Вибратор Советский патент 1992 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к устройствам для возбуждения колебаний и может быть использовано в вибрационных системах или в качестве привода различных машин и механизмов используемых в различных областях народного хозяйства. Например, в строительстве - уплотнение несвязных грунтов, рыхление слежавшихся и мерзлых грунтов, уплотнение бетонных смесей, машиностроение - в качестве привода к вибротранспортерам и вибробункерам, для очистки фильтроэлементов и т п работ.

Известен автоколебательный гидровиб- ратор(см. а.с. №706580, кл F 15 В 21/12, Б. № 48 от 30.12.79 г.), содержащий корпус с установленным в нем подпружиненным поршнем, золотник, расположенный кон- центрично внутри поршня с выполненным

продольным сквозным пазом для сообщения в одном из крайних положений поршня напорной магистрали со сливкой.

Недостатком известного гидровибратора является его низкая долговечность обусловленная наличием пружин, которые из-за больших знакопеременных нагрузок при высоких частотах претерпевают усталостное разрушение.

Так как отсутствует устройство регулировки усилия пружин, то вибратор может работать только при давлении, определяемом усилием пружины. В случае снижения давления из-за утечек в системе гидровибратор работает неустойчиво

Известен виброузел (см а.с. № 1333899, кл. F 15 В 21/12, В 06 В 1/18, Б. № 32 от 30.08.87 г.), содержащий поршень с клалаXI

&ь

XI XJ

ном, установленный в рабочей полости корпуса и связанный с исполнительным механизмом, тягу с пружиной кинематически связанную с поршнем, каналы подвода давления и слива, дроссельный канал, седло клапана в виде конической фаски на корпусе, в котором выполнена аккумулирующая полость, сообщенная с каналом подвода давления и кольцевой выточкой связанной со сливом, а через дроссельный канал с ра- ,бочей полостью, При этом, пружина размещена в аккумулирующей полости, а тяга установлена по оси с клапаном.

Недостатком известного виброузла является отсутствие укстройства автоматического отвода отстатков энергоносителя из рабочей полости во время посадки клапана на седло и устройства регулирования частоты колебаний.

Из-за усталостного разрушения пружины возврата виброузел становится ненадежным в работе.

В виду того, что пружина возврата определяет усилие запуска вибратора, то при снижении давления в системе виброузел работает неустойчиво.

Из известных конструкций наиболее близким по технической сущности является вибростенд (в дальнейшем именуется вибратор, см. полож, реш. по заявке М 4622333/31-29 (176517), содержащий корпус с приводной и аккумулирующей полостями и каналами подвода и отвода энергоносителя, ступенчатый клапан в дальнейшем именуется поршень с клапаном), установленный в корпусе с образованием рабочей полости, плунжер с осевым каналом подвода энергоносителя, золотник, связывающий приводную и аккумулирующую полости, управляемый двухсторонний клапан, установленный в линии связи рабочей полости с каналом отвода энергоносителя.

К недостаткам известного вибратора следует отнести жесткое крепление плунжера к днищу цилиндрической направляющей, снижающее надежность работы вибратора, так как при больших знакопеременных нагрузках происходит разрушение в месте соединения плунжера с направляющей.

Надежность вибратора снижается жестким соединением ступенчатого клапана и золотника, что требует большой точности изготовления деталей. В противном случае произойдет заклинивание золотника или поломка толкателя соединяющего клапан с золотником.

В вибраторе отсутствует устройство регулирования частоты колебаний, а это сказывается на качестве уплотняемого материала.

Вибратор может работать только рри строго заданном давлении, определяемом настройкой управляемого двухстороннего клапана, что не всегда удобно, так как снижение рабочего давления в системе вызывает остановку вибратора.

Целью изобретения является обеспече- ние надежности работы и регулирования частоты колебаний,

0 Поставленная цель достигается тем, что известный вибратор, содержащий корпус с приводной и аккмулирующей полостями и каналами подвода и отвода энергоносителя, поршень с клапаном, установленный в

5 корпусе с образованием рабочей полости, плунжер с осевым каналом, сообщающим приводную полость с каналом подвода энергоносителя, золотник, связывающий приводную и аккулирующую полости, уп0 равляемый двухсторонний клапан, установленный в линии связи рабочей полости с каналом отвода энергоносителя, снабжен регулятором частоты колебаний, выполненным в виде подвижной в осевом нзправле5 нии втулки с винтом, кроме того в поршне выполнено ступенчатое осевое отверстие, а сам поршень образует с торцом корпуса со стороны плунжера буферную полость, плунжер выполнен ступенчатым и расположен

0 своей большей ступенью в большей ступени осевого отверстия с образованием приводной полости, золотник выполнен ступенчатым с осевым и радиальными каналами, меньшей ступенью расположен в осевом ка5 нале поршня и поджат к торцу плунжера винтом регулятора через втулку, установленную в аккумулирующей полости на большей ступени золотника с возможностью регулирования проходного сечения канала,

0 сообщающего приводную и аккумулирующую полости, а двухсторонний клапан выполнен автоматически управляемым разностью давления между рабочей и аккумулирующей полостями.

5На чертеже представлена конструкция

предлагаемого вибратора.

Вибратор содержит корпус 1 в рабочей полости 2 которого размещен поршень 3 с клапаном и выполненную в корпусе 1 акку0 мулирующую полость 4. Корпус 1 закрыт крышкой 5 с образованием между крышкой 5 и поршнем 3 буферной полости 6. В ступенчатом канале поршня 3 с образованием приводной полости 7 размещен ступенча5 тый плунжер 8, в котором выполнен канал 9. Соосно плунжеру 8 в ступенчатом канале поршня 3 размещен золотник 10, в котором выполнены отверстия 11, канал 12 и паз 13. На свободный конец золотника 10 большего диаметра посажена гильза 14, поджимаемая винтом 15. В корпусе 1 размещен двухсторонний клапан 16 автоматически управляемый разностью давления между рабочей 2 и аккумулирующей полостями. Надкла- панная полость 17 этого клапана соединена с аккумулирующей полостью 4, а подклапан- ная 18 с рабочей полостью 2 и отверстием 19 соединенным с атмосферой (сливом). Свободный конец плунжера 8 меньшего диаметра, шарнирно закреплен в ступенчатой расточке 20 крышки 5 и герметично уплотнен по торцу с возможностью самоустанавливаться, Расточка 20 соединена с каналом 21 подвода энергоносителя. В корпусе 1 выполнены отверстия 22 соединяющие рабочую полость 2 и отверстия 23 соединяющие буферную полость 6 с атмосферой (сливом).

Вибратор работает следующим образом,

Энергоноситель по каналам 21 и 9 поступает в приводну полость 7. Под давлением энергоносителя поршень 3 своей конической частью (клапаном) садится в седло (клапан и седло на чертеже не обозначены). Одновременно, плунжер 8 прижимается к торцу расточки 20, так как его большая ступень находится в приводной полости 7. В этом случае отверстия 11 открываются и энергоноситель по каналу 12 и через щель 13 поступает в аккумулирующую полость 4. По мере повышения давления в полости 4, двухсторонний клапан 16 перекрывает подклапанную полость 18, отсоединяя рабочую полость 2 от атмосферы (слива). Как только усилие, действующее на поршень 3 со стороны аккумулирующей полости 4, превысит усилие срабатывания вибратора, определяемое разностью площадей отверстий D и DL при условии, что D(1,1...1,2) Di, поршень 3 начнет перемещаться. Через образовавшийся зазор между конусом поршня и седлом энергоноситель из аккумулирующей полости 4 устремится в рабочую полость 2. Под действием энергоносителя уже на всю площадь поршня торца поршня 3, последний совершает рабочий ход. В начале хода поршня 3 радиальные отверстия 11 закрываются. Поступление энергоносителя в аккумулирующую полость 4 прекращается. В конце хода поршня 3 рабочая полость 2 соединяется с отверстиями 22 и энергоноситель идет в атмосферу (на слив) Двигаясь дальше поршень 3 перекрывает отверстия 23, сжимая запертый в полости 6 энергоноситель. После полной остановки под действием энергоносителя, поступающею по каналу 21 в полость 20 и далее, по камлпу 9 в полость 7,

поршень 3 возвращается в исходное положение. В конце обратного хода поршня 3, при посадке клапана на седло, сжатый в полости 2 энергоноситель открывает двух5 сторонний клапан 16. В результате рабочая полость 2 через подклапанную полость 18 и отверстие 19 соединяется с атмосферой (сливом). Избыток энергоносителя уходит в атмосферу (на слив), чем обеспечивается га10 рантированная посадка запорного элемента на седло и устойчивая работа вибратора. После открытия отверстий 11, аккумулирующая полость снова соединяется с каналом подвода энергоносителя 21 и цикл повторя15 ется.

Частота колебаний регулируется изменением величины проходного сечения паза 13.

Нормальная работа вибратора гаран0 тируется при условии D(1,1...1,2)Di, Di (1,2...1.3) D2, .2 Di и .05 Оз.

Формула изобретения Вибратор, содержащий корпус с при5 водной и аккумулирующей полостями и каналами подвода и отвода энергоносителя, поршень с клапаном, установленный в корпусе с образованием рабочей полости, плунжер с осевым каналом, сообщающим

0 приводную полость с каналом подвода энергоносителя, золотник, связывающий приводную и аккумулирующую полости, управляемый двусторонний клапан, установленный в линии связи рабочей полости с

5 каналом отвода энергоносителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечения надежности в работе и регулирования частоты колебаний, он снабжен регулятором частоты колебаний, выполненным в виде по0 движной в осевом направлении втулки с винтом, в поршне выполнено ступенчатое осевое отверстие, при этом поршень образует с торцом корпуса со стороны плунжера буферную полость, плунжер выполнен сту5 пенчатым и расположен своей большей ступенью в большей ступени осевого отверстия с образованием приводной полости, золотник выполнен ступенчатым с осевым и радиальными каналами, меньшей ступенью

0 расположен в осевом канале поршня и поджат к торцу плунжера винтом регулятора через втулку, установленную в аккумулирующей полости на большей ступени золотника с возможностью регулирования проходного

5 сечения канала, сообщающего приводную и аккумулирующую полости, а двусторонний клапан выполнен автоматически управляемым разностью давления между рабочей и аккумулирующей полостями.

18 7 -21

i

о о

Использование: в строительстве - уплотнение несвязанных грунтов, рыхление слежавшихся и мерзлых грунтов, уплотнение бетонных смесей, в машиностроении в качестве привода к вибротранспортерам и вибробункерам. Сущность изобретения: регулятор частоты колебаний выполнен в виде подвижной в осевом направлении втулки с винтом. В поршне выполнено ступенчатое осевое отверстие. Поршень образует с торцом корпуса со стороны плунжера буферную полость Плунжер выполнен ступенчатым и расположен большей ступенью в большей ступени осевого отверстия и образует приводную полость. Золотник выполнен ступенчатым с осевым и радиальными каналами, меньшей ступенью расположен в осевом канале поршня и поджат к торцу плунжера винтом через втулку. Втулка установлена в аккумулирующей полости на большей ступени золотника и регулирует проходное сечение канала, сообщающего приводную и аккумулирующую полости. Двухсторонний .клапан выполнен автоматически управляемым разностью давления между рабочей и аккумклирующей полостями. 1 ил. с VO