Пневматический вибровозбудитель

Пневматический вибровозбудитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: в вихревой камере с тангенциальными питающими соплами размещен с возможностью перемещения от действия сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием, сообщающимся с расточкой на его торце. Радиальные каналы соединены с расточкой на торце бегунка через центральное отверстие и с полостью вихревой камеры. В одной полости с радиальными каналами сопла в центральном отверстии с осевым зазором размещен эластичный трубчатый элемент, перекрывающий каналы. Минимальное расстояние от внутренней стенки камеры до периферийного среза каналов составляет 0,15-0,4 диаметра сопел. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 06 B 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ll4RL.„., К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 ! (ф 0

М

|о

10 (21) 4939807/29 (22) 30.05.91

946) 23.01.93. Бюл. ¹ 3 (71) Производственное объединение "Воткинский завод" (72) Б.А.Сентяков, P.М.Бакиров, А.И.Шаранов и С, В. Климов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1513255, кл. F 15 В 21/12, 1989.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1489846, кл. В 06 В 1/18, 1987. (54) П Н Е В М А Т И Ч Е С К И Й В И Б P О В О 3 Б УДИТЕЛЬ (57) Сущность изобретения: в вихревой камере с тангенциальными питающими соплаИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве источника вибрации в различных технических устройствах, например в строительных вибраторах для уплотнения бетонных смесей, в качестве привода абразивного инструмента с планетарным движением, в вибрационных транспортерах.

Пневматические вибровозбудители имеют ряд преимуществ перед аналогичными устройствами, использующими электрическую энергию, Наиболее важными являются простота конструкции и безопасность в эксплуатации, Актуальной задачей является повышение коэффициента полезного действия таких устройств, что в конечном счете приводит к экономии энергии сжатого воздуха.

Например, известен пневматический вибровозбудитель (вибратор) по а.с. ¹ 1513255, содержащий вихревую камеру с тангенциальными соплами, одно из которых служит.Ы/ 1789299 А1 ми размещен с возможностью перемещения от действия сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием, сообщающимся с расточкой на его торце. Радиальные каналы соединены с расточкой на торце бегунка через центральное отверстие и с полостью вихревой камеры. В одной полости с радиальными каналами сопла в центральном отверстии с осевым зазором размещен эластичный трубчатый элемент, перекрывающий каналы. Минимальное расстояние от внутренней стенки камеры до периферийного среза каналов составляет 0,15-0,4 диаметра сопел. 3 ил. для подвода сжатого воздуха, а также размещенный в вихревой камере бегунок в виде дебалансного ротора. Недостатком устройства является низкий коэффициент полезного действия обусловленный потерями энергии на трение бегунка о стенки вихревой камеры и на его оси.

Наиболее близким к изобретению по технической сути является пневматический вибровозбудитель по а.с, N 1489846, содержащий вихревую камеру с тангенциальными питающими соплами и размещенный в ней с возможностью перемещения отдействия сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием и расточкой на его торце, а также дополнительные впускные каналы, сообщающиеся с расточкой на торце бегунка.

Недостатком известного устройства является стационарный в осевом направлении контакт бегунка со стенкой вихревой камеры, приводящий к потерям энергии на трение качения, а также недостаточно

1789299

30

45 эффективное использование энергии вихревого потока воздуха в камере, что сни>кает коэффициент полезного действия устройства.

Целью изобретения является снижение потерь энергии на трение и повышение коэффициента полезного действия пневматического вибровозбудителя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пневматическом вибровозбудителе, содержащем вихревую камеру 1 с тангенциальными питающими соплами 2 и размещенный в ней с возможностью перемещения от действия сжатого воздуха бегунок 3 с центральным отверстием 4, сообщающимся с расточкой 5 на его торце, расточка 5 на торце бегунка 3 через центральное отверстие 4 соединена радиальными каналами 6, расположенными в одной плоскости с тангенциальными питающими соплами 2, с полостью 7 вихревой камеры 1, что позволяет наиболее полно использовать энергию вихревогО потока воздуха в камере для создания воздушной подушки между дном вихревой камеры и торцем бегунка 3, и следовательно повысить коэффициент полезного действия устройства, причем в центральном отверстии 4 с осевым зазором размещен эластичный трубчатый элемент 8 перекрывающий радиальные каналы 6, что обеспечивая пульсацию давления в центральном отверстии 4 и расточке 5 приводит к вибрации бегунка 3 в осевом направлении уменьшая таким образом потери энергии на трение, а минимальное расстояние от внутренней стенки вихревой камеры 1 до периферийного среза 9 радиальных каналов 6 составляет 0,15 — 0,4 диаметра тангенциальных сопл 2, что при неизменном расходе с>катого воздуха увеличивает частоту вращения бегунка 3, а следовательно повышает коэффициент полезного действия пневматического вибровозбудителя.

При оценке соответствия новых признаков заявляемого пневматического вибровозбудителя критерию "существенные отличия" по доступным авторам и заявителю информационным йсточникам в известных технических решениях признаков, сходных с заявляемыми, обнаружить не удалось. На фиг. 1 и 2"йоказана схема предлага- емого варианта пневматического вибровозбудителя, на фиг. 3 — экспериментальные зависимости частоты вращения бегунка вокруг своей оси от минимального расстояния от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов .

Пневматический вибровозбудитель содер>кит вихревую камеру 1 с тангенциальными соплами 2 и размещенный в ней с возможностью кругового и осевого перемещения от действия сжатого воздуха бегунок

3 с центральным отверстием 4, сообщающимся с расточкой 5 на его торце, Вихревая камера закрыта крышкой 10 с выхлопным отверстием 11 сообщающимся с полостью камеры 7. Расточка 5 на торце бегунка 3 через центральное отверстие 4 соединена радиальными каналами 6, расположенными в одной плоскости с тангенциальными питающими соплами 2, с полостью 7 вихревой камеры. B центральном отверстии 4 бегунка

3 с осевым зазором размещей эластичный трубчатый элемент 8, перекрывающий радиальные каналы 6. Минимальное рассто- . яние от внутренней стенки вихревой камеры 1 до периферийного среза 9 радиальных каналов 6 составляет 0,15 — 0,4 диаметра тангенциальных сопл 2.

Пневматический вибровозбудитель работает следующим образом.

Сжатый воздух давлением P через тангенциальные питающие сопла 2 поступает в полость 7 вихревой камеры 1 и создает в ней вихревой вращающийся поток. Выход воздуха в атмосферу происходит через выхлопное отверстие 11 в крышке 10. Действуя на бегунок 3, вихревой поток создает на его поверхности в зоне П повышенное давление воздуха, а в зоне Н вЂ” разрежение.

Вследствие разности давлений воздуха бегунок получает движение обката по внутренней стенке вихревой камеры в направлении тангенциальных сопл и вращение вокруг своей оси с частотой о . Сжатый воздух, действуя в зоне П через один из радиальных каналов 6 на эластичный трубчатый элемент

8, деформирует его и таким образом указанная зона повышенного давления П сообщается через центральное отверстие 4 с расточкой на торце бегунка, вследствие чего между бегунком и дном вихревой камеры создается воздушная подушка, уменьшающая практически до нуля силу трения в зоне их контакта, Как показал эксперимент, давление на поверхности бегунка распределено неравномерно — пик максимального повышенного давления в зоне П расположен под углом P = 60-90 град (фиг. 2), поэтому при движении бегунка 3 давление воздуха в центральном отверстии, а следовательно и в расточке 5, пульсирует с частотой, близкой к частоте вращения бегунка 3 вокруг своей оси. Вследствие этого бегунок

3 приобретает непрерывное возвратно-поступательное движение в осевом направленйи, что приводит к уменьшению потерь энергии на трение качения его по внутренней

1789299

30 стенке вихревой камеры 1. Установлено также, что давление на поверхности бегунка 3 неравномерно распределено и по его высоте. Наибольшего значения давление достигает в плоскости расположения тан- 5 генциальных питающих сопл, поэтому выполнение радиальных каналов 6 именно в плоскости расположения тангенциальных питающих сопл 2 позволяет наиболее эффективно использовать энергию вихревого потока. 10

Основными техническими характеристиками пневматического вибровозбудителя являются амплитуда и частот генерируемых механических колебаний. Частота вибрации определяется частотой вращения бегунка 3 15 вокруг оси вихревой камеры 1 и через диаметральные размеры бегунка и вихревой камеры однозначно связана С частотой а вращения бегунка 3 вокруг своей оси, Опытным путем установлено, что макси- 20 мального значения частота вращения бегунка 3 вокруг своей оси достигает при соотношении минимального расстояния от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов 6 к 25 диаметрутангенциальных сопл 2 в пределах от 0,15 до 0,4, что подтверждается графиками, показанными на фиг. 3. На указанное

Формула изобретения

Пневматический вибровозбудитель, содержащий вихревую камеру с тангенциальными питающими соплами и размещенный в ней с возможностью перемещения от действия сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием, сообщающимся с расточкой на еготорце, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью снижения потерь энергии на трение и повышения КПД, он снабжен радиальными каналами, соединенными с расточкой на соотношение не влияет количество тангенциальных сопл 2, выполненных в вихревой камере, и оно справедливо для реальных производственных условий машиностроительного производства расходов сжатого воздуха, определяемых расчетным давлением воздуха 0,4 МПа (4 кГ/см ) при диаметрах тангенциальных сопл от 1 до 4 мм. Сравнительные испытания предлагаемого пневматического вибровозбудителя с аналогичным, имеющим идентичные размеры вихревой камеры и бегунка, одинаковый расход воздуха, йо не имеющего указанных выше признаков изобретения, показали увеличение амплитуды и частоты. вибрации на 15%, Таким образом, предлагаемый пневматический вибровозбудитель имеет меньшие потери на трение в зоне контакта бегунка с внутренней стенкой вихревой камеры и более высокий коэффициент полезного действия вследствие более рационального использования энергии вихревого потока, что подтверждается увеличением амплитуды и частоты вибрации. Его практическое применение позволит экономичнее использовать энергию сжатого воздуха, торце бегунка через центральное отверстие и с полостью вихревой камеры, и расположенными в одной плоскости с радиальными каналами, тангенциальными питающими соплами, причем в центральном отверстии с осевым зазором размещен эластичный трубчатый элемент, перекрывающий радиальные каналы, а минимальное расстояние от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов

- составляет 0,15 — 0,4 диаметра тангенциальных сопл.

1789299 ще 2

015... 0Ф

Зона раиионального

gj 02 03 Р

4ьГ.У

Составитель А,Кабакова

Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Редактор Т,Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 316 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5