Генератор упругих колебаний Советский патент 1982 года по МПК G01V1/14 

(5) ГЕНЕРАТОР УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ

1

Изобретение относится к вибрационной технике, может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства для возбуждения направленных механических колебаний и, в частности, для вибрационной сейсморазведки полезных ископаемых.

Известны генераторы упругих колебаний (вибраторы}, в которых в качестве возбудителей колебаний используются электрические двигатели вращательного или возвратно-поступательного движения, содержащие упругие элементы, выполненные в. виде эластичных баллонов, заполненных газом. Устройства содержат поршень, опирающийся на упругие элементы. Механическое усилие, развиваемое возбудителем колебаний, передается на поршень и вызывает его колебания, параметры которых (амплитуда, частота и фаза) определяются массой поршня и присоединенных к нему деталей, суммарной жесткостью упругих элементов, а таюхе амплитудой и частотой возмущающей силы, воздействующей на поршень. Передача усилия на поршень осуществляется с помощью специальных конструктивных элементов (штоков, фланцев и тд.) , жестко связывающих между собой поршень и подвижный орган возбудителя колебаний Г1 и 2.

Однако неподвижное соединение поршня с возбудителем колебаний исключает возможность регулирования величины усилия, действующего на поршень , при неизменном режиме работы возбудителя колебаний, что ограничивает функциональные возможности генератора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является генератор упругих колебаний, включающий герметичный корпус с излучающей плитой, возбудитель колебаний, выполненный в виде электрического двигателя возвратно-поступатель3ного движения с соосно расположенными якорем и индуктором, жестко связанным с корпусом, и газо.-жидкостные упругие элементы регулируемой жесткости, расположенные по обе стороны якоря; объемы, занимаемые жидкостью и газом, разделены эластичными перегородками. Якорь двигателя выполняет одновременно и функции поршня. Усилие, развиваемое двигателем, вoздeйctвyeт непосредственно на якорь и через него передается упругим элементам f 3. Недостаток устройства заключаетс в том, что увеличение развиваемого усилия возможно только путем увеличения электрического тока, подаваем го в обмотку возбух дения двигателя т.е. отклонением режима его работы о номинального, что влечет за собой уменьшение коэффициента полезного действия; другой недостаток - затрудненные условия смазки и охлаждение возбудителя колебаний, работающего в среде газа. Цель изобретения - увеличение амплитуды колебаний путем увеличения возмущающей силы, а также улучшение условий см-азки и охлаждения возбудителя колебаний. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе упругих колеб ний , включающем герметичный корпус с излучающей плитой, возбудитель колебаний, выполненный в виде элек трического двигателя возвратно-поступательного движения с соосно рас положенными якорем и индуктором, жестко связанным с корпусом, и газо жидкостные упругие элементы регули руемой жесткости, расположенные по обе стороны якоря, между якорем и упругими газожидкостными элементам по обе стороны от якоря размещены возможностью перемещения поршни, ж КО связанные штоком, проходящим в осевом отверстии якоря, причем про странство между якорем и поршнями заполнено жидкостью. Регулировка силы, действующей на поршень, при неизменной силе, де ствующей на якорь, достигается сменой пар якорь-шток с различными диаметрами штока. Улучшение условий смазки и охлаж дения возбудителя колебаний достига ется за счет того, что надежность, заключенная между якорем и поршням заполняет зазоры междутрущимися поверхностями. На чертеже изображен генератор упругих колебаний разрез. Генератор содериит электрический двигатель возвратно-поступательного движения цилиндрической формы, состоящий из якоря 1 и индуктора 2 с обмоткой возбуждения 3. Индуктор жестко скреплен с герметичным корпусом . Внутри корпуса по обе стороны якоря помещены два поршня 5 жестко связанные штоком 6, проходящим через осевое отверстие в якоре. На якоре и на поршнях укреплены уплотнительные элементы 7 и 8. Полости 9 между якорем и поршнями заполнены жидкостью-. Полости 10 заполнены газом и не сообщаются между собой. Полости 11 заполнены жидкостью. Между газовыми и жидкостными полостями помещены гибкие перегородки 12. Генератор снабжен системой электрического питания двигателя 13 и системой гидравлического питания 14, которая подает жидкость внутрь корпуса через штуцеры 15. Генератор устанавливается на грунт, так что его днище служит излучаюшей плитой. Генератор упругих колебаний работает следующим образом. При протекании электрического тока по обмотке возбуждения 3 на якорь 1 действует, электромагнитная сила, которая через чидкость, заполняющую полости 9 между якорем и поршнями, передается на поршни 5. Из-за практической несжимаемости жидкости сила, действующая на поршни определяется соотношением диаметров поршня и якоря, причем при диаметре поршня, большем диаметра якоря, сила, приложенная к поршню, превышает силу, действующую на якорь. При возвратно-поступательном движении якоря и поршней внутри корпуса газовые полости 10 периодически охимаются и расширяются,передавая механическое усилие на днище генератора и грунту. Для изменения величины развиваемой генератором силы при неизменной электромагнитной силе, возбуждаемой элек трическим двигателем, а конструкции предусмотрена замена пар якорь-шток с различными диаметрами штока 6. Предлагаемый генератор упругих колебаний, позволяет обеспечить эффективное согласование параметров нагрузки с параметрами возбудителя колебаний. При этом с помощью одного и того ие возбудителя колебаний можно добиться режима .наилучшей передачи механической мощности нагрузке при различных нагрузках. Это существенно повышает универсальность вибрационных источников, улучшает УСЛОВИЯ . их унификации. Формула изобретения Генератор упругих колебаний, вклю чающий герметичный корпус с излучающей плитой, возбудитель колебаний, выполненный в виде электрического двигателя возвратно-поступательного движения с соосно расположенными як рем 41 индуктором, жестко связанным с корпусом, и газожидкостные упруги элементы регулируемой ):(есткости, расположенные по обе стороны якоря, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды колебаний путем увеличения возмущающей силы, между якорем и упругими газожидкостными элементами по обе стороны от якоря размещены с возмож ностью перемещения поршни, жестко связанные DTOKOM, проходящим в осевом отверстии якоря, причем пространство между якорем и поршнями заполнено жидкостью. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР Vf , кл. В 06 В 1/0, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 362692, кл. В 28 В 1/08, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2723195/25(019322), кл. .G 01 V 1/1, 1979.