Ручная пневматическая трамбовка
Патент 682365
Авторы
Ручная пневматическая трамбовка
Иллюстрации
Реферат
ОПИСИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Соииалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.07.76 (21) 2389679/25-28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30..08.79 (51) М. Кл. В 25D 17/24
В 25D 9/02
Государственный комитет (53) УДК 621.542 (088.8) по делам изобретений и открытий (7i2) Авторы изобретения
Л. А. Юрьев, В. И. Кокарев, H. А, Клушин и П. А. Маслаков
Институт горного дела Сибирского отделения AX СССР (71) Заявитель (54) РУЧНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ТРАМБОВКА
Изобретение относится к машиностроению, а именно к литейному производству, и может быть использовано при конструировании трамбовок, преимущественно малогабаритных.
Известна пневматическая трамбовка, включающая корпус, в котором размещен ударный механизм. Под действием сжатого воздуха поршень ударного механизма и корпус в противофазе друг к другу совершают возвратно-поступательное движение.
Поршень ударного механизма рабочим наконечником наносит удары по уплотняемой среде (1). Возвратно-поступательное движение корпуса с частотой, равной числу ударов ударного механизма, является вибрационным. Вибрация корпуса, передаваемая через рукоятку на руку оператора, является основным недостатком данной машины.
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является ручная пневматическая трамбовка, содержащая кожух, коаксиально установленный в нем с возможностью перемещения в осевом направлении цилиндр с полым ударником, верхнюю полость, образованную торцами цилиндра и кожуха, и кольцевую боковую полость, образованную кольцевыми проточА Н N3 682365 ками, выполненными на контактируемых поверхностях кожуха и цилиндра (2).
Однако это решение непригодно для малогабаритных трамбовок из-за большой
5 массы, длины, а также невысокой степени вибробезопасности.
Целью изобретения является уменьшение длины и массы ручной пневматической трамбовки.
Для этого в предлагаемой трамбовке верхняя полость сообщена с атмосферой, а боковая — с источником сжатого воздуха и полостью ударника.
На чертеже изображена предлагаемая
15 пневматическая ручная трамбовка, продольный разрез.
Ручная пневматическая трамбовка имеет кожух 1, в котором с возможностью перемещения расположен цилиндр 2.
20 Кожух 1 состоит из соединенных между собой рукоятки 3 и трубы 4. Труба 4 имеет пусковое устройство 5 любого известного типа, в котором выполнена резьба 6 для подключения к источнику сжатого воздуха
25 (не показан). Внутренняя поверхность трубы 4 выполнена с двумя ступенями 7 и 8. причем диаметр ступени 7 меньше по сравнению с диаметром ступени 8. Цилиндр 2 состоит из ствола 9, в канале которого с
ЗО возможностью перемещения расположен по682365 г )
3.)
3 лый ударник 10. Полый ударник 10 имеет шток 11, уплотненный в нижней части ствола 9 сальником 12 и имеющий на конце башмак 13. С другой стороны ударник 10 имеет хвостовик 14, соединенный со штоком
11. В хвостовике 14 выполнен канал 15, который в нижней части вскрыт радиальным пазом 16. В пазу 16 с возможностью осевого перемещения расположен клапан 17, Паз
16 вскрыт сверху каналами 18, а снизу— каналами 19. Каналы 19 сообщены с каналом 20 в штоке 11.
В канале ствола 9 установлен перепускной клапан в виде гильзы 21, которая прижимается торцовой частью к перемычке 22 пружиной 23. Гильза 21 скользяще охватывает хвостовик 14 полого ударника 10 и имеет возможность радиального и осевого перемещения. Сверху ствол 9 закрыт крышкой 24, в которую упирается пружина 23.
Наружная поверхность ствола 9 цилиндра 2 выполнена с кольцевыми проточками 25 и 26.
Кольцевые проточки 7 и 8 кожуха 1 и кольцевые проточки 25 и 26 цилиндра 2 образуют амортизационную кольцевую боковую полость 27. Эта полость постоянно сообщена через пусковое устройство 5 с источником сжатого воздуха, кроме этого, она сообщается через калиброванные каналы 28 с коипенсационной полостью 29, расположенной между крышкой 24 и перемычкой 22 в канале ствола 9.
Ствол 9, полый ударник 10, хвостовик 14 и перемычка 22 образуют полость 30 рабочего хода, которая через каналы 18, паз 16, канал 15, полость 29, каналы 28 и кольцевую полость 27 сообщена с источником сжатого воздуха. Ствол 9, полый ударник 10, шток 11 и сальник 12 образуют:полость 31 холостого хода, которая через выхлопные отверстия 32 сообщена с атмосферой. С дру,гой стороны полость 32 сообщена каналом 20 с каналами 19, которые перекрыты клапаном 17.
Взаимное перемещение кожуха 1 и цилиндра 2 ограничено торцовой поверхностью 33 трубы 4 кожуха 1 и крышкой 24.
Торцами кожуха .1 и цилиндра 2 образована полость 34, которая постоянно сообщена отверстием 35 с атмосферой.
Предлагаемая трамбовка работает следующим образом.
При включении пускового устройства 5 сжатый воздух от его источника (не показан) поступает в амортизационную кольцевую полость 27. В дальнейшем полость 27 постоянно находится под давлением сжатого воздуха, примерно равным давлению в сети. При этом со стороны кольцевой полости 27 на кожух 1 действует примерно постоянная направленная вверх сила, величина которой равна произведению разности площадей кольцевых проточек 7 и 8 кожуха 1 на давление воздуха в кольцевой поло4 сти 27. Величина этой силы для удобства работы обычно выбирается немного больше веса кожуха 1. К цилиндру 2 также приложена примерно постоянная сила, направленная вниз и равная произведению разности площадей кольцевых проточек 26 и 25 цилиндра 2 на давление в кольцевой полости 27.
Из полости 27 сжатый воздух через калиброванные каналы 28 поступает в компенсационную полость 29, которая в процессе работы также постоянно находится под давлением сжатого воздуха, примерно равным давлению в полости 29. Со стороны полости 29 на цилиндр 2 постоянно действует сила, направленная вверх и равная по величине силе, действующей на хвостовик 14 полого ударника 10 и направленной вниз. Эта сила равна произведению площади поперечного сечения хвостовика 14 на давление сжатого воздуха в полости 29.
Из полости 29 сжатый воздух по каналу 15 в хвостовике 14,,пазу 16 и каналам
18 поступает в полость 30 рабочего хода, давление в которой начинает повышаться.
Давление в полости 31 холостого хода равно атмосферному, так как она через выхлопные отверстия 32 сообщена с атмосферой. Под действием давления сжатого воздуха со стороны полости 29 и 30 полый ударник 10 начинает двигаться вниз. Объем полости 29 увеличивается на величину, равную произведению площади поперечного сечения хвостовика 14 на его ход. В это же время под действием давления со стороны полости 29 и полости 30 рабочего хода цилиндр 2 начинает двигаться в верх. Ввиду того что цилиндр 2 начинает двигаться вверх, объем кольцевой полости 27 уменьшается на величину, равную произведению площади кольцевой проточки 25 на величину хода цилиндра 2. Но так как полости 27 и 29 сообщены между собой калиброванными каналами 28, то суммарный объем полостей 27 и 29 не изменяется. Не изменяется и давление сжатого воздуха в полости
27 из-за изменения ее объема по следующей причине.
Указанное изменение объема полости 27 происходит за промежуток времени, равный половине цикла работы, а размеры калиброванных каналов подобраны так, что пропускают возмущения давления с таким же периодом времени. Поэтому увеличение давления в полости 27 при уменьшении ее объема компенсируется уменьшением давления в полости 29, объем которой в это время увеличивается. В результате этого сила, действующая на кожу.х 1, остается практически постоянной, т. е. кожух 1 не испытывает возмущающего воздействия.
Продолжая двигаться вниз, полый ударник
10 перекрывает выхлопные отверстия 32, и в полости 31 холостого хода начинается
682365 . сжатие заключенного в ней воздуха, т. е. давление в ней начнет повышаться.
После того как полый ударник 10 открывает отверстия 32, из полости 30 начинается выхлоп, и давление в ней начинает падать до атмосферного. Начинает падать давление и,в сообщенной с полостью 30 полости 29. Давление сжатого воздуха в полости 27 практически не изменяется, так как изменение давления в полости 29 нс пропускается калиброванными каналами 28, поскольку данные возмущения занимают относительно короткий период времени (примерно равный 0,05 времени цикла, что на порядок меньше времени возмущений за счет изменения объема). Таким образом давление сжатого воздуха,в амортизационной кольцевой полости 27 практически и в этом случае остается постоянным.
Полость 34 на вибрацию кожуха 1 не влияет, так как она постоянно снабжена с атмосферой отверстием 35.
Возрастающее в полости 31 холостого хода давление через каналы 19 и 20 действует снизу на клапан 17, и когда оно превосходит по величине давление сверху, последний перекидывается вверх и перекрывает каналы 18. Истечение из полости 30 в атмосферу прекращается. Давление в полости 29 начинает повышаться. По открывшимся каналам 19 и 20 сжатый воздух из полости 29 поступает в полость 31 холостого хода, в этот момент полый ударник 10 наносит удар башмаком 13 по утрамбовываемой поверхности. После этого полый ударник 10 под действием давления сжатого воздуха из полости 31 холостого хода начинает двигаться вверх. Объем полости
29 уменьшается на величину, равную произведению площади поперечного сечения хвостовика 14 на его ход.
Цилиндр 2 примерно до момента удара двигался вверх, в момент удара îí тормозится и начинает двигаться вниз. При движении корпуса 2 вниз объем полости 27 увеличивается на величину, равную произведению площади кольцевой проточки 25 на величину хода цилиндра 2. Суммарный же объем полостей 27 и 29, как было показано выше, не изменяется, т. е. кожух 1 и цилиндр 2 не испытывают возмущающих воздействий.
Продолжая двигаться вверх, полый ударник 10 перекрывает выхлопные отверстия
32, и в полости 30 рабочего хода начинается сжатие заключенного в ней воздуха, т. е. давление в ней повышается.
После того как полый ударник 10 открывает выхлопные отверстия 32, в полости 31 начинается выхлоп и давление в ней падает до атмосферного. Начинает падать давление и в полости 29, но это, как было показано выше, не приводит к изменению
25 оо
60 силы распора между кожухом 1 и цилиндром 2.
В тот момент, когда давление на клапан
17 сверху превышает давление снизу, последний перекидывается вниз и перекрывает каналы 19. Истечение из полости 31 в атмосферу прекращается, и сжатый воздух из полости 29 по каналу 15 хвостовнка 14, пазу 16 и каналам 18 начинает поступать в полость 30 рабочего хода. Давление в полости 29 при этом повышается.
Поршень, дойдя до верхнего положения, тормозится и начинает двигаться вниз.
Цилиндр 2 все это время движстея вниз и примерно в то же время, что и поршень, тормозится и начинает двигаться вверх.
В дальнейшем описанный процесс работы повторяется.
Таким образом изобретение позволяетза счет радиального размещения основных элементов резко уменьшить длину и, следовательно, массу трамбовки. Кроме того, уменьшению массы и длины трамбовки способствуют ничем не лимитированные площади ступеней, позволяюгцие выбрать любую силу распора.
Сообщение амортизационной и компенсационной полостей калиброванными каналами способствует поддержанию постоянного давления в первой полости при изменении его из-за взаимного перемещения элементов трамбовки в процессе работы относительно друг друга и из-за неравномерного потребления сжатого воздуха ударным механизмом.
Все перечисленное дает возможность применять данную схему при конструировании особенно малогабаритных трамбовок с минимальными габаритами и массой и с высокой степенью впбробезопасности, Формула изобретения
Ручная пневматическая трамбовка, содержащая кожух, коакспально установленный в нем с возможностью перемещения в осею вом направлении цилиндр с полым ударником, верхнюю полость, образованную торцами цилиндра и кожуха, и кольцевую боковую полость, образованную кольцевыми проточками, выполненными на контактируемых поверхностях кожуха и цилиндра, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длины и массы. верхняя полость сообщена с атмосферой, а боковая— с источником сжатого воздуха и с полостью ударника.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1, Г. И. Кусницин и др. Пневматические ручные машины. — Справочник. Л., «Машиностроение», 1968, с. 247.
2. Авторское свидетельство СССР № 373393, кл. В 25D 17/24, 1971.
Редактор О. Юркова
Составитель Ю. Жебелов
Корректор P. Беркович
Заказ 2107/11 Изд. № 535 Тираж 1060 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2