RU2497744C1 - Пневматический подъемник - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к машиностроению - к машинам ударного действия, используется в сейсморазведке, строительстве и горном деле. Пневматический подъемник содержит установленный вертикально трубчатый корпус, в котором размещено подъемное средство - эластичная мембрана в виде рукава, один конец которого закреплен по периметру трубчатого корпуса, а другой - на замке, взаимодействующем через шток с поднимаемым элементом в виде ударника с кольцевой камерой отрыва, систему подачи и отвода рабочего агента в трубчатый корпус и диск-фиксатор с магнитом. Рукав выполнен большего диаметра, чем диаметр трубчатого корпуса, и установлен с возможностью нахождения вне и внутри последнего. Ударник взаимодействует с диском-фиксатором, жестко закрепленным в нижней части штока и имеющим каналы, которыми кольцевая камера отрыва ударника соединена с рабочей камерой между рукавом и диском-фиксатором. Система подачи и отвода рабочего агента выполнена в виде распределителя, соединенного с источником рабочего агента, рабочей камерой и атмосферой. Камера под ударником постоянно соединена с атмосферой. Изобретение обеспечивает повышение эффективности работы за счет увеличения энергетических показателей и повышение надежности работы за счет упрощения конструкции в целом при снижении стоимости подъемника. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Техническое решение относится к машиностроению, в частности, к машинам ударного действия, и может быть использовано в сейсморазведке, строительстве и горном деле.

Известен пневматический подъемник по а.с. СССР №829533, В66В 9/04, БИ. №18, опубл. 15.05.81, содержащий две трубчатые стойки, расположенные параллельно друг другу на опорном основании и имеющие продольные прорези, снабженные уплотнениями, грузонесущий элемент, размещенный в прорезях стоек и выполненный в виде траверсы, связанной с кабиной, а также привод перемещения траверсы в виде основного поршня, установленного с возможностью перемещения внутри каждой трубчатой стойки, причем полости стоек сообщены с трубопроводами подачи сжатого воздуха. Пневматический подъемник снабжен дополнительным поршнем, расположенным в каждой стойке, штоком, соединяющим между собой соответствующие основной и дополнительный поршни, и роликами, смонтированными на штоке между поршнями и опирающимися на стенки стойки, при этом на концах траверсы выполнены отверстия, через каждое из которых пропущено указанное уплотнение, контактирующее с упомянутыми роликами.

Недостатком данного пневматического подъемника является низкая эффективность работы, т.к. его энергия зависит от диаметра трубчатых стоек, а высота подъема за один цикл работы грузонесущего элемента - от их длины, что ограничивает высоту подъема и вес поднимаемого груза (кабины).

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является пневматический подъемник по патенту РФ №2055803, В66В 9/04, опубл. 10.03.1996, содержащий установленный вертикально трубчатый корпус, в котором размещено подъемное средство с уплотнением, взаимодействующее с грузонесущим элементом, и систему подачи рабочего агента, сообщенную с полостью корпуса. Подъемное средство снабжено штоком с замком одностороннего хода для грузонесущего элемента, проходящим через отверстия, выполненные в днищах корпуса, при этом подъемное средство представляет собой эластичную мембрану в виде рукава, один конец которого закреплен по периметру корпуса, а другой замкнут на замке, эластичная мембрана делит корпус на две камеры, каждая из которых сообщена с системой подачи рабочего агента.

Недостатками данного пневматического подъемника является низкая эффективность работы в связи с ограничением его подъемной силы и высоты подъема параметрами трубчатого корпуса. Сложная система подачи и отвода рабочего агента и сложность конструкции пневматического подъемника, т.к. он имеет две герметические камеры управления и клапаны удаления рабочего агента, приводят к снижению надежности его работы.

Технические задачи - повышение эффективности работы пневматического подъемника за счет увеличения энергетических показателей без изменения геометрических параметров трубчатого корпуса и повышение надежности работы за счет упрощения системы подачи и отвода рабочего агента и конструкции в целом при снижении стоимости подъемника.

Поставленные задачи решаются тем, что пневматический подъемник (далее - подъемник), содержащий установленный вертикально трубчатый корпус, в котором размещено подъемное средство, представляющее собой эластичную мембрану в виде рукава, один конец которого закреплен по периметру трубчатого корпуса, а другой - на замке, взаимодействующем через шток с поднимаемым элементом, и систему подачи и отвода рабочего агента в трубчатый корпус, согласно техническому решению снабжен диском-фиксатором, оснащенным магнитом, при этом рукав, выполненный большего диаметра, чем диаметр трубчатого корпуса, установлен с возможностью нахождения вне и внутри трубчатого корпуса, а поднимаемый элемент выполнен в виде ударника с кольцевой камерой отрыва, взаимодействующего с диском-фиксатором, жестко закрепленным в нижней части штока и имеющим каналы, которыми кольцевая камера отрыва ударника соединена с рабочей камерой, расположенной между рукавом и диском-фиксатором. Система подачи и отвода рабочего агента выполнена в виде распределителя, соединенного с источником рабочего агента, указанной рабочей камерой и атмосферой, а камера под ударником постоянно соединена с атмосферой.

Рукав, выполненный большего диаметра, чем диаметр трубчатого корпуса, и установленный с возможностью нахождения вне и внутри трубчатого корпуса, позволяет значительно расширить энергетические возможности подъемника, не изменяя геометрических параметров трубчатого корпуса: за счет увеличения рабочей площади рукава повышается подъемная сила подъемника. Повышение энергетических показателей подъемника без изменения геометрических параметров трубчатого корпуса повышает эффективность его работы.

Диск-фиксатор с помощью магнита обеспечивает надежное сцепление подъемного средства с поднимаемым элементом в процессе его подъема. Камера отрыва и каналы диска-фиксатора, которыми камера отрыва ударника соединена с рабочей камерой, позволяют при определенном давлении в рабочей камере легко отделить диск-фиксатор от ударника и обеспечить ускорение ударнику, что повышает эффективность и надежность работы подъемника.

По сравнению со сложной системой подачи и отвода рабочего агента прототипа простой распределитель (например, трехходовой кран) и наличие канала в камере трубчатого корпуса под ударником, постоянно соединяющего камеру под ударником с атмосферой (т.е. герметизируют не две как в прототипе, а одну - рабочую камеру), позволяют упростить конструкцию подъемника в целом, тем самым повысить надежность его работы при снижении стоимости подъемника.

Целесообразно, чтобы камера отрыва ударника была выполнена с регулируемой площадью отрыва. В этом случае ударник можно будет отрывать от диска-фиксатора при различных усилиях. Изменяя площадь камеры отрыва, например, установленными в камере отрыва ударника кольцами, можно регулировать усилие отрыва, а следовательно, повысить эффективность работы подъемника.

Целесообразно, чтобы магнит диска-фиксатора был снабжен диамагнитными пластинами для регулировки силы его притяжения. Это позволит изменять силу притяжения магнита и регулировать усилие отрыва ударника от диска-фиксатора, что повысит эффективность работы подъемника.

Целесообразно, чтобы подъемник был снабжен блоком управления, соединенным с распределителем рабочего агента и источником рабочего агента системы подачи и отвода рабочего агента и с контактным датчиком, расположенным на рабочем инструменте. Это позволит автоматизировать процесс подъема ударника и его отрыв от диска-фиксатора с заданным усилием, повысив эффективность работы подъемника.

Сущность технического решения поясняется примерами конкретного исполнения пневматического подъемника и чертежами фиг.1, 2, 3, где на фиг.1 изображен подъемник в исходном состоянии, продольный разрез; на фиг.2 - то же, при верхнем положении поднимаемого элемента, продольный разрез; на фиг.3 - то же, при промежуточном положении поднимаемого элемента, продольный разрез.

Подъемник (фиг.1) содержит трубчатый корпус 1 (далее - корпус 1), в котором размещено подъемное средство, представляющее собой эластичную мембрану в виде рукава 2, один конец которого закреплен по периметру корпуса 1, а другой на замке 3, взаимодействующем через шток 4 с поднимаемым элементом, выполненным в виде ударника 5 (далее - ударник 5) и систему 6 подачи и отвода рабочего агента. Рукав 2, выполненный большего диаметра, чем диаметр корпуса 1, в исходном и в транспортном положении провисает внутрь корпуса 1. При перемещении ударника 5 вверх рукав 2 выходит за пределы корпуса 1, расширяется относительно него и работает вне его объема (фиг.2). Ударник 5 имеет кольцевую камеру 7 отрыва и взаимодействует с диском-фиксатором 8, жестко соединенным со штоком 4. Диск-фиксатор 8 снабжен магнитом 9 и имеет каналы 10, соединяющие кольцевую камеру 7 отрыва с рабочей камерой 11, расположенной между стенками корпуса 1, рукавом 2 и диском-фиксатором 8. Система 6 подачи и отвода рабочего агента выполнена в виде распределителя 12 рабочего агента (например, трехходового крана), соединенного с источником 13 рабочего агента (далее - источник 13), рабочей камерой 11 и атмосферой. Камера 14 под ударником 5 постоянно соединена каналом 15 с атмосферой. Кольцевая камера 7 отрыва для регулирования площади отрыва может быть снабжена, например, установленными в ней кольцами 16, а магнит 9 для регулирования силы его притяжения - диамагнитными пластинами 17. Подъемник может быть снабжен блоком 18 управления, соединенным с распределителем 12 рабочего агента и источником 13 системы 6 подачи и отвода рабочего агента и с контактным датчиком 19, расположенным на рабочем инструменте 20.

Подъемник работает следующим образом. В исходном, нижнем, положении ударника 5 (фиг.1) в рабочей камере 11 посредством источника 13 создается избыточное давление рабочего агента. При этом распределитель 12 рабочего агента закрыт в направлении выхлопа в атмосферу. Рукав 2 начинает надуваться и выходить за пределы корпуса 1 (фиг.2). Его рабочая площадь становится больше площади поверхности диска-фиксатора 8. Диск-фиксатор 8, жестко скрепленный штоком 4 с замком 3 рукава 2, перемещается вверх по корпусу 1, увлекая за собой ударник 5 с помощью силы притяжения магнита 9. При наполнении рукава 2 рабочим агентом (фиг.2) давление его в рабочей камере 11 продолжает увеличиваться за счет поступления рабочего агента от источника 13. Рабочий агент при повышении давления поступает через каналы 10 в камеру 7 отрыва ударника 5. При этом сила притяжения магнита 9, удерживающая ударник 5, меньше, чем сила давления рабочего агента на площадь отрыва ударника 5. Ударник 5 отрывается от диска-фиксатора 8 и с начальным ускорением от давления рабочего агента в рабочей камере 11 перемещается вниз (фиг.3), нанося в конце хода удар по рабочему инструменту 20 (фиг.1). После удара распределитель 12 открывают на выхлоп рабочего агента из рабочей камеры 11 в атмосферу (в гидравлических ударных машинах - в сливной бак), закрывая при этом поступление рабочего агента от источника 13 в рабочую камеру 11. Диск -фиксатор 8 под действием собственного веса опускается до исходного положения, перемещая при этом шток 4 и замок 3 рукава 2, и с помощью магнита 9 сцепляется с ударником 5. Рукав 2 сжимается, вытесняя при этом рабочий агент из рабочей камеры 11 через распределитель 12 в атмосферу. Цикл повторяется.

С помощью колец 16 изменяется площадь камеры 7 отрыва, и соответственно, усилие отрыва. Усилие отрыва можно изменять и с помощью диамагнитных пластин 17, регулируя силу притяжения магнита 9 к ударнику 5.

Повышения эффективности подъемника можно добиться автоматизацией его работы с помощью блока 18 управления, по сигналу которого происходит включение источника 13 на поступление рабочего агента в рабочую камеру 11 через распределитель 12, переключение распределителя 12 на выхлоп в атмосферу из рабочей камеры 11 после сигнала от контактного датчика 19 на блок 18 управления при ударе по рабочему инструменту 20.

Claims (4)

1. Пневматический подъемник, содержащий установленный вертикально трубчатый корпус, в котором размещено подъемное средство, представляющее собой эластичную мембрану в виде рукава, один конец которого закреплен по периметру трубчатого корпуса, а другой - на замке, взаимодействующем через шток с поднимаемым элементом, и систему подачи и отвода рабочего агента в трубчатый корпус, отличающийся тем, что он снабжен диском-фиксатором, оснащенным магнитом, при этом рукав, выполненный большего диаметра, чем диаметр трубчатого корпуса, установлен с возможностью нахождения вне и внутри трубчатого корпуса, а поднимаемый элемент выполнен в виде ударника с кольцевой камерой отрыва, взаимодействующего с диском-фиксатором, жестко закрепленным в нижней части штока и имеющим каналы, которыми кольцевая камера отрыва ударника соединена с рабочей камерой, расположенной между рукавом и диском-фиксатором, при этом система подачи и отвода рабочего агента выполнена в виде распределителя, соединенного с источником рабочего агента, указанной рабочей камерой и атмосферой, а камера под ударником постоянно соединена с атмосферой.

2. Пневматический подъемник по п.1, отличающийся тем, что кольцевая камера отрыва ударника выполнена с регулируемой площадью отрыва.

3. Пневматический подъемник по п.1, отличающийся тем, что магнит диска-фиксатора снабжен диамагнитными пластинами для регулировки силы его притяжения.

4. Пневматический подъемник по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен блоком управления, соединенным с распределителем рабочего агента и источником рабочего агента системы подачи и отвода рабочего агента и с контактным датчиком, расположенным на рабочем инструменте.

Images