Гидравлический вибратор Советский патент 1992 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения колебаний под воздействием постоянно протекающего энергоносителя и может быть применено в качестве привода вибрационных машин в горной и строительной отраслях промышленности.

Известен пневматический вибратор, содержащий корпус с пневмокамерой и каналами подвода и отвода сжатого воздуха, эластичную диафрагму, торель и упругий элемент в виде полого цилиндра.

К недостатку устройства относится низкая мощность вибратора, т.к. диафрагма с торелью связаны при минимальном прогибе диафрагмы тотчас открывается выхлопной канал, часть энергии при этом тратится на сжатие пружины. Воздух подается постоянно в пневмокамеру и в холостой полупериод стравливается в атмосферу, не совершая работы.

Наиболее близким к изобретению является вибровозбудитель, содержащий корпус с рабочей полостью, канал подвода и отвода

рабочей среды, крышку с рабочим органом, рабочий элемент, размещенный между корпусом и крышкой, конический насадок, размещенный в корпусе и взаимодействующий с конусным выступом.

Недостатком вибровозбудителя является то, что прямое взаимодействие рабочей среды с коническим выступом проходит в самой узкой части контакта выступа с коническим насадком, что снижает общую мощность вибровозбудителя. Резкое же перекрытие коническим выступом истекающей струи из конического насадка ведет к развитию гидравлического удара, энергия которого гасится в насадке и корпусе, не совершая работы.

Цель изобретения - повышение мощности и снижение удельных энергозатрат путем использований энергии гидроудара.

Поставленная цель достигается тем, что ударник выполнен составным и установлен в гидравлической полости со стороны большего основания корпуса, поверхность ударсл

с

VI

Os XI

ника со стороны гидравлической полости выполнена сферической с центром, расположенным со стороны полости, а между пре- рывателем и корпусом выполнен регулируемый лабиринтный канал.

При исполнении вибровозбудителей, действующих от постоянно протекающего энергоносителя, часть энергии тратится на бесполезную работу - сжатие пружины или смятие торового уплотнения, при этом в холостой полупериод энергоноситель стравливается в атмосферу или сливной бачок, не совершая работы.

В предлагаемом устройстве протекающий энергоноситель, истекая через лабиринтный канал, при достижении критической скорости преобразуется из ламинарного истечения в турбулентное, При этом истечение практически останавливается. Происходит запирание канала с эффектом развития гидравлического удара, фронт которого распространяется в гидрополости и одновременно достигает сферической поверхности ударника, который передает полный импульс на вторую часть ударника, а последний рабочему органу.

Такая работа вибратора позволяет практически полностью передать энергию ударной волны рабочему органу. При этом часть времени цикла непроизводительный сброс энергоносителя прерывается турбулентным завихрителем струи.

Существенными признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, является то, что ударник выполнен составным и установлен в гидравлической полости со стороны большего основания конуса, поверхность ударника со стороны гидравлической полости выполнена сферической с центром, расположенным со стороны полости, между прерывателем и корпусом выполнен регулируемый лабиринтный канал.

Достоверность достижения поставленной цели подтверждается экспериментально в ходе испытаний модельного образца.

На чертеже схематически изображен гидравлический вибратор в разрезе.

Гидравлический вибратор состоит из корпуса 1 в виде усеченного конуса с гидрополостью 2, входным 3 и выходным 4 каналами. При этом канал 4 выполнен в виде лабиринтного зазора. С узкой части корпуса установлен прерыватель 5 истечения энергоносителя с регулировкой его положения винтом 6. В широкой части корпуса установлен ударник, состоящий из нижней части 7 со сферической проточкой и верхней части 8, свободно размещенной на нижней части. В верхней части установлен амортизатор 9.

Между нижней частью 7 ударника и корпусом 1 размещена амортизирующая уплотни- тельная прокладка 10, герметизирующая полость в сторону рабочего органа 11 с эле- 5 ментом возврата 12 рабочего органа в исходное положение. Отвод отработанного энергоносителя осуществляется через окна 13, а воздуха из полости через жиклирую- щее отверстие 14.

i о Гидравлический вибратор работает следующим образом.

Собранная рудничная или шахтная вода с вышележащих горизонтов направленно перепускается на нижележащие к вибрато5 ру. Вода приходит через канал 3, поступает в гидрополость 2, образованную корпусом 1, прокладкой 10 и частью ударника 7, вытесняет через жиклирующий канал 14 воздух и одновременно после открытия канала

0 4 прерывателем 5 с винтом 6 истекает с большой скоростью через лабиринтный канал 4. При достижении критической скорости ламинарное истечение энергоносителя преобразуется в турбулентное. Истечение

5 энергоносителя мгновенно тормозится до нуля и развивается гидравлический удар, который распространяется по конической полости вверх и фронт которого одновременно достигает сферической поверхности

0 на нижней части ударника 7 по всей его площади.

Сферической поверхности передается полная энергия гидроудара, которая преобразуется в упругую деформацию по контак5 ту нижней части 7 и верхней части 8 ударника. Затем упругая деформация по контакту частей ударника преобразуется в прямолинейное их перемещение в противоположные стороны. Нижняя часть 7 сжима0 ет жидкость в гидрополости, а верхняя часть 8 устремляется к рабочему органу 11 и через амортизатор 9 наносит удар с подбросом рабочего органа и сжатием элемента возврата 12. К этому времени в зазоре 4 турбу5 лентное истечение вновь преобразуется в ламинарное и начинает набирать скорость истечения, При достижении критической скорости ламинарное истечение преобразуется в турбулентное, и цикл повторяется

0 вновь. Отработанный энергоноситель через каналы 13 поступает в сборник или на почву выработки и по канавке дальше из горы. Энергия гидроудара регулируется лабиринтным каналом (зазором) 4 и она тем больше,

5 чем больше развивается скорость истечения энергоносителя через зазор. Частота повторений гидроудара тоже регулируется величиной зазора в лабиринтном канале 4. Следовательно, работа вибратора может настраиваться в зависимости от его назначения и синхронизироваться с частотой собственных колебаний рабочего органа 1.

Конструкция гидравлического вибратора позволяет более полно использовать эффект гидравлического удара и увеличить мощность вибратора в 1,8-2,1 раза по сравнению с однотипным пневматическим.

Гидровибратор может работать от гидравлической станции, дающей минимальное давление 4 атм.

Формула изо б.р е т е н и я 1. Гидравлический вибратор, содержащий корпус с гидравлической полостью, вы- полненной в виде усеченного конуса, входной и выходной патрубки, прерыватель потока энергоносителя, установленный со

стороны меньшего основания конуса, и ударник, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности и снижения удельных энергозатрат путем использова- ния энергии гидроудара, ударник выполнен составным и установлен в гидравлической полости со стороны большего основания конуса.

2.Вибратор по п. 1,отличающийся тем, что поверхность удара со стороны гидавлической полости выполнена сферической с центром, расположенным со стороны полости.

3.Вибратор по пп. 1 и2,отличаю- щ и и с я тем, что между прерывателем и

корпусом выполнен регулируемый лабиринтный канал.

Использование: в качестве привода вибрационных машин в горной и строительной промышленности. Сущность изобретения: гидравлическая полость 2 корпуса 1 выполнена в виде усеченного конуса. Прерыватель 5 потока энергоносителя установлен со стороны меньшего основания конуса. Ударник выполнен составным и установлен в полости 2 со стороны большего основания конуса. Поверхность ударника со стороны полости 2 выполнена сферической с центром, расположенным со стороны полости 2. Между прерывателем 5 и корпусом 1 выполнен регулируемый лабиринтный канал 4. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

8 9 11

I I i

i