ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ

Техническое решение относится к горному делу, стройиндустрии и машиностроению и может быть использовано в качестве привода вибропитателей для уплотнения и формования бетонных смесей, а также в других технологических процессах с использованием вибрации.
Известен пневматический вибратор по авт. св. СССР №722819, кл. B65G 27/22, E21F 13/00, опубл. в БИ №11, 1980 г., содержащий виброплощадку, манжету-клапан, герметизирующую силовую полость, имеющую в уплотнительной части выхлопные окна в виде отверстий. Недостатком конструкции является низкая надежность манжеты-клапана, обусловленная наличием большого числа выхлопных окон, снижающих прочность этого элемента при пульсирующей нагрузке, и высокий уровень шума.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является вибратор, преимущественно для вибробурового станка по авт. св. СССР №655821, кл. Е21С 1/00, B65G 27/22, опубл. в БИ №13, 1979 г., включающий корпус, ударник и, по меньшей мере, одну манжету-клапан, установленную с возможностью периодического
прилегания к элементу герметизации и образования герметизированной силовой камеры. Вибратор снабжен, по меньшей мере, одной уплотнительной манжетой, образующей с манжетой-клапаном выхлопную полость, которая постоянно сообщена с буровым ставом, например, посредством трубопровода (рукава). Недостатком конструкции, как и в предыдущем случае, является высокий уровень шума и недостаточная надежность конструкции вследствие малой прочности манжеты-клапана в месте расположения выхлопных отверстий, суммарное сечение которых для эффективной работы вибратора должно быть возможно большим, но для эффективной работы манжеты-клапана наличие отверстий вообще нежелательно.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение надежности пневматического вибровозбудителя и снижение уровня шума при выхлопе за счет более плавного расширения сжатого газа при выхлопе.
Поставленная задача достигается за счет того, что в пневматическом вибровозбудителе, включающем корпус, ударник и манжету-клапан с выхлопными отверстиями, образующую с корпусом герметичную силовую камеру, согласно техническому решению между манжетой-клапаном и ударником размещен по меньшей мере один выхлопной клапан с выхлопными отверстиями, расположенными соосно выхлопным отверстиям манжеты-клапана.
Такое техническое решение дает возможность повысить надежность пневматического вибровозбудителя, т.к. в процессе выхлопа расширяющийся газ движется не только из выхлопных отверстий манжеты-клапана и далее по образовавшемуся
зазору между поверхностями ударника и манжеты клапана (как в прототипе), но и из выхлопных отверстий манжеты-клапана - по образовавшемуся зазору между манжетой-клапаном и выхлопным клапаном, через выхлопные отверстия выхлопного клапана и по образовавшемуся зазору между выхлопным клапаном и ударником. Если выхлопных клапанов два и более, то сжатый газ при выхлопе движется также через выхлопные отверстия следующих за первым выхлопных клапанов и через зазоры между ними. Такое истечение сжатого газа при выхлопе позволяет уменьшить количество выхлопных отверстий в манжете-клапане и без ухудшения эффективности работы устройства сохранить прочность манжеты-клапана, и таким образом повысить надежность устройства в целом. Кроме того, наличие одного или нескольких выхлопных клапанов удлиняет выхлопной канал и снижает шум выхлопа. Этому лее способствует наличие зазоров между: манжетой-клапаном и клапаном, выхлопным клапаном и ударником и выхлопными клапанами (если их два и более), так как в период выхлопа расширяющийся газ движется по этим зазорам.
Целесообразно, чтобы выхлопные отверстия выхлопного клапана, размещенного на манжете-клапане, имели больший диаметр, чем выхлопные отверстия манжеты-клапана, а выхлопные отверстия каждого последующего выхлопного клапана имели больший диаметр, чем выхлопные отверстия предыдущего выхлопного клапана. Наличие в выхлопных клапанах отверстий большего диаметра способствует образованию расширяющегося выхлопного канала, что позволяет повысить надежность вибровозбудителя и снижает шум выхлопа.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами. На фиг.1 представлен пневматический вибровозбудитель в исходном положении, когда силовая камера герметизирована; на фиг.2 - пневматический вибровозбудитель с одним выхлопным клапаном в период выхлопа, когда силовая камера разгерметизирована; на фиг.3 - пневматический вибровозбудитель с двумя выхлопными клапанами в период выхлопа, когда силовая камера разгерметизирована.
Пневматический вибровозбудитель содержит корпус 1 (фиг.1), ударник 2, манжету-клапан 3, выхлопной клапан 4. В манжете-клапане 3 выполнены выхлопные отверстия 5, соосно которым в выхлопном клапане 4 выполнены выхлопные отверстия 6 большего диаметра по сравнению с выхлопными отверстиями 5. Корпус 1 и манжета-клапан 3 образуют силовую камеру 7, связанную с источником сжатого газа патрубком 8. Между корпусом 1 и ударником 2 может быть размещен упругий элемент 9.
Пневматический вибровозбудитель на фиг.1 и фиг.2 изображен с одним выхлопным клапаном 4, однако выхлопных клапанов 4 может быть два (фиг.3) и более, при этом выхлопные отверстия 6 на всех выхлопных клапанах 4 расположены соосно, а диаметры выхлопных отверстий каждого последующего выхлопного клапана 4 больше, чем диаметры выхлопных отверстий в предыдущем выхлопном клапане 4.
Пневматический вибровозбудитель работает следующим образом.
Сжатый газ по патрубку 8 поступает в герметизированную силовую камеру 7, перемещая ударник 2 вверх относительно
корпуса 1 (фиг.1). Перемещение ударника 2 происходит до тех пор, пока не произойдет разгерметизация силовой камеры 7. При этом сжатый газ начнет выходить в атмосферу, двигаясь через выхлопные отверстия 5 манжеты-клапана 3 и далее между манжетой-клапаном 3 и выхлопным клапаном 4 (по стрелке А, фиг.2), а также через выхлопные отверстия 6 выхлопного клапана 4 и далее между выхлопным клапаном 4 и ударником 2 (по стрелке Б, фиг.2). Если выхлопных клапанов 4 два, сжатый газ выходит в атмосферу и по стрелке В (фиг.3). После выхлопа ударник 2 под действием собственного веса или упругого элемента 9 (фиг.1) двигается вниз, силовая камера 7 герметизируется и цикл работы повторяется.
Сжатый газ, двигаясь по каналам, состоящим из выхлопных отверстий 5 и 6 разного диаметра, расширяется более плавно, чем при движении только через выхлопные отверстия 5 при отсутствии выхлопного клапана 4 с выхлопными отверстиями 6. Еще более плавному увеличению объема сжатого газа способствует наличие в период выхлопа зазора между манжетой-клапаном 3 и выхлопным клапаном 4 и зазора между выхлопным клапаном 4 и ударником 2. Использование двух и более выхлопных клапанов 4 делает выхлоп еще более плавным, так как по ходу движения сжатый газ проходит через расширяющийся канал из выхлопных отверстий 5 и 6, имеющих различный диаметр, и через большее количество зазоров между выхлопными клапанами 4.