ВИБРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ПНЕВМОПРИВОДА

Заявляемая полезная модель относится к машиностроению, в частности к конструкциям вибрационных пневмоприводов.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому эффекту от его использования к заявляемому решению является известный вибрационный пневнопривод по заявке РСТ № WO 2010146354 от 15.06.2010 г., содержащий корпус в сборе, шток, золотник.
Из-за особенностей существующей конструкции вибрационного устройства не обеспечивается надежное уплотнение между подвижными элементами. Недостатки конструкции приводят как к прямым непроизводительным потерям воздуха, так и к увеличенному внутреннему сопротивлению движению золотника за счет возникновения некоторого противодавления между рабочими полостями при паразитных перетоках воздуха, что приводит к увеличению потребляемого устройством воздуха. Непроизводительные потери воздуха в указанном устройстве достигают 25-30%.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является уменьшение паразитных перетоков воздуха на участках шток - золотник, золотник - корпус и снижение внутреннего сопротивления, возникающего при движении золотника.
Указанная задача решается с помощью технического результата от использования заявляемой полезной модели, заключающегося в исключении внутренних потерь воздуха, снижении внутреннего сопротивления при движении золотника и, как следствие, значительного снижения количества необходимого для совершения работы воздуха.
Указанный технический результат в предлагаемой конструкции вибрационного устройства пневмопривода, содержащей корпус в сборе, шток, золотник, достигается тем, что:
- во-первых, по периметру штока и наружной поверхности золотника выполнено не менее двух рядов направленных кольцевых замкнутых канавок;
- во-вторых, канавки выполнены так, что одна стенка нормальна поверхности, вторая ориентирована под углом, а нижняя вершина имеет закругленную форму;
- в-третьих, наклонная сторона канавок, выполненных на штоке, ориентирована навстречу отверстию;
- в-четвертых, наклонная сторона канавок, выполненных на наружной стороне золотника, ориентирована к торцам золотника;
Заявляемая полезная модель пояснена чертежами, на которых:
- на Фиг. 1 изображено вибрационное устройство в разрезе;
- на Фиг. 2 - модель штока;
- на Фиг. 3 - модель золотника.
Предлагаемое вибрационное устройство содержит:
- корпус 1 (Фиг. 1);
- шток 2 (Фиг. 1), на котором выполнены два ряда канавок 3 (Фиг. 2);
- золотник 4 (Фиг. 1), на котором выполнены два ряда канавок 5 (Фиг. 3).
Предлагаемое вибрационное устройство эксплуатируется следующим образом:
От компрессора посредством шланга во внутреннее отверстие штока 2 вибрационного устройства подается сжатый воздух. При этом поток воздуха через боковые отверстия 6 (Фиг. 2) штока 2 попадает в полость между золотником 4 и штоком 2. За счет двух рядов кольцевых, замкнутых канавок 3 на штоке 2 воздух, взаимодействуя со стенками канавок 3 и золотника 4, завихряется, образует воздушное уплотнение и остается запертым на участке шток 2 - золотник 4. Далее воздух поступает к клапанам золотника и попадает в одну из рабочих полостей, образованных корпусом 1 в сборе и торцами золотника 4. Канавки 5 на золотнике препятствуют прорыву воздуха в зазор между стенкой корпуса 1 и наружной поверхностью золотника 4. При нарастании давления воздуха в этой рабочей полости золотник 4 движется вдоль корпуса 1 и штока 2, сжимая воздух, находящийся в противоположной рабочей полости. Как только торец золотника 4 достигает отверстий 7 (Фиг. 1) для сброса воздуха, выполненных в стенке корпуса 1, клапаны золотника 4 из-за разницы давлений перекрывают доступ воздуха в рабочую полость с низким давлением, одновременно направляя воздух в противоположную рабочую полость. Начинается движение золотника 4 в обратном направлении. Таким образом реализуется автоколебательный процесс движения золотника 4.
При движении золотника 4 внутри корпуса 1 золотник 4 не ударяется о стенку корпуса 1, так как его торможение обеспечивается сжатием воздуха в рабочей полости. Одновременно усилие, возникающее при торможении золотника 4, передается корпусу 1 вибрационного устройства, которое приводит его в движение с амплитудой, равной амплитуде золотника 4, и с импульсом, обусловленным массой золотника 4 и давлением воздуха, поступающего в вибрационное устройство.
Использование предлагаемой полезной модели позволяет:
- снизить количество воздуха, необходимое для работы вибрационного устройства на 25-30% (в зависимости от рабочего давления) при сохранении необходимых амплитуды и мощности вибрационного устройства;
- снизить производительность и потребляемую мощность компрессора, необходимого для работы вибрационного устройства;
- при сохранении количества воздуха и давления неизменными увеличивается мощность вибрационного устройства.
Достигнутые результаты подтверждены испытаниями опытного образца. Для вибрационного устройства с наружным диаметром корпуса 50 мм и рабочим ходом золотника 30 мм достигнуто снижение расхода с 380-410 до 290-320 л/мин. Рабочее давление воздуха снижено с 6 до 4 атм.
Указанные конструктивные изменения внедрены в серийное производство.