Ударный генератор

(в) RU (и) 200 (51) 5 F15B21 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5007237/29 (22) 11.10.91 (46) 30.10.93 Бюл. Йа 39 — 40 (76) Трибрат Владимир Валентинович; Афанасьев

Сергей Иванович (54) УДАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР (57) Сущность изобретения: направляющие ребра закреплены в рабочей камере на корпусе. Клалан соединен с поршнем цилиндрической обечайкой.

Управляющая камера через распределитель соединяется соответственно с источником давления или с атмосферой. В результате исключается возможность заклинивания клалана в сопле. снижается гидравлическое солротивление.

2002131

20

25 плом с диффузорным участками, снабженным седлом рабочего клапана, г риводной шток которого жестко закреплен на поршне, установленном в корпусе с образованием рабочей и управляющей полостей» 30 связанных с источником давления. Запорный элемент рабочего клапана выполнен с внешним коническим обтекателем. Поршень снабжен пружиной, размещенной в ч

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для создания импульсных потоков, и может быть использовано в промышленности строительных материалов, металлургической, химической и других отраслях промышленности, Известно пневмоимпульсное устройство, содержащее емкость с выпускным отверстием, в котором установлен клапан, закрепленный на штоке управляющего пневмоцилиндра, расположенного в емкости, и пневмосйстему, содержащую источник сжатого воздуха, кран управления, обратный клапан и золотниковый распределитель (см, авт, св. СССР N 738976, кл, В 65

6 65/72), Недостатком этого устройства является

его ненадежность, обусловленная отсутствием направляющих элементов клапана и, следоцательно, ненадежностью центровки последнего относительно сопла, особенно в горизонтальном положении генератора.

Известен также генератор ударных волн, содержащий корпус с выходным соуправляющей полости. Сопла снабжено конфузорным участком, расположенным со стороны рабочей полости, и цилиндрическим участком, расположенным между конфузорным и диффузорным участками. В клапане выполнена осевая расточка, в которой размещен конец штока, снабженный пружиной, При этом клапан снабжен внутренним коническим обтекателем, основание которого закреплено на основании внешнего конического обтекателя (см. авт.св. СССР ¹ 1527421, кл. F 15 В 21/12).

Этот генератор имеет тот же недостаток, что и предыдущее устройство, Направляющий элемент штока не может обеспечить центровку клапана относительно сопла, так как клапан закреплен на штоке нежестко.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является ударно-струйный генератор, содержащий корпус с цилиндрическим соплом, клапан, снабженный уплотнительным кольцом, внешним и внутренними обтекателями и установленный в корпусе с возможностью перекрытия сопла, 45

55 подпружиненный поршень с уплотнителем, соединенный с клапаном и разделяющий полость корпуса на рабочую и управляющую камеры. связанные через распределитель с источником давления. Клапан снабжен направляющим цилиндром, размещенным между уплотнительным кольцом и внешним обтекателем с возможностью возвратно-поступательного перемещения по внутренней цилиндрической поверхности сопла, направляющими ребрами, закрепленными на внешнем обтекателе с возможностью возвратно-поступательного перемещения по внутренней поверхности сопла.

Недостатком этого генератора является невысокая эффективность работы, обусловленная повышенным гидравлическим сопротивлением сопла, часть сечения которого перекрыта направляющими ребрами на клапане, вызывающими также потери энергии потока рабочей среды, истекающей через сопло, из-за трения о поверхность этих ребер. Кроме того, наличие направляющих ребер вызывает увеличение массы клапана, а следовательно, снижение его ускорения в момент открывания сопла, что приводит к снижению мощности и эффективности работы генератора, Наличие направляющих ребер на клапане приводит также к снижению надежности в работе генератора из-за возможности их заклинивания в сопле вследствие попадания в зазор между ребрами и соплом частиц сыпучего материала, пыли, ржавчины и др, со стороны объекта воздействия (бункера, силоса и т.п,), Кроме того, размещение направляющих ребер на клапане обусловливает повышенные габариты сопла, длина которого должна быть больше длины этих ребер, Целью изобретения является повышение эффективности и надежности в работе генератора.

Поставленная цель достигается тем< что в известном ударном генераторе, содер>кащем корпус с соплом, клапан, установленный в корпусе с возможностью перекрытия сопла, поршень, связанный посредством соединительного элемента с клапаном и разделяющий полость корпуса на рабочую и управляющую камеры, источник давления, связанный с последними, и направляющие ребра, последние закреплены на корпусе в рабочей камере, а соединительный элемент выполнен в виде цилиндрической обечайки, установленной с возможностью возвратнопоступательного перемещения по направляющим ребрам.

Закрепление направляющих ребер на корпусе в рабочей камере вместо закрепле2002131 ния их на клапане обеспечивает повышение эффективности и надежности в работе генеpaiopa.

Эффективность повышается благодаря снижению гидравлического сопротивления сопла вследствие удаления из него элементов, перекрывающих часть его сечения и вызывающих дополнительные потери. Кроме того, снижается масса клапана и возрастает его ускорение в Момент открывания сопла, благодаря чему сокращается время открывания сопла и истечения через него

10 рабочей среды. В результате этого возрастают мощность создаваемого потока и эффективность работы генератора.

Повышение надежности в работе генератора достигается благодаря переносу поверхности контакта его подвижных и

Ъ

20 неподвижных частей из рабочей зоны, в которой, как правило, присутствуют частицы сыпучего материала, пыли, ржавчины и др., попадающие туда со стороны объекта воздействия (бункера, силоса и т.п.), во внутреннюю полость корпуса, защищенную от попадания посторонних частиц со стороны объекта воздействия. Благодаря этому исключается заклинивание клапана в сопле и обеспечивается надежная работа генератора, Кроме того, благодаря закреплению направляющих ребер на корпусе генератора 30 повышается его прочность, а следовательно, и надежность.

Предложенная конструкция генератора отличается также улучшенными массогабаритйыми показателями благодаря сокращению длины сопла, которую нет

35 необходимости выполнять с учетом длины направляющих ребер на клапане, Выполнение соединительного элемента в виде цилиндрической обечайки, уста40 новленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим ребрам, обеспечивает повышение надежности в работе генерато45 ра благодаря увеличению поверхности контакта подвижных и неподвижных частей генератора. Кроме того, обеспечивается эффективность работы генератора путем существенного уменьшения гидравлического ского давления в рабочей камере, так и динамического давления на клапан Со стороны истекающего потока; При этом noseляется возможность значительно облегчить клапан и поршень. Уменьшение массы посопротивления клапана, которое он оказы- 50 вает истекающему потоку, так как последний не воздействует на внутреннюю поверхность клапана. Кроме того, исключается тормозящее воздействие как статичедвижных частей и тормозящих их движение усилий обеспечивает ускорение открывания сопла и повышение эффективности работы генератора, Н фиг.1 и 2 показан генератор в режиме заполнения; на фиг.3 — в режиме генерации ударного потока.

Ударный генератор содержит корпус 1 с соплом 2, клапан 3, поршень 4, разделяющий полость корпуса 1 на рабочую 5 и управляющую 8 камеры. На корпусе 1 в рабочей камере 5 закреплены направляющие ребра 7, Клапан 3 соединен с поршнем

3 цилиндрической обечайки 8, Управляющая камера 6 через распределитель {не показан) может соединяться с источником давления или с атмосферой.

Ударный генератор работает следующим образом.

В режиме заполнения рабочая среда подается в управляющую камеру 6, а оттуда через зазор между корпусом 1 и поршнем 4

- в рабочую камеру 5. В режиме генерации рабочая среда из управляющей камеры 6 сбрасывается в атмосферу. За счет усилия, создаваемого давлением в рабочей камере

5 на поршень 4, которое уже не уравновешивается усилием, создаваемым в управляющей камере 6, поршень 4 с обечайкой 8 и клапаном 3 резко смещаются, открывая сопло, через которое происходит резкий выброс рабочей среды в виде мощной ударной струи.

Благодаря предложенной конструкции подвижной части генератора, обеспечивающей ее минимальную массу и исключение тормозящих статических и динамических нагрузок на клапан, достигаются высокая скорость открывания сопла и минимальное гидравлическое сопротивление клапана, оказываемое им истекающему потоку.

Уменьшение гидравлических потерь обес-. печивает повышение эффективности работы генератора.

После завершения процесса истечения рабочей среды из рабочей камеры 5 пор- . шень 4 с обечайкой 8 и клапаном 3 возвращается в исходное положение, герметизируя рабочую камеру 5. Направляющие ребра 7 обеспечивают надежную центровку: клапана 3 относительно сопла 2 во время обратного хода.

Предлагаемый ударный генератор отличается от прототипа повышенной эффективностью и надежностью в работе и улучшенными массогабаритными показателями. (56) Авторское свидетельство СССР

N 1687937, кл. F 15 В 21/12, 1989, 2002131

Формула изобретения

УДАРНЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий корпус с соплом, клапан, установленный в корпусе с воэможностью перекрытия сопла, поршень, связанный посредством соединительного элемента с клапаном, и делящий полость корпуса на рабочую и уп, равляющую камеры, источник давления, связанный с последними, и направляющие ребра, отличающийся тем, что направляю.щие ребра закреплены на корпусе в рабочей камере, а соединительный элемент выполнен в виде цилиндрической. обечайки, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по направляющим ребрам.

2002131

Тираж Подписное

НПО "Поиск". Роспатента

113035, Москва,:Ж 35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3165

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагаринр, 101

Составитеаь В. Трибрат

Редактор M. Стрельникова Техред М.-Моргентал . Корректор А, Козориэ