Автоколебательный вибратор Советский патент 1993 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в качестве привода вибрационных машин в различных областях народного хозяйства.

Известен автоколебательный вибратор, включающий корпус, шток с клапаном и резиновый упругий элемент постоянного продольного сечения.

Недостатками его являются низкая эффективность и отсутствие возможности регулирования параметров колебаний без остановки машины и разборки вибратора.

Низкая эффективность в работе обусловлена тем, что для работы автокобатель- ных вибраторов необходимым условием является наличие нелинейного элемента (зазора, зоны нечувствительности, ограничителя хода золотника или клапана) в цепи обратной связи..

Обратная связь в указанном вибраторе образована резиновым элементом постоянного сечения, имеющим практически линейную характеристику жесткости. Сил.а инерции рабочего органа болъшинст.ва вибрационных машин, работающих в безудар- ных режимах, не вносит элемента нелинейности в цепь обратной связи. Как показал опыт эксплуатации, указанные гидравлические вибраторы реализуют только низкоамплитудные (порядка 0,5 мм) режимы колебаний, что является малоэффективным для большого ряда технологических процессов.

Известен также автоколебательный

вибратор, содержащий корпус с каналами

. подвода и отвода рабочей жидкости, толка тель с коническим упругим элементом и равляющим клапаном, размещенным на

торце толкателя.

Недостатком этого вибратора является узкий диапазон регулирования параметров колебаний.

Регулировать параметры колебаний в

X: этом вибраторе возможно только изменени ем жесткости конического упругого элемента, выполненного из резины, путем изменения степени его сжатия в ограниченном объеме. При этом геометрические раз- меры упругого элемента и соответственно его жесткость меняются несущественно и возможность регулирования параметров колебаний реализуется в очень узком диапазоне.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования параметров колебаний.

Для достижения этой цели вибратор снабжен регулировочной обоймой, толкатель выполнен в виде поршня со штоком, размещенным на противоположном от клапана торце, а упругий элемент установлен концентрично штоку между торцами поршнями и регулировочной обоймы, с зазором между своей боковой поверхностью и внут- 5 ренней поверхностью обоймы.

На фиг. 1 изображен предлагаемый ав: токолебательный вибратор.

Вибратор содержит корпус 1 с каналами подвода 2 и отвода 3 рабочей жид0 кости, толкатель 4 с коническим упругим элементом 5 и управляющим клапаном 6,. размещенным на торце толкателя 4, регулировочную обойму 7, шток 8, взаимодействующий с нагрузкой/

5 Упругий резиновый элемент 4 установлен концентрично штоку 8 между торцами поршня 4 и регулировочной обоймы 7, с зазором между своей боковой поверхностью и внутренней поверхностью обоймы 7.

0 Для предотвращения скручивания резинового упругого элемента 4 между его торцами размещены шайбы 9 и 10.

Автоколебательный вибратор работает следующим образом.

5Под воздействием рабочей жидкости., подаваемой через канал 2, толкатель 4 с шайбой 9 перемещаются вверх, деформируя упругий элемент 4 до тех пор. пока не откроются выпускные окна А. При этом ра0 бочая жидкость под давлением сбрасывается через окна А и канал 3 на слив. Давление в рабочей полости вибратора падает, толкатель 4 совершает обратный ход под действием восстанавливающих сил сжатого

5 упругого элемента 5. В конце обратного хода выпускные окна А клапана 6 закрываются и цикл работы гидравлического вибратора повторяется.

В предложенном вибраторе резиновый

0 упругий элемент с конической поверхностью работает на сжатие. Такие резиновые элементы имеют существенно нелинейную характеристику жесткости, что существенно повышает эффективность вибратора в рабо5 te,

В ИГД им. А.А. Скочинского проведены сравнительные испытания предлагаемого вибратора и вибратора, выбранного в качестве прототипа. При равных радиальных га0 баритах вибраторов предлагаемый вибратор реализовывал амплитуды колебаний до 10 мм, при этом амплитуда в сравниваемом вибраторе не превышала 1,5 мм. Такие существенно (до 7 раз) позыси5 лась возмущающая сила вибратора.

Регулирование параметров колебаний в предлагаемом вибраторе осуществляется (в том числе в процессе работы) изменением жесткости упругого элемента 4 за счет изменения степени предварительного сжатия

его регулировочной обоймы 7 (при сжатии резинового элемента его жесткость увеличивается как за счет уменьшения высоты, так и за счет увеличения площадей поперечных сечений).

Регулируемый частотный диапазон при этом (по результатам экспериментальных

исследований) составил макс 1,5 (в проТмин

тотипе не более 1,1).

Регулируемый диапазон амплитуды перемещения штока 8 составил

Амакс

1,2 (в

прототипе не более 1,1), т.е., несмотря на относительное увеличение в 2 раза, абсолютная величина диапазона регулирования амплитуды осталась довольно узкой (20%).

Это объясняется невозможностью изменения статического положения клапана (изменения степени утопления клапана).

Кроме того, возможно Появление ударов шайбы 9 о корпус 1 при большой инерционной нагрузке на штоке 8 (при открытии окон А и совершении обратного хода под действием инерционной нагрузки шток 8 идет ниже статического положения, сжимая рабочую жидкость).

Для расширения диапазона регулирования параметров колебаний за счет изменения степени утопления клапана, предлагаемый вибратор дополнительно снабжен вторым упругим элементом, установленным соосно с первым упругим элементом и жесткой разделительной шайбой, установленный между основным и дополнительным упругим элементами (см, фиг. 2).

Здесь сохранены обозначения элементов вибратора пофиг. 1, дополнительно введен второй упругий элемент 11.

Упругий элемент 11 необязательно должен иметь нелинейную характеристику и может быть выполнен из металла. Для сохранения возможности регулирования жесткости упругого элемента 5 (который остается основным) без существенного увеличения степени затяжки обоймы 7, как показали экспериментальные исследования, жесткость дополнительного упругого элемента 11 следует устанавливать не менее чем в три раза больше жесткости основного упругого элемента 5.

При этом абсолютная величина диапазона регулирования амплитуды перемещений штока 8 достигает 2 при не более чем 25% увеличении степени затяжки обоймы 5. Применение предложенного вибратора позволит создать машины с малыми габаритными размерами и расширенными технологическими возможностями.

Использование: в качестве привода вибрационных машин. Сущность изобретения: Рабочая жидкость под давлением подается через впускной канал 3 и передвигает поршень 4, сжимая упругий конический элемент 5 до тех пор, пока не откроется окно А которое через жидкость стравливается в канал 2 отвода рабочей жидкости. Давление под поршнем 4 падает и поршень 4 под действием упругого элемента 5 возвращается в исходное положение. Далее цикл повторяется. Усилие передаётся потребителю через шток 8. Дополнительный упругий элемент 11 расширяет диапазон регулирования параметров вибраций за счет изменения положения управляющего клапана 6 с окном А относительно корпуса 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения

2. Вибратор поп. 1,-отличающий- с я тем, что он снабжен дополнительным упругим элементом, установленным между поршнем и основным упругим элементом, и жесткой разделительной шайбой, установленной между основным и дополнительным упругими элементами.