Вибратор Советский патент 1982 года по МПК B06B1/18 G01M7/00 

(54) ВИБРАТОР

Изобретение относится к вибрационной технике и касается испытаний наземных и заглубленных элементов крупногабаритных строительных сооружений на ви рацию, в частности испытаний отдельных агрегатов или узлов оборудования электростанций на сейсмостойкость. Для испытания указанных элементов необходимо иметь мощный компактный вибратор, воспроизводящий заданный затухающий закон сейсмовнброколебанйй. Известен вибратор, содержащий цилиндрический корпус с радиальными сливными отверстиями, размещенный в корпусе поршень с пояском, перекрывающим ра диальные сливные отверстия корпуса, источник давления, связанный с полостью поя торцем поршня 1 . Недостатком известного вибратора является невозможность использования его при высокочастотных колебаниях. Это обусловлено тем, что при малой величине хода поршня и значительной силе вибратора портиень должен быть выполнен в виде тонкого диска большого диаметра, в котором невозможно выполнить распределительные каналы и проточки. Кроме того, известный вибратор не позволяет использовать в качестве рабочей среды жщкость.. Все это сужает область применения вибратора и его функциональные возможности. Цель - расширение области применения вибратора. Указанная цель достигается тем, что в вибраторе, содержащем цилиндрический корпус со сливными радиальными отверстиями, размещенный в корпусе порьшенЬ: с пояском, перекрывающим сливные радиальные отверстия корпуса, и источник давления, связанный с полостью под торцем поршня, в корпусе установлены две поперечные перегородки с центральными осевыми отверстиями, а поршень помещен между перегородками, выполнен со сквозным центральным каналом и двумя полыми хвостовиками, имеющими фланцы, входящие в соответствуюшие отверстия поперечных перегородок. На чертеже изображен вибратор, разрез. Вибратор содержит цилиндрический корпус 1 со сливными радиальными отверстиями 2. В корпусе размешен пор шень 3 с пояском 4, взаимодействующим со сливными радиальными отверстиями 2, Источник давления в виде порохового аккумулятора 5 давления уста« новлен в днище корпуса 1 и связан с полостыо 6 под торцем пориня 3 с помощью мембраны-порщня 7, отделяющей газовую полость 8 от жидкостной полости 6 В корпусе 1 установлены две поперечные перегородки 9 и 10 с центральными осе выми отверстиями 11 и 12. Поршень 3 помещен между поперечными перегородками 9 и Ю и снабжен двумя полыми хвостовиками 13 и 14 с фланцами 15 и ,16, входящими в соответстБу ащие отверстия 11 к 12 поперечных перегородок 9 и Ю. В указанные отверстия 11 и 12 могут быть вставлены втулки, с которыми будут взаимодействовать фланцы 15 и 16 хвостовиков 13 и 14 поршня 3, В поршне 3 выполнен сквозной центральный клапан 17. Между корпусом 1; поперечными перегородками 9 и 10 и поршнем 3 образованы полости 18, 19, 20 и6. Вибратор работает следующим o6f«- зом. Перед началом работы корпус 1 запол няют жидкостью. При срабатывании порю- хового аккумулятора 5 давления образующиеся в полости 8 газы воздействуют че рез мембрану-поршень 7 на жидкость в полости 6. Если поясок 4 порщня 3 сдви нут влево относительно осей радиальных отверстий 2 в корпусе 1, между пояс1 ом 4 и радиальными отверстиями 2 образуется зазор а , а между фланцем 15 и поперечной перегородкой 10 - зазор б . Из полости 6 давление жидкости по кангшу 17 передается в полость 18, а затем через зазор 5 - в полость 19. Под воздействием давления Р поршень 3 начнет перемещаться вправо, сжимая жидкость в полости. 20, которая через зазор а сливных радиальных отверстий 2 вытекает из корпуса в емкость (не показана Вследствие разности давлений в полостях 19 и 2О на перегородку 1О будет действовать избыточное давление АР Р - R и корпус 1 вибратора вместе с прикрепленным к «ему испытываемым объектом начнет перемещаться влево.: В то время, когда зазор ct полностью перекроется, 96 7 закроется и зазор 6, а зазор в между фланцем 16 и перегородкой 9 откроется. При дальнейщем движении поршня 3 по лость 19 будет соединена со сливными радиальными отверстиями 2 и емкостью и давление ) R, сначала сравняется с давлением Р„ а затем давление Р станет больше давления Р и поршень 3 начнет перемещаться в противоположную сторону. 8это время на поперэ-шую перегородку 9будет действовать избыточное давление P.J РП од действием этого избыточного давления корпус 1 вибратора вместе с прикрепленным к нему объ- ектом начнет перемешаться вправо, затем процесс работы вибратора повторится. Таким образом в процессе гибсты вибратора циклы перемешеннй поршни 3 и вправо будут повторяться. Бслед стциэ переменного перэьлешенйя корпуса 1 испытываемый C&t&KT вместе с вибратором будет подБОргатьсЕ колебательно- iviy движению , При этом, поскольку давление в корпусе 1 в процессе работы все. время будет уменьшаться, колебания вибратора, а следовательно, и испытуемого объекта будут затухающими. Д искре мент зат)тсания колебаний виб ратора зависит от величины свободного начального объема полости 8, свободных объемов полостей 6, 18, 19 и 20, расхода жидкости через канал 17 и зазоров а , б , в и трения между подвижными элементами вибратора/ Амплитуда колебаний определяется величиной давления в полости 8 и расходом жидкости через зазоры, а частота колебаний - расходом жидкости через зазоры, величиной площади отверстий в корпусе и величиной хода пордня. Форма колебаний будет зависеть от формы отверстий 2 корпуса 1. Следовательно, изменяя величину дав- дения в корпусе 1 (Р) свободные объемы полостей 8, 6,18-2О, площадь зазоров а, 5, В , а также форму отверстий на корпусе можно в широких пределах изме нять частоту, амплитуду, а также форму и дискремент затухания вынужденных колебаний вибратора, а следовательно, и испытуемого, объекта. Если в вибраторе полости 6, 18-2О не заполнять жидкостью, то получится газовьй вибратор. В этом случае ход поршня вибратора увеличится, а частота колебаний уменьшится. Таким образом, вибратор может быть использован в качестве источника энергии для получения знакопеременной возмущающей силы при воспроизведении вибрационного воздействия испытыбаемого объекта. При этом вибратор может быть выполнен как гиирогазовым, так и газовым. Вибратор может использоваться, как в виде силового привода специального вибростенда, так и в виде отдельного силового элемента, непосредственно присоединенного к испытыЕ1аемому объекту, вибрирующему совместно с вибратором. Формула изобретени Вибратор, содержащий цилиндрический корпус со сливными радиальными отверстнями, размещенный в корпусе подвижны поршень с пояском, перекрывающим сливные радиальные отверстия корпуса, и . Г а у г точник давления, связанный с полостью под торием поршня, отличаюшийс я тем, что, с целью расширения области применения, в корпусе установлены две поперечные перегородки с центральными осевыма отверстиями, а порщень помещен между перегородками, выполнен со сквозным центральным каналом и двумя полыми хвостовиками, вме ющими фланцы, входяшле в соответствующие центральные осевые отверстия поперечных -перегородок. Источники инфор ации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР № 598659, кл. В Об В 1/18, 1976 (прототип). 1VL/L .УЧч ХуУЧЧУХУчУ l s c x VчYч FXSXsNSXVOsS: Г л