Электродинамический вибратор Советский патент 1980 года по МПК B06B1/04 

Изобретение относится к испытания объектов техники на вибропрочность и виброустойчивость, а именно к электродинамическим вибраторам с величиной толкающей силы, презвшающей 15ООкг, для которых необходимо предусматривать охлаждение подвижной катушки. Известен электродинамический вибратор с воздушным охпажд гием. Подвижная катушка в нем охвачена кольцевой камерой с соплами, через которые подаваемы в камеру сжатьтй воздух обдувает катушк в охлаждает ее f 1 j. Недостаток вибраторов с воздушным охлаждением - ограиичительность величины пропускичмого по обмотке тока, так как критической для изоляции температурой является 12О-.13О С. Толкающая сила вибраторов с воздушным охлаждение не превышает 8ОО-1ООО кг. Иовептен также электродинамический вибратор с кндкостньп 1 охлаясденкем, в кото|юм по4гвижная катушка размещена в герм ггичьх:кой емкости на фторопластовой пленке с двумя патрубками для подвода и отвода дистиллированной воды. Вода проходит по винтообразным накалам .менсду витками катушки, охлаждая ее снаружи 2. Однако такая конструкция сложна и громоздка, а непосредственный контакт охлаждающей воды и изоляции обмотки приводит к быстрому ее нарушению. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является электродинамический вибратор, содержаишй магнитопровод, в кольцевом зазоре которого расположена подвижная катушка, с обмоткой, вьшопненной попой трубкой квадратного сечения, Конды обмоггки соединены так, что образуют замкнутый контур, в который включены насос, змеевик и герметичная емкость с дистиллированной водой. Змеевик размещен в открытом контуре охлаждения. При работе вибратора вьщел5поще€ся в обмотке тепло отбирает ся прокачиваемой дистиллированной водой, поступающей в , гд она охлаждается проточной водопроводной водой открытого контура. Затем дистиллирован вода собирается в емкости, откуда она насосом снова подается в обмотку подви ной катушки з. Недостаткакта такого вибратора являе ся как сложность системы охлаждения, так и большая потеря давления в связи небольшим: сечениями полых трубок. Чтобы не разрушить трубки Напором воды, поток и соответственно катушку разделяют на несколько частей или секi ций, что усложняет токоподвод. Вибрато не монсет развить достатбчно большую толкающую силу, поскольку этой системе свойственна недостаточная эффективность охлаждения, вызванная тем, что критическая . температура нагрева катуш ки не превышает С, так как она должна быть ниже точки кипения воды. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение толкающей силы вибратора путем увеличения эффективности охлаждения подвижной катушки. Поставленная цель достигается тем, что обмотка подвижной катушки состоит по крайней мере, из двух тепловых трубок, одни закрытые .концы которых соединены между собой встык, а другие выведены в открьггый контур отслаждени На чертеже изображена принципиальная конструктивная схема электродинамического вибратора. Вибратор содержит магнитопровод 1 с центральнь)СМ керном 2, образующий кольцевой воздушный зазор 3, катушки подмагничивания 4 и подвижную катушку 5, жестко связанную so столом 6 для установки испытуемого объ-екта и размешенную в кольцевом зазоре 3. Обмотка подвижной катушки 5 выполнена двумя тепловьпуги трубками 7 и 8, причем одни закрытые концы этих трубок соединены между соСюй встык так, что образуют один длинный электропроводник. Это соединение расположено в зоне высокой температуры, конды 9 и 10 тепловых трубок 7 и 8 выведены в емкость 11, рхватьгоающую магнитопровод 1, в которой циркулирует проточ ная вода.. Эти концы 9 и 10 изолирова ны от проточной воды и корпуса вибратора диэлектриком с низкой теплопрово ностью, например слюдой. К концам 9 и 1О, рабсхгаюпшм в зоне низкой температуры, подведено электропитание (на чертеже не псжазано). Высота об- моч-ки выполнена выше высоты крена. 54 чтобы образовпть компенсаторы 12 и 13, псхзволяюшие катушке 5 совериють возвратно-поступательное пе кэмещение, амплитуда которого ограничена по максимуму десятыми долями миллиметра. Тепловые трубки, из которых состоит обмотка подвижной катушки, и моют сетчатую капиллярную структуру из .хромоникелевой стали. Однак.о в связи с тем. ЧТО тепловая трубка работает а горизонтальном положении с наклоном до IS (угол наклона витка подвижной катушки), возможно использование и гладкостенных тепловых трубок с большим заполнением, хотя эффективность их ниже, чем у трубок с капиллярами. Для достижения оптимальных харакристик вибратора достаточно двух сварен-, ных встык тепловых трубок, однако длина намотки подвижной катушки может быть увеличена за счет возможности последовательного соединения тепловых трубок. Например, если обмотка вьтолнена двумя сваренными встык тепловыми трубками, то се вьшоды могут быть вынолнены двумя другими тепловыми трубками, соединенными с обмотксй последовательно. Вибратор работает следующим образом. При подаче переменного напряжения на концы 9 и 1О подвижной катушки 5 последняя начинает перемещаться в копь- цевом зазора 3 магннтопровода 1 в вертикальном направлении, при этом в обмотке вьщеляется тепло. Под действием тепла теплоноситель, находящийся в тепловых трубках 7 и 8, испаряется. Образующиеся пары поступают в концы 9 и 10 в зону низкой температуры и там кондеисируются, при этом теплота парообразования передается проточной воде, протекающей в открытом контуре. Образующийся конденсат по капиллярам, расположенным внутри трубок 7 и 8, попадает в зону вьгсокой температуры (в зону обмотки катушки 5) и вновь испаряется, обеспечивая интенсивное охлаждение подвижной катушки 5. Изобретение позволяет при упрощении конструкции улучшить отвод тепла от подвижной катушки за счет того, что скрьггая теплота преобразования в тепловой трубке на порядок вьшхе теплоемкости ахлаждающей водьи Теплоотвод позволяет увеличить плотность протекающего по катушке тока, а следовательно, при тех же габаритах повысить толкающую сипу вибратора, что особенно важно при ссхзДании мощиык вибраторов шш испытания крупногабаритных объектов техники на вибропрочность и виброустойчивость.

Формула изобретения

Электродинамический вибратор, содержащий магнитопровод, в кольцевом зазоре которого размещена подвижная

катушка с обмоткой, выполненной из трубки, и открытый контур охлаждения, отличающийся тем, что с цепью упрощения конструкпиги и повышения толкающей силы вибратора путем уве

личения эффективности охлаждения подвижной катушки, обмотка подвижной катушки состоит, по крайней мере, из двул тепловых трубок, одни закрытые концы которых соединены между собой встык, а другие выведены в открытый контур

охлаждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 389843, кл. В 06 В 1/04, 1970.

2.. Авторское свидетельство СССР № 183978, кл. В 06 В 1/О4, 1964,

3. Вибростендьи Под ред. Л.Н. БурагоЛ., ЛДНТП, 1960, с. J-ll.