ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК B06B1/18 F15B21/12 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в качестве различных вибрационных и виброударных машин для строительства, горной промышленности и других отраслей народного хозяйства, а также в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения различных органов машин.

Известен вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывания другого, который установлен с возможностью взаимодействия с торцами корпуса в конце прямого и обратного ходов (заявка ФРГ N 1926996, М. кл. B 06 B 1/18, опубл. 10.05.72 г.).

Недостатком этого вибровозбудителя можно считать невозможность применения его в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения органов машин из-за отсутствия выступающих частей поршня за пределы корпуса, а также невозможность регулирования амплитуды вибрации, что значительно ограничивает сферу его применения.

Известен также вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами, установленный с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру, а также перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, в конце обратного хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с упором, установленным одним концом в канале, соединяющим вторую камеру с атмосферой, а другим - в оправке, установленной на корпусе с возможностью осевого перемещения. Изменение амплитуды хода дифференциального поршня (амплитуды вибрации) осуществляется за счет изменения положения упора относительно корпуса (патент РФ N 2075353, м.кл. B 06 B 1/18, F 15 B 21/12, опубл. 20.03.97 Бюл. N 8).

К недостаткам этого вибровозбудителя можно отнести достаточно сложное конструктивное исполнение из-за наличия упора, а также сложность применения его в качестве привода для возвратно-поступательных движений из-за необходимости дополнительной конструктивной доработки.

В основу изобретения поставлена задача создания достаточно простого вибровозбудителя с возможностью применения его как в качестве вибрационного и виброударного механизма, так и в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения.

Поставленная задача решена в заявленном вибровозбудителе, который, как и известный, содержит полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами, установленный с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру. В отличие от известного в заявленном вибровозбудителе реверсивный клапан установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, за счет изменения давления рабочей среды во второй камере относительно первой, а на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, выполнены отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода поршня.

Во втором варианте исполнения, пригодного в тех случаях, когда необходимо регулирование хода дифференциального поршня, на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, на разных расстояниях от торца корпуса выполнены отверстия для соединения этой камеры с атмосферой в конце обратного хода поршня и установлен с возможность перемещения затвор, имеющий отверстия, предназначенные для совмещения с соответствующими заданной амплитуде вибрации отверстиями на боковой поверхности корпуса.

На фиг. 1 схематически изображен вибровозбудитель в разрезе; на фиг. 2 (вид А) - показан запорный орган, обеспечивающий перекрытие канала между первой и второй камерами.

Заявленный вибровозбудитель содержит полый корпус 1 с отверстием 2 для подачи рабочей среды в первую камеру 3 и с отверстиями 4 для вывода рабочей среды из второй камеры 5 в конце обратного хода. Во внутренней полости корпуса 1 с возможностью осевого перемещения установлен дифференциальный поршень 6 таким образом, что меньшая поверхность торца поршня принадлежит первой камере 3, в большая - второй камере 5. В поршне выполнены каналы 7, соединяющие между собой обе камеры, а также канал 8, соединяющий вторую камеру 5 с атмосферой. В поршне 6 установлен реверсивный клапан 9 с запорными органами 10 для перекрытия каналов 7 и запорным органом 11 для перекрытия канала 8. Для взаимодействия клапана 9 с торцом корпуса установлен пружинный упор 12. На корпусе с возможностью перемещения установлен затвор 13 с отверстием 14, которое при работе вибровозбудителя совмещено с таким отверстием 4, которое соответствует заданной амплитуде вибрации.

Вибровозбудитель работает следующим образом.

Рабочая среда под давлением поступает через отверстие 2 в камеру 3, затем по каналам 7 в камеру 5 и из нее по каналу 8 (или через отверстия 4 и 14) в атмосферу. За счет перепадов давлений на границах запорных органов 10 и 11 клапан 9 занимает устойчивое крайнее положение, например, перекрыты каналы 7, открыт канал 8, соединяющий камеру 5 с атмосферой. За счет избыточного давления в камере 3 клапан 9 сохраняет свое положение, объем камеры 3 увеличивается и поршень 6 перемещается до взаимодействия упора 12 с торцом корпуса 1. Упираясь во внутреннюю поверхность торца, клапан 9 меняет свое положение, открывая каналы 7 и закрывая канал 8. Давление в камерах 3 и 5 выравнивается, клапан 9 сохраняет свое положение за счет разности давлений, действующей на запорный орган 11. Так как в камере 5 площадь торца поршня 6 больше площади торца поршня, расположенного в камере 3, то возникает сила, перемещающая поршень в обратном направлении до открытия отверстия 4, после чего давление в камере 5 падает, сила, действующая на запорный орган 11 исчезает, а силы, действующие на запорный орган 10, возрастают и перемещают клапан в первоначальное устойчивое положение, т.е. каналы 7 закрываются, а канал 8 открывается. Затем цикл повторяется.

Величина хода поршня, а следовательно, и амплитуда вибрации в каждом цикле будет определяться положением открытого отверстия 4 относительно торца корпуса, ограничивающего вторую камеру. Меняя положение затвора 13, совмещают отверстие 14 с отверстиями 4, расположенными на разных расстояниях от торца корпуса, и т.о. изменяют амплитуду вибрации.

Таким образом видно, что вибровозбудитель имеет более простую конструкцию и может быть использован в качестве самостоятельных вибрационных и виброударных машин, в т.ч. с регулируемой амплитудой вибрации. Если закрепить корпус на основании, а к выступающему концу поршня прикрепить необходимый орган машин (или наоборот), то этот вибровозбудитель без дополнительных конструктивных доработок будет сообщать этому органу возвратно-поступательные движения, т. е. будет являться приводом для осуществления возвратно-поступательного движения. Причем рабочая среда может быть как газообразной, так и жидкой.

Использование: вибрационные виброударные машины в строительстве и горной промышленности, а также приводы для обеспечения возвратно-поступательного движения различных органов машин. Реверсивный клапан с отдельными запорным органами установлен на дифференциальном поршне, разделяющем полость корпуса на две камеры. Первая из камер служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая соединена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в дифференциальном поршне с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру. Реверсивный клапан перекрывает канал, соединяющий обе камеры, и открывает канал, соединяющий вторую камеру с атмосферой, в конце открытого хода дифференциального поршня за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камере относительно первой. На боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, выполнены отверстия для соединения этой камеры с атмосферой в конце обратного хода поршня. В первом варианте исполнения эти отверстия выполнены на одинаковом расстоянии от торца корпуса, во втором варианте - на разных, но при этом на боковой поверхности корпуса установлен затвор, имеющий отверстия для совмещения с соответствующими заданной амплитуде вибрации отверстиями на боковой поверхности корпуса. Технический эффект - простота конструкции и расширение сферы использования. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца дифференциального поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в дифференциальном поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывания другого, который установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру, отличающийся тем, что реверсивный клапан установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, в конце обратного хода поршня за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камере относительно первой, а на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, выполнены отверстия для соединения этой камеры с атмосферой в конце обратного хода дифференциального поршня. 2. Вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца дифференциального поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в дифференциальном поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывания другого, который установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру, отличающийся тем, что реверсивный клапан установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, в конце обратного хода дифференциального поршня за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камеры относительно первой, а на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, на разных расстояниях от торца корпуса выполнены отверстия для соединения этой камеры с атмосферой в конце обратного хода поршня и установлен с возможностью перемещения затвор, имеющий отверстия для совмещения с соответствующими заданной амплитуде вибрации отверстиями на боковой поверхности корпуса.