ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ВИБРАТОР Российский патент 1997 года по МПК F15B21/12 B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационной технике и может применяться в качестве привода для массообменных и питающих аппаратов в химической и металлургической промышленности, в частности для транспортирования сырьевых компонентов в расплав алюминиевых электролизеров.

Известен пневматический вибратор, содержащий корпус с подпружиненным устройством возвратно-поступательного движения рабочего органа и опорную плиту, вывешенную на пружинах в корпусе с образованием силовой камеры совместно с эластичной манжетой.

Техническими недостатками известного вибратора являются узость спектра амплитудно-частотных характеристик, недостаточная долговечность, узость диапазона рабочих давлений, низкая надежность из-за возможности сбоя его расчетной частоты, а также сложность разборки, замены и наладки при изменении инерционности подвижных частей.

Технической задачей изобретения является создание пневматического вибратора с расширенным спектром амплитудно-частотных характеристик, увеличенной долговечностью, расширенным диапазоном рабочих давлений и повышенной надежностью, а также упрощение разборки, замены и наладки при изменении инерционности подвижных частей.

Сущность изобретения заключается в том, что в пневматическом вибраторе, содержащий корпус с подпружиненным устройством возвратно-поступательного движения рабочего органа и опорную плиту, вывешенную на пружинах в корпусе с образованием силовой камеры совместно с эластичной манжетой, снабжен вибрируемым центральным штоком, подпружиненным относительно опорной плиты и закрепленным на эластичной манжете, а также эластичным клапаном изменяемой геометрии, закрепленным вокруг центрального штока, снабженного подклапанной тарелкой для воздействия на нижнюю часть эластичного клапана, при этом эластичный клапан армирован в области, контактирующей с уплотнительным пояском опорной плиты и периферией подклапанной тарелки, по меньшей мере, одним твердым кольцом. Твердое кольцо может быть введено в эластичный клапан, или последний может быть армирован одним твердым кольцом с верхней стороны и снабжен с нижней стороны другим твердым кольцом, а эти твердые кольца скреплены между собой, причем нижнее кольцо смещено в область контактирования его с периферией подклапанной тарелки, а верхнее выполнено в сечении Г-образной формы, или клапан может быть выполнен в виде опорного обода с вложенным эластичным кольцом, с твердым уплотнительным пояском и с плоскостью для периодического контактирования с периферией подклапанной тарелки, при этом на уплотнительном пояске опорной плиты выполнено эластичное кольцо, а обод закреплен соосно на втулке центрального штока.

На фиг. 1 изображен пневматический вибратор в исходном состоянии (твердое кольцо введено в эластичный клапан), на фиг. 2 вибратор фиг. 1 с открытым клапаном, на фиг. 3 эластичный клапан с введеным в него твердым кольцом, на фиг. 4 эластичный клапан с твердым кольцом Г-образной формы в сечении, на фиг. 5 эластичный клапан с твердым ободом, на фиг. 6 пневматический вибратор в исходном состоянии (клапан выполнен согласно фиг. 5), на фиг. 7 вибратор фиг. 6 с открытым клапаном.

Пневматический вибратор содержит корпус 1, вибрируемый центральный шток 2, закрепленный на эластичной манжете 3, который проходит через отверстие 4 опорной плиты 5, подпружиненной относительно корпуса 1 пружинами 6. Шток 2 подпружинен пружиной 7 относительно плиты 5 и образует совместно с манжетой 3 силовую камеру 8, соединенную с источником 9 энергоносителя. Эластичный клапан 10 закреплен соосно на дополнительно установленной втулке 11 штока 2 и контактирует в исходном состоянии с уплотнительным пояском 12 плиты 5, при этом на фиг. 1 3 он армирован введенным в него твердым кольцом 13, расположенным в области, контактирующей с уплотнительным пояском 12 и периферией подклапанной тарелки 14 штока 2. На фиг. 4 клапан 10 армирован одним твердым кольцом 15 с верхней стороны и снабжен с нижней стороны другим твердым кольцом 16, кольца 15, 16 скреплены между собой, причем кольцо 16 смещено в область контактирования его с периферией тарелки 14, а кольцо 15 выполнено в сечении Г-образной формы. На фиг. 5 7 твердое кольцо клапана выполнено в виде опорного обода 17 с твердым уплотнительным пояском 18 и плоскостью 19 для периодического контактирования с периферией тарелки 14, при этом на уплотнительном пояске 12 плиты 5 выполнено эластичное кольцо, а обод 17 закреплен соосно на втулке 11 штока 2, соединенного с рабочим органом 20.

Пневматический вибратор работает следующим образом.

От источника 9 энергоносителя сжатый воздух поступает в силовую камеру 8. Избыточное давление в камере 8 прижимает клапан 10 к уплотнительному пояску 12, герметизируя камеру 8. Далее, под действием избыточного давления, центральный шток 2 с эластичной манжетой 3 и втулкой 11, преодолевания усилие пружины 7, перемещается вверх. Подклапанная тарелка 14 воздействует на армированную область клапана 10 и, независимо от величины приложенного давления в камере 8, без задержки открывает его, при этом измеряется геометрия только вне армированной области, а в последней геометрия постоянна и тем самым исключен эффект образования свода /залипания, приводящего к сбою расчетной частоты/. При наличии обода 17 вероятность возникновения указанного эффекта исключена полностью.

После открытия клапана 10 давление в камере 8 резко падает, отработанный воздух выбрасывается наружу через отверстие 4 и центральный шток 2 под действием пружины 7 резко перемещается вниз вместе с втулкой 11 и тарелкой 14, а клапан 10 замыкает камеру 8. Так как энергоноситель поступает в камеру 8 непрерывно, цикл работы повторяется, обеспечивая вибрацию штока 2 и соединенного с ним рабочего органа 20.

При изменении веса рабочего органа 20 изменяется частота вибрации, что при наладке требует изменения веса клапана 10. Различные исполнения армированного клапана согласно фиг. 3 5 позволяют не только изменить его инерционность в широких пределах, но и учесть технологические возможности потребителя при изготовлении и ремонте клапанов и вибратора в целом.

1. Авторское свидетельство СССР N 1542632, опубл. 1988.

Использование: в качестве привода для массообменных и питающих аппаратов в химической и металлургической промышленности, в частности для транспортирования сырьевых компонентов в расплав алюминиевых электролизеров. Сущность изобретения: пневматический вибратор содержит корпус, вибрируемый центральный шток, соединенный с рабочим органом, подпружиненный относительно опорной плиты и закрепленный на эластичной манжете с образованием силовой камеры совместно с эластичным клапаном, армированным в области, контактирующей с уплотнительным пояском опорной плиты и периферией подклапанной тарелки, по меньшей мере, одним твердым кольцом. Твердое кольцо может быть введено в эластичный клапан, а также быть выполнено в сечении Г-образной формы или в виде опорного обода. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Пневматический вибратор, содержащий корпус с устройством возвратно-поступательного движения рабочего органа, эластичную манжету и опорную плиту, вывешенную на пружинах в корпусе с образованием силовой камеры, отличающийся тем, что он снабжен центральным вибрируемым штоком, подпружиненным относительно опорной плиты и закрепленным на эластичной манжете, а также эластичным клапаном, закрепленным на втулке центрального штока, снабженного подклапанной тарелкой для воздействия на эластичный клапан, при этом опорная плита выполнена с уплонительным пояском, а эластичный клапан армирован в области, контактирующей с уплотнительным пояском опорной плиты и периферией подклапанной тарелки, твердым кольцом. 2. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что твердое кольцо введено в эластичный клапан. 3. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что клапан выполнен в виде эластичного кольца, армированного с двух сторон по периферии твердыми, скрепленными между собой кольцами, причем нижнее кольцо смещено в область контактирования его с периферией подклапанной тарелки. 4. Вибратор по п. 3, отличающийся тем, что верхнее кольцо, армирующее эластичное, в сечении имеет Г-образную форму. 5. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что опорная плита снабжена герметизирующим эластичным кольцом, а клапан выполнен в виде опорного обода с вложенным эластичным кольцом, при этом опорный обод выполнен с уплотнительным пояском и с плоскостью для периодического контактирования с периферией подклапанной тарелки и соосно закреплен на втулке центрального штока посредством эластичного кольца.