пневмоимпульсный генератор

Формула изобретения

Пневмоимпульсный генератор, содержащий корпус с полостью, сообщенной посредством входного патрубка с источником сжатого воздуха, а посредством выходного патрубка, снабженного подпружиненным запорным клапаном со штоком, - с атмосферой, отличающийся тем, что в полости корпуса напротив выходного патрубка установлен поршень, одна из торцевых стенок которого с наружной стороны подпружинена относительно корпуса, а вторая - посредством штока, подпружиненного с ее внутренней стороны, соединена с запорным клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к пневмоимпульсной технике и может быть использовано в различных областях народного хозяйства для импульсного воздействия на газообразные, жидкие и твердые среды.

Известен пневмоимпульсный генератор, содержащий полый цилиндрический корпус, разделенный подвижным поршнем на входную и накопительную камеры, первая из которых через подводящий канал сообщена с источником сжатого воздуха, вторая через отверстие в поршне сообщена с входной камерой, а через посредство выхлопных отверстий - с окружающей средой (см. патент РФ №2113287, МПК⁶ В 08 В 5/02, В 08 В 9/04, 1998). При подаче воздуха во входную камеру давление в ней повышается, заставляя поршень перемещаться в направлении накопительной камеры. В процессе перемещения поршень перекрывает выхлопные отверстия, и давление в накопительной камере также начинает повышаться. Вследствие разности площадей торцевых поверхностей поршня со стороны накопительной и входной камер по мере увеличения давления в накопительной камере наступает момент, когда силы давления, действующие на поршень слева, начинают превышать силы давления, действующие на поршень справа, и последний начинает перемещаться в обратном направлении. Указанное перемещение происходит до тех пор, пока поршень не откроет выхлопные отверстия. В момент открытия последних происходит выброс газа, после чего описанный цикл работы повторяется.

Недостатком данного устройства, обусловленным растянутостью выхлопного импульса по времени, является невысокая мощность пневмоимпульса.

Известен пневмоимпульсный генератор (а.с. SU №1384916, МПК ⁴ F 28 G 1/16, 1988), содержащий корпус, полость которого разделена перегородкой на две камеры, сообщающиеся между собой посредством отверстия малого диаметра. Первая камера посредством входного патрубка подсоединена к источнику сжатого воздуха, а посредством выходного, снабженного подпружиненным запорным клапаном со штоком, - с атмосферой. Во второй камере расположен пневмопривод мембранного типа, связанный посредством подпружиненного относительно корпуса штока, пропущенного через отверстие в перегородке, с запорным клапаном. В теле штока выполнен радиально-продольный канал, соединяющий вторую камеру с атмосферой в момент полного открытия запорного клапана.

В исходном положении давление в камерах пневмогенератора одинаково и равно атмосферному, запорный клапан, прижатый подпружиненным штоком, закрыт. При подаче во входной патрубок сжатого воздуха давление в первой камере быстро возрастает, надежно запирая запорный клапан. Одновременно за счет воздуха, поступающего через отверстие в перегородке, плавно повышается давление во второй камере. Так как площадь поверхности мембраны пневмопривода существенно больше площади выходного отверстия первой камеры, то при некотором значении давления во второй камере сила, действующая на мембрану, становится больше суммы сил, прижимающих запорный клапан, мембрана изгибается вверх и через посредство связанного с ней штока открывает запорный клапан. Через открывшееся выходное отверстие первой камеры происходит выброс воздуха. При этом вследствие относительной малости диаметра отверстия, соединяющего первую и вторую камеры, давление в последней остается высоким, и мембрана продолжает движение до тех пор, пока канал в теле штока не соединит полость второй камеры с открытой в атмосферу полостью корпуса. При этом давление во второй камере падает, и сила, действующая на шток со стороны пружины, закрывает запорный клапан выхлопного патрубка, после чего вышеописанный цикл повторяется.

Основным недостатком известного устройства, обусловленным инерционностью пневмопривода, также является его невысокая импульсная мощность. Кроме того, наличие в устройстве такого малонадежного элемента, как мембрана, снижает надежность генератора в целом.

Задачей настоящего изобретения является повышение импульсной мощности и, как следствие, эффективности работы генератора при одновременном повышении его надежности.

Ожидаемые технические результаты заключаются в повышении мощности пневмоимпульса и надежности пневмогенератора.

Поставленная задача решается за счет того, что в пневмоимпульсном генераторе, содержащем корпус с полостью, сообщенной посредством входного патрубка с источником сжатого воздуха, а посредством выходного патрубка, снабженного подпружиненным запорным клапаном со штоком, - с атмосферой, в полости корпуса напротив выходного патрубка установлен поршень, одна из торцевых стенок которого с наружной стороны подпружинена относительно корпуса, а вторая посредством штока, подпружиненного с ее внутренней стороны, соединена с запорным клапаном.

На чертеже изображен продольный разрез заявляемого устройства.

Генератор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, запорный клапан 4 со штоком 5 и пружиной 6, поршень 7 с пружиной 8.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы давление в полости, ограниченной запорным клапаном 4 и поршнем 7, равно атмосферному. При подаче газа в патрубок 2 давление в указанной полости возрастает и силы давления перемещают поршень 7 и клапан 4 в противоположные стороны, сжимая пружины 8 и 6. После полного сжатия пружины 6 поршень 7, продолжая перемещаться и сжимать пружину 8, увлекает за собой клапан 4. В момент открытия клапаном 4 патрубка 3 происходит сброс газа. Давление в полости резко падает. Пружина 6 клапана 4 распрямляется, перемещая клапан 4 вправо. При этом за счет увеличения проходного сечения для сброса газа обеспечивается высокая крутизна переднего фронта газового импульса. Одновременно с этим поршень 7 под действием пружины 8 резко перемещается влево, принудительно выдавливая газ из полости и обеспечивая тем самым удержание амплитуды газового импульса и высокую крутизну заднего фронта импульса. Перемещаясь влево, поршень 7 увлекает за собой клапан 4, который перекрывает патрубок 3, после чего цикл повторяется.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что помимо потенциальной энергии сжатого газа, накопленного в полости на этапе ее заполнения, в пружинах генератора накапливается дополнительная потенциальная энергия, которая в момент сброса газа переходит в кинетическую энергию газового потока, увеличивая тем самым суммарный импульс выброса и крутизну его фронтов. Как следствие, увеличивается импульсная мощность генератора и, соответственно, эффективность его воздействия на среду.

Кроме того, отсутствие в конструкции генератора малонадежных элементов, таких как эластичная мембрана, повышает надежность устройства.