ВИБРАТОР Российский патент 2003 года по МПК B06B1/16 

Изобретение относится к устройствам для получения и передачи механических колебаний в различные среды и может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов, в частности, предупреждения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева пароводяных котлов и тепло-и массообменных аппаратов, для снижения тяговых усилий при установке на почвообрабатывающих орудиях, уменьшения биологических отложений на корпусах судов, ускорения физико-химических процессов и т.д.

Известен вибратор, содержащий металлическую кольцевую обойму с плоскими крышками, в которой находятся шарик и источник сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения эффективности вибратора за счет оперативного изменения амплитуды возбуждаемых колебаний, в него введены постоянный электромагнит и источник постоянного высоковольтного напряжения, подключенный к обойме, расположенной между полюсами электромагнита, при этом крышки обоймы выполнены из электроизоляционного материала.

Однако известный вибратор имеет существенные недостатки, а именно сложен в изготовлении и эксплуатации. Для его работы требуется сжатый воздух, электромагнитный источник постоянного высоковольтного напряжения, что, в свою очередь, требует существенных затрат электроэнергии. Известны также изобретения, в которых рассматриваемая задача решается с помощью энергии сжатого воздуха (а. с. 756179, F 28 g 7/00, а. с. 480898, F 28 g 7/00 и др. ).

В качестве прототипа авторами выбрано а.с. СССР 656673, М.кл. В 06 в 1/16 "Устройство для возбуждения колебаний", содержащее цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный по оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу, отличающееся тем, что, с целью повышения частоты возбуждаемых колебаний и упрощения конструкции, водило выполнено в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком.

Изобретение имеет, на наш взгляд, существенный недостаток, заключающийся в том, что при работе за счет трения скольжения происходит интенсивный износ как точечного контакта, так и самого шарика, что в свою очередь приводит к изменению частоты и амплитуды возбуждаемых вибратором колебаний и, в конечном счете, разрушению устройства.

Техническим решением задачи является повышение эффективности и надежности работы вибратора при сохранении стабильности частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний. Более высокая эффективность работы достигается за счет непосредственного исключения соприкосновения водила с шариком, что позволяет повысить скорость вращения шарика и надежность работы вибратора в целом.

Задача достигается тем, что в вибраторе для возбуждения колебаний, содержащем цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный на оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу, выполненное в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком, водило выполнено в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха и сопла (элемента) для выхода воздушной среды, выполненного в виде парабаллоида вращения.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет исключения трения скольжения между шариком и элементом для точечного контакта на водиле.

В предложенном техническом решении движение шарика осуществляется под воздействием струи сжатого воздуха, исходящего из сопла (элемента), выполненного в виде парабаллоида вращения. Это позволяет повысить надежность вибратора в целом и в течение длительного времени стабилизировать частоту и амплитуду возбуждаемых вибратором колебаний.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Вибратор выполнен в виде закрепляемого на металлоконструкции 1 при помощи волновода 2 цилиндрического конуса 3 с внутренней беговой дорожкой 4, обкатываемой шариком 5, вала 6, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, привода 7, установленного на оси корпуса 3, и жестко закрепленного на приводном валу 6 водила 8, выполненного в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, и сопла (элемента) 9 для контакта (естественно через воздух) с шариком 5. Сжатый воздух подается от компрессора по каналу вала 6 и далее по каналу водила 8 поступает в сопло (элемент) 9, выполненное в виде парабаллоида вращения.

Вибратор работает следующим образом.

При включении привода 7 одновременно подается сжатый воздух от компрессора, не показанного на чертеже, по каналу 6 и далее по каналу водила 8 выходит через сопло 9, выполненное (как отмечалось ранее) в виде парабаллоида вращения, и оказывает давление на шарик 5, вследствие чего непосредственного (механического) контакта шарика и сопла не происходит, т.е. шарик всегда будет находиться на расстоянии от вращающегося водила 8. Выполнение сопла 9 в виде парабаллоида вращения позволяет потоку сжатого воздуха оказывать максимальное давление на шарик 5.

Регулируя скорость вращения и величину давления сжатого воздуха, подбирают оптимальные режимы работы вибратора, а его надежность и стабильность по основным параметрам - частоте и амплитуде колебаний, обеспечивается за счет предложенного технического решения. Это, в свою очередь, позволяет существенно расширить область возможного применения в различных технологических процессах, особо в тех случаях, когда стабильность параметров вибратора является основным фактором получения положительных результатов.

Использование: для интенсификации различных технологических процессов, в частности предупреждения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева пароводяных котлов и тепло- и массообменных аппаратов, для снижения тяговых усилий при установке на почвообрабатывающих орудиях, уменьшения биологических отложений на корпусах судов, ускорения физико-химических процессов. Сущность: вибратор содержит цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный на оси корпуса и водило, жестко закрепленное на приводном валу. Водило выполнено в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, и сопла (элемента) для выхода воздушной среды, выполненного в виде парабаллоида вращения. Технический результат - повышение эффективности и надежности в работе при сохранении стабильности, частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний. 1 ил.

Вибратор для возбуждения колебаний, содержащий цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный на оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу, выполненное в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком, отличающийся тем, что водило выполнено в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, и сопла (элемента) для выхода воздушной среды, выполненного в виде парабаллоида вращения.