ВИБРАТОР Российский патент 2006 года по МПК B01F11/00 

Изобретение относится к технике нанесения покрытий в электростатическом поле и может быть использовано в оборудовании для нанесения покрытий, а также в оборудовании, например в смесителях, где для перемешивания используются вибрационные устройства.

Известен вибратор в распылительном устройстве для электростатического нанесения полимерных покрытий (см. описание изобретения к а.с. №845860 М.кл.³ В 05 В 5/02, публ. 15.07.81, бюл. №26 [1]), содержащем бункер-питатель с порошком и вибратор, установленный непосредственно у бункера-питателя. Вибратор выполнен в виде электромагнитного реле постоянного тока переменного напряжения, связанного с взрыхлителем порошка, установленным в бункере. При подаче напряжения на вибратор его якорь начинает совершать колебательные движения, передавая механические колебания на взрыхлитель порошка, который, совершая колебательные движения, препятствует слипанию порошка. Недостатком такого вибратора является невозможность его использования для взрыхления порошка большого объема, ненадежность конструкции.

Известны дебалансные вибраторы, работа которых основана на использовании электродвигателей с дебалансными устройствами (см., например, описание к а.с. №443675. Вибросмеситель непрерывного действия, М.кл. B 01 F 11/00, публ. 25.09.74, бюл. №35 [2], описание к а.с. №325981. Способ перемешивания сыпучих материалов, М.кл. B 01 F 11/00, публ. 19.01.72, бюл. №4 [3]. Так, в [3] использована горизонтальная смесительная емкость, не имеющая внутри перемешивающих устройств, приводимая в колебания инерционным вибратором с электродвигателем и с дебалансами на противоположных его хвостовиках. Недостатком этих вибраторов является наличие непосредственного жесткого сцепления вибрационной шайбы (дебаланса) с электродвигателем, большой шум работы вибратора и наличие обратной передачи нагрузки биений на ось ротора к электродвигателю, что приводит к передаче большой динамической нагрузки на ось двигателя, быстрому его износу и уменьшению времени эксплуатации.

Наиболее близким аналогом является вибратор в реакционном аппарате с виброперемешиванием, описание к а.с. СССР №967541, М.кл. 3 B 01 F 11/00, публ. 23.10.82, бюл. №39 [4], который представляет собой электродвигатель, дебалансный эксцентрик, установленный в корпусе на опорной плите. На одном валу между двигателем и эксцентриком с подшипником расположено устройство развязки, состоящее из двухшарнирной муфты со шлицевым валом, имеющее три степени свободы и уменьшающее передачу вибрации от эксцентрика к двигателю. Однако указанная конструкция вибратора сложна в изготовлении, так как требует высокой точности выполнения деталей устройства развязки, высокой точности сборки и настройки. Кроме того, в описанной конструкции за счет достаточно жесткого механического соединения элементов вибратора в момент пуска двигателя все его элементы испытывают большую динамическую пусковую нагрузку, что ведет к дополнительному износу двигателя и расстройке вибратора в целом.

Задачей изобретения является упрощение вибратора при изготовлении, сборке, настройке при обеспечении надежности и долговечности работы самого вибратора и его электродвигателя, большого ресурса работы двигателя, вибратора, малой передачи вибраций на ось электродвигателя.

Задача решается конструкцией вибратора, содержащего электродвигатель с дебалансным эксцентриком, центр вращения которого совпадает с осью вращения подшипника, связанного с корпусом вибратора, которому передаются биения эксцентрика; дебалансный эксцентрик связан с осью вращения электродвигателя через устройство развязки; эксцентрик может быть выполнен либо в том же виде, что и в прототипе, т.е. в виде секторного элемента, либо иметь другую форму выполнения, например в виде массивной шайбы-сегмента с высотой, большей радиуса его окружности. Отличием вибратора от прототипа является выполнение устройства развязки в виде взаимодействующих друг с другом вилки и поводка. Ось вращения вилки непосредственно связана с осью вращения двигателя, а сама вилка с конца, противоположного концу расположения оси своего вращения, выполнена с фигурным U-образным вырезом. Поводок выполнен из жесткого упругого материала, например полиуретана, и жестко установлен на эксцентрике, например в отверстии эксцентрика, со стороны двигателя. Оптимальное место крепления поводка на эксцентрике - на оси симметрии эксцентрика, поскольку такое расположение поводка на эксцентрике обеспечивает минимальные моменты вращения эксцентрика при его разгоне и торможении. Внутренний размер U-образного выреза в вилке по ширине выполнен чуть больше диаметра (ширины) поводка, что обеспечивает свободную посадку поводка в U-образном вырезе. Эксцентрик-шайба с поводком, вилка установлены относительно друг друга с возможностью взаимодействия поводка с внутренними стенками U-образного выреза вилки при вращении двигателя. Фигурный U-образный вырез вилки через поводок нежестко связан с эксцентриком.

Наличие устройства развязки указанной конструкции в вибраторе позволяет развязать ось вращения ротора двигателя и ось вращения вибрационной шайбы и тем самым резко уменьшить обратную передачу вибрационных сил на ось двигателя. При этом конструкция проста в изготовлении, сборке и настройке. Передача вращения от двигателя к вибрационной шайбе в описанной конструкции через соединение вилки и полиуретанового поводка обеспечивает мягкое сцепление двигателя с нагрузкой, что уменьшает шум работы вибратора. Выполнение поводка из упругого жесткого материалу и наличие небольшого технологического зазора между поводком и внутренними стенками U-образного выреза вилки дополнительно смягчает зацепление поводка с вилкой, исключая в момент пуска большую ударную нагрузку на элементы вибратора, и снижает вибрационные нагрузки на ось двигателя.

На фиг.1 изображена конструкция вибратора, на фиг.2 конструкция эксцентрика-шайбы, на фиг.3 - конструкция вилки устройства развязки с вставленным в нее поводком.

Вибратор содержит электродвигатель 1 с осью вращения ротора о-о, вибрационный элемент - дебалансный эксцентрик в виде сегментной шайбы 2, выполненной массивной из металла, которая насажена своим центральным отверстием 3 на ось вращения о'-о' подшипника 4. Подшипник 4 установлен в корпусе 5. В шайбе 2 выполнено отверстие 6 на линии симметрии сегмента шайбы 2. В этом отверстии 6 со стороны двигателя 1 жестко установлен поводок 7, выполненный из полиуретана или другого упругого жесткого прочного материала. На оси вращения ротора о-о двигателя 1 установлена вилка 8, в U-образный вырез которой вставлен другой конец поводка 7. Диаметр поводка 7 несколько меньше внутреннего геометрического размера U-образного выреза вилки 8, обеспечивая свободную посадку поводка в вилке.

Вибратор работает следующим образом. При включении электродвигателя 1 его ротор начинает вращаться вместе с насаженной на его ось о-о вилкой 8. Поворачиваясь, вилка 8, будучи в мягком зацеплении с поводком 7, начинает плавно, без ударов прокручивать поводок 7, а вместе с поводком и дебалансную сегментную шайбу 2. Поскольку диаметр поводка 7 чуть меньше внутреннего размера U-образного конца вилки 8, двигатель 1 запускает во вращение всю систему вибратора медленно и плавно, без удара раскручивая ее, обеспечивая ее мягкое сцепление. При этом дебалансная сегментная шайба 2, своим центральным отверстием 3 насаженная на ось вращения о'-о' подшипника 4, также плавно начинает раскручивать эту ось о'-о' подшипника 4. За счет несовпадения центра тяжести сегментной щайбы 2 с ее центром вращения последняя при вращении начинает вибрировать, передавая вибрации корпусу 5 и далее вибрационной платформе (не показано). Далее вибрации передаются на виброплатформу бункера с порошком распылительного устройства. При этом порошок за счет вибраций начинает "пылить", что упрощает его перемешивание с воздухом и подачу этой воздушно-порошковой смеси в инжекционный смеситель распылительного устройства (не показано).

Реакция вибрации направлена и обратно, к двигателю 1, однако устройство развязки, элементами которого являются поводок 7, вилка 8 с U-образным вырезом на конце, находящаяся в мягком зацеплении с поводком 7 описанной выше конструкции, значительно ее уменьшает, нагрузка на ось о-о двигателя 1 также резко снижена, и двигатель 1 работает в более благоприятном для себя режиме. При этом шум работы вибратора значительно снижен за счет исключения вибраций двигателя. Дополнительно за счет нежесткого механического соединения поводка с вилкой вибратора в момент пуска двигателя и его остановки все его элементы не испытывают большую динамическую пусковую нагрузку, что ведет к уменьшению износа двигателя и вибратора в целом. Такая конструкция вибратора позволяет использовать небольшой по габаритам и энергопотреблению электродвигатель.

Источники информации

1. Описание изобретения к а.с. №845860, М.кл.³ В 05 В 5/02, опубл. 15.07.81, бюл. №26.

2. Описание к а.с. №443675. Вибросмеситель непрерывного действия, М.кл. B 01 F 11/00, опубл. 25.09.74, бюл. №35.

3. Описание к а.с. №325981. Способ перемешивания сыпучих материалов, М.кл. B 01 F 11/00, опубл. 19.01.72, бюл. №4.

4. Описание к а.с. СССР №967541, М.кл. 3 B 01 F 11/00, опубл. 23.10.82, бюл. №39 - прототип.

Изобретение относится к оборудованию, где для перемешивания используются вибрационные устройства. Вибратор содержит электродвигатель с дебалансным эксцентриком, центр вращения которого совпадает с осью вращения подшипника, а дебалансный эксцентрик связан с осью вращения электродвигателя через устройство развязки. При этом устройство развязки выполнено в виде вилки и поводка. Поводок выполнен из жесткого упругого материала, одним концом жестко установлен на эксцентрике со стороны двигателя, вилка закреплена на оси вращения двигателя и выполнена с U-образным вырезом, другой конец поводка установлен в U-образном вырезе вилки, причем ширина U-образного выреза больше ширины поводка. Тем самым достигается упрощение вибратора при изготовлении, сборке, настройке и обеспечивается повышение надежности и долговечности работы самого вибратора и его электродвигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Вибратор, содержащий электродвигатель с дебалансным эксцентриком, центр вращения которого совпадает с осью вращения подшипника, дебалансный эксцентрик связан с осью вращения электродвигателя через устройство развязки, отличающийся тем, что устройство развязки выполнено в виде вилки и поводка, поводок выполнен из жесткого упругого материала, одним концом жестко установлен на эксцентрике со стороны двигателя, вилка закреплена на оси вращения двигателя и выполнена с U-образным вырезом, другой конец поводка установлен в U-образном вырезе вилки, причем ширина U-образного выреза больше ширины поводка.2. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что поводок выполнен из полиуретана.3. Вибратор по п.1, отличающийся тем, что поводок установлен на оси симметрии эксцентрика.