Резонансный гидропульсатор Советский патент 1985 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к технике создания мощных колебаний давления жидкости и может быть использовано для проведения ресурсных и прочхостных испытаний агрегатов гидравлических и топливных систем. Цель изобретения - повьшение эффективности работы пульсатора, упрощение системы управления рабочим органом, а также повьшение технологичности его изготовления. На чертеже изображен резонансный гидропульсатор, Пульсатор содержит корпус 1 с гид равлической полостью 2, сообщенной с потребителем 3 колебаний и источни ком 4 давления, рабочий орган, выпол ненный в виде поршня 5 и основного штока 6, К корпусу 1 крепится приста ка 7 с гидравлической полостью 8, в которой установлен дополнительный шток 9. В поршне 5 выполнены радиаль ные каналы tO и 11 и осевые каналы 12 и t3, а в корпусе 1 - три ряда радиальных отверстий, причем два крайних ряда отверстий 14 и 15 сообщены через коллектор 16 воздушного давления с источником 17 сжатого газа, а средний ряд отверстий 18 с атмосферой. Поршень 5 делит внутренний объем корпуса 1 на полости 19 и 20, каждая из которых является управляющей или демпфирухщей в зависимости от положения поршня 5, а следовательно, от их поочередного сообщения то с источником 17 сжатого газа, то с атмосферой (через каналы в поршне 5 и в корпусе 1). Каналы 21 вьтолненные в штоке 6 и дополнительном штоке 9, и каналы 2 вьтолненные в корпусе 1 и приставке 7, сообщены с источником 4 давления и образуют компенсатор утечек. Вентили 23 и 24 служат для прокачки жидкости в. полостях 2 и В. Гидравлические полости 25 и 26, образованные установкой в корпус 1 и приставку 7 регулировочных поршней 27 и 28 сообщены с источником 4 давления, Штоки 6 и 9 подпружинены к поршню 5 пружинами 29, причем взаимодействующие с поршнем 5 концы штоков 6 и 9 заострены. Для сообщения полости 19 с источником 17 сжатого газа служит пусковой клапан 30, В корпусе 1 и приставке 19 выполнены дренажные каналы 31. 732 Пульсатор работает следуюпщм образом. Перед включением гидропульсатора полости 2 и 8 и полость потребителя 3 заполняются жидкостью от источника 4 и из обеих полостей 2 и 8 тщательно удаляется воздух путем прокачки жидкости с помощью вентилей 23 и 24, После этого вентили 24 закрьшаются и в полостях 2 и 8 устанавливается рабочее давление жидкости. Затем закрываются вентили 23, За счет поддержания равных давлений в полостях 2 и 8 поршень 5 устанавливается в нейтральное положение, при котором средний ряд радиальных отверстий 18 в корпусе 1 находится на равном расстоянии от радиальных каналов 10 и 11, При срабатывании пускового клапана 30 управляющая полость 19 сообщается с источником 17 сжатого газа, давление в полости 19 растет и поршень 5 вместе с подпружиненными к ; нему штоками 6 и 9 движется вверх. При достижении поршнем 5 положения, при котором управляющая полость 20 сообщается через осевые каналы 13 и радиальные каналы 10 в поршне 5, а также через ряд радиальных отверстий 14 в корпусе 1 и коллектор 16 воздушного давления с источником 17 сжатого газа, а демпфирующая полость 19 через осевые каналы 12 и радиальные каналы 11 в поршне 5, а также через радиальные отверстия 18 в корпусе 1 сообщаются с атмосферой, пусковой клапан 30 закрьшается. При этом под действием перепада давлений в полостях 19 и 20 поршень 5 вместе со штоками 6 и 9 движется вниз до положения, при котором полость 19 сообщается через осевые каналы 12 и радиальные каналы 1 1 в поршне 5,-а также через ряд радиальных отверстий 15 в корпусе 1 и коллектор 16 воздушного давления с источником 17 сжатого газа, а полость 20 через осевые каналы 13 и радиальные каналы 10 в поршне 5, также через ряд радиальных отверстий 18 в корпусе 1 сообщается с атмосферой. При этом поршень 5 со штоками 6 и 9 начинает двигаться вверх, повторяя цикл, В момент прохождения поршнем 5 со штоками 6 и 9 нейтрального положения гидравлические полости 2 и 8 через каналы 21

3

в штоках 6 и 9 и каналы 22 в корпусе 1 и приставке 7 сообщаются с источником 4 давления жидкости, компенсируя незначительные утечки жидкости, уходящей из полостей 2 и 8 через дренажные каналы 31.

За счет энергии сжатого газа в гидропульсаторе реализуется резонансный режим с частотой колебаний, равной собственной частоте гидромеханического колебательного контура, образованного массой поршня 5 и штоков 6 и 9, суммарной упругость пружин 29, гидравлических полостей 2 и 8 и потребителя колебаний 3, На резонансных режимах поршень 5 со штоками 6 и 9 совершает возвратнопоступательное движение с постоянной амплитудой колебаний, определяемой в основном расстоянием между средним 18 и К1)айними 14 и 15 рядами отверстий в корпусе 1 и в меньше степени давлением сжатого газа. Для регулирования амплитуды колебаний давления необходимо изменять объем гидравлической полости 2, сохраняя при зтом суммарную упругость гидравлической пружины, т.е. при увеличе9734

НИИ объема полости 2необходимо экБивалентно уменьшитьполости 8 (и наоборот) . Для увеличения амплитуды

колебаний давления впотребителе 3

необходимо уменьшитьобъем гидравлической полости 2.,

Регулирование частоты колебаний осуществляется изменением объема

гидравлической полости 8, При этом изменяется суммарная гидравлическая упругость колебательного контура и соо.тветственно резонансная частота колебаний.

Система подстройки резонансного режима, выполненная в виде дополнительной гидравлической полости 8 переменного объема и дополнительного штока 9, подпружиненного к поршню 5,

позволяет постоянно поддерживать резонансный режим работы. Изменение упругих свойств жидкости и испытуемого агрегата приводит лишь к не- значительному отклонению резонансной

частоты, (что допустимо при длительных испытаниях агрегатов) без заметного изменения амплитуды колебаний давления в объекте испытаний.

26 2в

35 37

в

3

1. РЕЗОНАНСНЫЙ ЩЦРОПУЛЬСАТОР, содержащий корпус с гидравлической полостью, сообщенной с потребителем колебаний давления, источником питания и емкостью регулируемогсУ объема, рабочий орган, выполненный в ввде управляемого поршня, со штоком, установленного в камере с образованием управляющей и демпфирукяцей полостей, сообщенных с источником сжатого газа, и систему подстройки резонансного режима, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения эффективности работы пульсатора, система подстройки резонансного режима выполнена в ввде дополнительной гидравлической полости переменного объема, сообщенной с источником давления, и дополнительного штока, один конец которого размещен в дополнительной гидравлической полости, а в другой - в управляющей полости с возможностью взаимодействия с поршнем рабочего органа. 2.Гидропульсатор по п. 1, отличающийся тем, что, с :целью упрощения системы управления рабочим органом, на корпусе рабочего органа выполнены три ряда сквозных радиальных каналов, крайние из которых сообщены с источником сжатого газа, а средний - с атмосферой, (rt при этом в поршне выполнены радиальС ные и осевые каналы с возможностью попеременного сообщен ш управлякяцих полостей с источником сжатого газа. 3.Гидропульсатор по п. 1, о тличающийс я тем, что, с целью повышения технологичности основной и дополнительный штоки вы полнены свободными и подпружиненныэо со ми к поршню, при этом концы штоков в месте контакта с поршнем выполнеi; ны заостренными.