Балансировочное устройство Советский патент 1983 года по МПК G01M1/38 

(5) БАЛАНСИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для балансировки вращающихся объектов, например ротора центрифуги.

Известно устройство для балансировки ротора в процессе вращения, содержащее балансировочные резервуары, выполненные на роторе и заполняемые жидкостью при балансировке, и камеру, образованную полым телом вращения и валом ротора, соединенную с каналами для непрерывной подачи жидкости и с балансировочными резервуарами, диаметрально противолежащими месту выхода трубки из камеры Гij .

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон балансировочных частот, не превышвющий критической частоты вращения ротора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилинд-. рическую распределительную камеру.

ЗОЛОТНИК в форме шара, размещенньт в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры балансировочные резервуары с поршнями, разделяющими их нз балансировочные и управляющие полости, заполненные жидкостью, трубопроводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру - с управляющими полостями резервуаров, расположенные

10 в горизонтальной плоскости, и источник жидкости, связанный с распределительной камерой 2 ,

Недостатком известного устройства является то, что оно работает только

15 на докритических частотах вращения.

Целью изобретения является расширение диапазона балансировочных частот.

Поставленная цель достигается тем,

20 что балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилиндрическую распределительную камеру, золотник в форме шара, разме(ценный в ней, диаметрально расположе ные снаружи камеры балансировочные резервуары с поршнями, разделяющими их на балансировочные и управляющие труб полости, заполненные жидкостью, проводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру - с управляющими пол стями резервуаров, расположенные в горизонтальной плоскости, и источник жидкости, связанный с распределительной камерой, снабжено дополни тельными трубопроводами, соединяющими управляющие полости с распредел тельной камерой так, что их входы pa положены в плоскости, параллельной плоскости расположения входов основных трубопроводов, соединяющих камер с управляющими полостями резервуаров и смещены на угол до 180, и обратными клапанами, каждый из которых ра положен на выходах трубопроводов, а золотник подпружинен в осевом направ лении. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое балансировочное устройство, разрез, на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1. Устройство содержит вертикально расположенную цилиндрическую камеру 1, золотник 2 в форме шара, размещен ный в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры 1 балансировочные резервуары 3 с поршнями 4, разделяющими их на балансировочные поло сти 5 с тяжелой жидкостью и управляю щие полости 6, заполненные жидкостью трубопроводы 7 радиально соединяющие между собой балансировочные полости 5 резервуаров 3, и трубопроводы 8, через обратный клапан 2 соединяющие камеру 1 с управляющими полостями 6 резервуаров 3, расположенные в горизонтальной плоскости. Обратные клапаны 9 открываются в сторону распределительной камеры 1 Количество балансировочных резервуаров 3 - не менее двух при балансировке ротора 10 в заданной плоскости проходящей через геометрическую ось ротора. Для балансировки ротора 10 в плоскости, проходящей перпендикулярно геометрической оси, число балансировочных резервуаров 3 должно быть не менее четырех. Золотник 2 опирается на тягу 11, подпружиненную пружиной 12. Максимальная величина перемещения пяты 11 ограничена ходом штока 13 пяты 11, который упирается i47894 в поверхность распределительной камеры 1, Подвод жидкости в распределительную камеру 1 осуществляет- Си от источника жидкости высокого давления, например, насоса (не показан )через обойму Ц и входное отверстие 15- Для ограничения хода золотника 2 в сторону входного отверстия 15 установлена диафрагма 16 с отверстиями. Выход жидкости из распределительной камеры 1 осуществляется через выходное отверстие 17 в обойму 18, из которой жидкость отводится к насосу. Ближе к отводной обойме 18 в распределительной камере 1 выполнен ряд дополнительных трубопроводов 19 с обратными клапанами 20, которые подключены к трубопроводам 8 между обратными клапанами 6 и балансировочными резервуарами 3, Обратнь1е клапаны 20 также открываются в сторону распределительной камеры 1, Источник жидкости высокого давления (насос )обеспечивает подвод жидкости в распределительную камеру с различными расходами и давлением. При меньшем давлении (меньший расход) золотник 2 располагается у входов в трубопроводы 8, при большем (больший расход) - у входов в дополнительные трубопроводы 19- При этом балансировочные резервуары 3 смещены относительно входов в трубопроводы 8 на угол 0-90 а относительно входов в дополнительные трубопроводы 19 на угол 6Q-180 . Ротор 10 подвешен на упругих растяжквх 21, которые прикреплены, например, к обоймам 1 и 18, . Устройство работает следующим образом. Ротор 10, подвешенный на упругих растяжках 21, приводится во вращение. От источника жидкости жидкость под давлением через обойму 1 и входное отверстие 15 подается в распределительную камеру 1, Далее жидкость проходит диафрагму 16 с отверстиями, протекает через зазор между золотником 2 и внутренней поверхностью распределительной камеры 1 и удаляется через выходное отверстие 17 и отводную обойму 18, За счет потерь давления в зазоре золотник 2, воздействуя на пяту 11, сжимает пружину 12 и располагается у входов в трубопроводы 8, При этом давление жидкости в труопроводе 8 падает на величину гкоростного напора жидкости при течении ее в упомянутом зазоре. В то же время давление зазолотником 2 остается выше, чем давление жидкости в зазоре Поэтому обратные клапаны 9 открываются и .сообщают управляющие полости 6 балансировочных резервуаров 3 с распределительной камерой 1, а обрат ные клапаны 20 закрываются, включая в работу трубопроводы 8 и выключая из работы дополнительные трубопроводы 19. Давление жидкости, при котором золотник 2 располагается у входо .в трубопроводы 8, соответствует докритической частоте вращения ротора 10. В этом случае балансировка осуществляется за счет отклонения золот ника 2 от геометрической оси ротора 10. При смещении на докритических частотах вращения золотника 2, напри мер, вправо, зазор между золотником 2и внутренней поверхностью распределительной камеры 1 справа уменьшается, а слева увеличивается. Статическое давление в зазоре справа мень ше, чем в зазоре слева, так как в зазоре справа скорость течения жидко ти больше, чем в зазоре слева. Под действием большего давления поршень k в балансировочном резервуаре 3 сле ва выдавливает балансировочную жидкость в балансировочный резервуар справа по трубопроводу 7. В результате, в балансировочном резервуаре 3справа накапливается тяжелая балан сировочная жидкость, компенсируя дис баланс ротора 10 на докритической частоте вращения. При переходе вращения ротора 10 на закритические частоты вращения увеличивают давление и расход жидкое ти через распределительную камеру 1. В этом случае потери скоростного напора при обтекании золотника 2 расту и золотник 2, воздействуя на пяту 11 дополнительно сжимает пружину.12 до тех пор, пока шток 13 пяты 11 не упи рается в стенку распределительнбй камеры 1. Золотник 2 При этом занимает положение у дополнительных трубопроводов 19. Давление жидкости в трубопроводах 8 возрастает по сравнению с да лением в дополнительнь1х трубопроводах 19. Обратные клапаны 9 закрываются-, а обратные клапаны 20 открываются и управляющие полости 6 балансировочных резервуаров 3 оказываются сообщенными с распределительной камерой 1 через дополнительные трубопроводы 19 с открытыми обратными клапанами. 896 Процесс непрерывной балансировки ротора 10 при закритических частотах аналогичен указанному. При этом положение дополнительных трубопроводов 19 и балансировочных резервуаров 3 учитывает изменение поведения ротора при закритической частоте вращения. Конструкция балансировочного устройства обеспечивает непрерывную балансировку ротора как на докритических, так и закритических частотах вращения, что значительно расширяет диапазон балансировочных частот, а изменение давления жидкости на входе в распределительную камеру обеспечивает перемещение золотника, который вместе с обратными клапанами обеспечивает переключение устройства с одного ре);има вращения на другой. Формула изобретения Балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилиндрическую распределительную камеру, золотник в форме шйрса, размещенный в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры балансировочные резер вуары с поршнями, разделяющими балансировочные и управляющие полости, заполненные жидкостью, трубопроводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру - с управляющими полостями резервуаров, расположенные в горизонтальной плоскости, и источник жидкости, связанный с распределительной камерой, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона балансировочных частот, оно снабжено дополнительными трубопроводами, соединяющими управляющие полости с распределительной камерой так, что их входы расположены в плоскости, параллельной плоскости расположения входов трубопроводов, соединяющих камеру с управляющими полостями резервуаров, и смещены на угол до 180 , и обратными клапанами, каждый из которых расположен на выходах трубопроводов, а золотник подпружинен в осевом направлении. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 257828, кл. G 01 М 1/38, 19бЭ. 2.Патент Франции № 2188161, кл. G 01 М 1/36, 1977 (прототип).