилена толщиной 7 мм Кп равна 0,6...0,65. В этом случае площадь внутренней поверхности диафрагмы 8 будет почти в 20 раз больше площади выхлопного окна 6.The use of pneumatic punch diaphragms with through pores in noise mufflers gives a good effect of damping the noise, however, it should be borne in mind that such a device stretches the time of a single exhaust. During the operation of the puncher, the time interval between individual exhausts is about 0.003 ... 0.007 s. Stretching the time of a single exhaust by an amount greater than this value leads to a short exhaust from the working chamber of the perforator and, as a result, to a decrease in the energy of a single impact and impact power. You can deal with this only by increasing the area of the diaphragm. The experiments showed that in order to preserve the energy parameters of the pneumatic punch, the inner surface of the diaphragm 8, through which the exhaust air is purged, should be more than 12 / K p - multiple of the area of the exhaust window. Here K p - the coefficient of permeability of the material of the diaphragm. So, for example, for a diaphragm 8 of granular polyethylene with a thickness of 7 mm, K p is 0.6 ... 0.65. In this case, the area of the inner surface of the diaphragm 8 will be almost 20 times larger than the area of the exhaust window 6.
В то же время дальнейшее увеличение площади диафрагмы, например, вдвое против указанной минимальной величины существенно увеличивает габариты глушителя шума, что вызывает затруднения в эксплуатации перфоратора и увеличивает вероятность поломки диафрагмы. Вместе с тем увеличение размеров диафрагмы 8 не улучшает эффективность глушения звука при большой частоте единичных выхлопов. At the same time, a further increase in the area of the diaphragm, for example, doubled against the specified minimum value, significantly increases the dimensions of the noise muffler, which causes difficulties in the operation of the punch and increases the likelihood of damage to the diaphragm. However, increasing the size of the diaphragm 8 does not improve the efficiency of damping the sound at a high frequency of individual exhausts.
Расположение в вершине конуса диафрагмы 8 отверстия 9 позволяет выбрасывать твердые частицы пыли и ржавчины, поступающие со сжатым воздухом в перфоратор. Отсутствие этого отверстия позволяет частицам пыли и ржавчины засорять поры диафрагмы, что приводит к дополнительному сопротивлению выхлопу и ухудшению энергетических параметров перфоратора. Экспериментально установлено, что отсутствие отверстия 9 в вершине конуса диафрагмы 8 приводит к засорению диафрагмы 8 в течение 1...1,5 смен. Отверстие 9 в тех же условиях обеспечивает бесперебойную работу глушителя шума в течение 12...15 смен. Кожух 7 защищает диафрагму 8 от внешнего механического воздействия в процессе эксплуатации перфоратора. The location at the top of the cone of the diaphragm 8 of the hole 9 allows you to throw out solid particles of dust and rust coming with compressed air into the perforator. The absence of this hole allows dust and rust particles to clog the pores of the diaphragm, which leads to additional exhaust resistance and deterioration of the energy parameters of the punch. It was experimentally established that the absence of a hole 9 at the top of the cone of the diaphragm 8 leads to clogging of the diaphragm 8 for 1 ... 1.5 shifts. Hole 9 under the same conditions ensures uninterrupted operation of the silencer for 12 ... 15 shifts. The casing 7 protects the diaphragm 8 from external mechanical stress during operation of the perforator.
Размер отверстия 9 в вершине конуса диафрагмы 8 должен быть минимальным, поскольку через это отверстие происходит прямое излучение шума выхлопа без его ослабления при прохождении воздуха через поры диафрагмы 8. Экспериментально установлено, что площадь поперечного сечения отверстия 9 должна составлять 0,01...0,06% от площади поперечного сечения цилиндра перфоратора. The size of the hole 9 at the top of the cone of the diaphragm 8 should be minimal, because through this hole there is direct emission of exhaust noise without attenuation when air passes through the pores of the diaphragm 8. It has been experimentally established that the cross-sectional area of the hole 9 should be 0.01 ... 0 , 06% of the cross-sectional area of the perforator cylinder.
Для существующих типов переносных пневматических перфораторов это соответствует диаметру 1,0...2,0 мм. Попытки увеличить вдвое это значение привели к увеличению почти на 1 дБА эквивалентного уровня звука, излучаемого выхлопом перфоратора. Отверстие менее 1,0 мм быстро забивается твердыми частицами пыли и ржавчины, что приводит к дальнейшему загрязнению внутренней поверхности диафрагмы. For existing types of portable pneumatic rotary hammers, this corresponds to a diameter of 1.0 ... 2.0 mm. Attempts to double this value led to an increase of almost 1 dBA of the equivalent sound level emitted by the exhaust of the hammer drill. A hole of less than 1.0 mm is quickly clogged by solid particles of dust and rust, which leads to further contamination of the inner surface of the diaphragm.
Применение предлагаемых технических решений позволяет уменьшить на 4...6 дБА эквивалентный уровень звука пневматических перфораторов типа ПП60 и ПП80 в сравнении с глушителями по прототипу (1). The application of the proposed technical solutions reduces by 4 ... 6 dBA the equivalent sound level of pneumatic perforators type PP60 and PP80 in comparison with silencers of the prototype (1).
В сравнении с прототипом (2) применение предлагаемого изобретения увеличивает в 10. ..15 раз срок реальной службы диафрагмы в реальных условиях подземных работ. In comparison with the prototype (2), the application of the invention increases by 10. ..15 times the life of the diaphragm in real conditions of underground work.
Источники информации
1. Авторское свидетельство N 825311 кл. В 25 D 17/12.Sources of information
1. Copyright certificate N 825311 cl. B 25 D 17/12.
2. Авторское свидетельство N 618543 кл. В 25 D 17/12. 2. Copyright certificate N 618543 class. B 25 D 17/12.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127893A RU2179225C2 (en) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Silencer of air drills |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99127893A RU2179225C2 (en) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Silencer of air drills |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99127893A RU99127893A (en) | 2001-09-20 |
| RU2179225C2 true RU2179225C2 (en) | 2002-02-10 |
Family
ID=20228894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99127893A RU2179225C2 (en) | 1999-12-29 | 1999-12-29 | Silencer of air drills |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2179225C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1348874A1 (en) * | 2002-03-30 | 2003-10-01 | Festo AG & Co | Silencer for compressed air |
-
1999
- 1999-12-29 RU RU99127893A patent/RU2179225C2/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1348874A1 (en) * | 2002-03-30 | 2003-10-01 | Festo AG & Co | Silencer for compressed air |
| US6899198B2 (en) | 2002-03-30 | 2005-05-31 | Festo Ag & Co. | Compressed air muffler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3880245A (en) | Exhaust noise attenuating system with muffler for pneumatic tools | |
| US4205732A (en) | Muffler for portable pneumatic tool | |
| US20100155174A1 (en) | Noise abatement device for a pneumatic tool | |
| US2789653A (en) | Muffler attachment for air driven tools of the impact type | |
| US3255844A (en) | Multi-passage silencer for pneumatic tool | |
| JPS6117831Y2 (en) | ||
| RU2179225C2 (en) | Silencer of air drills | |
| PL117135B1 (en) | Method of hydraulic disintegrating materials of coherent structure and apparatus thereforuktury i ustrojjstva dlja gidravlicheskojj razbivki materialov plotnoj struktury | |
| US3202239A (en) | Acoustic shield for a tool powered by a gas-operated motor | |
| US3225861A (en) | Sound suppressing device comprising elastic tubular sleeve for air actuated percussive type tools | |
| RU2380214C1 (en) | Pneumatic hammer with throttling air distribution | |
| JP2007245306A (en) | Hammering machine | |
| SU1481394A1 (en) | Arrangement for withdrawal of rock-breaking products while drilling | |
| RU2213866C1 (en) | Pneumatic hammer | |
| RU2242665C2 (en) | Device for trenchless pipeline replacement | |
| SU899894A1 (en) | Drilling mechanism | |
| SU1373560A1 (en) | Pneumatic impact machine | |
| JP2001138267A (en) | Silencing device of air tool | |
| WO1988003079A1 (en) | Single-stroke percussion device | |
| SU933978A1 (en) | Drive of percussive pneumatic tool | |
| KR200198203Y1 (en) | A pump noise arrester | |
| RU2121061C1 (en) | Air perforator | |
| CN215713070U (en) | Air inlet silencer for pneumatic cutter | |
| SU1126691A1 (en) | Muffler for pneumatic power tool | |
| SU1293329A1 (en) | Pneumatic percussive machine |