Инерционный пульсатор Советский патент 1983 года по МПК F15B21/12 

Изобретение относится к инерционным пульсаторам, которые могут работать как молотки различного назначения, компрессоры, насосы и т.п. с электромагнитным приводом. Известен энерционный пульсатор, содержащий корпус с крышками и электрообмоткой , два ферромагнитных сердечника с плунжерами, установленные в корпусе с возможностью возвратнопоступательного перемещения в протнвофазе, два стержня, установленные в осевых полостях масс и крышках корпуса, причем один из стержней подпру жинен и имеет ограничитель хода, дру гой закреплен в крышке, а плунжеры сердечников установлены восевой полости мисс Cl . Недостатками известного пульсатора являются отсутствие возможности обращать часть тепловых потерь, вьвде ляющихся в электрообмотке -и в ферромагнитных сердечниках в полезную работу, также отсутствие системы охлазвден 1я электрообмотки и ферромагнитных сердечников, что снижает надежность и долговечность устройства. Кроме того, в известном устройстве невозможно осуществить синхронную работу масс. Цель изобретения - эффективности работы пульсатора. Поставленная цель достигается тем что пульсатор снабжен герметичной полостью, а массы - дополнительной кольцевой полостью, сообщенной с . герметичной полостью посредством каналов, выполненных в плунжерах сердечников. .. . Кроме того, пульсатор снабжен охлаждающим- устройством и компенсирующей емкостью, а герметичная полость заполнена теплоносителем и расположена между сердечниками с возможностью сообщения с охлаждающим устройством и компенсирующей емкостью. При этом стержни выполнены ступент чатыми, дополнительная кольцевая полость образована внутренней поверхностью массы и большой ступенью стерж-. ня, а охлаждающее устройство вьшолнено в виде сквозных вертикальных каналов, выполненных.в массах,и полости, образованной поверхностью корпуса и электрообмоткой и сообщенной с герметичной полостью и компенсирукицей емкостью, причем отношение площади сечения сердечника к площади дополнительной кольцевой полости раа.но отношению площади сечения плунжеpa к разности плсададей сечения плунжера и стержня.

Также плунжеры выполнены ступенчатыми, а дополнительная кольцевая полость образована внутренней поверхвестью массы и меньшей ступенью плун-j жера. Герметичная полость выполнена с возможностью-периодического сообщения с охлаждакядим устройством и дополнительной кольцевой полостью, а объем дополнительной кольцевой полости больше объема герметичной полости на величину теплового расширения теплоносителя. Кроме того, пульсатор снабжен.што ком, установленным в осевых каналах выполненных в сердечнике, и глухих расточках, выполненных в плунжерах,, и уплотненным относительно плунжеров, а герметичная полость образована торцом штока и поверхностью плунн жера, причем, отношение площади сечения дополнительной кольцевой полости к площади сечения штока равно отно-шению разности площадей сечения плунжера и стержня к площади сечения стержня. На фиг. 1 представлен инерционный пульсатор, герметичная полость которого выполнена с возможностью периодического сообщения с охлаждающим устройством и дополнительной кольцевой полостью; на фиг. 2 - то же, с охлаждающим устройством; на фиг. 3 то же, с синхронизацией работы масс. Инерционный пульсатор содержит корпус 1 с крьниками 2 и электрообмот кой 3 ферромагнитные сердечники 4 и 5, два стержня 6 и 7, установленные в осевых полостях 8 и 9 масс 10 и 11 Стержень б закреплен в крышке 2 при помощи гайки 12 с возможностью ограниченного перемещения и снабжен пружиной 13 и ограничителем 14 хода. Стержень 7 закреплен в крышке 2 непо вижно. Сердечники 4 и 5 снабжены плунжерами 15 и 16, установленными в полостях 8 и 9. Пульсатор содержит гер метичную полость 17 и дополнительные кольцевые полости 18 и 19, сообщенные с ней каналами 20. Пульсаторы (фиг. 1 и 2 ) дополнительно снабжены охлаждающим устройством (не показано) и компенсирующей емкостью 21. Охлаждающее устройство (не показа но ) пульсатора, изображенного на фиг. 1, выполнено в виде холодильника 22, сообщенного каналами 23-26 с клапанами 27 и 28. Пружины 29 и 30 предназначены для возврата масс 10 и.11 в исходное положение. Охлаждающее устройство (не показа но ) пульсатора, изображенного на фиг. 2, выполнено в виде сквозных вертикальных каналов 31 для прохода воздуха полости 32 и каналов 33 и 34.

Пульсатор, изображенный на фиг.З, снабжен штоком 35, для синхронизации работы масс.

Инерционный пульсатор, изображенный, на фиг. 1, работает следующим образом. При подаче тока на электрообмотку 3, сердечники 4 и 5 вместе с плунжерами 15 и 16 начинают д)вигаться навстречу друг другу. При этом в герметичной полости 17 создается давление. Под действием этого давления клапан 28 открывается и теплоноситель, проходя по каналам 23 и 24 электрообмотки 3, поступает в кольцевые полости 18 и 19, заставляя массы 10 и 11 двигаться также навстречу круг другу до соприкосновения сердечников 4 и 5. При этомимпульс удара воздействует на стержень (инструмент ) 7, под действием которого он перемещается и создает в полости 1.9 разряжение, при этом теплоноситель поступает в полость 19 из емкости 21. При обратном ходе цасс 10 и 11 под действием пружин 29 и 30 из полостей 18 и 19 теплоноситель вытесняется через каналы 20, 25 и 26в холодильник 22 и через клапан 27в полость 17. Далее цикл повторяется . Таким образом, в полости 18 и 19 теплоноситель поступает с температурой выше, чем в полость 17., так как он проходит по каналам 23 и 24 электрообмотки 3. Из полости 18 и 19 теплоноситель проходит через холодильник 22 и охлажденный поступает в полость 17. Так как нагретый теплоноситель имеет объем больше, чем охлажденный, а скорость движения масс 10 и 11 з.ависиг от давления и от объема -теплоносителя и работа электромагнита определяется давлением и кЬличеством вытесняемого из полости 17 охлажденного теплоносителя, поэтому на совершение полезной работы - разгона масс 10 и 11 при одном и том же давлении. - объем теплоносителя затрачивается больше, чем сжатие этого объема в полости 17. Таким образом, часть тепловых потерь, выделяющихся в злектрообмотке 3, идет на совершение полезной работы - разгона масс 10 и 11. Инерционный пульсатор, изображенаый на фиг. 2, работает аналогич- , но описанному выше. Различие заключается в том, что стержни 6 и 7 выполнены ступенчато и при движении масс 10 и 11 жидкость из полости 17 переходит в полость 18 и 19 по каналам 20 и 34 в силу того, что отношение площади сечения сердечника (например 4 ) к площади дополнительной кольцевой полости 18 . отношению площади сечения плунжеpa 15 к разности площадей сечения плунжера 15 и стержня 7. Перед соударением плунжеров 15 и 16 питание электрообМотки 3 отключает, и холостой ход масс 10 и 11 осуществляется за счет пружин 29 и 30. Далее цикл повторяется. Жидкость из полости 17, постоянно циркулируя по каналам 20 и 34 и полости 32/передает выделяющееся в электрообмотке 3 и ферромагнитных сердечниках и 5 тепло массам 10 и 11. Охлаждение масс происходит за счет воздушного потока. Компенсирующая.емкость 21 предназначена для устранения разряжения в полости 19 вследствие выдвижения стержня 7 при совершении полезной работы и для изменения объема в полости 17 вследствие теплового расширения жидкости. Пульсатор, изображенный на фиг. 3 работает аналогично описанным выше, однако движение мас,с Юн 11 возможно только при определенном соотношении, а именно необходимо, чтобы отношение площади сечения дополнитвл ной кольцевой полости 19 к площади сечения штока 35 было равно отнсяиению разности площади сечения плунжеров 16 и стержня 7 к площади сечения стержня 7. Аналогично соотноше.ние и для противоположной части,пуль ратора. При таком соотношении указан ных площадей работа пульсатора устой чива и массы 10 и 11 имеют синхронно движение. : Исходя из анализа конструктивных схем инерционных пульсаторов, благодаря синхронной работе масс 10 и 11 можно повысить эффективность, надежность и долговечность работы пульсатора примерно на 20-30%. Формула изобретения 1. Инерционный пульсатор, содер-жиций корпус с крышками и электрообмоткой, два ферромагнитных сердечника с плунжерами, установленных в корпусе с возможностью возвратно-пос тупательного перемещения в противофазе, два стержня, установленных в осевых полостях масс и крышках корпуса, причем один из стержней подпру жинен и имеет ограничитель хода, дру гой закреплен в крышке, а плунжеры сердечников установлены в осевой полости масс, отличающи и -, с я тем, что, с целью повышения эффективности работы, он снабжен гер метичной полостью, а массы - дополнйфельной кольцевой полостью, сообт щенной с герметичной полостью посредством каналов, выполненных в плунжерах средёчников. 2.Пульсатор ПОП.1, отличающийся тем, что он снабжен охлс1ждающим устройством и компенсирующей емкостью, агерметичная полость заполнена теплоносителем и расположена между сердечниками с возможностью сообщения с охлаждгиощим устройством и компенсирующей емкостью. 3.Пульсатор по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что стержни выполнены ступенчатыми, дополнительная кольцевая полость образована внутренней поверхностью массы и большей ступенью стержня, .а охлаждающее устройство выполнено в виде сквозных вертикальных каналов, выполненных в массах, и полости, образованной поверхностью корпуса и электрообмот-. кой и сообщенной с герметич ой полостью и компенсирующей емкостью, причем отношение площади сечения сердечника к площади дополнительной кольцевой полости равно отношению площади сечения плунжера к разности площадей сечения плунжера и стержня. 4.пульсатор по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что плунжеры выполнены ступенчатыми, а допол- нительная кольцевая полость образована внутренней поверхностью массы и меньшей ступенью плунжера. 5.Пульсатор по пп.1, 2 и 4, отличающийся, тем, что герметичная полость выполнена с возможностью периодического сообщения с охлаждгиощим устройством к.дополнительной кольцевой полостью, а объём дополнительной кольцевой полости больше объема герметичной полости на величину теплового расширения теплоносителя., 6.Пульсатор по дп.1 и 4,.о т - . личающийся тем, что он снабжен штоком, установленным в осевых каналах, выполненных в сердечнике, и глухих расточках, выполненных в плунжерах, и уплотненным относительно плунжера, а герметичная полость образована торцом штока и поверхностью плунжера, причем отношение площади сечения дополнительной кольцевой полости к площади сечения штока равно отношению разности.площадей сечения плунжера и стержня к .площади сечения стержня.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2915701/25-06, кл. F 15 В 21/12, 1980.