Вибратор Советский патент 1982 года по МПК B06B1/00 

(54) ВИБРАТОР

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано в i молотах, прессах, вибраторах, в устройствах для уплотнения грунтов и забивки : свай, падроакуо нке, сейсморазвещсе, в океанологических исследованиях, в звуковых источниках в широком диапазоне частот и амплитуд. Известны вибрато ры, содержащие корпу систему питания и управления, газовую камеру, праявод, шток которого непосреоственно связан с вибрирующей, излучающей плитой ll . Недостаткслл известных устройств 5% ляется низкий коэффициент полезного действия при-изменении частоты следования импульсов, так как састема стано вится не резонансной. Наиболее близким к преолагаемому изобретению по техническому решению является вибратор, содержащий камеру переменного объема, импульсный электро мезсанический двигатель с якорем, излучакш1ую плиту, цепь управления двигатви пем к источник питания 2 . Недостатком его является низкий коэф4шшент полезного действия при изменении частоты следования импульсов, так как система становится н езонанс ной. Цель изобретения - повышаше коэф 41шиента полезного действия вибратора при изменении частоты следования импульсов. Поставленная цепь доешгается тем, что вибратор снабжен пневмомагнитным демпфером и установленным внутри каыеры подпружиненным молотом, разделяют шим ее на две части, щапем часть между siKOpeM и молсггам заполнена жидкоспью, а часть между молотом н Езлучаюшей плитой заполнена газом и соедкнвш через отверстие, выполненное в оси якоря, с демпфером, расноложеиным по пругую сторону якоря. На фаг. 1 -Езображен. предлагаемый гвбратор, продольный разрез; на ftr.2 блок-схема электрических соединений; на фиг, 3 - конструкция якоря привода; на фиг. 4 - электромеханическая схема замещения резонансного вибратора. Вибратор состоит из корпуса 1, элек тромеханического двигателя 2, якорь 3 которого подпружинен с двух торцев пружинами 4 я перемещается по оси в отверстии (трубе) 5, верхний конец кот рой соедашен с пневмомагнитным демпфером 6, имеющим индуктор 7 и заполненный ферромагнитной жидкостью. На другом конце трубы 5 перемещается подпружиненный пружиной 8 молот 9. Второй торец пружины 8 упирается в излучакяцую плиту Ю, эластично закреп ленную сильфоном 11 по периметру к корпусу 1, Между торцами якоря 3 и м лота 9 образована гидродинамическая камера 12, заполненная жидкостью, а между молотом 9 и излучающей плнтой Ю образована газовая камера 13, кото рая заполняется газом через штуцер 14 и эластичный трубопровод 15.Вибратор имеет блок-схему электрических соединений (фиг. 2), где статорная обмотгта двигателя 2 получает питанке от генератора 16 .импульсов тока, а обмотки индуктора 7 от генератора 1 причем режим работы генератора 16 им пульсов тока и генератора 17 сянхрониззярован между собой устройством 18. Для изменений давления газа в газовой камере 13 и дневмо-мапштном демпфере 6 имеется компрессор 19, работа которого синхронизирована с устройством 18, Якорь (фиг. 3) снабжен лласйшамн 2О из лагнитопроводшдего материала (нагфимер тестовой трансформаторной стали), которые даумя стаканами 21 и 22 из легкие сплавов раскреплены к вшитренней поверхности медного коротко замкнутого кольца 23. Эффективность работы вибратора проявляется лри анализе его элекгромехани ческой схемы замещения (. 4). Параметры электрической сэсемы замешения соогветствуют сяедуюншм конCTpjTCTHBHbHvi элементам: L индуктивность, эквивалентная массе подвижного якоря 3 вибратораг , шшукшвность, эквшалентная массе излучающей шшты Ю; Ц - индуктшность, эквивалентная массе молота 9j ij|. шшуктквность, эквивалеятная массе воздуха в телескопической трубе С - емкость, эквивалентная гибкости пружины 8; Cj - емкость, эквивалентная гибкости ферромагнитной жидкости в объеме 12под якорем 3; С - емкость, эквивалентная гибкости ферромагнттюй жидкости в объеме над якорем 3; С - емкость, эквивалентная гибкости эластичного трубопровода 15; Cj- емкость, эквивалентная гибкости воздуха в газовой камере 13 между молотом 9 и плитой 10; Е - электродвижущая сипа (ЭДС) эквивалентная силе, приводящей в движение якорь 3 вибратора. Вибратор работает следующим образом., , По электромеханической схеме замещения расчетным путем определяется нужная резонансная частота копебатель ной системы, давление газа в камере 13, трубе 5 и в эластичном трубопро- воде 15 пзневмомагнитного демпфера 6. С генератора 16 импульсных токов(4мг. 2) на статориую обмотку приводе 2 (фиг. 1 и 2) подается импульсный ток с частотой следованяяв равной частоте собстве паос колебаний всей копе- t батальной системы. Так устанаишвается резонансный режим работы ви:брато5 а. Для подстройки резонансной частоты , вибратора с генератора 17 на индуктор 7 подается ток, магнитное ноле которого, воздействуя на феррс лагнитяу1о жкдкость в районе эластичного трубопровода 15, изменяет ее свойства, влияя этим на гибкость системы. При подаче импульса тока якорь 3, перемещаясь вниз, воздействует на жидкость S г адфодинамБгческой камере 12, которая в свою очередь давит на тореи моетота 9о Молот 9, переминаясь вдоль трубы 5, сжимает пружину 8 и газ 9 ка мере 13, По трубе 5 газ из камерьГ 13устремляется в эластнчкый трубопровод 13 1шечмомапвггного демпфера 6, повышая в нем внутреннее давление газа. Увеличиваясь в объеме, эластичный трубопровод 15 демпфера 6 воздействует через ферромагнитную жидкость на якорь 3 привода 2, помогая ему преодолевать реакцию среды под якорем 3. Молот 9, достигнув упора шиты 1О, передает ей накопленную энергию движешся всей колебательной cncrefvOsi. В исходное положение элементы системы возвращаются под действием 8. Поскольку колебательная сястема лабраеюра работает в резонансном режим то галгребпяемая мощность от сети минимальна. При необходшъ{остя яаален зхас, например увепвчешга частоты спедовання т пупьооа, я поддержания работы копебатепьной системы в резонансном режиме ее собствеярую частоту повышают спедукяшм образом. С ген ютора 17 подается ток большей величины на индуктор 7. Наведенное магнягное попе, во действуя на ерромагаатвую жидвосп в раДове эласпганого орубощхюода 13, увеля аозает ее плотность, увеличивая тем самым и жесткость. Это соответству&г оагаышеиЕЮ собственной резсжансно частоты колебательной системы. Наобо рот, схавкввзиб детпеявя газа в газовой 13 в умеэшоеяие магнитного по ля индуктора 7, понижает собственную резоваясную чеютоту колебательной системы. Работа геаер&горй 1в, питаюшего ярввод 2, н работа генератора 17, шгтдкшего BHiQTKTcp 7, ;Ьи.рониг11И|юваны череэ ycrpolksi-BO 18. Из алевяромеэсанвческой схемы замепшвя .резованаюго вв аатора видно, что плавным язмепввием ivfSaw M С) .мохшо добиться ппавксяч измевевия оо воввов регкжанонов частоты, а также пленного вэм вбнИв грбшиц полосы про- пускашш слсжвой схемы. того, электрическая схема замещения вибратора позволяет получить усилие, развиваемое плитой, а также провесга анализ влияния различных элементов ксжструшии на величину этого усзвшя и на нужные резонансные частоты. Формула изобретения , соде псаигай камеру переметшого объема, импутхьсный электромеханический даигатель с якорем, кэлучакь. щую плиту, иель управления двигател л И источник питания, отличающий с я тем, что, с целью повышения коэффвциешга полезного действия при изменении частоты слеяосания импутплов, он снабжен пневмомагнитным демпфером с яздуктором, и устансжленным внутри камеры подгфухяненным молотом, разде лившим ее на две части, причем часть меэкду яворем и молотом заполнена жидкостью, а часть между молотом и взпучаюшей пляпгой запопнвна газом, и соединена , выполненное в ося якоря, с демпфером, расположенным по фугую сторону якоря. Источники информации, принятые во внимание щяс экспертвэе 1.Патеиг СЗИА ttt 1245979, BUQOl V 1/14, 1971. 2.Авто1)ское сЕащетапьство СХХР N( 514257, 101. G01V 1/ОО, 1978.

ЙLI

5 Lf