Вибратор Советский патент 1981 года по МПК B06B1/02 

Изобретение относится к вибрацион ной технике и может быть использован для возбуждения рабочих органов почв обрабатывающих машии а также для ин тенсификации различны;: технологических процессов. Известен пневматический шариковый вибратор, состоящий из обоймы с внут ренней беговой дорожкой и шарика Однако в зтом вибраторе ограничена амплитуда колебаний. : Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вибратор, содержаиций металлическую кольцевую обойму с плоскими кр1лвками, в которой находятся шарик и источник сжатого воздуха 2 j. Однако в известном вибраторе невозможна регулировка амплитуды колебаний в сторону увеличения, что ограничивает его возможности. Цель изобретения - расширение функцио1гапьных возможностей и повышение эффективности вибратора за счет оперативного изменения амплитуды возбуждаемых колебаний. Поставленная цель достигается тем, что в устройствовведен постоянный электромагнит и источник постоянного высоковольтного напряжения, подключенный к обойме, расположенной меж ду полюсами электромагнита, причем крьпки обоймы выполнены из электроизоляционного материала. .На фиг. I изображен вибратор, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - вариант регулирования возбуждаемых колебаний в сторо ну уменьшения; на фиг. 4 - то же, в сторону увеличения. Вибратор состоит из кольцевой обоймы I, по внутренней дорожке кото- рой перемещается стальной шарик 2 под воздействием потока воздуха (газа) , выходящего по каналу 3 входного патрубка 4. Обойма I соединена с волноводом 5, служащим для передачи колебаний от обоймы к металлококструкции рабочего органа почвообрабатывающей машины или технологического аппарата 6. Для исключения возможног выпадания шарика в процессе работы обойма I с двух сторон закрывается крышками 7, выполненными из текстоли та, гетинакса или другого изоляционг кого материала. С двух сторон от плоскости обоймы размещен электромагнит 8, подключенный к регулируемому источнику 9 постоянноготока и служащий Для создания магнитного поля, перпендикулярного плоскости обоймы (или плоскости, в которой вращается шарик). Обойма подключает ся через волновод к источнику высоковольтного напряжения (например к минусовому полюсу), создаваемого вы соковольтным выпрямителем 10, а воз душной магистралью соединена с исто ником 11 сжатого воздуха. Вибратор работает следующим обра зом . При подключении источника 11 сж того воздуха i к входному патрубку 4. сжатый воздух ао каналу 3 (по касательной) поступает во внутреннюю полость обоймы и приводит во вращение стальной шарик 2, доторый примерно через 3-5 с начинаэт вращаться со скоростыо соизмеримой со скоростью истечени:я воздуха из канала 310 м/с), и за счет центро бежных сил инерции в обойме } воз- никают колебания (вибрации), которые при помощи волновода 5 передают ся на рабочий орган почвсобрабатывающей машины или металлрконструкт и технологического аппарата 6. Величи на центробежных сил инерции определяется из следующего- соотношения FU, где F, - величина центробежной сил «5 m - масса шарика, кг; V - линейная скорость вращения, м/с; R - радиус обоймы, м. Как видно из приведенной формулы центробежную силу практически невоз можно изменять в сторону увеличения так как критическая скорость истечения воздуха не может быть больше 310 м/с для обычных сопл (и 1200 м 1дя расширяющихся). Изменять центр бежную силу в сторону уменьшения можно расходом воздуха (следователь но, будет -уменьшаться скорость вращения), однако имеются технические трудности при необходимости оперативного уменьшения скорости, а следовательно, и амплитуды колебаний.Кроме того, при этом не удается сохранять частоту возбуждаемых колебаний в заданных интервалах. При включении регулируемого источника 9 постоянного тока и высоковольтного выпрямителя 10 можно в широких пределах изменять величину центробежной силы как в сторону ее увеличения, так и в сторону уменьшения при сохранении неизменной частоты возбуждаемых колебаний за счет того, что при движении заряженного материального тела (шарика) в магнитном поле, перпендикулярном направлению движения на шарик, действует сила Лоренца, которая совпадает по направлению с центробежной и определяется из следующего соотношения eV,, где Гд - сила Лоренца; 8 - заряд шарика; V - скорость движгения шарика; магнитная постоянная среды, в которой двигается шарик; Н - напряженность магнитного поля. При этом выбором направления магнитного силового поля и заряда шарика сила Лоренца может быть направлена в ту же сторону, что и центробежная сила, а может быть направлена в сторону, противоположную центробежной. В первом случае сила Лоренца и центробежная суммируются, что Приводит к увеличению амплитуДы колебаний без изменения частоты, так как сила Лоренца изменяет только направление скорости движения шарика, не изменяя самой величины этой скорости. Во втором случае сила Лоренца уменьшает центробежную силу, что. приводит к уменьшению общей силы действующей на шарик, а следовательно, и амплитуды колебаний. Направление магнитного поля и его величину можно изменять, меняя направление и величину постоянного тока в обмотке электромагнита, а заряд шарика-меняя знак и величину высокого напряжения на обойме, с которой контактирует шарик. На фиг. 3 стрелкой указан путь движения шарика, а крестиками-выбран-. нов направление магнитных силовых линий (от нас). Согласно правилу Лоренца для определения силы действия магнитного поля на шарик (в данном случае,он заряжен отрицательно, так как подсоединен к отрицательному полюсу источника высоковольтного выпрямителя) помещаем левую руку так, чтобы магнитные силовые линии входили в ладонь,отогчутые четьфе пальца локаэьтали путь движения тока (раз заряд отрицателен, то путь тока будет противоположен направлению дви жения шарика), тогда отогнутый большой палец и будет показьшать направление действия силы Лоренца. Таким образом, изменяя величину напряженности магнитного поля (или величину .заряда шарика) можно уменьшить центр бежную силу, а следовательно, и амгшитуду возбуждаемых колебаний до лю бого требуемого значения. Увеличение амплитуды возбуждаемых колебаний (фиг. 4) достигается изменением направления магнитных силовых линий (они идут к нам и показаны точками) и сила Лоренца в данном случае всег да совпадает с центробежной силой. Увеличивая напряженность магнитного поля или напряжение источника питания, можно увеличивать центробежную силу, действующую со стороны шарика на обоймууТак как центробежная сила и сила Лоренца суммируются. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет оперативно (измене нием величины тока в электромагните кли величины электрического напряжения на обойме) в широких пределах из менять амплитуду возбуждаемых коле-, баний, что позволяет существенно рас ширить диапазон практического использования вибратораi В частности, вибратор можно применять для возбуждения колебаний в металлоконструкциях корпусов судов, для целей дегазации жидкого металла и т.д. Простота конструкции и высокая надежность в работе позволяют использовать вибратор во многих отраслях народного хозяйства.Формула изобретения Вибратор, содержащий металлическую кольцевую обойму, с плоскими крьшками, в которой находятся шарик и источ1|ик сжатого воздуха, о т личающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьш1ения эффективности вибратора за счет оперативного изменения амплитуды возбуждаемых колебаний, в него введен постоянный электромагнит и источник постоянного высоковольтного напряжения, подключенный к обойме, расположенной между полюсами электромагнита, при этом крьш1ки обоймы выполнены из электроизоляционного материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство GCCP № 480898, кл. В 06 В 1/02, 1973. 2.Патент Франции № 1587902, кл. В 06 В 1/02, 1972.

5 7

yp 7

. r

Риг.г

ut,