RU2796416C1

RU2796416C1 - Spring hammer for surface shake

Info

Publication number: RU2796416C1
Application number: RU2022107675A
Authority: RU
Inventors: Рауно ПЕЙППО
Original assignee: СУМИТОМО ЭсЭйчАй ФВ ЭНЕРДЖИА ОЙ
Filing date: 2019-08-29
Publication date: 2023-05-23

Abstract

FIELD: smithcraft.

SUBSTANCE: spring-loaded hammer (10) for shaking the surface, comprising an anvil with a striking surface, wherein the anvil can be attached to the surface to be shaken, a movable piston, the first end of which moves in operation towards the striking surface of the anvil, a guiding structure for guiding the movement of the piston in a predetermined direction relative to the anvil and means for initiating movement of the piston towards the striking surface of the anvil, wherein the piston is an integral block, and the first end of the piston is mechanically machined to form a one-piece geometric element providing spring action.

EFFECT: improving the smithery.

14 cl, 3 dwg

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

[0001] Область техники, которой относится изобретение[0001] The field of technology to which the invention relates

[0002] Настоящее изобретение относится к пружинному молоту в соответствии с ограничительной частью независимого пункта формулы изобретения; это устройство может применяться, например, для удаления загрязнений с поверхностей нагрева, пластинчатых воронок или каналов паровых котлов или труб рекуперации тепла для пирометаллургических процессов. Таким образом, изобретение относится, в частности, к устройству, содержащему наковальню с ударной поверхностью, причем эта наковальня может быть прикреплена к подлежащей встряхиванию поверхности; подвижный поршень, первый конец которого при работе перемещается в направлении к ударной поверхности наковальни; направляющая структура для направления движения поршня в заданном направлении относительно наковальни, и средство инициирования движения поршня в направлении к ударной поверхности наковальни.[0002] The present invention relates to a spring hammer according to the preamble of the independent claim; this device can be used, for example, to remove impurities from heating surfaces , lamellar funnels or channels of steam boilers or heat recovery pipes for pyrometallurgical processes. Thus, the invention relates in particular to a device comprising an anvil with a striking surface, which anvil can be attached to the surface to be shaken; a movable piston, the first end of which during operation moves towards the impact surface of the anvil; a guiding structure for guiding the movement of the piston in a predetermined direction relative to the anvil; and means for initiating the movement of the piston towards the impact surface of the anvil.

[0003] Описание предшествующего уровня техники[0003] Description of the Prior Art

[0004] Загрязнение поверхностей может вызывать различные нарушения работы конкретной установки. Например, засорение труб рекуперации тепла ухудшает эффективность их теплообмена и тем самым снижает производительность процесса. В то же время это повышает температуру отходящих газов и приводит к неблагоприятным результатам в каналах и устройствах, расположенных после установки рекуперации тепла. С другой стороны, например, загрязнения, приставшие к поверхности канала отходящих газов, могут существенно повышать сопротивление потоку отходящихх газов, что увеличивает мощность собственных нужд котла. В самом худшем случае эти загрязнения могут даже закупорить каналы и тем самым остановить работу установки. Загрязненные поверхности можно очищать, например, с помощью паровых или пневматических обдувочных аппаратов или звуковых обдувочных аппаратов. В частности, в процессах с очень высокой степенью загрязнений, включающих химически реактивные, липкие, расплавленные или полурасплавленные частицы пыли или конденсирующиеся газовые компоненты, для очистки поверхностей также используются механические пружинные молоты. Поверхность подвергают ударам таких устройств, чтобы вызвать в ней быстрые колебания малой амплитуды. Таким образом можно эффективно отделять приставшие к поверхности загрязнения, не вызывая чрезмерных механических напряжений на поверхности.[0004] Contamination of surfaces can cause various malfunctions of a particular installation. For example, clogging of heat recovery pipes impairs their heat transfer efficiency and thus reduces process productivity. At the same time, this raises the temperature of the flue gases and leads to unfavorable results in the ducts and devices located after the heat recovery plant. On the other hand, for example, impurities adhering to the surface of the flue gas channel can significantly increase the resistance to the flow of flue gases, which increases the auxiliary power of the boiler. In the worst case, these contaminants can even clog the channels and thus stop the operation of the plant. Contaminated surfaces can be cleaned, for example, with steam or pneumatic blowers or sonic blowers. Particularly in very highly contaminated processes involving chemically reactive, sticky, molten or semi-molten dust particles or condensable gas components, mechanical spring hammers are also used to clean surfaces. The surface is subjected to impacts of such devices in order to cause rapid oscillations of small amplitude in it. In this way, impurities adhering to the surface can be effectively separated without causing excessive mechanical stresses on the surface.

[0005] В патенте США 4,974,494 описано пневматическое ударное устройство, содержащее цилиндрический корпус, имеющий нижнюю пластину, которая крепится к обрабатываемой поверхности. В корпусе расположена продолговатая пружинная камера с пружиной для инициирования движения поршня в направлении к нижней поверхности корпуса. Поршень выполнен с возможностью движения в направлении к верхней стенке корпуса под действием сжатого воздуха против давления пружины, а быстродействующий выпускной клапан выпускает воздух из камеры под поршнем, чтобы поршень ударил по нижней поверхности. Недостаток этого устройства заключается в том, что сильные удары могут повредить поршень или другие части устройства.[0005] US Pat. No. 4,974,494 describes a pneumatic impact device comprising a cylindrical body having a bottom plate that is attached to a work surface. In the housing there is an elongated spring chamber with a spring for initiating the movement of the piston towards the lower surface of the housing. The piston is configured to move towards the top wall of the housing by the action of compressed air against the pressure of the spring, and the quick release valve releases air from the chamber under the piston so that the piston strikes the bottom surface. The disadvantage of this device is that strong impacts can damage the piston or other parts of the device.

[0006] В патенте США 3,835,817 описана система молота для очистки труб котла; этот молот имеет пару тарельчатых пружин, упруго прикрепленных к его ударному концу и установленных относительно труб так, чтобы прикладывать к ним механический импульс, ударяя по требуемой точке импульса, при этом частота импульса составляет 200-2000 Гц.[0006] US Pat. No. 3,835,817 describes a hammer system for cleaning boiler tubes; this hammer has a pair of belleville springs resiliently attached to its impact end and mounted relative to the pipes so as to apply a mechanical impulse to them, striking at the desired impulse point, while the impulse frequency is 200-2000 Hz.

[0007] Из европейского патента EP 2102577 B1 известен пружинный молот, содержащий цилиндрический корпус, поршень, выполненный с возможностью перемещения в корпусе, наковальню, пружину для инициирования движения поршня относительно ударной поверхности наковальни, и пружинный блок, состоящий из пары тарельчатых пружин, расположенных между поршнем и ударной поверхностью наковальни. Пружинный блок в определенной степени замедляет ударное движение и тем самым уменьшает силы и напряжения, а также риск повреждения молота и наковальни. Сила упругости пружин блока предпочтительно такова, что максимальное замедление поршня составляет порядка 500-1000 g. На практике было подтверждено, что этот несколько замедленный удар также удаляет загрязнения с обрабатываемых поверхностей более эффективно, чем полностью жесткий удар. Недостаток известного пружинного блока заключается в том, что тарельчатые пружины и элементы крепления пружин могут в некоторых условиях разрушаться или ослабевать во время работы.[0007] From European patent EP 2102577 B1, a spring hammer is known, containing a cylindrical body, a piston movable in the body, an anvil, a spring for initiating movement of the piston relative to the impact surface of the anvil, and a spring block consisting of a pair of Belleville springs located between piston and impact surface of the anvil. The spring block slows down the impact movement to a certain extent and thereby reduces forces and stresses, as well as the risk of damage to the hammer and anvil. The force of the block springs is preferably such that the maximum piston deceleration is in the order of 500-1000 g. In practice, this somewhat delayed impact has also been proven to remove dirt from the treated surfaces more effectively than a fully hard impact. A disadvantage of the known spring unit is that the Belleville springs and the spring fasteners may, under certain conditions, collapse or weaken during operation.

[008] Целью настоящего изобретения является создание эффективного пружинного молота для загрязненных поверхностей, позволяющего свести к минимуму описанные выше недостатки известных устройств.[008] The aim of the present invention is to provide an efficient spring hammer for contaminated surfaces, which minimizes the above-described disadvantages of the known devices.

[009] Для минимизации упомянутых выше недостатков известных устройств предлагается устройство, отличительные признаки которого раскрыты в отличительной части независимого пункта формулы изобретения.[009] To minimize the disadvantages of the known devices mentioned above, a device is proposed, the distinguishing features of which are disclosed in the characterizing part of the independent claim.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0010] В соответствии с одним аспектом изобретения предложен пружинный молот для встряхивания поверхности, причем пружинный молот содержит наковальню с ударной поверхностью, которая может быть прикреплена к подлежащей встряхиванию поверхности; подвижный поршень, имеющий первый конец, который при работе перемещается в направлении к ударной поверхности наковальни; направляющая структура для направления движения поршня в заданном направлении относительно наковальни, и средство инициирования движения поршня в направлении к ударной поверхности наковальни, причем первый конец поршня или ударная поверхность наковальни обработаны механическим способом с образованием выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие.[0010] In accordance with one aspect of the invention, there is provided a spring hammer for shaking a surface, the spring hammer comprising an anvil with a striking surface that can be attached to the surface to be shaken; a movable piston having a first end which, in operation, moves towards the impact surface of the anvil; a guide structure for guiding the movement of the piston in a predetermined direction relative to the anvil, and a means for initiating the movement of the piston towards the impact surface of the anvil, wherein the first end of the piston or the impact surface of the anvil is mechanically machined to form a flexible geometric element made in one piece, providing a spring action.

[0011] При работе пружинного молота поршень наносит удары по наковальне, а ударной поверхностью является поверхность наковальни, которая принимает удары от поршня. Заданным направлением, обычно, является перпендикуляр к поверхности удара в точке нанесения ударов. Это направление также можно назвать ударной осью наковальни. Иными словами, когда первый конец поршня обработан механическим способом с образованием выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие, ударная поверхность будет принимать удары от поршня, при этом первый конец, который в работе перемещается в направлении к ударной поверхности наковальни, будет затем находиться в непосредственном контакте с ударной поверхностью. В частности, во время удара гибкий геометрический элемент на поршне будет находиться в прямом контакте с ударной поверхностью. С другой стороны, когда ударная поверхность наковальни обработана механическим способом с образованием выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие, этот выполненный за одно целое гибкий геометрический элемент (в наковальне) будет принимать удары от первого конца поршня, который при этом будет находиться в прямом контакте с выполненным за одно целое гибким геометрическим элементом (в наковальне) во время удара.[0011] When the spring hammer is operated, the piston strikes the anvil, and the striking surface is the surface of the anvil that receives the blows from the piston. The target direction is usually perpendicular to the impact surface at the impact point. This direction can also be called the impact axis of the anvil. In other words, when the first end of the piston is machined into an integrally flexible spring action geometry, the impact surface will receive impacts from the piston, with the first end, which in operation moves towards the impact surface of the anvil, will then be in direct contact with the impact surface. In particular, during impact, the flexible geometry on the piston will be in direct contact with the impact surface. On the other hand, when the impact surface of the anvil is machined to form a one piece of flexible geometry providing spring action, this one piece flexible geometry (in the anvil) will receive impacts from the first end of the piston which will then be in direct contact with the one piece the whole by a flexible geometric element (in the anvil) at the time of impact.

[0012] Направляющая структура предпочтительно имеет такую цилиндрическую форму, которая препятствует любому наклонному или поперечному движению поршня. Направляющая структура прикреплена к наковальне, чтобы гарантировать требуемое направление движения поршня относительно наковальни. Предпочтительно, чтобы крепление направляющей структуры к наковальне было в определенной степени гибким в направлении оси удара для смягчения действия ударов на направляющую структуру. Такая компоновка позволяет сохранять движение поршня в нужном направлении и при этом смягчать передачу удар на направляющую структуру.[0012] The guide structure preferably has a cylindrical shape that prevents any oblique or transverse movement of the piston. A guide structure is attached to the anvil to ensure the required direction of movement of the piston relative to the anvil. Preferably, the fastening of the guide structure to the anvil is somewhat flexible in the direction of the impact axis to cushion the effect of impacts on the guide structure. This arrangement allows you to keep the movement of the piston in the desired direction and at the same time soften the transfer of shock to the guide structure.

[0013] Ударное движение пружинного молота может обеспечиваться, например, пневматически или с помощью электромагнитов. Однако для создания ударного движения предпочтительно, чтобы используемое средство содержало пружину, напряжение которой обеспечивается устройством создания напряжения с помощью соответствующего приводного средства. Напряжение пружины предпочтительно может сбрасываться с помощью регулируемого спускового механизма при требуемом уровне напряжения, в результате чего освобожденный молот ударяет с большой скоростью по ударной поверхности наковальни.[0013] The impact movement of the spring hammer can be provided, for example, pneumatically or using electromagnets. However, in order to generate the impact movement, it is preferable that the means used comprise a spring, the tension of which is provided by the tension generating device by means of a suitable driving means. The spring tension can preferably be released by an adjustable trigger at the desired tension level, whereby the released hammer strikes at high speed against the striking face of the anvil.

[0014] Пружина предпочтительно расположена между опорными поверхностями, связанными с поршнем и наковальней, предпочтительно таким образом, чтобы пружина при напряжении была сжата или растянута в направлении ударной оси, а при спуске возвращалась к своей первоначальной длине. Для обеспечения малого размера пружинного молота его длина хода предпочтительно должна быть относительно короткой. Однако длина хода предпочтительно должна быть достаточно большой, чтобы молот мог развить достаточную скорость с подходящим ускорением силы тяжести, предпочтительно 1-5 g, наиболее предпочтительно 2-3 g. При этом сила реакции, действующая на опорную поверхность наковальни, остается относительно небольшой и повышается долговечность опорной поверхности наковальни.[0014] The spring is preferably located between the bearing surfaces associated with the piston and the anvil, preferably in such a way that the spring is compressed or stretched in the direction of the shock axis when stressed, and returns to its original length when released. In order to keep the spring hammer small, its stroke length should preferably be relatively short. However, the stroke length should preferably be large enough to allow the hammer to develop sufficient speed with a suitable acceleration of gravity, preferably 1-5 g, most preferably 2-3 g. In this case, the reaction force acting on the anvil support surface remains relatively small and the durability of the anvil support surface increases.

[0015] Силу упругости пружины следует рассчитать таким образом, чтобы требуемое ускорение обеспечивалось за счет выбранного веса молота, обычно составляющего 30-40 кг. Например, чтобы получить начальное ускорение 2,5 g, сила упругости пружины в напряженном состоянии должна составлять 750-1000 Н. Пружину предпочтительно следует выбирать таким образом, чтобы даже в конце удара еще оставалась сила упругости, превышающая вес молота, например 400-500 Н, благодаря чему пружинный молот молота не будет перемещаться ни при транспортировке, ни при сборке, и будет иметь устойчивое положение покоя также при направлении удара вверх, например, в сторону внешней поверхности дна воронки.[0015] The spring force should be calculated so that the required acceleration is provided by the selected weight of the hammer, typically 30-40 kg. For example, in order to obtain an initial acceleration of 2.5 g, the elastic force of the spring in the stressed state should be 750-1000 N. The spring should preferably be chosen so that even at the end of the blow there is still an elastic force greater than the weight of the hammer, for example 400-500 N , whereby the spring hammer of the hammer will not move either during transport or during assembly, and will have a stable resting position also when the blow is directed upwards, for example, towards the outer surface of the bottom of the funnel.

[0016] Устройством создания напряжения пружины предпочтительно может быть, например, двигатель, пневматический или гидравлический цилиндр или электромагнит. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения по меньшей мере наиболее чувствительные части устройства создания напряжения, например, двигатель и его шестерни, не опираются на наковальню, а удерживаются раздельно с помощью внешнего опорного элемента. Благодаря этому колебания наковальни не передаются чувствительным частям устройства создания напряжения, и снижается риск их поломки. При этом приводной механизм устройства создания напряжения должен быть гибко плавающим или, в противном случае, он должен допускать движение пружинного молота, вызванное температурными перемещениями подлежащей встряхиванию поверхности.[0016] The spring tensioning device may preferably be, for example, a motor, a pneumatic or hydraulic cylinder, or an electromagnet. According to a preferred embodiment of the invention, at least the most sensitive parts of the stress generating device, such as the motor and its gears, are not supported by the anvil, but are held apart by an external support member. As a result, the vibrations of the anvil are not transmitted to the sensitive parts of the tensioning device and the risk of their breakage is reduced. In this case, the drive mechanism of the tension generating device must be flexibly floating or, otherwise, it must allow the movement of the spring hammer caused by thermal movements of the surface to be shaken.

[0017] В известном решении между поршнем и наковальней располагается так называемый пружинный блок, иными словами гибкий элемент с высокой жесткостью пружины, в направлении оси удара. Обычный пружинный блок представляет собой пару жестких тарельчатых пружин. Пружинный блок в определенной степени замедляет ударное движение и тем самым уменьшает силы и напряжения, а также риск повреждения молота и наковальни. Жесткость пружин этого блока предпочтительно такова, что максимальное замедление поршня составляет около 500-1000 g. На практике было доказано, что в определенной степени такой замедленный удар также удаляет загрязнения с встряхиваемых поверхностей более эффективно, чем полностью жесткий удар.[0017] In the known solution, a so-called spring block is located between the piston and the anvil, in other words, a flexible element with high spring stiffness, in the direction of the impact axis. A conventional spring block is a pair of rigid Belleville springs. The spring block slows down to a certain extent impact movement and thus reduces forces and stresses, as well as the risk of damage to the hammer and anvil. The stiffness of the springs of this block is preferably such that the maximum deceleration of the piston is about 500-1000 g. In practice, it has been proven to a certain extent that such a delayed impact also removes dirt from the surfaces being shaken more effectively than a fully hard impact.

[0018] Настоящее изобретение отличается от известного решения тем, что узел пружинного блока и поршня, или наковальни и пружинного блока, заменен цельным блоком, в котором на первом конце поршня или на ударной поверхности наковальни выполнен путем механической обработки выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие, заменяющего отдельный пружинный блок. Таким образом, путем механической обработки можно изготовить полностью цельный поршень или наковальню с выполненным за одно целое гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие. В результате можно обойтись без известного пружинного блока и в значительной степени устранить проблемы, связанные с отдельным пружинным блоком. Кроме того, меньшее количество отдельных деталей продлит срок службы и снизит потребность в обслуживании пружинного молота, в котором узел поршня или наковальни с выполненным за одно целое гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие, представляет собой цельный блок. Гибкий геометрический элемент с требуемыми свойствами можно получить с помощью специально изготовленных токарных инструментов и тщательного анализа результата механической обработки.[0018] The present invention differs from the known solution in that the assembly of the spring block and the piston, or the anvil and the spring block, is replaced by a solid block, in which at the first end of the piston or on the impact surface of the anvil is made by machining a flexible geometric element made in one piece providing spring action, replacing a separate spring block. Thus, by machining it is possible to produce a completely one-piece piston or anvil with a one-piece flexible geometric element providing a spring action. As a result, the known spring block can be dispensed with and the problems associated with a separate spring block are largely eliminated. In addition, fewer separate parts will extend the life and reduce the need for maintenance of a spring hammer, in which the piston or anvil assembly with an integral flexible geometric element providing spring action is a one-piece block. A flexible geometric element with the required properties can be obtained using specially made turning tools and careful analysis of the result of machining.

[0019] Пружинный молот предпочтительно содержит криволинейную полую часть, выполненную за одно целое с концом части цельного блока. Эта криволинейная полая часть может быть выточена, например, токарными инструментами, с образованием полой части, имеющей, например, чашеобразную форму. Криволинейная полая часть имеет открытый свободный конец. Если гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, является частью молота, то открытый свободный конец расположен на том конце выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие, который будет обращен к ударной поверхности во время удара. Если гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, является частью ударной поверхности наковальни, то открытый свободный конец расположен на том конце выполненного за одно целое гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие, который будет обращен к первому концу молота.[0019] The spring hammer preferably includes a curved hollow part integral with the end part of the solid block. This curved hollow part can be machined, for example with turning tools, to form a hollow part having, for example, a cup shape. The curved hollow part has an open free end. If the flexible spring-acting geometry is part of the hammer, then the open free end is located at that end of the integral flexible spring-acting geometry that will face the impact surface during impact. If the flexible spring action geometry is part of the anvil impact surface, then the open free end is located at that end of the integral flexible spring action geometry that will face the first end of the hammer.

[0020] Если криволинейная полая часть выполнена за одно целое на конце части цельного блока, то угол на внешней поверхности первого конца между поршнем и выполненным за одно целое гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие, предпочтительно составляет 10-60° для заданного расстояния.[0020] If the curved hollow part is integrally formed at the end of the solid block part, then the angle on the outer surface of the first end between the piston and the integrally formed flexible geometric element providing spring action is preferably 10-60° for a given distance.

[0021] Согласно одному варианту осуществления изобретения гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, на первом конце поршня может иметь опосредованный контакт с ударной поверхностью, для этого между гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие, и ударной поверхностью наковальни предусмотрен промежуточный элемент для передачи ударных сил, или же гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, на ударной поверхности наковальни может иметь опосредованный контакт с первым концом молота, для этого между гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие, и первым концом наковальни расположен промежуточный элемент для передачи ударных сил.[0021] According to one embodiment of the invention, a flexible geometric element providing spring action at the first end of the piston can have indirect contact with the impact surface, for this, an intermediate element is provided between the flexible geometric element providing spring action and the impact surface of the anvil , or a flexible geometric element that provides spring action on the impact surface of the anvil can have indirect contact with the first end of the hammer, for this, an intermediate element is located between the flexible geometric element that provides spring action and the first end of the anvil to transfer shock forces.

[0022] Движение пружинного молота в соответствии с настоящим изобретением задается параллельно ударной оси наковальни на стадии изготовления. При этом пружинный молот не требует выравнивания наковальни и молота в одну линию при сборке устройства или повторного выравнивания, например, при повышении температуры подлежащих встряхиванию теплообменных труб. Следовательно, в данном устройстве устранен изгибающий момент относительно наковальни из-за смещения молота и вызванного этим повреждения наковальни, а также повреждения стыка, соединяющего наковальню со встряхиваемой поверхностью. Правильно выровненный удар также повышает эффективность передачи удара подлежащей встряхиванию поверхности.[0022] The movement of the spring hammer in accordance with the present invention is set parallel to the impact axis of the anvil at the manufacturing stage. In this case, the spring hammer does not require alignment anvil and hammer in one line when assembling the device or re-aligning, for example, when the temperature of the heat exchange tubes to be shaken rises. Therefore, this device eliminates the bending moment relative to the anvil due to the displacement of the hammer and the resulting damage to the anvil, as well as damage to the joint connecting the anvil to the shaken surface. A properly aligned impact also improves the efficiency of impact transmission to the surface to be shaken.

[0023] Пружинный молот имеет простую конструкцию и может быть собран уже на стадии изготовления. Это упрощает сборку устройства и снижает его стоимость, а также потребность в техническом обслуживании. Устройство представляет собой компактный блок, который можно легко шумоизолировать и установить в любом необходимом положении. В практических применениях обычно используется большое количество пружинных молотов, которые могут быть совершенно отдельными или иметь, например, общее пневматическое устройство для создания напряжения, которое направляет встряхивающие импульсы в нужной последовательности к различным пружинным молотам. Благодаря небольшому размеру и малому весу их можно собирать даже в узких пространствах, а при необходимости и вплотную друг к другу.[0023] The spring hammer has a simple structure and can be assembled already at the manufacturing stage. This simplifies the assembly of the device and reduces its cost as well as the need for maintenance. The device is a compact unit that can be easily soundproofed and installed in any required position. In practical applications, a large number of spring hammers are usually used, which may be completely separate or have, for example, a common pneumatic tensioning device that directs the shaking pulses in the desired sequence to the various spring hammers. Due to their small size and low weight, they can be assembled even in narrow spaces, and if necessary, close to each other.

[0024] Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых[0024] The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which

[0025] Фигуры 1-3 схематично изображают поперечные сечения различных пружинных молотов в соответствии с настоящим изобретением.[0025] Figures 1-3 are schematic cross sections of various spring hammers in accordance with the present invention.

[0026] На фиг.1 показан пружинный молот 10 в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Этот пружинный молот содержит наковальню 12 с ударной поверхностью 14 на одном конце наковальни. Другой конец наковальни присоединен сварным швом 16 к встряхивающей балке 18. Если подлежащая встряхиванию стенка, является, например, наружной стеной реактора, канала или воронки, то другой конец встряхивающей балки 18, не показанный на фиг.1, может быть приварен к этой стене. В качестве альтернативы, в таком случае может не потребоваться отдельная встряхивающая балка 18, а наковальня 12 может быть прикреплена непосредственно к подлежащей встряхиванию стене. Если же, например, в герметичном пространстве реактора или парового котла имеются пучки теплообменных труб, подлежащие встряхиванию, то встряхивающую балку 18 можно гибко герметично присоединить к стенке газового пространства и приварить к теплообменным трубам или их соединительному элементу. Поскольку различные способы герметичного соединения и крепления встряхивающей балки известны, они не будут подробно описываться ниже.[0026] Figure 1 shows a spring hammer 10 in accordance with a preferred embodiment of the present invention. This spring hammer contains an anvil 12 with a striking surface 14 at one end of the anvil. The other end of the anvil is welded 16 to the shaking beam 18. If the wall to be shaken is, for example, the outer wall of a reactor, channel or funnel, then the other end of the shaking beam 18, not shown in figure 1, can be welded to this wall. Alternatively, a separate shaking beam 18 may not be required in such a case, and the anvil 12 may be attached directly to the wall to be shaken. If, for example, there are bundles of heat exchange tubes to be shaken in the pressurized space of a reactor or steam boiler, then the shake beam 18 can be flexibly hermetically attached to the wall of the gas space and welded to the heat exchange tubes or their connecting element. Since various methods for sealing and fastening the shaker beam are known, they will not be described in detail below.

[0027] Пружинный молот содержит подвижный поршень 20, имеющий первый конец 22 гибкого геометрического элемента, обеспечивающего пружинное действие. Гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, предпочтительно представляет собой криволинейную полую часть с открытым свободным концом, выполненную за одно целое в цельной части наковальни. Первый конец при работе движется в направлении к ударной поверхности 14 наковальни.[0027] The spring hammer includes a movable piston 20 having a first end 22 of a flexible geometry providing a spring action. The flexible geometric element that provides the spring action is preferably a curved hollow part with an open free end, made in one piece in the integral part of the anvil. The first end during operation moves towards the impact surface 14 of the anvil.

[0028] В качестве материала поршня преимущественно используется высококачественная закаленная сталь, подходящая для применения в пружинах и для требуемой механической обработки. Однако может также использоваться широкий спектр материалов, которые выдерживают необходимые циклические растягивающие и сжимающие нагрузки и достаточно легко поддаются требуемой механической обработке.[0028] The material of the piston is predominantly high quality hardened steel suitable for spring applications and for the required machining. However, a wide range of materials can also be used that can withstand the required cyclic tensile and compressive loads and are reasonably easy to machine to the required requirements.

[0029] Пружинный молот также содержит цилиндрический корпус 24, служащий направляющей структурой, который позволяет поршню 20 перемещаться только в определенном направлении относительно наковальни. Цилиндрический корпус крепится к наковальне 12, например, болтами 26. Болты фиксируются на месте с помощью подходящих упругих элементов, например, упругих втулок 27, для смягчения действия ударов на направляющую структуру. В данном варианте болты 26 расположены перпендикулярно направлению удара, однако альтернативно они могут проходить через подходящий фланец, как будет понятно специалисту в области соединения деталей, в направлении удара или против него. В таких случаях в качестве упругих элементов предпочтительно используются пружины, например, подходящие тарельчатые пружины.[0029] The spring hammer also includes a cylindrical body 24 serving as a guide structure that allows the piston 20 to move only in a certain direction relative to the anvil. The cylindrical body is attached to the anvil 12, for example, by bolts 26. The bolts are fixed in place by suitable resilient members, such as resilient bushings 27, to cushion the impact on the guide structure. In this embodiment, the bolts 26 are perpendicular to the direction of impact, but alternatively, they can pass through a suitable flange, as will be understood by a person skilled in the field of connection of parts, in the direction of impact or against it. In such cases, springs are preferably used as resilient elements, for example suitable cup springs.

[0030] Второй конец поршня 20, противоположный первому концу поршня, прикреплен к торцевой пластине 28. Торцевая пластина расположена снаружи внешнего конца 29 цилиндрического корпуса 24. Несколько пружин 30 растяжения, например, четыре пружины растяжения, расположены между фланцем 32 цилиндрического корпуса 24 и торцевой пластиной 26.[0030] The second end of the piston 20, opposite the first end of the piston, is attached to the end plate 28. The end plate is located outside the outer end 29 of the cylindrical body 24. Several tension springs 30, for example, four tension springs, are located between the flange 32 of the cylindrical body 24 and the end plate. plate 26.

[0031] Пружинный молот 10 на фиг.1 показан в положении удара, иными словами в положении, в котором пружины 30 имеют минимальную длину, а первый конец 22 гибкого, обеспечивающего пружинное действие, геометрического элемента поршня 20 находится в контакте с наковальней 12. При использовании пружинного молота напряжение пружин 30 создается путем вытягивания поршня 20 наружу с помощью подходящего устройства создания напряжения. Устройство создания напряжения, не показанное на фиг.1, обычно пневматическое, но в качестве альтернативы оно может быть, например, электромагнитным или приводиться в действие отдельным двигателем. При этом в работе поршень 20 сначала взводится путем его перемещения дальше от наковальни, после чего пружины 30 освобождаются, чтобы вынудить поршень двигаться в направлении к ударной поверхности 14 наковальни. Когда пружины 30 взведены до требуемого напряжения, их освобождение вызывает удар, при котором первый конец 22 поршня 20 ударяет с высокой скоростью по ударной поверхности 14 наковальни 12. Поскольку направление движения молота 18 определяется направляющим средством, т.е. цилиндрическим корпусом 24, этот удар всегда имеет правильное направление относительно наковальни.[0031] The spring hammer 10 of FIG. 1 is shown in the impact position, in other words in a position where the springs 30 are at their shortest length and the first end 22 of the flexible spring action piston 20 is in contact with the anvil 12. When When using a spring hammer, the tension of the springs 30 is created by pulling the piston 20 outward using a suitable tensioning device. The voltage generating device, not shown in FIG. 1, is usually pneumatic, but alternatively it can be, for example, electromagnetic or driven by a separate motor. In operation, the piston 20 is first cocked by moving it away from the anvil, after which the springs 30 are released to force the piston towards the impact surface 14 of the anvil. When the springs 30 are charged to the required tension, their release causes an impact in which the first end 22 of the piston 20 strikes the impact surface 14 of the anvil 12 at high speed. Since the direction of movement of the hammer 18 determined by the guiding means, i.e. cylindrical body 24, this impact always has the correct direction relative to the anvil.

[0032] Гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, на первом конце 22 подвижного поршня 20 предпочтительно имеет высокую силу упругости, чтобы смягчить остановку поршня 20. Гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, увеличивает продолжительность одного удара без существенного уменьшения суммарной энергии удара. В соответствии с примерным вариантом замедление движения молота предпочтительно составляет максимум около 1000 g.[0032] The flexible spring action geometry at the first end 22 of the movable piston 20 preferably has a high resilient force to cushion the stoppage of the piston 20. The flexible spring action geometry increases the duration of a single stroke without significantly reducing the total impact energy. In accordance with an exemplary embodiment, the deceleration of the movement of the hammer is preferably a maximum of about 1000 g.

[0033] Длина хода, иными словами, изменение длины пружины при использовании устройства, предпочтительно составляет 50-100 мм, например 60 мм. В предпочтительном варианте масса молота составляет около 40 кг, сила упругости при максимальном напряжении составляет около 1000 Н, а в конце удара она все еще составляет около 500 Н. При этом начальное ускорение удара составляет 25 м/сек², а энергия удара - 112 Нм. Регулируя длину хода пружинного молота, можно легко регулировать силу удара. Предпочтительные значения параметров пружинного молота зависят от его применения, поэтому они могут сильно отличаться от приведенных выше примерных значений.[0033] The stroke length, in other words, the change in the length of the spring when using the device, is preferably 50-100 mm, for example 60 mm. In the preferred embodiment, the mass of the hammer is about 40 kg, the elastic force at maximum stress is about 1000 N, and at the end of impact it is still about 500 N. In this case, the initial impact acceleration is 25 m/s ² and the impact energy is 112 Nm . By adjusting the stroke length of the spring hammer, the impact force can be easily adjusted. The preferred values for spring hammer parameters depend on its application, so they can differ greatly from the above approximate values.

[0034] На фиг.2, иллюстрирующей другой предпочтительный вариант пружинного молота в соответствии с изобретением, детали, соответствующие деталям на фиг.1, показаны с теми же ссылочными обозначениями, что и на фиг.1.[0034] In FIG. 2, illustrating another preferred spring hammer according to the invention, parts corresponding to those in FIG. 1 are shown with the same reference numerals as in FIG.

[0035] На фиг.2 показан пружинный молот 10’ в соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Пружинный молот 10' отличается от пружинного молота 10, показанного на фиг.1, в основном тем, что пружины 30 растяжения заменены пружиной 30' сжатия, расположенной между вторым концом 34 поршня и торцевой пластиной 26. При этом напряжение пружины 30' создается посредством ее сжатия подходящим способом, например, пневматически, по направлению к торцевой пластине 26. В остальном работа пружинного молота 10' соответствует работе пружинного молота 10, показанного на фиг.1.[0035] FIG. 2 shows a spring hammer 10' according to a second preferred embodiment of the present invention. The spring hammer 10' differs from the spring hammer 10 shown in FIG. compression in a suitable manner, for example pneumatically, towards the end plate 26. Otherwise, the operation of the spring hammer 10' corresponds to that of the spring hammer 10 shown in FIG.

[0036] На фиг.3 показан пружинный молот 10’’ в соответствии с третьим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Пружинный молот 10'' отличается от пружинного молота 10, показанного на фиг.1, тем, что гибкий геометрический элемент 22, обеспечивающий пружинное действие, расположен на ударной поверхности 14' наковальни, а не на первом конце поршня 20. При этом гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, не перемещается вместе с поршнем, а остается с наковальней, т.е. неподвижна при работе пружинного молота. Однако этот гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, обеспечивает такой же эффект смягчения ударов поршня, как и в описанных выше вариантах. Наковальня с гибким геометрическим элементом, обеспечивающим пружинное действие, расположенным на ударной поверхности 14’ наковальни, также может быть использован в пружинном молоте с пружиной сжатия, как на фиг.2.[0036] FIG. 3 shows a 10″ spring hammer according to a third preferred embodiment of the present invention. The spring hammer 10'' differs from the spring hammer 10 shown in FIG. 1 in that the flexible geometry 22 providing the spring action is located on the impact surface 14' of the anvil rather than at the first end of the piston 20. In this case, the flexible geometry , which provides spring action, does not move with the piston, but remains with the anvil, i.e. immobile during the operation of the spring hammer. However, this flexible, spring-acting geometry provides the same piston impact cushioning effect as in the embodiments described above. An anvil with a flexible geometry providing a spring action, located on the impact surface 14' of the anvil, can also be used in a spring hammer with a compression spring, as in Fig.2.

[0037] В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения поршень с первым концом, на котором механическим способом выполнен выполненный за одно целое гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, как показано на фиг.1 и 2, или наковальня с ударной поверхностью, на которой механическим способом выполнен за одно целое гибкий геометрический элемент, обеспечивающий пружинное действие, как показано на фиг.3, может быть отдельным изделием, например, запасной частью к существующему пружинному молоту.[0037] In accordance with yet another aspect of the present invention, a piston with a first end on which is mechanically formed an integral flexible geometric element providing a spring action, as shown in figures 1 and 2, or an anvil with a striking surface, on which mechanically made in one piece, a flexible geometric element that provides spring action, as shown in figure 3, can be a separate product, for example, a spare part for an existing spring hammer.

[0038] Настоящее изобретение описано выше со ссылками на примерный вариант осуществления, однако оно также имеет множество других вариантов осуществления и модификаций. Таким образом, очевидно, что раскрытый примерный вариант осуществления не предназначен для ограничения объема изобретения, и изобретение включает в себя ряд других вариантов осуществления, ограниченных прилагаемой формулой изобретения и содержащимися в ней определениями.[0038] The present invention has been described above with reference to an exemplary embodiment, however, it also has many other embodiments and modifications. Thus, it is clear that the disclosed exemplary embodiment is not intended to limit the scope of the invention, and the invention includes a number of other embodiments, limited by the appended claims and the definitions contained therein.

Claims

1. Spring-loaded hammer (10) for shaking the surface, comprising an anvil with a striking surface, wherein the anvil is adapted to be attached to the surface to be shaken, a movable piston, the first end of which moves in operation towards the striking surface of the anvil, a guide structure for guiding the movement of the piston in a predetermined direction relative to the anvil and means for initiating the movement of the piston towards the impact surface of the anvil, characterized in that the first end of the piston or the impact surface of the anvil is mechanically machined to form a flexible geometric element made in one piece, providing a spring action.

2. Spring hammer according to claim 1, characterized in that the coefficient of rigidity of the flexible geometric element is such that the maximum deceleration of the impact movement of the piston is about 500-1000 g, where g is the free fall acceleration.

3. Spring hammer according to claim 2, characterized in that the flexible geometric element is a curved hollow part made in one piece at the end of a part of the integral piston block.

4. Spring hammer according to claim 2, characterized in that the flexible geometric element is a curved hollow part made in one piece in the integral part of the anvil.

5. Spring hammer according to claim 3 or 4, characterized in that the curved hollow part has an open free end.

6. Spring hammer according to claim 1, characterized in that the flexible geometric element is made of high quality hardened steel.

7. Spring hammer according to claim 1, characterized in that the means for initiating the movement of the piston is a spring (30, 30').

8. Spring hammer according to claim 7, characterized in that the spring (30') is a compression spring.

9. Spring hammer according to claim 7, characterized in that the spring (30) is a tension spring.

10. Spring hammer according to claim 9, characterized in that the device comprises at least two tension springs (30) located outside the guide structure (24).

11. Spring hammer according to claim 7, characterized in that the spring hammer contains means for applying spring tension (30, 30').

12. A spring hammer according to claim 11, characterized in that the spring tensioning means (30, 30') is a pneumatic tensioning device.

13. A piston for a spring hammer according to any one of the preceding claims, characterized in that the first end of the piston is machined to form an integral flexible geometric element providing spring action.

14. An anvil for a spring hammer according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the impact surface of the anvil is machined to form a flexible geometric element made in one piece, providing a spring action.