устройство для отбора отдельных мелких объектов

Формула изобретения

Устройство для отбора отдельных мелких объектов, содержащее пустотелый корпус, в нижней части которого имеется днище с центральным отверстием, поршень, камеру для сбора мелких объектов и сопловую трубу со сменяемыми наконечниками, отличающееся тем, что поршень соединен с полым штоком, проходящим через центральное отверстие в днище корпуса и являющимся продолжением сопловой трубы, причем в месте соединения с поршнем в полом штоке выполнено выходное отверстие, ниже которого на полом штоке закреплена камера для сбора мелких объектов, частично перекрывающая внутреннее сечение корпуса, а поршень имеет выпускные отверстия и снабжен мембранным воздушным клапаном.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для избирательного всасывания мелких объектов и может быть использовано, например, в домашнем хозяйстве при извлечении сорных включений из круп.

Известны захватывающие устройства всасывающего действия (см. US, N 4462496A, кл. B 07 C 7/04, 1984 (1) и SU, авт. свид. 1487855, кл. A 47 L 5/02, 1989 (2)), содержащие сопло, камеру для сбора мелких объектов и источник разрежения. В устройстве (1) используется воздушный насос непрерывного действия, подключаемый к источнику электроэнергии, что не всегда удобно. Устройство (2) приводится в действие вручную, но не может быть применено для избирательного всасывания мелких объектов из их россыпи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, описанное в (DE, заявке N 3225330, кл. B 08 B 5/04, 1984, (3)), содержащее пустотелый корпус, в нижней части которого имеется днище с центральным отверстием, переходящим в сопловую трубу со сменяемыми наконечниками, поршень, изменение положения которого вызывает разрежение внутри корпуса в момент всасывания, и камеру для сбора мелких объектов, в которую открывается выходное отверстие сопловой трубы.

Недостатки данного устройства - снижение эффективности всасывания по мере заполнения камеры мелкими объектами, а также невысокая частота всасывающих импульсов. Первый недостаток определяется тем, что воздушный поток из сопловой трубы, устремляясь внутрь корпуса, проходит непосредственно через камеру для сбора мелких объектов. При вертикальном положении устройства (3) возможно закупоривание выходного отверстия сопловой трубы. Второй недостаток определяется необходимостью выполнять целый ряд операций в процессе всасывания очередного мелкого объекта, включая манипуляции со специальным спусковым механизмом.

Предлагаемое изобретение решает следующие задачи: повышение надежности работы устройства при заполненной мелкими объектами камере, а также увеличение быстродействия устройства.

Поставленные задачи решаются за счет того, что известное устройство, содержащее пустотелый корпус, в нижней части которого имеется днище с центральным отверстием, поршень, камеру для сбора мелких объектов и сопловую трубу со сменяемыми наконечниками, согласно изобретению снабжено полым штоком, соединенным с поршнем и проходящим через центральное отверстие в днище корпуса, а также являющимся продолжением сопловой трубы, причем в месте соединения с поршнем в полом штоке выполнено выходное отверстие, ниже которого на полом штоке закреплена камера для сбора мелких объектов, частично перекрывающая внутреннее сечение корпуса, а поршень имеет выпускные отверстия и снабжен мембранным воздушным клапаном.

На фиг. 1, 2, 3 показан пример конкретного исполнения устройства для отбора отдельных мелких объектов, имеющего цилиндрическую форму. На фиг. 4, 5 приведены схемы, поясняющие работу предлагаемого устройства на такте всасывания (фиг. 4) и в процессе подготовки (фиг. 5) устройства к следующему такту всасывания.

Устройство (фиг. 1) содержит разборный корпус 1, состоящий из пустотелого цилиндра 2 и днища 3. Цилиндр 2 в верхней части имеет ребро жесткости 4. При удержании корпуса 1 в руке это ребро жесткости предотвращает деформирование цилиндра 2 и заклинивание поршня 5. Днище 3 с центральным отверстием снабжено выступом 6, необходимым для исключения помех перемещению полого штока 7 со стороны отобранных мелких объектов в случае их выпадения из камеры 8 для сбора мелких объектов.

Поршень 5, полый шток 7, камера 8 и отбрасыватель 9 мелких объектов образуют неразборную деталь устройства на фиг. 1. Поршень 5 имеет несколько выпускных отверстий 10, которые закрыты сверху резиновой мембраной 11, играющей роль воздушного клапана. Мембрана 11 закреплена на поршне 5 с помощью заклепки 12.

Полый шток 7 имеет внутренний диаметр D, налагающий ограничения на максимальные размеры мелких объектов. В верхней части полого штока 7 в месте его соединения с поршнем 5 выполнено боковое выходное отверстие 13, расположенное напротив отбрасывателя 9. Камера 8 для сбора мелких объектов размещена на полом штоке 7 так, что ее верхний край находится ниже выходного отверстия 13. Камера 8 в плане (см. сечение А-А на фиг. 2) представляет собой неполный круг. Полость 14 в виде сектора, составляющего угол, близкий к 90^o, необходима для свободного прохождения воздуха в рабочий объем цилиндра 2 и обратно, т.к. по своей цилиндрической образующей камера 8 имеет с цилиндром 2 зазор лишь немногим больший, чем зазор между цилиндром 2 и поршнем 5. Камера 8 для сбора мелких объектов ориентирована так, что полость 14 находится с противоположной стороны от выходного отверстия 13.

Нижняя часть полого штока 7, играющая роль сопловой трубы, представляет собой резьбовое соединение с сопловым наконечником 15. Сменяемые наконечники 15, имеющие в основании одинаковую толщину стенки (например, t = 1 мм), отличаются друг от друга величиной внутреннего диаметра d, см. фиг. 3. Набор сопловых наконечников повышает удобство использования предлагаемого устройства при удалении сорных включений из круп различных сортов. В нижней части каждого наконечника 15 выполнены четыре паза 16 высотой d/2. Эти пазы служат для увеличения потока воздуха, подхватывающего мелкий объект, накрытый сопловым наконечником.

Между днищем 3 и наконечником 15 на полом штоке 7 размещена винтовая пружина 17. Пружина 17 служит для возвращения полого штока с поршнем в исходное положение, обозначенное пунктирными линиями на фиг. 1.

Устройство работает следующим образом. Сортируемые мелкие объекты располагаются на горизонтальной твердой поверхности P, см. фиг. 4, 5, а устройство в вертикальном положении удерживается в руке за корпус 1. В исходном состоянии устройства поршень 5 наиболее близок к днищу 3. Это обеспечивается за счет пружины 17, стремящейся удлиниться, а также за счет веса полого штока 7 и деталей, закрепленных на нем. Устройство, находящееся в исходном состоянии, помещается над нужным мелким объектом, который отделяется от остальных мелких объектов с помощью соплового наконечника 15. При движении руки вниз, см. фиг. 4, осуществляется такт всасывания.

На такте всасывания увеличивается рабочий объем устройства, заключенный между неподвижным поршнем 5 и днищем 3 корпуса 1, который перемещается вниз вдоль полого штока 7. При этом в рабочем объеме наблюдается пониженное давление воздуха, в результате чего мембрана 11 закрывает отверстия 10 в поршне 5. Окружающий воздух устремляется в область разрежения по воздуховоду, включающему сопловый наконечник 15, полый шток 7, выходное отверстие 13 и полость 14. Поток воздуха показан на фиг. 4 пунктирной линией. Мелкий объект, накрытый наконечником 15, подхватывается потоком воздуха и движется вверх по полому штоку 7. Затем мелкий объект отскакивает от отбрасывателя 9 и попадает в камеру 8 для сбора мелких объектов. Траектория движения мелкого объекта показана на фиг. 4 сплошной линией.

После такта всасывания при поднятии руки устройство возвращается в исходное состояние автоматически. Во время перемещения корпуса 1 вверх, см. фиг. 5, полый шток 7 с поршнем 5 и камерой 8 остается неподвижным под действием собственного веса и пружины 17. При этом рабочий объем уменьшается, а давление воздуха в нем становится больше атмосферного. Избыточное давление поднимает мембрану 11, благодаря чему воздух беспрепятственно выходит из рабочего объема через полость 14 и выпускные отверстия 10 поршня 5. Этот основной поток воздуха показан на фиг. 5 сплошной линией. Пунктирная линия на фиг. 5 обозначает существенно меньший поток воздуха, вытекающий через полый шток 7. Вытеснение воздуха из рабочего объема продолжается до тех пор, пока днище 3 не поднимется до камеры 8 для сбора мелких объектов. После этого при дальнейшем движении корпуса 1 вверх, начинает подниматься целиком все устройство, уже находящееся в исходном состоянии. Устройство готово к следующему такту всасывания.

Извлечение отобранных мелких объектов из устройства производится после разборки корпуса 1, см. фиг. 1. Для этого необходимо выкрутить цилиндр 2 из днища 3, а затем опрокидыванием очистить камеру 8 от мелких объектов.

Предлагаемое устройство не нуждается в источнике электроэнерги, имеет малые габариты. Оно позволяет повысить удобство пользования и производительность операции отбора мелких объектов. Большинство деталей устройства могут быть изготовлены из литых пластических масс, что делает устройство недорогим в производстве и применении.