Автоколебательный вибровозбудитель Советский патент 1993 года по МПК B06B1/18 

Изобретение относится к вибрационной технике.

Известен автоколебательный вибровозбудитель, содержащий корпус с подводящим и сливным патрубками, внутри которого помещен поршень со штоком и упругим элементом, соединяющим поршень с выпускным клапаном, запорный элемент которого установлен на эластичном патрубке, при этом запорный элемент выполнен в виде пластинчатой пружины с устройством регулирования его поджатия к эластичному патрубку.

Недостатками этого устройства являются низкая надежность эластичного патрубка, подвергающегося ударным нагрузкам со стороны запорного элемента, а также возможность реализации только низко амплитудных (порядка 0,1 ... 0,5 мм) перемещений поршня, что малоэффективно для большого ряда вибрационных технологий.

Малые амплитуды перемещений поршня обусловлены наличием постоянно действующих, возвращающих упругих сил, как

основногоупругого элемента, так и пластинчатой пружиной запорного элемента, закрывающих выпускной клапан после его открытия через очень малый промежуток времени.

Известен также автоколебательный вибровозбудитель, содержащий корпус с подводящим и сливным патрубками, размещенный в нем и односторонне подпружиненный в осевом направлении поршень, золотник, установленный в поршне с возможностью перемещения вдоль его оси и упругий элемент, выполненный в виде винтовой пружины, взаимодействующий с золотником и регулировочным винтом.

Это устройство позволяет реализовать существенно большие перемещения поршня чем в аналоге, за счет оригинального способа управления запорным элементом (после открытия золотника сила упругости поршневой пружины способствует закрытию сливных отверстий, сил упругости золотниковой пружины - открытию), что

Ј

м

со

а

Ы

ю

значительно увеличивает время открытия золотника.

Недостатком этого вибровозбудителя является низкая эффективность работы, связанная с потерями энергоносителя на перемещение золотника. Так, при диаметре золотника D (определяемом технологическими вдзможностями его изготовления и расходными, характеристиками) и ходе зо- лолчика за Цикл прямого хода h, соответст- вукЗщи е потери энергоносителя Aqi составляет

о

.(1)

Условие (1) справедливо при dnp (dnp - диаметр проволоки золотниковой пружины), что практически всегда имеет место, иначе жесткость пружины (пропорциональная d Пр) будет очень большой, что снизит возможность регулирования режимов колебаний.

Цель изобретения - повышение эффективности работы вибровозбудителя за счет снижения потерь энергоносителя на перемещение золотника.

Для достижения этой цели упругий элемент выполнен в виде резинового цилиндрического стержня, герметично закрепленного своими концами на золотнике и регулировочном винте.

В процессе патентного поиска выявленные отличительные признаки не обнаружены в известных технических решениях. Следовательно, предлагаемое изобретение отвечает критерию Существенные отличия.

На фиг. 1 изображен предлагаемый автоколебательный вибровозбудитель; на фиг. 2 - то же, вариант.

Автоколебательный вибровозбудитель содержит корпус 1, в котором размещены поршень 2 и пружина 3. Внутри поршня 2 установлен с возможностью осевого перемещения золотник 4 с выпускными окнами А. Золотник 4 подвешен на упругом элементе 5. Упругий элемент 5 выполнен в виде резинового цилиндрического стержня, герметично закрепленного своими концами на золотнике 4 и регулировочном винте 6, с помощью которого регулируется положение выпускных окон А золотника 4 относительно верхнего торца поршня 2. К корпусу 1 подводятся подводящий и сливные патрубки 7 и 8.

Вибровозбудитель работает следующим образом.

Энергоноситель под давлением через подводящий патрубок поступает в рабочую

полость Б и действует на поршень 2 и золотник 4.

В первоначальный момент выпускные окна А золотника 4 перекрыты и поршень 2

5 вместе с золотником 4, сжимая пружину 3, начинает перемещаться вниз. Золотник 4, перемещаясь вниз, растягивает упругий элемент 5 до момента, когда сила давления энергоносителя на золотник 4 будет равна 10 силе.растягивающей упругий элемент 5, после чего золотник 4 останавливается, а пор- шень 2, продолжая двигаться вниз, открывает выпускные окна А. Энергоноситель через выпускные окна А и осевую по15 лость в поршне 2 сбрасывается в сливной патрубок 8, при это давление в рабочей полости Б резко падает и за счет силы растяжения упругого элемента 5 золотник 4, масса которого значительно меньше массы

0 поршня 2, быстро возвращается в начальное положение. Поршень 2 под действием силы сжатия пружины 3 также перемещается вверх и, нагнав золотник 4, перекрывает выпускные окна А и быстро останавливается

5 за счет повышения давления энергоносителя в полости Б.

Далее цикл повторяется. Регулирование режимов колебаний производится с помощью регулировочного

0 винта 6, изменяющего степень утопления золотника 4 в поршне 2. При увеличении степени утопления золотника 4 амплитуда колебаний поршня 2 увеличивается, а частота колебаний (при постоянной величине

5 подачи энергоносителя) снижается.

В предложенном вибровозбудителе потери энергоносителя за цикл прямого хода Aq2 на перемещение золотника 4 на величину h составляют

40

ж

Aq -dO h,

(2)

где D - диаметр золотника;

d - диаметр упругого элемента (выполненного в виде цилиндрического резинового стержня).

Практически разность D-d д , определяемая прочностью закрепления конца резинового стержня 5 и силой трения между золотником 4 и поршнем 2, может быть

очень мала, и, потери Aqa меньше по крайней мере на порядок потерь Aqi, в прототипе.

Это значительно повышает КПД вибровозбудителя, особенно при применении его

в качестве клапана - пульсатора для вибрационных машин, когда потери энергоносителя равны суммарным потерям на движение поршня 2 и золотника 4 за цикл прямого хода и встает задача минимизации их рабочих площадей, что в предлагаемом

устройстве легко реализуется. Это позволит существенно увеличить область применения автоколебательного вибровозбудителя, в т.ч. в качестве предохранительных клапанов с малыми габаритами.

При работе автоколебательного вибровозбудителя в качестве привода машин рабочий орган которых регулярно изменяет свое положение в пространстве (строительно-монтажный инструмент, отбойные мо- лотки и др.), после наклона вибровозбудителя на угол более 90°, (фиг. 1) поршень 2 под действием силы тяжести имеет возможность самопроизвольного движения, вплоть до перекрытия выхода подводящего патрубка 7 и соударения с верхней торцевой частью корпуса 1.

Для стабилизации работы и снижения шума при изменении положения вибровозбудителя в пространстве поршень вибро- возбудителя снабжен дополнительной пружиной.

Этот вибровозбудитель представлен на фиг. 2. Здесь сохранены элементы с нумерацией по фиг. 1 и введена дополнительная пружина 9, установленная в рабочей полости Б с предварительным поджатием для исключения возможного отрыва поршня 2 от пружины 3 при обратном ходе (сбросе давления и ходе поршня 2 вверх) и последу- ющего удара поршня 2 о пружину 3. Жесткость дополнительной пружины 9

назначается значительно меньше жесткости пружины 3, пружина 9 только компенсирует вес поршня 2 и на ее деформацию затрачивается незначительная энергия.

Предлагаемое решение полностью стабилизирует колебания и устраняет шум при наклонах и перемещениях вибровозбудителя, что позволяет существенно расширить область его применения.

Формула изобретения

1. Автоколебательный вибровозбудитель, содержащий корпус с подводящим и сливным патрубками, размещенный в нем и подпружиненный в осевом направлении поршень, золотник, установленный в поршне с возможностью перемещения вдоль его оси, и упругий элемент, взаимодействующий с золотником и регулировочным винтом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе за счет снижения потерь на перемещение золотника, упругий элемент выполнен в виде резинового цилиндрического стержня, герметично закрепленного своими концами на золотнике в регулировочном винте.

2. Вибровозбудитель по п. отличающийся тем, что, с целью стабилизации работы и снижения шума, поршень снабжен дополнительной пружиной, установленной с предварительным натягом, превышающим максимальный ход поршня.

Сущность изобретения: в корпусе с подводящим и сливным патрубками размещен и подпружинен в осевом направлении поршень. Золотник установлен в поршне с возможностью перемещения вдоль оси. Упругий элемент взаимодействует с золотником и регулировочным винтом и выполнен в виде резинового цилиндрического стержня, герметично закрепленного концами на золотнике и винте. Поршень снабжен пружиной, установленной с предварительным натягом, превышающим ход поршня. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.