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 виброплошадку, манжету-клапан, герметизирующую силовую полость, имеющую в уплотнительной части выхлопные окна в виде отверстий.
Недостатком конструкции является низкая надежность манжеты-клапана вследствие малой прочности в местах крепления ее к виброплощадке и основанию из-за циклического перегиба манжеты-клапана в процессе работы.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является пневматический вибровозбудитель по авт.св. СССР №1775337, кл. B65G 27/22, 1980 г., включающий корпус, ударник с разновеликими камерами прямого и обратного хода, клапаны запитки и клапаны выхлопа диафрагменного типа с герметизатором, прижимное кольцо и демпфер. Периферийная часть ударника за пределами прижимного кольца выполнена с ударной площадкой, при этом максимальный зазор между демпфером и ударной площадкой меньше, чем максимальный зазор между клапаном выхлопа и ударником в центральной части.
Недостатком конструкции, как и в предыдущем аналоге, является ее низкая надежность вследствие малой прочности диафрагмы в местах крепления ее к ударнику седлом клапана запитки и к корпусу Г-образным кольцом из-за циклического перегиба в процессе работы.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение надежности пневматического вибровозбудителя за счет увеличения срока службы мембраны.
Поставленная задача достигается за счет того, что пневматический вибровозбудитель, включающий корпус, в котором размещены ударник, клапан запитки с седлом, камеру прямого хода, образованную ударником, клапаном запитки и корпусом, и камеру обратного хода, образованную ударником, клапаном выхлопа отработанного сжатого воздуха и герметизатором, согласно техническому решению снабжен, по меньшей мере, одной мембраной с центральным отверстием, охватывающей наружную поверхность седла клапана запитки, которое смонтировано в ударнике, причем ударник с седлом клапана запитки установлены с возможностью перемещения относительно мембраны.
Такое техническое решение дает возможность повысить надежность пневматического вибровозбудителя за счет увеличения срока службы мембраны, т.к. в процессе работы она плотно охватывает наружную цилиндрическую поверхность седла клапана запитки, скользит по ней и плотно прижимается сжатым воздухом к ударнику, тем самым исключается ее перегиб, и как следствие, - нагрев и дальнейшее разрушение (по сравнению с прототипом, где диафрагма жестко закреплена между седлом клапана запитки и ударником).
Целесообразно, чтобы на ударнике под указанной мембраной был установлен упругий ограничитель. Это обеспечивает дополнительную герметизацию камеры прямого хода. Сжатый воздух, попадая в камеру прямого хода, стремится выйти в атмосферу через зазор между седлом клапана запитки и охватывающей его мембраной. Наличие упругого ограничителя, установленного на ударнике под мембраной с центральным отверстием, способствует уменьшению утечек сжатого воздуха из камеры прямого хода вследствие плотного прижатия мембраны к упругому ограничителю сжатым воздухом. Кроме того, уменьшается деформация мембраны в месте ее соединения с седлом клапана запитки, что способствует увеличению срока службы мембраны, повышая надежность пневматического вибровозбудителя в целом.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения пневматического вибровозбудителя и чертежами фиг 1-3. На фиг.1 представлен общий вид пневматического вибровозбудителя с частичным разрезом в исходном положении, когда камера прямого хода соединена с камерой обратного хода и они герметизированы; на фиг.2 - то же, в период выхлопа, когда камера прямого хода отсечена от камеры обратного хода; на фиг.3 - то же, с двумя мембранами со стороны камеры прямого хода.
Пневматический вибровозбудитель состоит из корпуса, выполненного в виде верхней 1 (фиг.1) и нижней 2 плит, скрепленных стойками 3. В верхней плите 1 подвижно установлена регулировочная гайка 4 с клапаном 5 запитки с образованием подклапанной полости А Для подвода сжатого воздуха в регулировочной гайке 4 предусмотрен штуцер 6, который сообщен с камерой Б прямого хода через подклапанную полость А и каналы 7 в клапане 5 запитки. На седло 8 клапана 5 запитки, смонтированное в ударнике 9, надета мембрана 10, которая соединена с верхней плитой 1 корпуса при помощи прижимного кольца 11 Г-образной формы. Под мембраной 10 с центральным отверстием на ударнике 9 установлен упругий ограничитель 12, снизу на ударнике 9 закреплен клапан 13 выхлопа отработанного сжатого воздуха (далее - клапан 13 выхлопа) с каналами 14 выхлопа посредством прижимного кольца 15 Г-образной формы с образованием камеры В обратного хода. Камеры Б и В сообщены между собой каналом 16 седла 8, причем площадь камеры В со стороны ударника 9 всегда больше площади камеры Б. На нижней плите 2 корпуса установлен герметизатор 17, который периодически перекрывает каналы 14 выхлопа. Для центрирования ударника 9 в клапане 13 выхлопа имеется центральное отверстие, которым клапан 13 выхлопа охватывает направляющий штифт 18, установленный в герметизаторе 17.
Пневматический вибровозбудитель работает следующим образом.
Сжатый воздух через штуцер 6 (фиг.1), подклапанную полость А и каналы 7 в клапане 5 запитки поступает в камеру Б прямого хода, при этом мембрана 10 деформируется и скользит по наружной поверхности седла 8 клапана 5 запитки, прижимаясь к ударнику 9 и упругому ограничителю 12, а по каналу 16 сжатый воздух поступает в камеру В обратного хода, перемещая при этом ударник 9 вверх относительно корпуса (фиг.2). Перемещение ударника 9 осуществляется до тех пор, пока не произойдет разгерметизация камеры В обратного хода и разъединение камер Б и В. Разъединение камер Б и В осуществляется в момент касания кромкой Г седла 8 клапана 5 запитки. В результате возникновения разницы давлений в камерах Б и В ударник 9 движется вниз, наносит удар и цикл повторяется.
Если мембран 10 две - 10а и 10б (фиг.3), сжатый воздух поступает в камеру Б прямого хода, прижимая при этом мембраны 10а и 10б к ударнику 9. Через зазор Д, образованный между седлом 8 клапана 5 запитки и мембраной 10а, сжатый воздух проникает между мембранами 10а и 10б, образуя воздушную полость Е, которая поднимает мембрану 10а и минимизирует влияние зазора Д. При этом мембрана 10б прижимается к верхним поверхностям ударника 9 и упругого ограничителя 12, что позволяет уменьшить деформации мембраны 10б и увеличивает площадь ее прижатия, тем самым обеспечивая более надежную герметизацию камеры Б прямого хода.