Генератор упругих колебаний
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОУСК©МУ СВ ОЗЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Реслублик
С 01 Ч 1/155//
В 06 8 1/04 (22) Завалено 050279 (21) 2723195/18-25 с щ1нсоединеннем заявки 89
Государственный кемнтет
СССР па делам нзебретеннй н еткрытн1 (23) Г3рнорнтет
Опубликовано 23.0281. бюллетень Н9 7 (53) УДК 550. .83(088.8) Дата опубликований олмсанмв 07. 03. 81 ! (72) Авторы изобретения
jtit;,-, Я Ц
В.В.Ивашин и С.A.Ñèìêèí!
1м (71) Заявитель
Тольяттинский политехнический институт (54) ГЕНЕРАТОР УПРУГИХ КОЛЕБАНИИ
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 (вибраторы1, в которых в качестве возбудителей колебаний используются электрические двигатели вращательного или возвратно-поступательного движения, содержащие упругие элементы. В одних случаях роль упругих элементов выполняют стальные пру- 15 жины, рессоры, торсионы, резиновые или рамзино-металлические пружины, которые можно объединить одним термином — твердотельные упругие элементы (1) . р
Известны вибраторы, в которых роль упругих элементов выполняют эластичные баллоны, заполненные газом (2).
Однако как твердотельные упругие элементы, так и газовые эластичные оболочки имеют ограниченный срок службы, что обусловлейо усталостными напряжениями, возникающими в них при циклических деформациях в процессе колебаний, Чем больше частота и ам- 30 плитуда возбуждаемых колебаний, тем меньше срок службы упругого элеменТа.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формования изделий из бетонных смесей, представляющее собой генератор механических колебаний и состоящее из возбудителя колебаний и гидроцилиндра. В полости гидроцилиндра размещен поршень, связанный штоком с резонаторной плитой, на которой укреплен возбудитель колебаний; находящийся вне гидроцилиндра. По обе стороны от поршня внутри гидроцилиндра помещены две эластичные пневмокамеры, заполненные газом и связанные с регулятором жесткости. Цилиндр заполнен жидкостью, которая передает механическое усилие от поршня к пневмокамерам. Устройство снабжено регулятором давления жидкости (31.
В известном устройстве возбудитель вибрации и регулируемые упругие элементы (гидроцилиндр с пнев-. мокамерами представляют собой два самостоятельных конструктивных узла. Передача механического усилия от возбудителя колебаний к объекту осуществляется по длинной механи807186 ческой цепи: возбудитель колебаний + резонаторная плита шток поршень гидроцилиндра жидкость е пневмокамеры корпус гидроцилиндра + объект. Наличие штока, проходящего через отверстие в корпусе гидроцилиндра, предполагает наличие подвижного уплотнения, так как жидкость в гидроцклиндре находится под давлением.
Однако коэффициент полезного действия известного устройства ограничем потерями энергии в различных его узлах. К этим потерям отнсятся потери энергии в самом возбудителе колебаний, в подвижном уплотнении штока, в гидравлической паре поршень - цилиндр в пневмокамерах, потери энергии при деформациях реэонаториой плиты„ штока я поршня> при движении жидкости в гидроцилиндре °
Цель иэобретениа - увеличение коэффмциента полезного действия генератора упругих колебаний.
Для достижения указанной цели в генераторе упругих колебаний возбудитель колебаний выполнен в виде электрического двигателя возвратнопоступательного движения, имеющего соосно расположенные.якорь и иидуктор, который помещен внутрь герметичного корпуса. Индуктор жестко скреплен с корпусом а изолированные друг от друга полости в корпусе по обе стороны якоря заполнены жидкостью и газом и выполняют роль упругих элементов.
Жидкость помещена в замкнутыв об-, еыю с эластичными стенками. Эти объеьы могут изменяться при изменении колнчества жидкости в них.
Передача механического усилия от возбудителя колебаний (электрического двигателя возвратно-поступательного движения) к объекту осуществляется по следующей цепи: якорь- гаэожидкостиые упругие элементы корпус + объект. Потери энергии в генераторе складываются иэ потерь эиергии в самом возбудителе колебайий, в пневматической паре якорьиндуктор, в газовых объемах и при деформациях якоря.
На чертеже изображен генератор упф гкх колебаний для сейсморазведки Йволезных ископаемых, разработан. ный на базе заявляемого устройства.
Генератор содержит электрический двигатель возвратно-поступательного движения цилиндрической форьы, состоящий иэ якоря 1 и индуктора 2 с обмоткой 3 возбуждения. Индуктор жестко скреплен с герметичным корпусом 4. На якоре, расположенном внутри индуктора, укреплены уплотнительные элементы 5. Полости б по обе стороны от якоря заполнены газом и не сообщаются между собой.
Полости 7 заполнены жидкостью. Между газовыми и жидкостными полостями помещены гибкие перегородки 8.
Генератор снабжен системой 9 электрического питания двигателя и системой 10 гидравлического питания, которая подает жидкость внутрь корпуса через штуцеры 11.
Генератор устанавливается на грунт так что днище его корпуса служит плитой, излучающей сейсмические волны, Генератор упругих колебаний ра6отает следующим образом.
При подаче электрического питания
4 на обмотку 3 возбуждения якорь 1 под
15 действием электромагнитной силы совершает возвратно-поступательное дви-. жение относительно индуктора 2. При этом периодически сжимаются и расширяются газовые полости 6, переда2О вая механическое усилие корпусу 4.
Корпус также приходит в колебательное движение, при этом его.днище излучает в грунт сейсмические волны, Амплитуда возбуждаемых колебаний зависит от соотношения частоты электромагнитного питания и собственной частоты колебаний генератора. Максимальное значение амплитуды, как известно из теории колебаний, достигается при воспадении этих частот (явление резонанса). Настройка генератора на резонанс осуществляется изменением количества жидкости в полостях 7, что влечет изменение коэффициента жесткости упругих элементов.
При изменении собственной частоты колебаний вибратора изменяется количество жидкости в полостях 7, а гибкие перегородки 8 растягиваются либо сжимаются. 3 циклических коле40 баниях возбуждаемой частоты перегородки ие участвуют, что обусловлено несжимаемостью жидкости. Сама жидкость при этом также не движет- ся относительно корпуса, так как за4 ключена в замкнутый объем, ограниченный перегородкой и корпусом.
Применение электрического двигателя возвратно-поступательного движения цилиндрической конструкции, помещенного в герметичный корпус, :и использование свободных полостей в, корпусе и качестве газо-жидкостных упругих элементов позволяет повысить коэффициент полезного действия генератора упругих колебаний, увелизэ чить долговечность упругих элементов, упростить конструкцию и уменьшить габаритные размеры.
Предлагаемый генератор может быть эф иктивно- использован в технологи4О ческих процессах и системах, требующих оперативных перестроек частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний в достаточно широком диапазоне.
Он позволяет осуществлять такие перестройки без остановки процесса, 807186
Формула изобретения
Составитель Н.Журавлева
Редактор Н.Лазаренко Техред М.Рейвес
Корректор Г.Решетник
Заказ
Тираж
ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, что уменьшает непроизводительные простои оборудования.
На базе заявляемого вибратора могут быть построены системы автоматического регулирования пара метров вибрации по заданному закону.
1. Генератор упругих колебаний, содержащий возбудитель колебаний и газо-жидкостные упругие элементы регулируемой жесткости, о т л и ч а,ю шийся тем, что, с целью уве личения коэффициента полезного действия, возбудитель колебаний выполнен в виде электрического двигателя возвратно-поступательного движения с соосно расположенными якорем и индуктором и помещен внутрь герметичного корпуса, причем индуктор жестко скреплен с корпусом, а полости по обе стороны якоря заполнены газом и жидкостью и выполняют роль упругих элементов.
2. Генератор по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что жидкость помещена в замкнутые объемы с эластичными стенками.
Источники информации, 10 принятые во внимание при экспертизе
1. Хвингия М.B. и Ниношвили Б.Н. .Электромагнитные вибраторы с регулируемой собственной частотой.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 348241,, кл..В 06 В 1/04, 1970 °
3. Авторское свидетельство СССР
Р 362692, кл. В 28 В 1/08, 1970.