RU2314405C1

RU2314405C1 - Pneumatic perforator

Info

Publication number: RU2314405C1
Application number: RU2006146468/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Анатольевич Дронов (RU); Евгений Анатольевич Дронов; Анатолий Николаевич Бессонов (RU); Анатолий Николаевич Бессонов; Евгений Евгеньевич Макарьев (RU); Евгений Евгеньевич Макарьев; Александр Николаевич Черкасов (RU); Александр Николаевич Черкасов; Александр Николаевич Волков (RU); Александр Николаевич Волков; Владислав Ильич Боев (RU); Владислав Ильич Боев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная Компания "Туламашзавод"
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-01-10

Abstract

FIELD: pneumatic machines with independent rod rotation.

SUBSTANCE: perforator cap has at least one pair of communicated high-pressure annular accumulation channels and at least one low-pressure accumulation channel formed from stator side and communicated with atmosphere through low-pressure channel or channels of mandrel body. Inner helical orifices are formed in rotor body. The helical orifices have the first ends opened from cap side and the second, blind, ends shifted at least 90° from opened ends and adapted to supply compressed air into high-pressure working chambers and to remove compressed air from low-pressure working chambers through radial orifices communicated with space between teeth and arranged in rotor teeth troughs from the side of blind helical orifice end. Channels included in high-pressure system or systems for compressed air supply to high-pressure annular accumulation channel from the side of cylinder with striker has cross-sectional areas of not less than 0.8 of that of inlet segmented crescent-shaped window. High-pressure annular accumulation channel has cross-sectional area defined from the side of cylinder with striker of not less than 0.4S/n, where S is cross-section of inlet segmented crescent-shaped window, n is number of cylinder body channels for compressed air supply in high-pressure working chambers. Cross-sectional area of high-pressure accumulation channels is 0.8-1.5 of that of inlet segmented crescent-shaped window. Cross-sectional area of low-pressure channel or channels for compressed air discharge from low-pressure working chambers is not less than 0.7 of that of outlet segmented crescent-shaped window.

EFFECT: provision of optimal conditions of compressed air outflow in independent rod rotation mechanism to increase perforator rod torque and decreased specific compressed air consumption.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к пневматическим машинам с независимым вращением инструмента (штанги), используемым в горной и горно-металлургической и строительной промышленности, для бурения горных пород с рук или с установочно-подающих устройств.The invention relates to pneumatic machines with independent rotation of the tool (rod) used in the mining and mining-metallurgical and construction industries, for drilling rocks from hands or from installation and feeding devices.

На обеспечение производительной работы пневматических перфораторов с независимым вращением штанги существенное влияние оказывает значение крутящего момента штанги, который находится в прямой зависимости от истечения сжатого воздуха по каналам высокого давления до подачи его в механизм независимого вращения штанги и по каналам низкого давления при отводе отработанного сжатого воздуха из механизма независимого вращения штанги.The performance of pneumatic rotary hammers with independent rotation of the rod is significantly affected by the value of the torque of the rod, which is directly dependent on the flow of compressed air through the high pressure channels before it is fed to the independent rotation mechanism of the rod and through the low pressure channels when exhausting compressed air from mechanism of independent rotation of the rod.

Известен перфоратор с независимым вращением инструмента, содержащий цилиндр с ударником, клапанное воздухораспределительное устройство, механизма независимого вращения штанги, крановый узел и каналы для подачи сжатого воздуха в механизм независимого вращения штанги (патент РФ №2121061, МКИ 6 Е21С 3/04).Known rotary hammer with independent rotation of the tool, containing a cylinder with a hammer, valve air distribution device, the mechanism of independent rotation of the rod, the crane unit and channels for supplying compressed air to the mechanism of independent rotation of the rod (RF patent No. 2121061, MKI 6 E21C 3/04).

Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение оптимальных условий подачи сжатого воздуха в механизм независимого вращения штанги и отвода сжатого воздуха из механизма независимого вращения штанги, что позволит увеличить крутящий момент приводного вала (буксы) и соответственно штанги перфоратора и уменьшить удельный расход сжатого воздуха.The technical result of the claimed invention is the provision of optimal conditions for supplying compressed air to the mechanism of independent rotation of the rod and removal of compressed air from the mechanism of independent rotation of the rod, which will increase the torque of the drive shaft (axle box) and, accordingly, the perforator rod and reduce the specific consumption of compressed air.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в пневматическом перфораторе, включающем последовательно сопряженные крановый узел с краном, клапанное воздухораспределительное устройство, цилиндр с ударником, крышку цилиндра, механизм независимого вращения штанги в виде эксцентрично расположенных относительно оси перфоратора ротора и статора с возможностью образования во время работы перфоратора межзубных переменного объема рабочих камер высокого и низкого давления, ствол и приводной вал и, по меньшей мере, по одной системе взаимосвязанных каналов высокого давления для подвода сжатого воздуха в цилиндр с ударником и межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления механизма независимого вращения штанги, по меньшей мере, одну систему взаимосвязанных каналов низкого давления для отвода отработанного сжатого воздуха из цилиндра с ударником и, по меньшей мере, один канал низкого давления для отвода отработанного сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления механизма независимого вращения штанги, выполненный в корпусе ствола и связанный с атмосферой, при этом в крышке выполнена, по меньшей мере, одна пара сообщающихся кольцевых коллекторных каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления механизма независимого вращения штанги и, по меньшей мере, один кольцевой коллекторный канал низкого давления со стороны статора для отвода отработанного сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления механизма независимого вращения штанги в атмосферу, причем один из кольцевых коллекторных каналов высокого давления расположен со стороны цилиндра с ударником, второй - со стороны статора, а сообщаются каналы через сквозные отверстия в их общем дне; в корпусе ротора выполнены внутренние винтовые отверстия с открытыми со стороны крышки торцами и глухими, смещенными относительно открытых торцов на угол не менее 90°, вторыми торцами для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления и отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления через имеющие выход в межзубное пространство ротора радиальные отверстия, расположенные во впадинах зубьев ротора со стороны глухого торца винтовых отверстий, причем площадь поперечного проходного сечения каналов, входящих в систему или системы каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления до кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником, составляет не менее 0,8 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, образованного в процессе работы перфоратора наружной кромкой торца винтовых отверстий ротора и внутренней кромкой кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны статора; площадь поперечного проходного сечения кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником составляет не менее 0,4S/n, где S - площадь поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, n - количество каналов корпуса цилиндра для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления; площадь поперечного проходного сечения сквозных отверстий пары или пар кольцевых коллекторных каналов высокого давления составляет 0,8-1,5 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна; а площадь поперечного проходного сечения канала или каналов низкого давления для отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления составляет не менее 0,7 площади поперечного проходного сечения выходного сегментного серповидного окна, образованного в процессе работы перфоратора наружной кромкой кольцевого коллекторного канала низкого давления и внутренней кромкой торца винтовых отверстий ротора.The specified technical result is achieved due to the fact that in a pneumatic punch, which includes a serially connected crane unit with a crane, a valve air distribution device, a cylinder with a hammer, a cylinder cover, an independent rod rotation mechanism in the form of a rotor and a stator eccentrically located relative to the axis of the punch, with the possibility of formation of operating time of the interdental puncher of variable volume of the working chambers of high and low pressure, the barrel and the drive shaft, and at least one second a system of interconnected high-pressure channels for supplying compressed air to a cylinder with a striker and interdental variable volume high-pressure working chambers of an independent rod rotation mechanism, at least one system of interconnected low-pressure channels for discharging exhaust compressed air from a cylinder with a striker and at least , one low-pressure channel for the removal of spent compressed air from the interdental variable volume of the working chambers of low pressure of the independent rotation of the rod, at least one pair of communicating annular collector channels of high pressure for supplying compressed air to interdental variable volume working chambers of high pressure of the mechanism of independent rotation of the rod and at least one low-pressure annular collector channel on the stator side for removal of exhaust compressed air from interdental variable volume of low-pressure working chambers of the mechanism for independent rotation of the rod in the atmosphere a hedgehog, moreover, one of the annular collector channels of high pressure is located on the side of the cylinder with the hammer, the second on the side of the stator, and the channels communicate through the through holes in their common bottom; in the rotor housing, internal screw holes are made with ends open from the side of the cover and blind, offset from the open ends by an angle of at least 90 °, with second ends for supplying compressed air to interdental variable volume working chambers of high pressure and for removing compressed air from interdental variable volume of working low-pressure chambers through radial openings having access to the interdental space of the rotor located in the hollows of the teeth of the rotor from the side of the blind end of the screw holes, the cross-sectional passage of the channels included in the system or system of high-pressure channels for supplying compressed air to the interdental variable volume, the high-pressure working chambers to the annular high-pressure manifold channel from the cylinder side with the hammer, is not less than 0.8 of the cross-sectional area of the inlet crescent-shaped window formed during the operation of the puncher with the outer edge of the end face of the screw holes of the rotor and the inner edge of the annular collector channel of high pressure us stator; The cross-sectional area of the annular collector channel of the high pressure from the cylinder side with the hammer is at least 0.4S / n, where S is the cross-sectional area of the inlet segment sickle-shaped window, n is the number of cylinder body channels for supplying compressed air to the interdental variable volume working chambers high pressure; the cross-sectional area of the through holes of a pair or pairs of annular collector channels of high pressure is 0.8-1.5 cross-sectional area of the inlet segment sickle-shaped window; and the cross-sectional area of the channel or channels of low pressure for the removal of compressed air from the interdental variable volume of the working chambers of low pressure is not less than 0.7 of the cross-sectional area of the output segment sickle-shaped window formed during operation of the perforator by the outer edge of the annular collector channel of low pressure and the inner edge of the end face of the rotor screw holes.

Целесообразно, чтобы диаметр кольцевого канала низкого давления был меньше диаметра кольцевого канала высокого давления, измеренных в одном сечении.It is advisable that the diameter of the annular channel of low pressure was less than the diameter of the annular channel of high pressure, measured in one section.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 представлен пневматический перфоратор в разрезе; на фиг.2 - вид А-А фиг.1.The invention is illustrated by drawings: in Fig.1 shows a pneumatic perforator in section; figure 2 is a view aa of figure 1.

Пневматический перфоратор с независимым вращением штанги содержит последовательно и соосно расположенные и сопряженные торцовыми поверхностями крановый узел 1 с краном 2, например пробковым, клапанное воздухораспределительное устройство 3, цилиндр 4 с ударником, крышку 5 цилиндра, механизм независимого вращения штанги, приводной вал (буксу) 9 и ствол 24. Кроме того, пневматический перфоратор включает, по крайней мере, по одной системе взаимосвязанных каналов высокого давления для подвода сжатого воздуха в цилиндр с ударником и механизм независимого вращения штанги и, по крайней мере, по одной системе взаимосвязанных каналов низкого давления для отвода отработанного сжатого воздуха из цилиндра с ударником и механизма независимого вращения штанги. Штанга 6 не является деталью пневматического перфоратора.A pneumatic rotary hammer with independent rotation of the rod contains a crane assembly 1 sequentially and coaxially and mated with end surfaces 1 with a valve 2, for example, a plug valve, air distribution device 3, cylinder 4 with a hammer, cylinder cover 5, mechanism for independent rotation of the rod, drive shaft (axle box) 9 and barrel 24. In addition, the pneumatic drill includes at least one system of interconnected high-pressure channels for supplying compressed air to the cylinder with a hammer and a mechanism independent rotation of the rod and at least one system of interconnected low pressure channels for exhausting compressed air from the cylinder with a hammer and an independent rotation mechanism of the rod. Rod 6 is not a part of a pneumatic hammer drill.

Механизм независимого вращения штанги включает расположенный внутри статора 7 и находящийся с ним в зацеплении ротор 8 в виде зубчатой шестерни, на внутренней поверхности которой выполнен уступ под приводной вал (буксу) 9, причем статор 7 выполнен в виде зубчатого колеса внутреннего зацепления, а ротор 8 расположен эксцентрично приводному валу и статору на величину Е, т.е. ось ротора смещена относительно оси приводного вала и статора на величину Е.The independent rotation mechanism of the rod includes a rotor 8 located inside the stator 7 and engaged with it in the form of a gear gear, on the inner surface of which a step is made for the drive shaft (axle box) 9, the stator 7 being made in the form of a gear wheel of internal gearing, and the rotor 8 located eccentrically to the drive shaft and stator by a value of E, i.e. the rotor axis is offset relative to the axis of the drive shaft and stator by E.

Между зубьями ротора и статора в процессе работы перфоратора образуются межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления 10 и межзубные переменного объема рабочие камеры низкого давления 11. В межзубных переменного объема рабочих камерах высокого давления происходит наполнение и расширение поступающего по каналам высокого давления сжатого воздуха. В межзубных переменного объема рабочих камерах низкого давления происходит вытеснение отработанного сжатого воздуха по взаимосвязанным каналам низкого давления в атмосферу.Between the teeth of the rotor and the stator during operation of the puncher, high pressure working chambers 10 and interdental variable working chambers of low pressure 11 are formed. In the interdental variable working chambers of high pressure, compressed air coming in through the high pressure channels is filled and expanded. In the interdental variable volume working chambers of low pressure, the exhaust compressed air is displaced through the interconnected channels of low pressure into the atmosphere.

В корпусе ротора 8 выполнены внутренние винтовые отверстия 12 с открытыми со стороны крышки 5 торцами и глухими, смещенными относительно открытых торцов на угол не менее 90°, вторыми торцами. Винтовые отверстия 12 служат для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления 10 и отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления 11 через имеющие выход в межзубное пространство ротора радиальные отверстия 13, расположенные во впадинах зубьев ротора со стороны глухого торца винтовых отверстий 12, т.е. радиальные отверстия смещены в угловом направлении на угол, близкий к 90°, от начала винтовых отверстий.In the rotor casing 8, internal screw holes 12 are made with ends open from the side of the cover 5 and blind, second ends are offset from the open ends by an angle of at least 90 °. Screw holes 12 are used to supply compressed air to the interdental variable volume of the working chamber of high pressure 10 and to remove compressed air from the interdental variable volume of the working chamber of low pressure 11 through the radial holes 13 located in the cavities of the teeth of the rotor with an outlet to the interdental space of the rotor from the side of the blind end screw holes 12, i.e. radial holes are offset in the angular direction by an angle close to 90 ° from the beginning of the screw holes.

На крышке 5 выполнена, по крайней мере, одна пара сообщающихся кольцевых коллекторных каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха в механизм независимого вращения штанги, а именно в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления 10, при этом один из кольцевых коллекторных каналов высокого давления 14 расположен со стороны статора 7, а другой кольцевой коллекторный канал высокого давления 15 расположен со стороны цилиндра 4 с ударником.On the cover 5, at least one pair of communicating annular high-pressure manifold channels is provided for supplying compressed air to the independent rotation mechanism of the rod, namely, interdental variable-volume working high-pressure chambers 10, while one of the high-pressure annular collector channels 14 is located from the side of the stator 7, and another annular collector channel of high pressure 15 is located on the side of the cylinder 4 with a hammer.

Пара кольцевых коллекторных каналов высокого давления имеет общее дно, и каналы сообщаются через выполненные в их общем дне сквозные отверстия 23 для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления механизма независимого вращения штанги.A pair of annular collector channels of high pressure has a common bottom, and the channels communicate through the through holes 23 made in their common day for supplying compressed air to the interdental variable volume working chambers of high pressure of the independent rod rotation mechanism.

На крышке 5 со стороны статора 7 выполнен, по крайней мере, один кольцевой коллекторный канал низкого давления 16 для сбора отработанного сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления 16 и дальнейшего его отвода через канал или каналы низкого давления, выполненные в корпусе приводного вала 9, в атмосферу, при этом наружный диаметр кольцевого коллекторного канала низкого давления меньше диаметра коллекторного кольцевого канала высокого давления со стороны статора, измеренных в одном сечении.At least one annular collector channel of low pressure 16 is made on the lid 5 from the side of stator 7 for collecting exhausted compressed air from the interdental variable volume of the working chambers of low pressure 16 and its further discharge through the channel or channels of low pressure made in the drive shaft housing 9 into the atmosphere, while the outer diameter of the annular collector channel of low pressure is less than the diameter of the collector annular channel of high pressure from the stator, measured in one section.

При различных положениях ротора 8 (в соответствии с циклом работы перфоратора) одна часть винтовых отверстий 12 ротора 8 через открытые торцы сообщается с входным сегментным серповидным окном 17, образованным наружной кромкой торца винтовых отверстий 12 ротора 8 и внутренней кромкой кольцевого коллекторного канала высокого давления 15 со стороны статора 7, а другая часть винтовых отверстий 12 через открытые торцы сообщается с выходным сегментным серповидным окном 18, образованным наружной кромкой кольцевого коллекторного канала низкого давления 16 и внутренней кромкой торца винтовых отверстий 12 ротора 8. Выходное и входное сегментные серповидные окна в процессе работы перфоратора (при обкатывании ротором статора) изменяют свое положение относительно оси перфоратора, сохраняя при этом постоянной величину площади поперечного сечения окон.At different positions of the rotor 8 (in accordance with the punch operation cycle), one part of the screw holes 12 of the rotor 8 communicates through open ends with the inlet segment sickle-shaped window 17 formed by the outer edge of the end of the screw holes 12 of the rotor 8 and the inner edge of the annular high-pressure manifold channel 15 side of the stator 7, and the other part of the screw holes 12 through open ends communicates with the output segment sickle-shaped window 18 formed by the outer edge of the annular collector channel low pressure 16 and the inner edge of the end of the screw holes 12 of the rotor 8. The output and input crescent-shaped windows during punch operation (when the stator rotates around the rotor) change their position relative to the axis of the punch, while maintaining a constant value of the cross-sectional area of the windows.

Сжатый воздух поступает из кранового узла до кольцевого коллекторного канала высокого давления 15 со стороны цилиндра с ударником, по крайней мере, по одной системе взаимосвязанных между собой каналов высокого давления. Каждая система каналов высокого давления включает канал корпуса крана 19, канал корпуса кранового узла 20, канал корпуса клапанного воздухораспределительного устройства 21, канал корпуса цилиндра 22.Compressed air enters from the crane unit to the annular collector channel of high pressure 15 from the side of the cylinder with the hammer, at least one system of interconnected high pressure channels. Each system of high pressure channels includes a channel for the valve body 19, a channel for the body of the crane unit 20, a channel for the valve body of the air distribution device 21, and a channel for the cylinder body 22.

Отработанный сжатый воздух вытесняется из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления 11 механизма независимого вращения штанги через радиальные отверстия 13, винтовые отверстия 12 ротора 8, выходное сегментное серповидное окно 18, радиальный зазор между ротором и крышкой или ротором и приводным валом (буксой), канал низкого давления для отвода сжатого воздуха, выполненный на обращенной к статору поверхности крышки, и, затем, по крайней мере, через один канал низкого давления, выполненный в корпусе ствола 24 в атмосферу.The exhausted compressed air is forced out of the interdental variable volume of the low-pressure working chambers 11 of the independent rod rotation mechanism through the radial holes 13, screw holes 12 of the rotor 8, the exit segmented sickle window 18, the radial clearance between the rotor and the cover or rotor and the drive shaft (axle box), channel low pressure for exhausting compressed air, made on the surface of the cap facing the stator, and then through at least one low pressure channel made in the barrel body 24 into the atmosphere.

Вращательный момент механизма независимого вращения штанги при работе перфоратора определяется разницей величин давления в рабочих камерах высокого давления и рабочих камерах низкого давления. Для обеспечения максимальной мощности механизма независимого вращения штанги и наиболее экономичного использования энергии сжатого воздуха при изменении объема рабочих камер в процессе обкатывания ротора давление воздуха должно изменяться от максимального до давления, близкого к давлению окружающей атмосферы.The rotational moment of the mechanism of independent rotation of the rod during the operation of the hammer is determined by the difference in pressure in the working chambers of high pressure and working chambers of low pressure. To ensure maximum power of the mechanism of independent rotation of the rod and the most economical use of energy of compressed air when changing the volume of the working chambers during the running-in of the rotor, the air pressure should vary from maximum to a pressure close to the pressure of the surrounding atmosphere.

Экспериментально установлено, что для улучшения условий подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления величина площади поперечного проходного сечения каналов, входящих в систему или системы каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха до кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником, должна составлять не менее 0,8 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна 17.It has been experimentally established that in order to improve the conditions for supplying compressed air to interdental variable volume working high pressure chambers, the cross-sectional area of the channels included in the system or high pressure channel systems for supplying compressed air to the annular high-pressure manifold channel from the cylinder side with the hammer must be at least 0.8 of the cross-sectional area of the input segment sickle-shaped window 17.

He менее важно, чтобы величина площади поперечного проходного сечения кольцевого коллекторного канала высокого давления 15 со стороны цилиндра с ударником составляла не менее 0,4S/n, где S - площадь поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, n - количество каналов корпуса цилиндра 21 для подвода сжатого воздуха в механизм независимого вращения штанги (количество каналов корпуса цилиндра для подвода сжатого воздуха в механизм независимого вращения штанги соответствует количеству систем каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха до кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником).It is less important that the cross-sectional area of the annular collector channel of high pressure 15 from the side of the cylinder with the hammer is at least 0.4S / n, where S is the cross-sectional area of the inlet segment sickle-shaped window, n is the number of channels of the cylinder body 21 for supply compressed air into the mechanism of independent rotation of the rod (the number of channels of the cylinder body for supplying compressed air to the mechanism of independent rotation of the rod corresponds to the number of high pressure channel systems for supplying atogo air to the annular collecting channel with the high pressure side of the cylinder with a hammer).

Целесообразно, чтобы величина площади поперечного проходного сечения сквозных отверстий 23 в общем дне пары или пар кольцевых коллекторных каналов высокого давления составляла 0,8-1,5 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна 17.It is advisable that the cross-sectional area of the through holes 23 in the common day of the pair or pairs of high-pressure annular collector channels is 0.8-1.5 of the cross-sectional area of the inlet segment sickle-shaped window 17.

На увеличение вращательного момента механизма независимого вращения штанги оказывает влияние оптимально подобранная величина площади поперечного проходного сечения канала или каналов низкого давления для отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления 11 механизма независимого вращения штанги, которая должна составлять не менее 0,7 площади поперечного проходного сечения выходного сегментного серповидного окна 18.The increase in the rotational moment of the independent rod rotation mechanism is influenced by the optimally selected cross-sectional area of the channel or low pressure channels for removing compressed air from the interdental variable volume of the low pressure working chambers 11 of the independent rod rotation mechanism, which should be at least 0.7 of the transverse area the bore of the exit segment sickle-shaped window 18.

Заявляемые экспериментально подобранные диапазоны величин площадей поперечного проходного сечения каналов высокого и низкого давления, подающие сжатый воздух в механизм независимого вращения штанги и отводящие отработанный сжатый воздух из механизма независимого вращения штанги, позволят увеличить крутящий момент механизма независимого вращения штанги и снизить удельный расход сжатого воздуха.The declared experimentally selected ranges of the cross-sectional areas of the high and low pressure channels supplying compressed air to the independent rotation mechanism of the rod and discharging exhaust compressed air from the independent rotation mechanism of the rod will increase the torque of the independent rotation of the rod and reduce the specific consumption of compressed air.

Пневматический перфоратор работает следующим образом.Pneumatic punch works as follows.

Сжатый воздух подается в крановый узел, и из пробкового крана часть сжатого воздуха поступает по соответствующим каналам в клапанное воздухораспределительное устройство и цилиндр с ударником, а другая часть сжатого воздуха через систему взаимосвязанных каналов высокого давления для подвода сжатого воздуха - в механизм независимого вращения штанги.Compressed air is supplied to the crane unit, and from the plug valve part of the compressed air flows through the corresponding channels to the valve air distribution device and the cylinder with the hammer, and the other part of the compressed air through the system of interconnected high pressure channels for supplying compressed air to the independent rotation mechanism of the rod.

В межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления механизма независимого вращения штанги сжатый воздух поступает через входное сегментное окно 17, винтовые отверстия 12, затем через сквозные радиальные отверстия 13 ротора 8 и наполняет межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления, расширяется, и в результате давления сжатого воздуха в рабочих камерах переменного объема высокого давления ротор совершает движение своим зубчатым венцом по внешнему колесу статора и передает вращение на приводной вал.In the interdental variable volume working chamber of the high pressure mechanism of the independent rotation of the rod, compressed air enters through the inlet segment window 17, screw holes 12, then through the through radial holes 13 of the rotor 8 and fills the interdental variable volume of the working chamber of the high pressure, expands, and as a result of the compressed pressure air in the working chambers of a variable volume of high pressure, the rotor moves with its gear rim along the outer wheel of the stator and transmits rotation to the drive shaft.

Отработанный сжатый воздух вытесняется из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления механизма независимого вращения штанги через радиальные отверстия 13 и винтовые отверстия 12 ротора 8 в выходное сегментное серповидное окно, а затем через радиальный зазор между ротором и крышкой или ротором и приводным валом (буксой), по крайней мере, по одной системе взаимосвязанных между собой каналов низкого давления - в атмосферу.The exhausted compressed air is displaced from the interdental variable volume of the low-pressure working chambers of the independent rod rotation mechanism through the radial holes 13 and the screw holes 12 of the rotor 8 into the outlet crescent-shaped window, and then through the radial clearance between the rotor and the cover or rotor and the drive shaft (axle box), at least one system of interconnected low pressure channels to the atmosphere.

При работе механизма независимого вращения штанги объем рабочих камер высокого и низкого давления изменяется с частотой, равной частоте обкатывания ротором статора.When the mechanism of independent rotation of the rod is operating, the volume of the working chambers of high and low pressure changes with a frequency equal to the frequency of rolling around the stator rotor.

Claims

1. Пневматический перфоратор, включающий последовательно сопряженные крановый узел с краном, клапанное воздухораспределительное устройство, цилиндр с ударником, крышку, механизм независимого вращения штанги в виде эксцентрично расположенных относительно оси ротора и статора с возможностью образования во время работы перфоратора межзубных переменного объема рабочих камер высокого и низкого давления, ствол и приводной вал, по меньшей мере, по одной системе взаимосвязанных каналов высокого давления для подвода сжатого воздуха в цилиндр с ударником и межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления, по меньшей мере, одну систему взаимосвязанных каналов низкого давления для отвода отработанного сжатого воздуха из цилиндра с ударником и, по меньшей мере, один канал низкого давления для отвода отработанного сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления, выполненный в корпусе ствола и связанный с атмосферой, при этом в крышке выполнена, по меньшей мере, одна пара сообщающихся кольцевых коллекторных каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления, и, по меньшей мере, один кольцевой коллекторный канал низкого давления со стороны статора для сбора отработанного сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления, который отводится в атмосферу через канал или каналы низкого давления корпуса ствола, причем один из кольцевых коллекторных каналов высокого давления расположен со стороны цилиндра с ударником, второй - со стороны статора, а сообщаются каналы через сквозные отверстия в их общем дне; в корпусе ротора выполнены внутренние винтовые отверстия с открытыми со стороны крышки торцами и глухими, смещенными относительно открытых торцов на угол не менее 90°, вторыми торцами для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления и отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления через имеющие выход в межзубное пространство ротора радиальные отверстия, расположенные во впадинах зубьев ротора со стороны глухого торца винтовых отверстий; причем площадь поперечного проходного сечения каналов, входящих в систему или системы каналов высокого давления для подачи сжатого воздуха до кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником, составляет не менее 0,8 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, образованного в процессе работы перфоратора наружной кромкой торца винтовых отверстий ротора и внутренней кромкой кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны статора; площадь поперечного проходного сечения кольцевого коллекторного канала высокого давления со стороны цилиндра с ударником составляет не менее 0,4S/n, где S - площадь поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, n - количество каналов корпуса цилиндра для подачи сжатого воздуха в межзубные переменного объема рабочие камеры высокого давления, площадь поперечного проходного сечения сквозных отверстий пары или пар кольцевых коллекторных каналов высокого давления составляет 0,8-1,5 площади поперечного сечения входного сегментного серповидного окна, а площадь поперечного проходного сечения канала или каналов низкого давления для отвода сжатого воздуха из межзубных переменного объема рабочих камер низкого давления составляет не менее 0,7 площади поперечного проходного сечения выходного сегментного серповидного окна, образованного в процессе работы перфоратора наружной кромкой кольцевого коллекторного канала низкого давления и внутренней кромкой торца винтовых отверстий ротора.1. A pneumatic drill, including a crane assembly connected in series with a crane, a valve air distribution device, a cylinder with a hammer, a cover, an independent rod rotation mechanism in the form of eccentrically arranged relative to the axis of the rotor and stator with the possibility of formation of interdental variable volume of working chambers of high and low pressure, the barrel and the drive shaft, at least one system of interconnected high pressure channels for supplying compressed air to the cylinder with a striker and interdental variable volume working chambers of high pressure, at least one system of interconnected low pressure channels for discharging exhaust compressed air from the cylinder with a striker and at least one low pressure channel for discharging exhaust compressed air from interdental variable volume of working low-pressure chambers, made in the barrel body and connected with the atmosphere, while at least one pair of communicating annular high-pressure collector channels is made in the lid To supply compressed air to the interdental variable volume, high-pressure working chambers, and at least one annular low-pressure manifold channel from the stator side to collect exhaust compressed air from the interdental variable volume of low-pressure working chambers, which is discharged into the atmosphere through the channel or channels low pressure of the barrel body, one of the annular collector channels of high pressure being located on the side of the cylinder with the hammer, the second on the side of the stator, and the channels are connected through drilled holes in their common bottom; in the rotor housing, internal screw holes are made with ends open from the side of the cover and blind, offset from the open ends by an angle of at least 90 °, with second ends for supplying compressed air to interdental variable volume working chambers of high pressure and for removing compressed air from interdental variable volume of working low-pressure chambers through radial openings having access to the interdental space of the rotor located in the cavities of the rotor teeth from the blind end of the screw holes; moreover, the cross-sectional area of the channels included in the system or system of high-pressure channels for supplying compressed air to the annular high-pressure manifold channel from the cylinder side with the hammer is at least 0.8 of the cross-sectional area of the inlet crescent-shaped window formed during the operation of the perforator the outer edge of the end face of the rotor screw holes and the inner edge of the annular high-pressure manifold channel from the stator side; The cross-sectional area of the annular collector channel of the high pressure from the cylinder side with the hammer is at least 0.4S / n, where S is the cross-sectional area of the inlet segment sickle-shaped window, n is the number of cylinder body channels for supplying compressed air to the interdental variable volume working chambers high pressure, the cross-sectional area of the through holes of a pair or pairs of annular collector channels of high pressure is 0.8-1.5 of the cross-sectional area of the input segment about the crescent window, and the cross-sectional area of the channel or channels of low pressure for removing compressed air from the interdental variable volume of the working chambers of low pressure is not less than 0.7 of the cross-sectional area of the passage section of the output segment crescent window formed during the operation of the perforator with the outer edge of the annular low pressure channel and the inner edge of the end face of the rotor screw holes.

2. Пневматический перфоратор по п.1, отличающийся тем, что диаметр кольцевого канала низкого давления меньше диаметра кольцевого канала высокого давления, измеренные в одном сечении.2. The pneumatic drill according to claim 1, characterized in that the diameter of the annular channel of low pressure is less than the diameter of the annular channel of high pressure, measured in one section.