RU2547867C1

RU2547867C1 - Pneumatic hammer

Info

Publication number: RU2547867C1
Application number: RU2013148707/03A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Эдуардович Абраменков; Эдуард Александрович Абраменков; Алексей Сергеевич Дедов; Максим Сергеевич Малышев; Антон Дмитриевич Писанный
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-04-10
Also published as: RU2013148707A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to mining and construction, particularly, to percussion mechanisms to be used for destruction of hard materials of natural and artificial origin. Proposed hammer comprises body with inlet and outlet channels and accommodating hammer dividing the body cavity into working and idle stroke chambers communicating intermittently via displacement channel permanently exposed on idle stroke chamber side and made in body wall, and working tool. Said displacement channel communicates intermittently said chambers of working and idle strokes at idle stroke chamber discharge channel shut off by the hammer side surface.

EFFECT: increased force pulse and hammer acceleration, decreased air consumption, higher impact frequency and power, reliable starting of the hammer.

1 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и строительству, в частности к устройствам ударного действия, предназначено для разрушения прочных материалов искусственного и естественного происхождения.The invention relates to mining and construction, in particular to percussion devices, is intended for the destruction of durable materials of artificial and natural origin.

Известно пневматическое устройство ударного действия (см., например, а.с. 514092, МКл. Е21С 3/24, B25D 9/26, 1976 г.), содержащее корпус, продольные и радиальные каналы, камеры рабочего и холостого ходов, ударник, воздухораспределительное устройство, причем корпус выполнен с дополнительным продольным каналом, сообщающимся с камерами рабочего и холостого ходов посредством радиальных каналов, один от другого на расстоянии, не большем двойной длины ударника.Known pneumatic shock device (see, for example, AS 514092, MKl. E21C 3/24, B25D 9/26, 1976), comprising a housing, longitudinal and radial channels, camera working and idling, drummer, an air distribution device, the housing being made with an additional longitudinal channel communicating with the working and idle chambers by means of radial channels, one from the other at a distance not greater than double the length of the striker.

Пневматическое устройство ударного действия по а.с. 514092 обладает недостатками: наличием воздухораспределительного устройства любого типа, которое неадекватно согласуется с перемещением ударника, что приводит к задержке или опережению перекидки элемента воздухораспределительного устройства и не обеспечивает своевременный впуск воздуха в рабочие камеры; наличием дополнительного продольного канала с радиальными выходами - входами, расположенными один над другим на расстоянии, не большем двойной длины ударника, что приводит к перепуску части воздуха из камеры рабочего хода в камеру холостого хода перед его выпуском в атмосферу, как правило, с низким давлением отработавшего воздуха, что при его выпуске из обеих рабочих камер не обеспечивает ощутимой экономии воздуха, отбираемого из сети.Pneumatic device of shock action on.with. 514092 has the following disadvantages: the presence of an air distribution device of any type, which is inadequately coordinated with the movement of the hammer, which leads to a delay or advancing the transfer of the element of the air distribution device and does not provide timely air intake into the working chambers; the presence of an additional longitudinal channel with radial outlets - inlets located one above the other at a distance not greater than double the length of the striker, which leads to the transfer of part of the air from the working chamber to the idling chamber before it is released into the atmosphere, usually with a low exhaust pressure air, which when released from both working chambers does not provide tangible savings in air taken from the network.

Также известен пневматический молоток (см., например, а.с. 1158341, МКл. B25D 9/26, 1985 г., прототип), содержащий корпус с впускными и выпускными клапанами, размещенный в нем ударник, разделяющий полость корпуса на камеры рабочего и холостого хода, периодически сообщающиеся между собой с помощью канала вытеснения, выполненного в одном из элементов молотка, и рабочий инструмент, при этом выход канала вытеснения расположен на поверхности или корпуса, или ударника на участке между выпускными каналами и торцом ударника в момент контакта последнего с рабочим инструментом.Also known is a pneumatic hammer (see, for example, AS 1158341, MKL. B25D 9/26, 1985, prototype), comprising a housing with inlet and outlet valves, a drummer located therein, dividing the housing cavity into the working chamber and idling, periodically communicating with each other by means of a displacement channel made in one of the elements of the hammer, and a working tool, while the output of the displacement channel is located on the surface or body, or the striker in the area between the outlet channels and the end face of the striker at the moment of contact of the last with the work it tool.

Техническое решение по а.с. 1158341 принято в качестве прототипа как имеющее наибольшее количество существенных признаков, принятых в предлагаемом изобретении.Technical solution for A.S. 1158341 adopted as a prototype as having the largest number of essential features adopted in the present invention.

Прототип обладает следующими недостатками.The prototype has the following disadvantages.

В рабочем цикле камеры холостого хода используется повторно только часть воздуха камеры рабочего хода перед его выпуском в атмосферу. Это обуславливает в цикле камеры холостого хода увеличение противодавления, что вызывает торможение ударника и снижение его предударной скорости и, как следствие, снижение частоты и энергии удара.In the idle chamber operating cycle, only part of the air of the working chamber is reused before it is released into the atmosphere. This causes an increase in back pressure in the cycle of the idling chamber, which causes braking of the striker and a decrease in its pre-shock speed and, as a result, a decrease in the frequency and energy of the shock.

Вытесняемую часть воздуха из камеры рабочего хода в камеру холостого хода можно увеличить, чем повысить экономичность рабочего цикла молотка за счет исключения отбора воздуха из сети для камеры холостого хода. Для этого на расчетном участке рабочего хода ударника канал вытеснения сообщает между собой камеры рабочего и холостого ходов от начала вытеснения из камеры рабочего хода до начала выпуска отработавшего воздуха из камеры холостого хода. При этом выпускной канал камеры рабочего хода отсутствует, а выпускной канал камеры холостого хода на весь период времени процесса вытеснения перекрыт боковой поверхностью ударника. Таким образом, камера рабочего хода непосредственно с атмосферой не сообщается.The displaced part of the air from the working chamber to the idling chamber can be increased by increasing the efficiency of the hammer working cycle by eliminating air intake from the network for the idling chamber. To do this, in the calculated section of the working stroke of the striker, the displacement channel communicates between the working and idle chambers from the beginning of the displacement from the working chamber to the start of exhaust air discharge from the idle chamber. In this case, the exhaust channel of the working chamber is absent, and the exhaust channel of the idling chamber for the entire period of time of the displacement process is blocked by the side surface of the striker. Thus, the working chamber does not communicate directly with the atmosphere.

Отмеченные недостатки прототипа исключаются полностью или частично, если отбор воздуха из сети осуществлять только камерой рабочего воздуха с последующим вытеснением воздуха в камеру холостого хода, из которой осуществлять выпуск в атмосферу, для чего канал вытеснения периодически сообщает камеры рабочего и холостого хода между собой при перекрытом боковой поверхностью ударника канале выпуска из камеры холостого хода.The noted disadvantages of the prototype are eliminated in whole or in part, if the air is taken from the network only by the working air chamber with the subsequent displacement of air into the idle chamber, from which it is vented to the atmosphere, for which the displacement channel periodically informs the working and idle chambers between themselves when the side is blocked the surface of the drummer the exhaust channel from the idle chamber.

Техническая задача для заявляемого пневматического молотка предусматривает усиление импульса сил давления воздуха разгона ударника при рабочем ходе и, как следствие, уменьшение расхода воздуха, увеличение скорости соударения, а также частоту и энергию удара при отсутствии поступления сжатого воздуха непосредственно из сети в камеру холостого хода при его стабильном поступлении из камеры рабочего хода и обеспечение надежности запуска пневматического молотка.The technical problem for the inventive pneumatic hammer provides for the amplification of the impulse of the air pressure forces of the accelerator acceleration during the working stroke and, as a result, the decrease in air flow, increase in the speed of impact, as well as the frequency and energy of the impact in the absence of compressed air directly from the network into the idling chamber when it is stable entry from the working chamber and ensuring the reliability of starting the pneumatic hammer.

Сущность предлагаемого технического решения пневматического молотка заключается в следующем. В пневматическом молотке, содержащем корпус с выпускными и впускными каналами, размещенный в нем ударник, разделяющий полость корпуса на камеры рабочего и холостого ходов, периодически сообщающиеся между собой посредством канала вытеснения, постоянно открытого со стороны камеры холостого хода, выполненного в стенке корпуса, и рабочий инструмент, канал вытеснения периодически сообщает камеры рабочего и холостого ходов между собой при перекрытом боковой поверхностью ударника канале выпуска из камеры холостого хода.The essence of the proposed technical solution for a pneumatic hammer is as follows. In a pneumatic hammer containing a housing with exhaust and intake channels, a drummer located in it, dividing the housing cavity into the working and idle chambers, periodically communicating with each other by means of a displacement channel constantly open from the side of the idling chamber made in the housing wall, and the worker the tool, the displacement channel periodically informs the working and idle chambers between themselves when the exhaust channel from the idle chamber is blocked by the side surface of the striker.

Использование пневматического молотка поясняется продольным разрезом, представленным на чертеже.The use of a pneumatic hammer is illustrated by a longitudinal section shown in the drawing.

Пневматический молоток содержит корпус 1, ударник 2, образующий в полости корпуса 1 камеру 3 холостого хода и камеру 4 рабочего хода, рабочий инструмент 5 с концевой пружиной 6, рукоятку 7, кожух 8, охватывающий корпус 1, и крышку 9, смонтированную на торце корпуса 1 со стороны камеры 4 рабочего хода. В крышке 9 выполнен впускной канал 10 в камеру 4 рабочего хода. Для прохода воздуха из камеры 4 рабочего хода в камеру 3 холостого хода в стенке корпуса 1 выполнен радиальный канал 11 с продолжением в виде продольного канала 12 с выходом в камеру 3 холостого хода. Выпуск отработавшего воздуха из камеры 3 холостого хода осуществляется через выпускной канал 11 в стенке корпуса 1 и выпускное отверстие 14 в кожухе 8. Выпускной канал 13 периодически при сообщении между собой каморы 3 холостого хода и камеры 4 рабочего хода перекрывается боковой поверхностью ударника 2. В рукоятке 7 с ограничением крышкой 9 образована предкамера 15, соединенная каналом 16 в рукоятке 7 с сетью сжатого воздуха посредством устройства включения, которое на разрезе не показано и может быть любой известной конструкции.The pneumatic hammer includes a housing 1, a hammer 2, forming an idle chamber 3 and a working chamber 4 in the cavity of the housing 1, a working tool 5 with an end spring 6, a handle 7, a casing 8 covering the housing 1, and a cover 9 mounted on the end of the housing 1 from the side of the camera 4 stroke. In the cover 9 is made the inlet channel 10 into the chamber 4 of the working stroke. For the passage of air from the working chamber 4 to the idling chamber 3, a radial channel 11 is made in the wall of the housing 1 with a continuation in the form of a longitudinal channel 12 with access to the idle chamber 3. The exhaust air is discharged from the idle chamber 3 through the exhaust channel 11 in the wall of the housing 1 and the exhaust hole 14 in the casing 8. The exhaust channel 13 is periodically blocked by the side surface of the hammer 2. When the idle chambers 3 and the working chamber 4 communicate with each other, the handle 7 with a cap 9, a pre-chamber 15 is formed, connected by a channel 16 in the handle 7 to a compressed air network by means of a switching device, which is not shown in section and can be of any known construction.

Пневматический молоток работает следующим образом.Air hammer works as follows.

В исходном положении (см. чертеж) молоток рабочим инструментом 5 упирается в обрабатываемую среду, а ударник 2 находится в положении контакта с рабочим инструментом 5, удерживаемым концевой пружиной 6.In the initial position (see drawing), the hammer with the working tool 5 abuts against the medium being processed, and the hammer 2 is in the position of contact with the working tool 5 held by the end spring 6.

После включения молотка сжатый воздух из сети по каналу 11 поступает в предкамеру 15, откуда по впускному каналу 10 в крышке 9 воздух поступает в камеру 4 рабочего хода и одновременно по радиальному впускному каналу 11 и его продолжению в виде продольного канала 12 воздух поступает в камеру 3 холостого хода.After turning on the hammer, compressed air from the network through the channel 11 enters the pre-chamber 15, from where through the inlet channel 10 in the cover 9 the air enters the chamber 4 of the working stroke and simultaneously through the radial inlet channel 11 and its continuation in the form of a longitudinal channel 12, the air enters the chamber 3 idle move.

Давление воздуха в камере 4 рабочего хода устанавливается по величине меньшим сетевого, но достаточным для наполнения камеры 3 холостого хода, что обеспечивается проходным сечением каналов 11 и 12 вытеснения воздуха из камеры 4 рабочего хода в камеру 3 холостого хода. Давление воздуха в камере 3 холостого хода является расчетным и достаточным по величине для образования силового импульса давления со стороны камеры 3 холостого хода для преодоления ударником 2 противодавления воздуха со стороны камеры 4 рабочего хода. Под действием импульса сил давления воздуха со стороны камеры 3 холостого хода ударник 2 начнет свое движение в сторону крышки 9, совершая холостой ход.The air pressure in the chamber 4 of the working stroke is set to be smaller than the network pressure, but sufficient to fill the chamber 3 of idling, which is ensured by the bore of the channels 11 and 12 for displacing air from the chamber 4 of the working stroke into the chamber 3 of idling. The air pressure in the idle chamber 3 is calculated and sufficient in magnitude to generate a pressure impulse from the side of the idle chamber 3 to overcome the counter-pressure by the striker 2 from the side of the working chamber 4. Under the influence of an impulse of air pressure forces from the side of the idle chamber 3, the striker 2 will begin its movement towards the cover 9, making idle.

Перемещаясь в сторону крышки 9, ударник 2 открывает выпускной канал 13 в стенке корпуса 1 и отработавший воздух выпускается из камеры 3 холостого хода через выпускной канал 13 и далее через выпускное отверстие 14 в кожухе 8 в атмосферу, вследствие чего давление в камере 3 холостого хода устанавливается близким по величине атмосферному давлению воздуха.Moving toward the cover 9, the hammer 2 opens the exhaust channel 13 in the wall of the housing 1 and the exhaust air is discharged from the idle chamber 3 through the exhaust channel 13 and then through the exhaust hole 14 in the casing 8 into the atmosphere, as a result of which the pressure in the idle chamber 3 is established close to atmospheric air pressure.

Преодолевая противодавление воздуха со стороны камеры 4 рабочего хода от сжатия имевшегося и поступающего через впускной канал 10 воздуха из предкамеры 15, ударник 2, исчерпав импульс холостого хода и достигнув расчетного положения, остановится. Под действием давления воздуха со стороны камеры 4 рабочего хода ударник 2 начнет ускоренное движение в сторону рабочего инструмента 5, совершая рабочий ход.Overcoming the backpressure of the air from the side of the chamber 4 of the working stroke from the compression of the air available and coming through the inlet channel 10 from the pre-chamber 15, the hammer 2, having exhausted the idle pulse and having reached the design position, will stop. Under the influence of air pressure from the side of the chamber 4 of the working stroke, the striker 2 will begin accelerated movement towards the working tool 5, making a working stroke.

Перемещаясь в сторону рабочего инструмента 5, ударник 2 перекрывает последовательно канал 11 вытеснения и канал 13 выпуска отработавшего воздуха из камеры 3 холостого хода. Перемещение ударника 2 приводит к увеличению объема камеры 4 рабочего хода, давление воздуха в которой существенно не снижается, так как с понижением давления воздуха в камере 4 рабочего хода увеличивается его поступление из предкамеры 15 через канал 10, что позволяет поддерживать в камере 4 рабочего хода расчетное давление воздуха, а следовательно, обеспечивать ударнику 2 необходимую величину импульса силы давления воздуха при рабочем ходе.Moving towards the working tool 5, the hammer 2 sequentially closes the displacement channel 11 and the exhaust air discharge channel 13 from the idle chamber 3. The movement of the striker 2 leads to an increase in the volume of the chamber 4 of the working stroke, the air pressure in which does not significantly decrease, since with the decrease in air pressure in the chamber 4 of the working stroke, its intake from the pre-chamber 15 through the channel 10 increases, which allows the calculated air pressure, and therefore, to provide the drummer 2 with the necessary pulse size of the air pressure force during the working stroke.

Перемещаясь, ударник 2 открывает канал 11 вытеснения, в результате чего воздух из камеры 4 рабочего хода поступает в канал 12 и объем камеры 3 холостого хода. Давление воздуха в камере 3 холостого хода будет незначительным, так как ударником 2 сжимается только отсеченный в камере воздух, что обусловило противодавление, существенно не влияющее на торможение ударника 2.Moving, the hammer 2 opens the displacement channel 11, as a result of which the air from the working chamber 4 enters the channel 12 and the volume of the idle chamber 3. The air pressure in the idle chamber 3 will be insignificant, since only the air cut off in the chamber is compressed by the striker 2, which causes a back pressure that does not significantly affect the braking of the striker 2.

Преодолевая силу противодавления сжатого воздуха и вновь поступающего по каналам 11, 12 вытеснения в камеру 3 холостого хода, ударник 2 наносит удар по рабочему инструменту 5, в результате чего ему передается кинетическая энергия удара, приобретенная ударником 2 за период рабочего хода. Overcoming the force of counter-pressure of compressed air and displacement again through the channels 11, 12 to the idle chamber 3, the striker 2 strikes the working tool 5, as a result of which the kinetic energy of the shock acquired by the striker 2 during the working stroke is transmitted to it.

Последующий холостой ход будет осуществляться за счет импульса силы давления со стороны камеры 3 холостого хода и импульса отскока ударника 2 от рабочего инструмента 5. Далее ударный импульс от рабочего инструмента 5 будет передан обрабатываемой среде.Subsequent idling will be carried out due to the pressure force impulse from the side of the idle chamber 3 and the impact rebound impulse 2 from the working tool 5. Next, the shock pulse from the working tool 5 will be transmitted to the medium being processed.

Claims

A pneumatic hammer containing a housing with inlet and outlet channels, a drummer located in it, dividing the housing cavity into the working and idle chambers, periodically communicating with each other by means of a displacement channel constantly open on the side of the idling chamber made in the housing wall, and a working tool characterized in that the displacement channel periodically communicates the working and idle chambers to each other when the exhaust channel from the idle chamber is blocked by the side surface of the striker.