ПОВЕРХНОСТНЫЙ УПЛОТНИТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ Российский патент 2016 года по МПК E01C19/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к поверхностному уплотнителю, снабженному по меньшей мере одной уплотняющей поверхностью и системой возбуждения колебаний вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности.

Уровень техники

Поверхностные уплотнители используются для уплотнения различных материалов, включая асфальт и грунт. Такие поверхностные уплотнители снабжаются для этой цели одной или несколькими уплотняющими поверхностями. Например, асфальтоукладчик может быть снабжен уплотняющей поверхностью на разравнивающем брусе, которая по меньшей мере частично уплотняет асфальт после его укладки на поверхности покрытия. Такая машина, как каток, может быть снабжена вальцами (валками) с уплотняющими поверхностями для уплотнения грунта, асфальта или других материалов.

В дополнение к использованию по меньшей мере части массы поверхностного уплотнителя для создания достаточного уплотняющего усилия, действующего на слой материала, часто для уплотнения материала необходимо создавать вибрации уплотняющей поверхности. Специалистам в данной области техники понятно, что вибрации уплотняющей поверхности могут повышать эффективность уплотнения, в результате чего может быть сокращено время работы поверхностного уплотнителя.

Было разработано много систем возбуждения вибраций, и в традиционном способе получения вибраций для виброкатков используется вращающаяся эксцентриковая масса. Специалистам в данной области техники известно, что при вращении эксцентриковой массы генерируются вибрационные силы. Специалистам в данной области техники будет также понятно, что улучшения этой базовой конструкции включают использование двух эксцентриковых масс, как, например, в патенте US №3909147, для обеспечения возможности изменения амплитуды вибраций.

Сравнительно недавно были предложены линейные приводы, например, описанные в патенте US №6742960, в качестве средств возбуждения колебаний на двух или более разных частотах, с разными амплитудами и фазами. Однако такое решение, хорошо подходящее для виброплит и вибротрамбовок, трудно реализовать в виброкатках в связи с ограниченностью места для размещения линейных приводов.

В то время как многие предложенные улучшения систем возбуждения касаются изменений амплитуды, частоты или фазы колебаний, настоящее изобретение направлено на улучшение формы колебаний, генерируемых системой возбуждения.

Раскрытие изобретения

В настоящем изобретении предлагается поверхностный уплотнитель, содержащий по меньшей мере одну уплотняющую поверхность для уплотнения слоя материала и систему возбуждения вибрационных колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности.

В настоящем изобретении предлагается также способ эксплуатации поверхностного уплотнителя, снабженного по меньшей мере одной уплотняющей поверхностью для уплотнения слоя материала и системой возбуждения, которая вызывает вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности, причем способ включает использование системы возбуждения для генерации колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала.

Аспекты изобретения

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения поверхностный уплотнитель содержит по меньшей мере одну уплотняющую поверхность для уплотнения слоя материала и систему возбуждения колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности.

Предпочтительно поверхностный уплотнитель представляет собой каток с первым и вторым вальцами, указанная по меньшей мере одна уплотняющая поверхность включает первую и вторую уплотняющие поверхности, расположенные по окружности первого и второго вальцов, соответственно; и система возбуждения генерирует колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию первой уплотняющей поверхности, другая система возбуждения генерирует другие колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию второй уплотняющей поверхности.

Предпочтительно система возбуждения содержит первое устройство возбуждения, генерирующее первую синусоидальную вибрационную силу, второе устройство возбуждения, генерирующее вторую синусоидальную вибрационную силу, и третье устройство возбуждения, генерирующее третью синусоидальную вибрационную силу, причем первая, вторая и третья синусоидальные вибрационные силы суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы; второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы; и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы; и первая, вторая и третья синусоидальные вибрационные силы суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы; второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы; и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы; и систему привода с зубчатым ремнем, которая передает крутящий момент на первый, второй и третий валы для приведения во вращение этих валов с первой, второй и третьей эксцентриковыми массами, соответственно, и первая, вторая и третья синусоидальные вибрационные силы суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты; второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты; и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты; причем отношение первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту равно 3:1; отношение второй частоты к первой частоте равно 3:1; отношение первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту равно 5:1; отношение третьей частоты к первой частоте равно 5:1; и первая, вторая и третья синусоидальные вибрационные силы суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения, имеющие по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом, генерируя первый эксцентриковый момент и первую частоту; второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом, генерируя второй эксцентриковый момент и вторую частоту; и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом, генерируя третий эксцентриковый момент и третью частоту; причем отношение первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту равно 27:1; отношение второй частоты к первой частоте равно 3:1; отношение первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту равно 125:1; отношение третьей частоты к первой частоте равно 5:1; и первая, вторая и третья синусоидальные вибрационные силы суммируются, генерируя колебания вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

В настоящем изобретении предлагается также способ эксплуатации поверхностного уплотнителя, снабженного по меньшей мере одной уплотняющей поверхностью для уплотнения слоя материала и системой возбуждения, которая вызывает вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности, причем способ включает использование системы возбуждения для генерации колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала.

Предпочтительно поверхностный уплотнитель содержит и другую систему возбуждения, причем поверхностный уплотнитель представляет собой каток с первым и вторым вальцами, указанная по меньшей одна уплотняющая поверхность включает первую и вторую уплотняющие поверхности, расположенные по окружности первого и второго вальцов, соответственно; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности, включает использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию первой уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, а также использование другой системы возбуждения для генерирования других вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию второй уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала.

Предпочтительно система возбуждения содержит также первое устройство возбуждения, второе устройство возбуждения и третье устройство возбуждения, и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает: использование первого устройства возбуждения для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы; использование второго устройства возбуждения для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы; использование третьего устройства возбуждения для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы и суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения, снабженное первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом; второе устройство возбуждения, снабженное второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом; и третье устройство возбуждения, снабженное третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает: вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы; вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы; вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы и суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения, снабженное первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом; второе устройство возбуждения, снабженное второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом; и третье устройство возбуждения, снабженное третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает: использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы; использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы; использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы и суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения, снабженное первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом; второе устройство возбуждения, снабженное второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом; и третье устройство возбуждения, снабженное третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает: вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты; вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты; вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты; задание отношения первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту, равного 3:1; задание отношения второй частоты к первой частоте, равного 3:1; задание отношения первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту, равного 5:1; задание отношения третьей частоты к первой частоте, равного 5:1; и суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения, имеющих по существу прямоугольную форму.

Предпочтительно система возбуждения содержит также: первое устройство возбуждения, снабженное первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом; второе устройство возбуждения, снабженное второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом; и третье устройство возбуждения, снабженное третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает: вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты; вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты; вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты; задание отношения первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту, равного 27:1; задание отношения второй частоты к первой частоте, равного 3:1; задание отношения первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту, равного 125:1; задание отношения третьей частоты к первой частоте, равного 5:1; и суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 - вид сбоку уплотнительной машины (катка) по одному из вариантов осуществления изобретения;

на фиг. 2 - вид сечения вальца уплотнительной машины и вид в перспективе системы возбуждения вибрационных колебаний по одному из вариантов;

на фиг. 3 - вид в перспективе системы возбуждения по одному из вариантов;

на фиг. 4 - вид частично прозрачного катка, на котором представлен вид в перспективе системы возбуждения по одному из вариантов;

на фиг. 5 - график вибрационных колебаний, генерируемых первым устройством возбуждения по одному из вариантов;

на фиг. 6 - график вибрационных колебаний, генерируемых вторым устройством возбуждения по одному из вариантов;

на фиг. 7 - график вибрационных колебаний, генерируемых третьим устройством возбуждения по одному из вариантов;

на фиг. 8 - график суммарных вибрационных колебаний, имеющих по существу прямоугольную форму, которая получена путем сложения колебаний, генерируемых первым, вторым и третьим устройствами возбуждения колебаний по одному из вариантов.

Подробное описание осуществления изобретения

На фиг. 1 показана схематически уплотнительная машина 10 по одному из вариантов осуществления изобретения. Как можно видеть, уплотнительная машина 10 представляет собой каток с первым 16 и вторым 17 вальцами. В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения вальцы 16, 17 продвигают каток 15 по слою 7 материала, подлежащего уплотнению, такому как асфальт, грунт, щебень или гравий. В соответствии с другим аспектом рассматриваемого варианта вальцы 16, 17 сконфигурированы для приложения уплотняющей силы к слою 7 материала.

Как показано на фиг. 1, двухвальцовый каток имеет цилиндрические уплотняющие поверхности 18, 19, расположенные по окружности вальцов 16, 17. Специалистам в данной области техники будет понятно, что вальцы 16, 17 продвигают каток 15 по слою 7 материала, так что уплотняющие поверхности 18, 19 с большой силой давят на слой 7 материала для его уплотнения.

В соответствии с одним из аспектов рассматриваемого варианта к уплотняющим поверхностям 18, 19 прикладывается вибрационная сила. В соответствии с другим аспектом рассматриваемого варианта обеспечивают вибрацию уплотняющих поверхностей 18, 19 для улучшения уплотнения слоя 7 материала.

Как показано на фиг. 2-4, каток 15 содержит систему 25 возбуждения вибрационных колебаний, расположенную внутри каждого вальца 16, 17. В соответствии с одним из аспектов рассматриваемого варианта система 25 возбуждения содержит несколько устройств возбуждения вибрационных колебаний, в частности первое устройство 30 возбуждения, второе устройство 31 возбуждения и третье устройство 32 возбуждения. В соответствии с другим аспектом рассматриваемого варианта устройства 30, 31 и 32 возбуждения содержат эксцентриковые массы 30а, 31а и 32а, соответственно. В соответствии еще с одним аспектом рассматриваемого варианта устройства 30, 31 и 32 возбуждения содержат вращающиеся валы 30b, 31b и 32b, соответственно.

В соответствии еще с одним аспектом рассматриваемого варианта система 25 возбуждения колебаний содержит систему 35 привода, которая может быть, например, приводным механизмом с зубчатым ремнем. В соответствии с одним из аспектов рассматриваемого варианта система 35 привода передает крутящий момент на вращающиеся валы 30b, 31b и 32b для придания им вращения. В соответствии с другим аспектом рассматриваемого варианта эксцентриковые массы 30а, 31а и 32а установлены на вращающихся валах 30b, 31b и 32b, соответственно, и вращаются вместе с ними.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что при вращении эксцентриковых масс 30а, 31а и 32а на уплотняющие поверхности 16, 17 будут действовать вибрационные силы. В частности, специалистам будет понятно, что эксцентриковые массы 30а, 31а и 32а при вращении создают соответствующие эксцентриковые моменты (me)₁, (me)₂ и (me)₃. Специалистам будет понятно, что эксцентриковые массы 30а, 31а и 32а возбуждают колебания с соответствующими частотами ω₁, ω₂ и ω₃. Соответственно, суммарная вибрационная сила как функция от времени t в определенном направлении может быть определена в соответствии с уравнением:

В рассматриваемом варианте система 25 возбуждения сконфигурирована для генерации вибрационных колебаний, форма которых отличается от синусоидальной. В соответствии с другим аспектом рассматриваемого варианта система 25 возбуждения сконфигурирована для генерирования вибрационных колебаний, имеющих по существу прямоугольную форму.

Система 25 возбуждения может генерировать вибрационные колебания, имеющие по существу прямоугольную форму, путем управления частотами и эксцентриковыми моментами, создаваемыми вращающимися эксцентриковыми массами 30а, 31а и 32а. В частности, система 25 возбуждения может генерировать вибрационные колебания, имеющие по существу прямоугольную форму, путем задания соответствующих частот и эксцентриковых моментов, создаваемых вращающимися эксцентриковыми массами 30а, 31а и 32а. Например, прямоугольные волны вибрационных смещений могут быть получены путем задания следующих отношений частот и эксцентриковых моментов:

(me)₁/(me)₂=ω₂/ω₁=3 и (me)₁/(me)₃=ω₃/ω₁=5,

где самая тяжелая эксцентриковая масса, создающая момент (me)₁, вращается с частотой ω₁, вторая по весу эксцентриковая масса, создающая момент (me)₂, вращается с частотой ω₂ и третья по весу эксцентриковая масса, создающая момент (me)₃, вращается с частотой ω₃.

Например, прямоугольные колебания вибрационных сил могут быть сформированы путем задания следующих отношений частот и эксцентриковых моментов:

(me)₁/(me)₂=27, ω₂/ω₁=3, (me)₁/(me)₃=125, ω₃/ω₁=5,

где самая тяжелая эксцентриковая масса, создающая момент (me)₁, вращается с частотой ω₁, вторая по весу эксцентриковая масса, создающая момент (me)₂, вращается с частотой ω₂ и третья по весу эксцентриковая масса, создающая момент (me)₃, вращается с частотой ω₃.

Специалистам в данной области техники будет ясно, что соответствующие отношения эксцентриковых моментов могут быть получены обеспечением разных весов эксцентриковых масс 30а, 31а и 32а, как это показано на фиг. 2-4 разницей размеров этих масс. Специалистам в данной области техники будет ясно, что соответствующие отношения частот могут быть получены вращением валов 30b, 31b и 32b с разными скоростями, что может быть обеспечено разными передаточными числами в системе 25 привода, показанной на фиг. 3.

Для регулирования скорости вращения наиболее тяжелой массы 30а могут использоваться различные электронные схемы (не показано), в результате чего может быть получена первая синусоидальная вибрационная сила, как показано на фиг. 5. Для регулирования скорости вращения средней по весу массы 31а могут использоваться различные электронные схемы (не показано), в результате чего может быть получена вторая синусоидальная вибрационная сила, как показано на фиг. 6. Для регулирования скорости вращения самой легкой массы 32а могут использоваться различные электронные схемы (не показано), в результате чего может быть получена третья синусоидальная вибрационная сила, как показано на фиг. 7.

Как показано на фиг. 8, когда вибрационные колебания, формы которых показаны на фиг. 5-7, генерируются одновременно, они суммируются, формируя колебания, амплитуды которых имеют по существу прямоугольную форму 60, в результате чего увеличивается время, в течение которого пиковая или почти пиковая амплитуда колебаний будет приложена к уплотняющим поверхностям 16, 17, по сравнению с традиционной синусоидальной формой 61, в одном периоде колебаний. Увеличение времени, в течение которого пиковая или почти пиковая амплитуда колебаний будет приложена к уплотняющим поверхностям 16, 17 в одном периоде колебаний, повышает эффективность уплотнения и, соответственно, уменьшает необходимое время работы уплотнительной машины.

Детальные описания вышеуказанных вариантов не являются исчерпывающим описанием всех вариантов, которые по замыслу авторов могут быть осуществлены в пределах объема изобретения. Настоящее изобретение было раскрыто в настоящем описании на примере виброкатка 15, однако специалистам в данной области техники будет понятно, что принципы изобретения могут быть применены и на других типах уплотнительных машин, включая, например, виброплиты и асфальтоукладчики, снабженные разравнивающим брусом. Настоящее изобретение было раскрыто на примере системы 25 возбуждения вибрационных колебаний, в которой используются эксцентриковые массы 30а, 31а и 32а, однако специалистам будет ясно, что принципы изобретения могут быть применены и в других типах систем возбуждения, включая, например, системы, в которых используются линейные колебательные устройства.

Настоящее описание содержит конкретные примеры для специалистов в данной области техники того, как наилучшим образом осуществить и использовать настоящее изобретение. Специалистам будут понятны модификации вышеописанных вариантов, которые охватываются объемом настоящего изобретения. Специалистам также будет понятно, что некоторые известные технические детали были опущены или описаны в упрощенной форме. Например, при вращении одной или нескольких масс 30а, 31 или 32а может потребоваться соединить эти массы, в частности самую легкую массу 32а, с кожухом, имеющим ребра 33 охлаждения, или с другим устройством, повышающим рассеивание тепла, выделяющегося при быстром вращении.

Специалистам в данной области техники будет понятно, что некоторые элементы вышеописанных вариантов могут использоваться в различных сочетаниях или могут быть исключены для получения других вариантов, которые находятся в пределах объема и сущности изобретения. Также специалистам будет понятно, что вышеописанные варианты могут использоваться полностью или частично совместно для получения других вариантов, которые находятся в пределах объема и сущности изобретения. Таким образом, хотя в настоящем описании конкретные варианты изобретения рассмотрены в иллюстративных целях, возможны их эквивалентные модификации в пределах объема изобретения, как это будет понятно специалистам в данной области техники. Соответственно, объем изобретения определяется пунктами прилагаемой формулы и их эквивалентами.

Заявлен поверхностный уплотнитель и способ эксплуатации такого устройства. Поверхностный уплотнитель снабжен по меньшей мере одной уплотняющей поверхностью для уплотнения слоя материала, системой возбуждения колебаний, которая генерирует колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию указанной по меньшей мере уплотняющей поверхности для повышения скорости уплотнения слоя материала. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Поверхностный уплотнитель, содержащий:
по меньшей мере одну уплотняющую поверхность для уплотнения слоя материала; и
систему возбуждения, способную генерировать колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности.

2. Поверхностный уплотнитель по п. 1, представляющий собой каток, снабженный первым и вторым вальцами, причем:
указанная по меньшей одна уплотняющая поверхность включает первую и вторую уплотняющие поверхности, расположенные по окружности первого и второго вальцов, соответственно, и
упомянутая система возбуждения способна генерировать колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию первой уплотняющей поверхности, а
другая система возбуждения способна генерировать другие колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму и вызывающие вибрацию второй уплотняющей поверхности.

3. Поверхностный уплотнитель по п. 1, в котором система возбуждения содержит:
первое устройство возбуждения, способное генерировать первую синусоидальную вибрационную силу;
второе устройство возбуждения, способное генерировать вторую синусоидальную вибрационную силу; и
третье устройство возбуждения, способное генерировать третью синусоидальную вибрационную силу;
причем при работе первая синусоидальная вибрационная сила, вторая синусоидальная вибрационная сила и третья синусоидальная вибрационная сила суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

4. Поверхностный уплотнитель по п. 1, в котором система возбуждения содержит:
первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы;
второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы;
третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы;
при этом при работе первая синусоидальная вибрационная сила, вторая синусоидальная вибрационная сила и третья синусоидальная вибрационная сила суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

5. Поверхностный уплотнитель по п. 1, в котором система возбуждения содержит:
первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы;
второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы;
третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы;
систему привода с зубчатым ремнем, которая передает крутящий момент на первый, второй и третий валы для приведения этих валов во вращение с первой, второй и третьей эксцентриковыми массами, соответственно, и при этом первая синусоидальная вибрационная сила, вторая синусоидальная вибрационная сила и третья синусоидальная вибрационная сила суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

6. Поверхностный уплотнитель по п. 1, в котором система возбуждения содержит:
первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты;
второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты;
третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты, причем:
отношение первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту равно 3:1;
отношение второй частоты к первой частоте равно 3:1;
отношение первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту равно 5:1;
отношение третьей частоты к первой частоте равно 5:1; и
при работе первая синусоидальная вибрационная сила, вторая синусоидальная вибрационная сила и третья синусоидальная вибрационная сила суммируются, генерируя колебания вибрационного смещения, имеющие по существу прямоугольную форму.

7. Поверхностный уплотнитель по п. 1, в котором система возбуждения содержит:
первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, причем первая эксцентриковая масса вращается вместе с первым вращающимся валом для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты;
второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом, причем вторая эксцентриковая масса вращается вместе со вторым вращающимся валом для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты;
третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом, причем третья эксцентриковая масса вращается вместе с третьим вращающимся валом для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты, причем:
отношение первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту равно 27:1;
отношение второй частоты к первой частоте равно 3:1;
отношение первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту равно 125:1;
отношение третьей частоты к первой частоте равно 5:1; и
при работе первая синусоидальная вибрационная сила, вторая синусоидальная вибрационная сила и третья синусоидальная вибрационная сила суммируются, генерируя колебания вибрационной силы, имеющие по существу прямоугольную форму.

8. Способ эксплуатации поверхностного уплотнителя, снабженного по меньшей мере одной уплотняющей поверхностью для уплотнения слоя материала и системой возбуждения, которая обеспечивает вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности, включающий использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала.

9. Способ по п. 8, в котором поверхностный уплотнитель содержит также другую систему возбуждения и представляет собой каток с первым и вторым вальцами, а упомянутая по меньшей одна уплотняющая поверхность включает первую и вторую уплотняющие поверхности, расположенные по окружности первого и второго вальцов, соответственно; и использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности, включает использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию первой уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, а также использование другой системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию второй уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала.

10. Способ по п. 8, в котором система возбуждения содержит первое устройство возбуждения, второе устройство возбуждения и третье устройство возбуждения и в котором использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает:
использование первого устройства возбуждения для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы;
использование второго устройства возбуждения для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы;
использование третьего устройства возбуждения для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы; и
суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

11. Способ по п. 8, в котором система возбуждения содержит первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом и в котором использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает:
вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы;
вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы;
вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы; и
суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

12. Способ по п. 8, в котором система возбуждения содержит первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом и в котором использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает:
использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первой синусоидальной вибрационной силы;
использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второй синусоидальной вибрационной силы;
использование системы привода с зубчатым ремнем для вращения третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьей синусоидальной вибрационной силы; и
суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для формирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.

13. Способ по п. 8, в котором система возбуждения содержит первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом и в котором использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает:
вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты;
вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты;
вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты;
задание отношения первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту, равного 3:1;
задание отношения второй частоты к первой частоте, равного 3:1;
задание отношения первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту, равного 5:1;
задание отношения третьей частоты к первой частоте, равного 5:1; и
суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для генерирования колебаний вибрационного смещения, имеющих по существу прямоугольную форму.

14. Способ по п. 8, в котором система возбуждения содержит первое устройство возбуждения с первой эксцентриковой массой и первым вращающимся валом, второе устройство возбуждения со второй эксцентриковой массой и вторым вращающимся валом и третье устройство возбуждения с третьей эксцентриковой массой и третьим вращающимся валом и в котором использование системы возбуждения для генерирования колебаний вибрационного смещения или вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму и вызывающих вибрацию указанной по меньшей мере одной уплотняющей поверхности для уплотнения слоя материала, включает:
вращение первой эксцентриковой массы и первого вала для генерирования первого эксцентрикового момента и первой частоты;
вращение второй эксцентриковой массы и второго вала для генерирования второго эксцентрикового момента и второй частоты;
вращение третьей эксцентриковой массы и третьего вала для генерирования третьего эксцентрикового момента и третьей частоты;
задание отношения первого эксцентрикового момента ко второму эксцентриковому моменту, равного 27:1;
задание отношения второй частоты к первой частоте, равного 3:1;
задание отношения первого эксцентрикового момента к третьему эксцентриковому моменту, равного 125:1;
задание отношения третьей частоты к первой частоте, равного 5:1; и
суммирование первой синусоидальной вибрационной силы, второй синусоидальной вибрационной силы и третьей синусоидальной вибрационной силы для формирования колебаний вибрационной силы, имеющих по существу прямоугольную форму.