УСТРОЙСТВО для ВОЗБУЖДЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ Советский патент 1971 года по МПК F15B21/12 G01N3/36 

Изобретение относится к средствам возбуждения мощных колебательных движений и усилий и нредназначено для использования в испытательной технике и технологических процессах, основанных на использовании вибраций.

Известны устройства для возбуждения циклических гидравлических потоков заданной формы, содержащие источник одного или нескольких формирующих гидравлических потоков, гидравлически связанные с источником потоков один или несколько золотников, предназначенных для дробления формирующих потоков, и выходные магистрали, с которыми гидравлически связаны выходные каналы золотников.

Образование цикла заданной формы в известных устройствах осуществляется иутем преобразования формирующих потоков, имеющих непрерывный характер, в прерывистые чередующиеся участки с последующим суммированием этих участков в избранной последовательности. В результате этого процесса спектральный состав сформированного цикла имеет гармонические составляющие, кратные скоростям вращения золотников.

Число независимо регулируемых составляющих спектра в известных устройствах определяется числом формирующих потоков. При этом остальные составляющие спектра зависят от них. Увеличение числа золотников приводит к расщирению возможностей варьирования и уплотнения спектра ijp некратным составляющим без увеличениячисла независиМО варьируемых гармоник, по-прелчнему определяемых числом формирующих потоков.

Недостатком известных устройств является ограниченность числа независимо варьируемых гармоник.

Цель изобретения - повышение плотности спектра возбуждаемых потоков. Для этого в избранные линии гидравлической связи золотников с выходными магистралями последовательно включены один или несколько доиолнительных золотников, при этом входные каналы первого дополнительного золотника соединены с выходными каналами золотника, связанного с источником потоков, а выходные каналы носледнего золотника связывают с выходными магистралями.

В качестве источника формирующих потоков могут быть использованы одна или несколько обратимых гидромащин, один или несколько плунжерных гидропульсаторов, гидроагрегат, содержащий блок цилиндров с расположенными в нем плунжерами и привод возвратно-поступательного движения плунжеров. Наибольшая плотность спектра в предлалотников, соединенных с каждым из источников формирующих гидравлических потоков, равном числу иотоков. Спектральный состав возбужденного циклического потока может варьироваться нри выполнении перемычек между отсеками на зеркале золотника в виде наклонного кольца. На фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного устройства с источником двух противофазных формирующих потоков; на фиг. 2 - вариант устройства, в котором источниками формирующих потоков служат плунжерные гидропульсаторы; на фиг. 3 - то же, с источником в виде блока цилиндров с плунжерами и механизмом возвратно-постунательного движения нлунлсеров; на фиг. 4 - золотники, продольный разрез. Устройство содержит источник / формирующих потоков, при выполнении источника в виде обратимой гидромащины, создающей парные потоки разного знака (см. фиг. 1), ее всасывающая и нагнетательная магистрали 2 соединены с входными каналами 3 золотника 4, снабженного перемычкой 5, разделяющей на зеркале золотника отсеки 6. Выходные каналы 7 золотника 4 связаны с выходными магистралями 8 через последовательно расположенные дополнительные золотники 9 и 10. Входные каналы первого дополнительного золотника 9 присоединены к выходным каналам золотника 4, а выходные каналы последнего дополнительного золотника 10 соединены с выходными магистралями 8. Помимо обратимых гидромащин в качестве источника могут быть использованы плунжерные гидропульсаторы (см. фиг. 2) или блоки цилиндров с расположенными в них плунжерами и приводом возвратно-поступательного движения плунн еров (см. фиг. 3). В конструктивной схеме устройства (см. фиг. 3) магистрали формирующих потоков отсутствуют, а входные каналы : золотников 4 непосредственно соединены с полостями цилиндров источника. В этой схеме число золотQ(0 (Y qo(t) У П sin где / 1, 2,. .., ,1 - номер последовательно45 соединенного золотника, общее число которых равно |х. Это выражение показывает, что число независимых гармонических составляющих при последовательном дроблении определяется 50 уже числом золотников jj, для парных противофазных формирующих потоков q+ и q. Последовательное дробление позволяет получить поток сложной формы от источника од:ного формирующего гармонического потока, на- 55

ПЬ(0 + |; -ехр//((т„,

Q,.()/ I

-/)j. 4 равно числу формирующих потоков. и вращении одного из последовательно ченных золотников (см. фиг. 1), наприравномерной угловой скоростью, поток ходе из его отсека 6 определяется слеим выражением: (Л 29-,{/) 1 j{/} 7j17 smAejSinAaj sm/C(Yoj + cojO / - порядковый номер золотника, на котором осуществляется дробление; (Oj - угловая скорость золотника под номером /; 9;-i{0-парный поток на входе в золотник под номером /, равный потоку на выходе из отсека предыдущего золотника;С 1, 2,... - индекс суммирования; 2е,- - геометрическая протяженность дуги между входами формирующих потоков на золотнике под номером /; 2aj - геометрическаяпротяженность дуги отсека между рассекающими перемычками золотника под номером /; YOJ - начальная геометрическая фаза расположения отсека по отнощению к входным каналам в золотнике под номером /; именяя последовательно это выражение едому из золотников, значение результиего потока Q(t) в выходной магистрали днего золотника можно выразить следуобразом через формирующий поток источника: ,-e;sin/(,-ajSin;iC,-(Yoj + co;/), пример от плунжерного пульсатора (см. фиг. 2) с числом независимых гармонических составляющих, равным общему числу золотников на линии связи меладу источником и выходной магистралью 8 устройства. Число золотников для каждой последующей ступени может увеличиваться в соответствии с числом отсеков золотников предыдущей ступени. В выходной магистрали выборочно суммируются потоки Qa (t), образованные в отсеках золотников, связанных с этой магистралью:

В формировании потока Qa (t) участвуют J.I независимых гармоник, определяемых скоростью вращения последовательной цепочки золотников. В формировании суммарного потока выходной магистрали будут участвовать комбинации скоростей всех золотников, расположенных в линиях связи между ней и источником. Наилучшие результаты в части плотности спектра достигаются при равном числе золотников для каждой выходной магистрали, расположенных на связи между ней и источником.

лсо

Q (О f V 1 COS (с«ф -f /(со,.) - (К - S,),

соф - скорость вращения эксцентри2- Sj - кинематическая фаза формирующего потока; - / - геометрическая фаза расиоложения отсека золотника относительно входа формирующего потока. При этом исполнении устройства возможны фазное (за счет порядка кинематической фазы Sj) и частотное (за счет частот дробления (Oj) варьирование формой возбуждаемого потока. Па форму возбуждаемого потока оказывают существенное влияние протяженность дуг между входами формирующих потоков &j и перемычками золотника, ограничивающими отсек aj. При /CjSj 2щ; Kjo,} 2ят, где Т 0; ±1; ± 2, . . ., амплитуды гармоник Kj обращаются в нуль. Это фильтрующее свойство дуг Ej и aj может быть использовано для создания нестационарного процесса путем измепения одного из углов, например «ДО- Такое изменение может осуществляться за счет возвратно-поступательного движения золотника (см. фиг. 4), профиль перемычки которого изменяет протяженность отсека при осево.м перемещении золотпика относительно входных каналов. В частности, этот профиль может быть выполнен в виде наклонного нояска на зеркале золотника. При равномерной скорости вращения золотников можно вносить в гармоники возбужденного цикла частотную модуляцию посредством поступательного перемещения золотника относительно входных каналов. Для этого отсеки в золотнике разделяются перемычками, расположенными по винтовым линиям. Предмет изобретения 1. Устройство для возбуждения циклических гидравлических потоков задаппой форДля источника, создающего несколько формирующих потоков (см. фиг. 3), наибольщие возможности в части управления спектральным составом результирующего потока создаются при индивидуальном дроблении каждого из формирующих потоков. Поток, в этом случае образованный в выходной магистрали, связанной непосредственно с отсеками золотников, входные каналы которых связаны с

источником, определяется прпменительно к схеме по фиг. 3 выражением мы, содержащее источник одного нли нескольких формирующих гидравлических потоков, гидравлически связанные с источником потоков один или несколько золотников, предназначенных для дробления формирующих потоков, и выходные магистрали, с которыми гидравлически связаны выходные каналы золотников, отличающееся тем, что, с целью повыщепия плотности спектра возбуждаемых потоков, в избранные линии гидравлической связи золотников с выходными магистралями последовательно включены один или несколько дополнительных золотников, при этом входные каналы первого дополнительного золотпика соединены с выходными каналами золотпика, связанного с источником потоков, а выходные каналы последнего золотника связаны с выходными магистралями. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использованы одна или несколько обратимых гидромащин. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использованы один или несколько плунжерных гидропульсаторов. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использован гидроагрегат, содерлчащий блок цилиндров с расположенными в них плунжерами и привод возвратно-поступательного движения нлунл еров. 5.Устройство по п. 1-4, отличающееся тем, что число золотпиков, соединенных с каждым из источников формирующих гидравлических потоков, равно числу потоков. 6.Устройство по и. 1-5, отличающеес}1 тем, что, с целью варьирования спектрального состава циклического потока, иеремычка между отсеками па зеркале золотника выполнена в виде паклонного кольца. 5 %

Vb/

/ /УЛ J

-...-..-JL.-- я /- , - - -J

.X.Z,L..L . CZlSZI

1

2

«Риг 2

fus 3

5 J

fuZ.