ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2004 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в качестве различных вибрационных и виброударных машин в строительной индустрии, горной промышленности и других отраслях.

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 с 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 №1926996, М. кл. В 06 В 1/18, опубл. 10.05.72).

Известен вибровозбудитель имеющий аналогичное устройство вышеприведенному. При этом он дополнительно содержит эластичные диафрагмы, ограничивающие камеры и прикрепленные к корпусу и дифференциальному поршню без зазора (а.с. СССР №722820, М. кл. В 65 G 27/22, опубл. 25.03.80).

К недостатку этих вибровозбудителей можно отнести наличие наклонного канала в дифференциальном поршне, соединяющего обе камеры, что ограничивает диапазон получения возможных вибрационных и виброударных воздействий, т.к. изготовление длинных каналов.(для высоких поршней) трудно выполнимо.

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 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 перекрывания 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, и перекрывания канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камере относительно первой при открывании отверстий, соединяющих вторую камеру с атмосферой (патент РФ №2136396, М. кл. В 06 В 1/18 F 15 В 21/12, опубл. 10.09.99).

К недостаткам этого вибровозбудителя можно отнести достаточно сложное конструктивное исполнение из-за наличия каналов, соединяющих обе камеры в дифференциальном поршне, а также из-за формы реверсивного клапана, которая соответствует расположению этих каналов.

В основу изобретения поставлена задача создания достаточно простых вибровозбудителей с возможностью их выполнения без технологических затруднений в расширенном диапазоне параметров вибрационных и виброударных воздействий.

Поставленная задача решается в заявляемых вариантах вибровозбудителя и в их частных случаях выполнения.

В первом варианте исполнения вибровозбудителя, который как и известные, 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 дифференциального поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с атмосферой посредством канала, расположенного в дифференциальном поршне, канал, соединяющий обе камеры, реверсивный клапан с отдельными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открытия другого, который установлен с возможностью взаимодействия с торцами корпуса в конце прямого и обратного ходов.

В отличие от известных в заявляемом варианте вибровозбудителя канал, соединяющий обе камеры, расположен в реверсивном клапане. В частном случае выполнения вибровозбудителя по этому варианту, с целью улучшения герметичности камер он дополнительно содержит эластичные диафрагмы, ограничивающие камеры и прикрепленные к корпусу и дифференциальному поршню без зазора.

Во втором варианте исполнения вибровозбудитель, как и прототип, 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 дифференциального поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с атмосферой посредством канала, расположенного в дифференциальном поршне, канал, соединяющий обе камеры, отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для переменного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывания другого, который установлен с возможностью перекрывания 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, и перекрывания канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камере относительно первой при открытии отверстий, соединяющих вторую камеру с атмосферой. В отличие от известных, как и в первом варианте, канал, соединяющий обе камеры, расположен в реверсивном клапане. В одном из частных случаев выполнения вибровозбудителя по второму варианту он также дополнительно содержит эластичные диафрагмы, ограничивающие камеры и прикрепленные к корпусу и к дифференциальному поршню без зазора. В других частных случаях выполнения вибровозбудителя по этому варианту при отсутствии эластичных диафрагм отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, могут быть расположены на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, а у вибровозбудителя, содержащего эластичные диафрагмы, расположены в эластичной диафрагме, ограничивающей вторую камеру.

Сущность заявленного изобретения поясняется предоставленными чертежами и описанием работы вибровозбудителя.

На фиг.1, 2 схематично изображен вибровозбудитель по первому варианту исполнения, при этом на фиг.2 - дополнительно содержащий эластичные диафрагмы.

На фиг.3, 4 - вибровозбудитель по второму варианту исполнения, при этом на фиг.3 изображен вибровозбудитель без эластичных диафрагм и с отверстиями, соединяющими вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, расположенными на боковой поверхности корпуса. На фиг.4 - с дополнительными эластичными диафрагмами и отверстиями, соединяющими вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, расположенными в эластичной диафрагме, ограничивающей вторую камеру.

Вибровозбудитель на фиг.1 состоит из полого корпуса 1 с отверстием 2 для подачи рабочей среды в первую камеру 3 и с отверстием 4, сообщающим среднее пространство корпуса 1 с атмосферой. Во внутренней полости корпуса 1 с возможностью осевого перемещения установлен дифференциальный поршень 5, таким образом, что меньшая площадь торца поршня 5 принадлежит первой камере 3, а большая - второй камере 6. В поршне 5 выполнен канал 7, соединяющий камеру 6 с атмосферой (через отверстие 4). В поршне 5 установлен реверсивный клапан 8 с запорным органом 9 для перекрывания канала 7 и запорным органом 10, для перекрывания канала 11, расположенного в реверсивном клапане 8. Вибровозбудитель на фиг.2 содержит эластичную диафрагму 12, ограничивающую камеру 3 и диафрагму 13, ограничивающую камеру 6. Вибровозбудитель на фиг.3 содержит отверстия 14 на боковой поверхности корпуса 1, ограничивающей камеру 6. У вибровозбудителя на фиг.4 отверстия 14 расположены в диафрагме 13, ограничивающей камеру 6.

Вибровозбудитель по первому варианту (фиг.1, 2) работает следующим образом.

Рабочая среда поступает под давлением через отверстие 2 в камеру 3. За счет перепада давления в камере 3 относительно камеры 6, клапан 8 удерживается в устойчивом положении - перекрыт органом 10 канал 11, а органом 9 открыт канал 7. Камера 3 герметизируется, а камера 6 сообщена с атмосферой. Поршень 5 совместно с клапаном 8 перемещается в сторону камеры 6 до взаимодействия клапана 8 с торцом корпуса 1 в камере 6. Клапан 8 переходит в другое устойчивое положение - перекрыт органом 9 канал 7, а органом 10 открыт канал 11. Рабочая среда под давлением через канал 11 попадает в камеру 6. За счет большой площади торца поршня 5 в камере 6, поршень 5 совместно с клапаном 8 меняет направление движения до взаимодействия клапана 8 с торцом корпуса 1 в камере 3. Клапан 8 занимает первоначальное положение, при этом через канал 7 а камере 6 давление рабочей среды падает. Затем цикл повторяется.

Вибровозбудитель по второму варианту (фиг.3, 4) работает следующим образом.

Рабочая среда поступает под давлением через отверстие 2 в камеру 3, затем по каналу 11 в камеру 6 и из нее по каналу 7 (или через отверстия 14) и далее в атмосферу через отверстие 4. За счет перепадов давлений на границах органов 9 и 10 клапан 8 занимает устойчивое положение, как правило, перекрыт канал 11, открыт канал 8, соединяющий камеру 6 с атмосферой. За счет разницы давлений в камерах 3 и 6 поршень 5 совместно с клапаном 8 перемещается в сторону камеры 6, при этом перекрываются отверстия 14. При взаимодействии клапана 8 с торцом корпуса 1 в камере 6, клапан переходит в другое устойчивое положение - открывается канал 11 и перекрывается канал 7. В камеру 6 поступает рабочая среда под давлением через канал 11. За счет большей площади торца поршня 5 в камере 6 поршень 5 совместно с клапаном 8 меняет направление движения до открытия отверстий 14. Давление рабочей среды в камере 6 падает и клапан 8 за счет разницы давления занимает первоначальное положение. Затем цикл повторяется.

Таким образом видно, что заявляемый вибровозбудитель имеет более простую конструкцию в обоих вариантах, так как в поршне сохраняется только канал, соединяющий вторую камеру с атмосферой. Выполнение канала, соединяющего обе камеры в клапане, не вызывает технологических затруднений и позволяет изготовлять вибровозбудитель с дифференциальными поршнями различной высоты, включая достаточно высокие. То есть получать машины с широким диапазоном параметров вибрационных и виброударных воздействий.

Использование: вибрационные и виброударные машины в строительной индустрии и горной промышленности. Реверсивный клапан с отдельными запорными органами установлен на дифференциальном поршне, разделяющем полость корпуса на две камеры. Первая из которых служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая соединена с ней каналом, расположенным в реверсивном клапане, и с атмосферой каналом, расположенном в дифференциальном поршне. Реверсивный клапан попеременно перекрывает один из упомянутых каналов и открывает другой за счет взаимодействия с торцами корпуса. Во втором варианте – за счет взаимодействия с торцом корпуса в конце прямого хода и за счет уменьшения давления во второй камере относительно первой в конце обратного хода. Для герметизации камер могут быть установлены эластичные диафрагмы. Для уменьшения давления во второй камере относительно первой в конце обратного хода выполнены отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой, при отсутствии эластичных диафрагм на боковой поверхности корпуса, при их наличии – в эластичной диафрагме. Технический результат: простота конструкции, расширенный диапазон получения вибрационных и виброударных воздействий. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 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 сообщается с атмосферой посредством канала, расположенного в дифференциальном поршне, канал, соединяющий обе камеры, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывании другого, который установлен с возможностью взаимодействия с торцами корпуса в конце прямого и обратного ходов, отличающийся тем, что канал, соединяющий обе камеры, расположен в реверсивном клапане.2. Вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит эластичные диафрагмы, ограничивающие камеры и прикрепленные к корпусу и дифференциальному поршню без зазора.3. 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 атмосферой посредством канала, расположенного в дифференциальном поршне, канал, соединяющий обе камеры, отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открытия другого, который установлен 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, и перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой за счет уменьшения давления рабочей среды во второй камере относительно первой при открывании отверстий, соединяющих вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, отличающийся тем, что канал, соединяющий обе камеры, расположен в реверсивном клапане.4. Вибровозбудитель по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит эластичные диафрагмы, ограничивающие камеры и прикрепленные к корпусу и дифференциальному поршню без зазора.5. Вибровозбудитель по п.3, отличающийся тем, что отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, размещены на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру.6. Вибровозбудитель по п.4, отличающийся тем, что отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода, расположены в эластичной диафрагме, ограничивающей вторую камеру.