Глубинный пневмогидравлический вибратор Советский патент 1992 года по МПК B06B1/18 E04G21/08 

Изобретение относится к вибрационной технике, в частности к глубинным вибраторам, и может быть использовано в различных отраслях промышленности для глубинного вибрационного уплотнения зернистой среды (бетонной смеси, песчаного грунта и т.п.).

Известны глубинные виброуплотнители, включающие цилиндрический корпус, вибровозбудитель, электропривод.

Их недостатками являются низкие долговечность и надежность по причине износа вращающихся частей и перегрузок электродвигателей, необходимость применения переменного тока пониженного напряжения (36 В) и повышенной частоты (до 200 Гц).

Известны центробежные дебалансные вибровозбудители с пневмоприводом для уплотнения бетонной смеси, включающие цилиндрический корпус. Корпус таких вибраторов жесткий и совершает плоскопараллельное движение.

Наличие неуравновешенных вращающихся масс приводит к повышенному износу и снижает долговечность.

Наиболее близким к предлагаемому является вибратор для уплотнения бетонных смесей, включающий поршень-вибровозбудитель, установленный в корпусе с образованием гидравлической и пневматической полостей и эластичную оболочку, полость которой связана с гидравлической полостью. Эластичная оболочка одета на часть корпуса со щелями.

Недостатками известного -устройства являются узкие щели вдоль образующей жесткого полого корпуса концентрируют значительные напряжения в пульсирующей жидкой среде, что снижает долговечность резиновой оболочки; малые амплитуды колебаний вибратора из-за наличия опорного элемента (жесткого корпуса).

Цель изобретения - интенсификация вибрационного воздействия на обрабатываемую среду путем генерирования пространственных колебаний увеличенной амплитуды, повышение долговечности и надежности..

Указанная цель достигается тем, что у глубинного пневмогидравлического вибратора, включающего поршень-вибровозбудитель, установленный в корпусе с образованием гидравлической и пневматической, связанной с пневмоприводом, полостей и эластичную оболочку, полость которой связана с гидравлической полостью, - эластичная оболочка снабжена массивным наконечником, закрепленным на ее свободном конце с закреплена другим концом на корпусе, при этом поршень-вибровозбудитель подпружинен со стороны гидравлической полости.

Пневмопривод вибратора может быть выполнен в виде расположенной внутри

пневмополости пневмотурбины. связанной

с поршнем через механизм преобразования

вращательного движения в поступательное.

Пневмопривод вибратора может быть

выполнен в виде устройства, включающего

0 пневмомагистраль и участок трубопровода, вход и выход которого постоянно подсоединены к пневмомагистрали, а центральная часть - к атмосфере через установленный в нем дифференциальный клапан.

5 Поршень-вибровозбудитель вибратора может быть выполнен ступенчатым, при этом большая ступень расположена в пневматической полости, а меньшая в гидравлической полости.

0 На фиг. 1-3 изображены схемы возможных вариантов исполнения глубинного пневмогидравлического вибратора; на фиг.4 - один из возможных вариантов исполнения пульсатора сжатого газа пневмоп5 ривода; на фиг.5 - привод с пневмотурбиной. вариант исполнения; на фиг.6- развертка криволинейной поверхности фрикционной пары пневмотурбины. Глубинный пневмогидравлический виб0 ратор включает поршень-вибровозбудитель 1, установленный в корпусе 2с образованием гидравлической 3 и пневматической 4 (связанной с пневмоприводом) полостей: эластичную оболочку 5, полость б которой

5 связана с гидравлической полостью 3. Эластичная оболочка 5 снабжена массивным наконечником 7, закрепленным на ее свободном конце, и закреплена другим концом на корпусе 2. Поршень-вибровозбудитель 1

0 подпружинен со стороны гидравлической полости 3 пружиной 8.

Пневмопривод может быть выполнен (фиг.2) и виде расположенной внутри пневмополости 4 корпуса 2 пневмотурбины 9,

5 связанной с поршнем 10 через механизм 11 преобразования вращательного движения в поступательное.

Поршень-вибровозбудитель может быть выполнен ступенчатым (фиг.З), с распо-.

0 ложением большей ступени 12 в пневмати- ческой полости 4, а меньшей ступени 13 - в гидравлической полости 6.

Пневмопривод может быть выполнен (фиг.4) в виде устройства, включающего

5 пневмомагистраль 14 и участок трубопровода, вход 15 и выход 16 которого постоянно подсоединены к пневмомагистрали 14. а центральная часть 17 - к атмосфере через установленный в нем дифференциальный клапан 18.

Турбина 9 (фиг.2) может быть установлена (фиг.5) корпусе 2 на валу 19, на котором закреплены пальцы 20, образующие фрикционную пару с поршнем 10 по криволинейной поверхности, развертка которой показана на фиг.6.

. Поршень 10 имеет фиксацию от поворота вокруг своей оси (не показана).

Ход поршня 10 определяется расчетом при заданной амплитуде колебаний зла- стичной оболочки 5.

Пневмопривод может быть выполнен на базе кранового пневмостатически уравновешенного распределителя либо распределителя золотникового и пробкового типа, а также на базе других устройств. Возможно выполнение в пневмополости 4 клапана с открыванием в верхней мертвой точке поршнем, находящимся в нижней мертвой точке.

Глубинный пневмогидравлйческий вибратор работает следующим образом.

Сжатый газ (фиг. 1) импульсами (например, при помощи кранового пневмостатически уравновешенного распределителя или при помощи устройства, изображенного на фиг.4, и т.п.) подается в пневмополость 4, поршень-вибровозбудитель 1 перемещается, сжимая пружину 8 и повышая давление в гидрополости 6, которая изменяет форму - расширяется в радиальном направлении, при этом наконечник увлекается вверх. При сбросе газа из пневмополости 4 упругими силами пружины 8 и эластичной оболочки 5 (через жидкость) поршень 1 возвращается в исходное положение; при этом эластичная оболочка 1 принимает исходную форму, а наконечник 7 перемещается вниз. Затем цикл повторяется - система совершает пространственные колебания.

В варианте (фиг.2 и 5) сжатый газ подается в пневмополость 4, вращает пневмо- турбину 9 и отводится в атмосферу через отверстия (не показаны). Вращательное движение турбины 9 преобразуется в воз- вратно-поступательное движение поршня К), который через жидкость генерирует пространственные колебания системы: эластичная оболочка 5 - наконечник 7.

В варианте (фиг.З) сжатый газ импульса- ми подается в пневмополость 4, при этом ступенчатый поршень совершает возвратно-поступательные движения и через жидкость генерирует пространственные колебания системы эластичная оболочка 5 - наконечник 7.

Глубинный пневмогидравлйческий вибратор (фиг. 1-3) сообщает уплотняемой бетонной смеси (или другой зернистой среде) вибрации в радиальном направлении от

эластичной оболочки 5 и в осевом направлении - От наконечника 7.

Ступенчатый поршень позволяет увеличить давление в гидрополости 6 по отношению к давлению газа в пневмополости 4 (фиг.З):

р Р Si . Рж-Prgj..

где Рж - давление жидкости в гидрополости 6;

Рг - давление газа в пневмополости 4;

Si - площадь торца ступени 12 поршня:

$2 - площадь торца ступени 13 поршня.

Все это позволяет интенсифицировать вибрационное воздействие на обрабатываемую среду, увеличить амплитуду вибрационного воздействия.

По отношению к центробежным электро- и пневмовибраторам для глубинного уплотнения смесей предлагаемое устройство более долговечно и надежно (отсутствие неуравновешенных дебалансных вращающихся масс, нет плоскопараллельного движения корпуса и связанных с этим неудобств эксплуатации). Эластичная оболочка предлагаемого вибратора по сравнению с жестким корпусом известных устройств позволяет снизить уровень вибраций, переда- ваемых обслуживающему персоналу (ручные глубинные вибраторы) или несущим конструкциям (при использовании пакетов навесных глубинных вибраторов).

Формула изобретения

1.Глубинный пневмогидравлйческий вибратор, включающий поршень-вибровозбудитель, установленный в корпусе с образованиемгидравлическойипневматической, связанной с пневмоприводом, полостей, и эластичную оболочку, полость которой связана с гидравлической полостью, отличающий с я тем, что, с целью интенсификации вибрационного воздействия на обрабатываемую среду путем генерирования пространственных колебаний увеличенной амплитуды, .повышения долговечности и надежности, эластичная оболочка снабжена массивным наконечником, закрепленным на ее свободном конце, и закреплена другим концом на корпусе, а поршень-вибровозбудитель подпружинен со стороны гидравлической полости.

2.Вибратор по п. 1,отличающийся тем,.что пневмопривод выполнен в виде расположенной внутри пневмополости корпуса пневмотурбины, связанной с поршнем через механизм преобразования враща- . тельного движения в поступательное.

3.Вибратор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем/что пневмопривод выполнен в виде устройства, включающего пневмомагистраль и участок трубопровода, вход и выход которого постоянно подсоединены к пневмома- гистрали, а центральная часть - к атмосфере через установленный в нем дифференциальный клапан.

4, Вибратор по пп.1 и 2, о т л и ч а ю- щ и и с я тем. что поршень-вибровозбудитель выполнен ступенчатым, при этом большая ступень расположена в пневматической полости, а меньшая - в гидравлической полости.

Использование: в различных отраслях промышленности для глубинного уплотнения бетонной смеси, песчаного грунта и т.п. Сущность изобретения: поршень-вибровозбудитель 1 установлен в корпусе 2 с образованием гидравлической и пневматической полостей (П) 3 и 4. П 4 связана с пневмоприводом. П 6 эластичной оболочки 5 связана с П 3. На свободном конце оболочки 5 закреплен массивный наконечник 7. Другой конец оболочки 5 закреплен на корпусе 2. Поршень-вибровозбудитель 1 подпружинен относительно П 3. Пневмопривод выполнен в виде размещенной в П 4 пневмотурбины, связанной с поршнем через механизм преобразования вращательного движения в поступательное. 3 з.п.ф-лы, 6 ил. сл

te.2

Фиг.З

&

u

Т

/Г/

fr

Dc/oMvdgng ПАЭомиэнуэни Ґ

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал

Заказ 1135Тираж. Подписное

ВНЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Риг.6

Корректор С.Шевкун