Гидравлический автоколебательный вибратор Советский патент 1978 года по МПК B06B1/18 F15B21/12 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫ И

ВИБРАТОР

Изобретение относится к устройствам для возбуждения колебаний и может найти применение в технике вибробурения, вибрационной технологии и технике механических испытаний.

Известен гидравли 1еский пульсатордавления, содержащий корпус и централь ный клапан, образующий с мембраной рабочую полость, причем до открытия клапана давление рабочей жидкости приложе- но только к части мембраны, а после от крытия - ко всей мембране jlj ,

Игшболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический автоколебательный вибратор, содержащий корпус с впускными и вьшускными каналами и центральный клапан, смонтированный в корпусе посредством упругого элемента и стирающийся на подвижное в осевом направлении седло {2. Давление рабочей жидкости до открытия KjtanaHa действует лишь на внещнюю кольцевую плошадь поришя, а после открытия клапана - на всю плошадь поришя. Недостатком указанного вибратора являет ся ограниченная величина импульса давления, передаваемого подвижнок у элементу, так как после открытия клапана единственным сопротивлением для жидкости остается сливная магистраль я потенциальная энергия жидкости, накопленная в напорной магистрали, идет, в основном, на разгон столба жидкости в сливной магистрали, т.е, тратится беспопе. но.

Целью изобретения является повышение КПД и УСТОЙЧИВОСТИ работы вибратоpia. Это достигается тем, что в корпусе предлагаемого вибратора устан1жлены порщень, с хвостовиком, опирающимся на седло, и выпускной клапан, вьшолиенный в виде стакана с нарухсным буртом для перекрытия вьшускных каналов и пружинами, одна из которых установлена между поршнем и буртом, а другая - между сеачсм и дном стакана.

Такое выполнение вибратора способствует более полному переходу нак яглен«нс в напорной магистрали потешшельноА энергии жидкости в полезную работу перемеа шя штока вибраторав что повышает КПД и устойчивость автоколебательного режима работы вибратора. На чертеже псжазан описьшаемый виб ратор, раареа. В корпусе 1 вибратора вьшолнены впускной 2 и вьшускной 3 каналы. В расточке 4 корпуса 1 помещен поршень 5 с хвостовиком 6. Центральный клапан 7 смонтарован в корпусе 1 посредством упругого элемента 8 и опирается на подвижное седло 9, связанное с поршнем 5 стержнем Юс буртом. В верхней части центральный клапан 7 снабжен буртом 11 взаимодействующим с дном расточ1ш 12 корпуса 1, Корпус 1 закрыт верхней 13 и нижней 14 крышками. На поршне 5 смонтирован въшускной клапан 1,5, вьшолненный в виде стакана с наружным буртом 16 для перекрытия выпускных каналов и пружинами 17 и 18 Пружина 17 установлена между поршнем 5 и буртом 16, а пружина 18 - между седлом 9 и дном стросана. Вьшускной клапан 15 снабжен радиальными окнами 19 для прохода жидкйстй и имеет торцовый уступ 20, который, взаимодействуя взаплечиком 21 седла 9, ограничи вает осевое перемещение выпускного кла пана относительно поршня 5. Сливная полость 22 соединена со сливной магистралью 23, а полость 24 - с напорной магистралью 25. К напорной магистрали 25 для усиления ее аккумулирующего действия может быть подключен аккумулятор 26. Вибратор устанавливается на объект 27, которому необходимо сообщить вибрационное перемещение, и прижи мается к последнему с некоторым усилием Р (например, пневмоцилиндром или пружиной). , Вибратор работает следующим образом При включении насоса повышается давление жидкости в напорной магистрали 25 и полости 24 корпуса 1 вибратора. При этом хвостовик-; 6 поршня 5 воз действует на объект 27 и, если последний остается неподвижным, то корпус 1 вибратора перемещается вверх, преодолевая сопротивление усилия Р прижима и инерцию самого корпуса, В напорной Miaгистрали 25 и аккумуляторе 26 запасае ся некоторое количество потенциальной энергии жидкости. После того, как корпус вибратора сместится относительно поршня на величину, равную величине зааооа между буотс 11 центрального кла- открывается и давление жидкости из напорной магистрали распространяется на всю поверхность поршня 5, в результате чего накопленная в напорной магистрали потенциальная энергия переходит в кинетическую энергию корпуса вибратора. Так как силы гидростатического давления увле кают за собой и вьшускной клапан,. 15, прижимая бурт 16 к торцу сливной полости 22, то выход из последней остается закрытым до тех пор, пока корпус 1 вибратора не переместится на величину сво бодного хода вьшускнего клапана. Если свободный ход центрального 7 и вьшуск- ного 15 клапанов связан при этом соорношением:1l-Z , где п - величина свободного хода выпускного клапана 15; Z - величина зазора между буртом . 11 центрального клапана 7 и дном расточки 12 корпуса 1} Р - площадь поршня 5; д объем жидкоста, накопленный в напорной магистрали, то потенциальная энергия жидкости переходит в полезную работу перемещения подвижных элементов вибратора, обеспечивая повьпиенный КПД привода. При дальнейшем подъеме корпуса 1 вибратора выпускной клапан 15 упирает ся торцовым уступиу 20 взаплечики 21 седла 9 и, таким образом сообщая полость расточки 4 Kopinyca вибратора с линией слива, перемещается под действием пружины 18 вниз до своего нейт. рапьного положения. Открытие клапанш 7 и 15 приводит к падейию давления в системе, поэтому корпус вибратора после достижения верхней мертвой точки начинает разгоняться вниз под действием силы тяжести и силы Р прижима. Движение корпуса вибратора вниз сопровождается закрытием обоих клапанов и ударом корпуса вибратора по объекту 27, после чего цикл повторяется, Вьшускной клапан 15 при движении корпуса вверх открывается позже цен рального клапана 7, а при движении корпуса вниз закрывается одновременно с центральным, т.е, обладает релейной характеристикой. Релейная характеристика вьшускного клапана обуслсжлена двусторонней псужинной подвеской последнего

ратора независимо от податгатости объекта. Наличие вьшускнагр клапана в вибраторе позволяет превращать-в полезную работу потенциальиую энергию упругой деформации напорной магистрали, увеличивает силсеое воздействие жидкости на поршень вибратора, позволяет за счет установки аккумулятора в напорной м агистрали увеличить энергию одного цикла срабатъгоания вибратора.

Пружинная подвеска вьшускного кда пана обеспечивая релейную характеристику срабатьтания последнего, способсрвует полученшо устойчивой работы привода независимо от податливости объекта.

Форм ул. а. ; и ар б р е т е н и я Гидравлический автоколебательный вибрат1, содержащий корпус с впускными и выпускными каналами и центральный клапан, смонтирсшанный в корпусе посредс1 вом упругого элемента и огшрающийся на падвижное в осевсм направлении седло, о т л И ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и устойчивости работы вибратора, в корпусе установлены поршень с хвостовиком, опирающимся на седло, и выпускной клапан, Jвьшoлнeш(ый ,в виде стакана с наружным буртом для перекрытия выпускных каналов и пружинами, одна из которых установлена между поршнем и бурТом, а другая - между седлом и дном стакана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР

№ , Кл, Р16 К 31/145, 1968.

№ 195941, кл. Б06 В 1/18, 1965,