Электродинамический генераторМЕХАНичЕСКиХ КОлЕбАНий ВжидКОСТи Советский патент 1981 года по МПК B06B1/00 

(54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИП ГЕНЕРАТОР МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике, связанной с генерацией механических колебаний, а именно к электродинамическим генераторам механических колебаний в жидкости, и может быть использовано для интенсификации тепломассообменных процессов в химической и смежных отраслях промыш- Ленности, а также может быть использовано в качестве инструмента для выполнения технологических ма&мностроительных операций, использующих обработку материалов давлением. Известен электродинамический генератор механических колебаний в жид кости , содержапшй многовитковый индуктор и подвижную мембрану l, Недостатками генератора являются малый КПД и невысокая надежность а также невозможность применения мн говиткового генератора одновременно в большом количестве при их питании от одного накопителя энергии ге нератора импульсных токов, потсмлу что из-за большой их индуктивности возникают слишком значительные поте ри энергии. А для интенсификации, н пример, тепломассообменных процессо в крупнотоннажном химическом оборудовании необходимо как раз одновременное использоваЙИе нескольких десятков генераторов механических колебаний в жидкости. Наиболее близким по технической сущности является электродинамический генератор механических колебаний в жидкости, содержащий токопроводящие подвижный диск и неподвижную часть, которая подключена к токопроводу. Неподвижная часть в виде дис.а и подвижный диск расположены параллельно друг другу без взаимного касания и соединены между собой упругой электропроводной связью так, что образуют один виток индуктора 2. Однако у одновиткового генератора также невысокий КПД вследствие незначительного осевого перемещения подвижного диска и плохой электрической согласованности витка с разрядным контуром генератора импульсных токов. Кроме того, надежность такого электродинамического генератора неудовлетворительна, поскольку упругая связь между дисками подвергается многократной деформации изгиба и растяжению-сжатию. Цель изобретения - повышение КПД и надежности электродинамического

генератора механических колебаний в жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что неподвижная часть выполнена, в виде стакана, на дне которого размещен подвижный диск, боковой поверхностью контактирующий со сте.нкой стакана, а по оси стакана укреплен электрически изолированный от его дна электропроводный стержень, проходящий через центр подвижного диска и подключенный к токоподводу.

На чертеже представлен электродинамический генератор механических колебаний в жидкости, продольный разрез.

Генератор содержит неподвижную часть в виде стакана 1 с дном 2 и подвижный диск 3. По оси стакана 1 укреплен электрически изолированный от его дна 2 электропроводный стержень 4, проходтчийчерез центр подвижного диска 3, который отделен от дна 2 диэлектрической прокладкой 5. Неподвижная часть и стержень 4 подключены к токопроводу 6. Подвижный диск 3, имеющий диаметр, равный внутреннему диаметру стакана 1, размещен в нем со скользящей посгщкой. Внутренняя поверхность стенок стакана 1, поверхность осевого стерня 4 и цилиндрическая поверхность диска 3 могут быть покрыты слоем легкоплавкого металла. Диск 3 изготовлен из взрываюкдейся металлической фольги. Энергоблоком для питания генератора механических колебаний в жидкости служит генератор импульсных токов (на чертеже не показан) , который подключают к токопроводу б.

Генератор работает следующим образом.

При разряде емкостного накопителя энергии генератора импульсных токов на генератор механических колебаний в параллельно расположенных и изолированных друг от друга посредством диэлектрической прокладки 5 диске 3 и дне 2 стакана протекают радиальные токи 3 и Зо, одинаковые по величине и противоположные по направлению. Взаимодействие рассматриваемых токов приводит к тому, что между диском 3 и дном 2, составляющими вместе со стенками стакана 1 и осевым стержнем 4 виток индуктора, действуют электродинамические силы отталкивания.

Таким образом, за счет перемещения подвижной части витка-диска 3 в жидкости генерируются механически колебания, в основном ударные волны частота следования и энергии которых определяются параметрами генератора импульсных токов. Кроме того,, взаимодействие тока 3 с магнитным полем токов/ текущих на участке стеки стакана 1 и осевого стержня 4 между диском 3 и дном 2, приводит к возникновению электродинамической силы, сообщакицей дополнительное ускорение подвижной части витка.

Вследствие увеличения, по сравнению с известным, осевого перемещения подвижной части витка-диска 3 из-за разъемного изготовления витка обесQ печено повышение КПД генератора.

Достигнута лучшая электрическая согласованность генератора механических колебаний с разрядным контуром генератора импульсных токов за счет увеличения длины витка в процессе действия генератора.

Благодаря тому, что подвижная и неподвижная части витка связаны посредством скользящего контакта их поверхностей, значительно увеличивается надежность генератора, особенно при генерации мощных импульсов давления с большой частотой их повторения.

Стенки стакана 1 и осевой стержень 4 неподвижной части витка служат для созданий направленного движения подвижной части витка-диска 3 и дляформирования аксиальных токов, в магнитном поле которых диск 3 с током приобретает дополнительное

ускорение.

Имеющийся при скользящей посадке минимальный зазор обеспечивает

хороший электрический контакт между подвижной и неподвижной частями витка при движении диска 3. Покрытие контактирующих поверхностей подвижной и неподвижной частей витка слоем, толщиной порядка 0,1 мм, легкоплавкого металла, например словом, позволяет значительно уменьшить коэффициент трения между частями витка и отказаться от шлифовки контактирующих .поверхностей, так как

В зоне контакта при действии генератора, когда по его витку текут токи до 104 А, меташл плавится. С целью генерации мощных одиночных импульсов давления подвижную часть

Витка-Диска 3 изготовляют из взрывающейся металлической фольги. В этом случае к действующим электродинамическим силам отталкивания добавляется энергия электрического взрыва металлической фольги, 1 зготовленной, .например, из свинца, железа или алюминия. Обратный ход подвижной витка обеспечен действием силы тяжести, отраженных ударных волн и статическим давлением

в аппарате.

Значительно повышена и надежность генератора, который может совершить до нескольких миллионов циклов действия против нескольких тысяч у изае.стных генераторов.

Формула изобретения

Электродинамический генератор механических колебаний в жидкости, содержащий токопроводяцие подвижный диск и неподвижную часть, которая подключена к токоподводу, отличающийся тем, что, с целью повьаиения коэффициента полезного .действия и надежности4 Неподвижная часть выполнена в виде стакана, на дне которого размещен подвижный диск, боковой поверхностью контактирующий со стенкой стакана, а по оси стакана укреплен электрически изолированный от его дна электропроводный стержень, проходящий через центр подвижного диска и подключенный к токоподводу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с помощью электромагнитных сил сжатия. Отчет по НИР. Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина, 1972, гл. 1, § 1, 3.