Планетарный вибровозбудитель Советский патент 1989 года по МПК B06B1/18 

1

Изобретение относится к устройствам для генерирования вибраций и может быть использовано в промышленной технике для воздействия На компоненты и состав составляемых смесей, для локального перемешивания и прессовки с их объединением или в литейном производстве, химическом и других отраслях промьшшенности для получения смесей, расплавов, сплавов, суспензий, эмульсий и других подобных составов.

Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения потерь на трение качения и исключения сопротивления и износа элементов в зоне их контактирования и уменьшение шума путем обеспечения спокойного, без прерывания потока жидкости через вибровозбудитель.

На фиг.1 изображен вибровозбудитель, продольное сечение; на фиг.2- разрез А-А на фиг.К

Вибровозбудитель содержит корпус 1 , вал 2, втулку 3 и запорную крьш1к 4. Корпус 1 состоит из вращ ающихся нижней камеры 5, нижней цилиндрической секции 6, нижней расширяющейся секции 7, цилиндрической секции 8 и верхней сужающейся секции 9.

.Вал 2 содержит центральное отверстие 10, верхнюю кольцевую часть 11, катящуюся поверхность 12 и нижнюю кольцевую часть 13. ,

На наружной цилиндрической повер ности нижней кольцевой части 13 имеется цилиндрический спиральный кана 14, а верхняя поверхность кольцевой части 13 выполнена в виде сужающейся поверхности 15.

Втулка 3 содержит нижнюю сужающуюся секцию 16, цилиндрическую секцию 17, верхнюю сужающуюся секцию 18 и поверхность 19 качения. Все детали втулки 3 располагаются соосно по отношению друг к другу.

Запорная крьппка 4 содержит выпускные отверстия 20 и сужающуюся поверхность 21 .

д При помощи наружной цилиндрической поверхности нижняя кольцевая часть 13 вала 2 вводится в нижнюю цилиндрическую секцию 6 корпуса 1. В собранном состоянии вал 2 и корпус 5 1 образуют неразделимый рабочий блок, в котором оси всех цилиндрических секций корпуса 1 так же, как и секций вала 2, располагаются на одной линии. Рабочая камера вибровозбуди- 0 теля закрывается крьшжой 4, к кото-п рой плотно примыкает верхняя кольцевая часть 11 вала 2. С другой стороны крьш1ка 4 наружной цилиндрической поверхно стью плотно примыкает к кор25 пусу 1.

Вибровозбудитель работает следуюшрим образом.

Вход рабочей жидкости под давлением начинается по стрелке F, где 30 вибровозбудитель подсоединяется к источнику рабочей жидкости (не показан). Затем жидкость протекает вдоль центрального отверстия 10 вала 2 в нижнюю камеру 5 корпуса 1, в ко- -- торую входит по стрелке F, .Из ниж- ней камеры жидкость протекает через цилиндрический спиральный канал 14 вала 2 и, проходя .вдоль этого канала, ускоряется от входа F канала до его выходного отверстия F,, где

выходит в определенном направлении с высокой скоростью в нижнюю расширяющуюся секцию 7 корпуса 1,

Дополнительно поток жидкости, выходящий из цилиндрического спирал ного канала 14 вала 2 в виде усиленной составляющей, направленной по касательной, расширяется и ускоря- .ется внутри нижней расширяющейся се ции 7 корпуса 1, где он генерирует вихревой поток усиленный, за счет осевой составляющей потока, стаби- лизирующий ся внутри верхней сужающейся секции 9 корпуса 1, из которой используемая жидкость выходит через выпускные отверстия 20 крышки 4.

Вихревой поток жидкости в корпус I увлекает втулку 3 в радиальном направлении наружу до тех пор, пока она своей поверхностью 19 качения не придет в соприкосновение с катящейся поверхностью 12 качения вала 2. С этого момента втулка 3 ускоряется до ограниченной скорости циркуляции, осуществляя планетарное движение при помощи качения по поверхности 12 вала 2. Во время такого процесса втулка 3 свободно размещается в осевом направлении на поверхности 12 вала 2, которая длиннее, чем общая осевая длина втулки 3, в пределах осевого рабочего зазора. Так как давление вихревого потока на нижнюю сужающуюся секцию рабочего тела больше, чем давление вихревого потока в области верхней сужающейся секции 18 втулки 3, то обеспечивается поддержание вибровозбудителя в нормальном вертикальном рабочем положении, разница давлений вихревых потоков стремится поднять втулку 3 и нейтрализовать ее вес, так что втулка 3 подвешивается без ударов соседних элементов о ее передние поверхности Во всех других возможных состояниях и рабочих положениях вибровозбудителя таких, как пуск, ускорение, нормальная работа и остановка втулка 3 оказывает минимальное сопротивление движению передних поверхностей, так как оно всегда приводится или при помощи сужающейся поверхности 15 вала 2, или при помощи сужающейся поверхности 21 крышки 4 на поверхность 12 вала 2, и при этом практически не существует контакта между передними поверхностями втулки 3 и соседними передними элементами.

В ходе этого планетарного движе- 5 ния втулка 3 вращается вокруг собственной оси и совершает круговое движение вокруг оси вала 2 на расстоянии е. Осуществляя круговое движение, втулка 3 генерирует враща- to тельную возбуждающую силу, которая передается при помощи поверхности IS.качения втул1:и 3 и катящейся поверхности 12 вала 2,

При работе наружная цилиндричесг 15 кая секция 17 втулки 3 на всем протяжении отстоит от цилиндрической секции 6 корпуса 1 на величину зазораz,Втулка 3 приводится при помощи описанного вихревого потока рабочей 20 жидкости следующим образом,

В нижней расширяющейся секции 7 корпуса 1 поток разделяется: одна часть потока циркулирует, воздействуя на наружную поверхность втулки 3, а 25 другая часть потока проходит через отверстие втулки 3 и воздействует на цилиндрическую поверхность 19 качения втулки 3i Обе кинетические (дина- мические) составляющие вихревого по- 30 тока генерируют однонаправленный момент -вращения (т.е. дикинетический эффект натяжения) втулки 3, т.е„ с наружной и внутренней сторон.

Поток S( (фиго2) проходит через 35 втулку 3, на входе, во втулку 3 под действием вакуума он подтягивает поверхность качения втулки 3 и немедленно после этого тормозится в следующем потоке, проходящем вдоль этой 40 поверхности качения.

Поток 5 проходит с наружной стороны втулки 3 и воздействует на нее в направлении зазора z.

Поток БЗ позади зазора отделяется 45 от втулки 3 и подтягивает его под действием вакуума, возникающего при этом. Двойное толкающее воздействие на втулку 3, т„е. толкающее воздействие как с наружной, так и с внут- 0 Ренней сторон, представляет также одну из отличительных особенностей диг кинетического вибровозбудителя.

Постоянное протекание рабочей жидкости, которое осуществляется при 5 незначительных сопротивлениях, а

также очень низкие сопротивления движению втулки 3 создают возможность получения мощного двойного тянущего усилия, возникающего при протекании

10

жидкости высоких,частот, и больших сил возбуждения вибратора при минимальном расходе энергии жидкости.

Материал вибровозбудитёля относительно хорошо выдерживает высокие силы возбуждения, так как сила воздействия передается при помош полных и больших поверхностей 12 и 19 качения вала 2 и втулки 3 соответственно, на которых контактные напряжения являются преимущественно рас- .пределенными.

Формулаи З обретения is

1, Планетарный вибровозбудитель, содержащий полый цилиндрический корпус, установленный коаксиапьно в нем вал с центральным отверстием для входа сжатой текучей среды, размещенную на одном конце вала запорную крышку, имеющую отверстие для выхода сжатой текучей среды, и свободно размещенную с эксцентриситетом .на валу втулку, длина которой меньше рабочего участка вала, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения щума, вал

68Д056

выполнен с цилиндрической кольцевой секцией на свободном конце, впрес- сованной в корпус и разделяющей его 5 полость на две камеры, сообщенные между собой при помощи спирального канала, который вьтолнен на наружной поверхности цилиндрической кольцевой секции, а участок цилиндрической кольцевой секции, сопряженный с наружной цилиндрической поверхностью вала, выполнен коническим.

2 о -Вибровозбудитель по п.Г, отличающийся тем, что внутренняя стенка корпуса выполнена сужающейся в местах ее сопряжения с. запорной крьшпсой .и цилиндрической кольцевой секцией,

3. Вибровозбудитель по п.1, о т- лич ающийся тем, что наружная поверхность втулки выполнена из цилиндрического участка и сопряженных с ним двух сужающихся к ее оси конических участков на ее концах.

4„ Вибровозбудитель по п.1, о т - личающийс я тем, что,участок запорной крышки, сопряженный с наружной цилиндрической поверхностью вала, выполнен коническим. 30

20

25

Изобретение относится к устройствам для генерирования механических вибраций. Целью изобретения является повышение КПД и уменьшение шума. Биб- ровозбудитель содержит цилиндричес кий корпус 1 с проходящим соосно с ним стационарным валом 2, на котором подвешивается цилиндрическая втулка