Ультразвуковой катящийся преобразователь Советский патент 1990 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к дефектоско ПИИ рельсов и может быть использовано в ультразвуковых вагонах-дефектоскопах железных дорог и метрополитенов.

Цель изобретения - улучшение функциональных характеристик преобразователя.

На фиг. 1 изображен преобразователь, поперечный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на ф11г. 3 - зона контакта преобразователя с кон- тролируекым рельсом.

Преобразоватепь содержит ось 1 с подшипниками 3, на которой установлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков 4 и 5, соединенных ободом 6 с установленной на нем эластичной шиной 7, в полости колеса размещен пьезоблок 8 с закрепленными на нем пьезоэлемента- ми 9о

Жесткое основание обода 6 имеет ра диапьные прорези 10. Диски 4 и 5 связаны с осью с возможностью вращения посредством подшипников 2 и 3, закрытых крьш1ками 11 и 12.

Для заполнения полости колеса контактной жидкостью спужат штуцер 13 и канал, включающий отверстия 1 4 и 1 5 в оси 1 и отверстия 16 и 1 7 в пьезоблоке 8. Отверстие 17 расположено в наибопее удаленной от оси вращения части пьезоблока - в его торце. В дисках выпонены отверстия 18 для слива контактной жидкости. Для обеспечения акустической связи между шиной 7 и контр лируемым рельсом 19 служит сопло 20, через которое при работе подается контактная жидкость в направлении, попутном движению шины относительно сопла.

Между внутренней цилиндрической поверхностью шины 7 и наружной цилин

дрической поверхностью основания обо5 да 6 имеется зазор 0,5-1,0 мм.

Преобразователь работает следуюш 1м образом.

При неподвижном преобразователе контактная жидкость, подаваемая в По0 лость колеса, заполняет, его нижнюю часть в виде сегмента, хорда которого расположена на уровне нижнего из сливных отверстий , 18, и не достигает подшипников 2 и 3. Излишек контактной

5 жидкости выливается наружу через это отверстие. Это предохраняет подшипники 2 и 3 от попадания контактной жидкости, предотвращая тем самым их преждевременный выход из строя.

0 Через прорези 10 контактная жидкость подается в радиальный зазор между основанием обода 6 и шиной 7. При прижатии преобразователя к рельсу 19 радиальный заз.ор между шиной 7 и осно5 ванием обода 6 уменьшается, а излишек контактной жидкости выжимается в полость колеса через прорези 10. Таким образом зазор в зоне ультразвукового луча пъезопреобразователя 9 постоянно 40 заполнен контактной жидкостью, что обеспечивает стабильную акустическую связь между основанием обода 6 и шиной 7.

При качении преобразователя по 45 рельсу 19 в механический контакт вступают смоченные жидкостью из сопла 20 поверхности шины 7 и рельса 19. За счет эластичности шины 7 зона контакта ее и рельса 19 представляет собой

50 площадку, причем поверхность шины 7, деформируясь на микронеровностях поверхности рельса, плотно прилегает к ней, а микрозазор между прилегающими поверхностями шины 7 и рельса 19 за- 55 полнен контактной жидкостью, что обеспечивает стабильную акустическую связь между ними.

При движении преобразователя колесо вращается и под действием центробежпой силы контактная жидкость в нем принимает форму кольца, ние в котором возрастает по мере увеличения расстояния от оси вращения, благодаря чему на периферии пьезобло ка образуется зона повышенного давления. Давление во всех точках кольца контактной жидкости, равноотстоящих от оси вращения, одинаково и тем выше, чем больше частота вращения колеса и чем больше расстояние от данной точки до внутренней поверхности кольца. При вращении колеса обеспечивается равенства давления подачи контактной жидкости и давления в кольце жидкости на уровне отверстия 17, причем толщина кольца, а следовательно, и объем жидкости в колесе будут тем меньше, чем вьш1е частота вращения и чем дальше от оси вращения расположено отверстие 17. При некоторой ограниченной снизу частоте вращения колеса сливные отверстия 18 оказываются в зоне, свободной от контактной жидкости, слив жидкости из колеса прекращается, что предотвращает повышенный ее расход, а ограничение объема жидкости в колесе снижает сопротивление вращению и износ зластичной шины.

В катящемся преобразователе попадание контактной жидкости в подшипники устранено выполнением в дисках ко/fl

леса отверстий для слива контактной жидкости, а сопротивление вращению колеса и, следовательно, износ эласг тичной шины, снижены путем уменьшения заполнения объема колеса контактной жидкостью за счет подачи ее только в зону повышенного давления (последнее исключает также потери контактной жид0 кости через сливные отверстия при вращении колеса),

Формула изобретения

5 Ультразвуковой катящийся преобразователь, содержащий ось с подшипниками, на которой установлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков, соединенных

0 ободом с установленной на нем эластичной шиной, в полости колеса размещен пьезоблок с закрепленными на нем преобразователями, штуцер с каналом подачи контактной жидкости, о т л и ч а 5 ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения функциональных характеристик преобразователя, в дисках выполнены отверстия дпя слива контактной жидкости, расположенные на окружности с центром

0 на оси преобразователя и радиусом не менее наружного радиуса подшипника, а канал подачи контактной жидкости имеет выход в торец пьезоблока.

Фиг. 2

Изобретение относится к дефектоскопии рельсов и может быть использовано в ультразвуковых вагонах-дефектоскопах железных дорог и метрополитенов. Цель изобретения - улучшение функциональных характеристик преобразователя. Преобразователь содержит ось с подшипниками, на которой установлено колесо, заполняемое контактной жидкостью, выполненное в виде дисков и соединенное ободом с установленной на нем эластичной шиной, в полости колеса размещен пьезоблок с закрепленными на нем пьезоэлементами. Жесткое основание обода имеет радиальные прорези. В дисках выполнены отверстия для слива контактной жидкости, расположенные на окружности с центром на оси преобразователя и радиусом не менее наружного радиуса подшипников. Канал подачи контактной жидкости имеет выход в торец пьезоблока. 3 ил.

20

Фиг.З