CN102840193A

CN102840193A - 一种水压波动激振装置

Info

Publication number: CN102840193A
Application number: CN2012103300884A
Authority: CN
Inventors: 寇子明; 陆春月; 吴娟; 张慧贤; 杨贵生; 师桂明
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2012-09-10
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2032-09-10
Also published as: CN102840193B

Abstract

一种水压波动激振装置是由水压泵站、振动输出装置和水波发生器通过管道连通构成；其水压泵站是水泵进水口连通水箱，水泵出水口一路连通溢流阀及其水箱；另一路连通单向阀、流量控制阀和蓄能器；其振动输出装置是管网两端分别通过横向压缩弹簧和竖向支撑弹簧固定在管网机架上，管网的一端由高压软管连通有流量控制阀，另一端连通由高压软管连通有激振器；其水波发生器是电机带动激振器，并由变频器控制电机的转动频率；在激振器的另一端连通有水箱。本发明结构简单，设计合理，具有实际应用价值。

Description

一种水压波动激振装置

技术领域

本发明涉及一种激振装置，具体地是一种采用水为工作介质，由水压泵站、振动输出装置和水波发生器通过管道连通构成水压波动激振装置的技术方案。

背景技术

现有的大多数振动设备还是依靠惯性激振来实现的，这种振动设备存在着参振质量大，功率能耗大，振动参数不易调节等问题，通过带式传动的惯性激振装置无法实现重载启振，给工业生产带来极大的不便。

由于液压技术具有功率密度大，动力传输和控制方便，易于实现冷却和过载保护的优点，在工程中被大量应用。液压激振设备被广泛应用于凿岩、破碎、夯实、捣固、打桩、钻孔压力加工、筛分等场合。

现有的液压激振有阀控和泵控两种结构，由于阀控激振的振动是依靠阀的快速换向来实现的，因此存在节流损失且频率和振幅相互影响的缺点；而直流泵控是通过液压马达驱动惯性激振器产生振动，因此本质上还是惯性激振。

现有的液压管网式激振，其系统中元件较多，管路连接复杂，且油液在管中往复运动，造成散热条件差，易造成油液温度升高，影响系统性能。而且液压激振技术采用的工作介质均为液压油，液压油对环境有污染且易燃等缺点，在某些场合，如矿井开采、药品制造及食品生产，液压油一旦泄露易发生爆炸事故及污染环境的问题。

发明内容

本发明在惯性激振和液压激振的基础上，对现有激振设备进行改进，采用水为工作介质，提供一种结构简单，低能耗环保、振动参数可调、适应工况较强的水压波动激振装置。

实现上述本发明目的所采取的技术方案是一种水压波动激振装置，包括水压泵站、振动输出装置和水波发生器；其所述水压波动激振装置是由水泵站、振动输出装置和水波发生器通过管道连通构成；其中：

所述水泵站是由水压泵电机带动水压泵，水压泵的进水口连通有水箱、出水口一路连通有溢流阀及水箱；另一路依次连通有单向阀、流量控制阀和蓄能器；

所述振动输出装置是管网的两端分别通过横向压缩弹簧和竖向支撑弹簧固定在管网机架上；管网一端由高压软管连通有蓄能器的管路上，另一端由高压软管连通有激振器端头的管路上；

所述水波发生器是激振电机带动激振器，并由变频器控制激振电机的转动频率；激振器的另一端连通有水箱；

在上述技术方案的基础上，进一步的技术方案如下：

振动输出装置与水波发生器的振动平率是同时产生的。

管网的振幅是由溢流阀和流量控制阀调节控制、振动输出频率是由变频器调节控制。

水波发生器的压力是通过溢流阀调节控制。

通水孔进一步设置为2～4个。

管网是方波弯折管、螺旋型管和并联型管中的一种。

激振器是其本体上设置有轴腔及其轴腔进水口和轴腔出水口与轴腔径向连通；轴腔进水口与管网的出水口通过高压软管连通，轴腔出水口连通水箱，芯轴套置于轴腔中，芯轴径向贯穿设置有至少一个以上的通水孔，并带动芯轴在轴腔中旋转，实现轴腔进水口与轴腔出水口之间连通和切断相互转换。

实现本发明上述随提供的一种水压波动激振装置，与现有技术相比，具有结构简单，使用便捷，能耗低而环保，振动参数可调，适应工况较强的一种激振设备，进一步提高了其实际应用价值及效果，尤其是重量轻，使用方便快捷，受到了使用者的欢迎，是目前用于一般的凿岩、破碎、夯实、捣固、打桩、钻孔、筛分等场合的较佳设备。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是本发明的激振器结构剖视图。

图3是本发明的激振器的芯轴立体图。

图4是本发明的激振器的芯轴与本体组装剖视图。

图5-8是本发明的激振器的工作原理图。

图9是本发明的管网呈并联结构示意图。

图10是本发明的管网呈螺旋结构示意图。图中： 1：水箱；2：水压泵；3：水压泵电机；4：溢流阀；5：单向阀；6：流量控制阀；7：蓄能器；8：横向压缩弹簧；9：竖向支撑弹簧；10：管网；11：管网机架；12：激振器；13：激振电机；14：变频器；15：芯轴；16：激振器本体；17：轴腔进水口；18：通水口；19：轴腔出水口；20：轴腔；21、22：管路。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。

实施本发明所提供的一种水压波动激振装置，是由水压泵站、振动输出装置、水波发生器三部分构成，其中：所述水压波动激振装置是由水泵站、振动输出装置和水波发生器通过管道连通构成；具体构成关系如下：

所述的水压泵站包括溢流阀4、单向阀5、流量控制阀6、蓄能器7、水压泵2、水压泵电机3，水压泵电机3带动水压泵2工作，水压泵2的进水口通过管路通向水箱1，水压泵2的出水口分成两路，一路连通溢流阀4的进水口，溢流阀4的出水口通向水箱1，另一路依次连通单向阀5、流量控制阀6、蓄能器7，单向阀5保证水流从水压泵2流向流量控制阀6、蓄能器7。

所述的振动输出装置包括管网10、激振器支架11、横向压缩弹簧8和竖向支撑弹簧9，管网10的两端分别通过横向压缩弹簧8和竖向支撑弹簧9固定在管网10的激振器支架11上，管网10两端分别是进水口和出水口，管网10的进水口通过高压软管（高压橡胶软管）连通在流量控制阀6和蓄能器7之间；

所述的水波发生器包括激振器本体16、芯轴15、激振电机13，激振器本体16上设有轴腔20、轴腔进水口17、轴腔出水口19，轴腔进水口17、轴腔出水口19与轴腔20径向相通，轴腔进水口17与管网10出水口通过高压软管连通，轴腔出水口19通向水箱1，芯轴15套置于轴腔20中，芯轴15径向设有贯穿的至少一个通水孔18，激振电机13带动芯轴15在轴腔20中旋转，实现轴腔进水口17与轴腔出水口19之间连通和切断相互转换。所述变频器14配置有配电箱，变频器连接激振电机，用以控制激振电机的转动频率。

本发明所采用的管网10可以采用方波弯折管，也可以采用螺旋形管，还可以采用并联管网。

本发明所采用的激振器12是其激振本体16上设置有轴腔20及其轴腔进水口17和轴腔出水口19与轴腔20径向连通；轴腔进水口17与管网10的出水口通过高压软管连通，轴腔出水口19连通水箱1，芯轴15套置于轴腔20中，芯轴15径向贯穿设置有至少一个以上的通水孔18，并带动芯轴15在轴腔20中旋转，实现轴腔进水口17与轴腔出水口19之间连通和切断相互转换。

本发明所采用的水波发生器，其芯轴15上的通水孔18设置至少1个以上，一般选取2～4个为宜。

本发明水压波动激振装置采用全新的液压振动机理，水压泵电机3带动水压泵2工作，水一路通过溢流阀4流回水箱1，另一路流向单向阀5、蓄能器7和管网10，当水波发生器的激振电机13带动芯轴15在轴腔20中不断旋转，轴腔进水口17与轴腔出水19之间不断连通和切断，管网10中水压在不断进行减小和增加，振动输出装置与水波发生器的振动同时产生，从而引起管网10的振动，在管网10上铺设振动筛，可用于所有的振动筛分、脱介、选煤选矿等场合。

本发明管网10的振幅是由溢流阀4或流量控制阀6调节控制，振动输出频率是由变频器14调节控制。水波发生器的压力是由溢流阀4调节控制。管网10的振动参数调节是无级调节，结构设计巧妙，负载适应范围宽，可代替现有的基于泵控马达和阀控液压缸的振动系统，实现振动参数的无级调节，有效降低了参振质量，节能环保，经济效益显著。

本发明一种水压波动激振装置以水为工作介质，其散热性能比液压油好，水从高压水压泵2流出，经管网10和水波发生器后，直接回到水箱1，作单向循环流动，没有多通回路的要求，比现有的液压激振装置结构简单，其散热性能和可靠性大大提高，使用和维护方便。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步的详细说明。

如图1所示，一种水压波动激振装置包含有储水箱、水压泵站、振动输出装置、水波发生器、变频控制系统和连通各部件的管路；所述的水压泵站包括溢流阀4、单向阀5、流量控制阀6、蓄能器7、水压泵2、水压泵电机3，水压泵电机3带动水压泵2旋转，水压泵2进水口通过管路通向水箱1，水压泵2出水口分成两管路，其中一管路连通溢流阀4的进水口，溢流阀4出水口通向水箱1，另一管路依次连通单向阀5、流量控制阀6、蓄能器7，单向阀5保证水流从水压泵2流向流量控制阀6、蓄能器7。

所述的振动输出装置包括管网10、激振支架11、横向压缩弹簧8和竖向支撑弹簧9，管网10的两端分别通过横向压缩弹簧8和竖向支撑弹簧9固定在激振支架11上，管网10两端分别是进水口和出水口，管网10进水口通过利于振动的高压橡胶软管连通在流量控制阀6和蓄能器7之间，蓄能器7保证轴腔进水口17、轴腔出水口19在接通时（见图4）管网10中水具有一定流速，以利于管网10的振动。

如图1、图2、图3所示，所述的水波发生器，包括本体激振本体16 、芯轴15、激振电机13，激振本体16上设有轴腔20和轴腔进水口17、轴腔出水口19，轴腔进水口17、轴腔出水口19与轴腔20径向相通，轴腔进水口17通过利于振动的高压橡胶软管与管网10出水口相通，轴腔出水口19通向水箱1；芯轴15套置于轴腔20中，芯轴15径向设有贯穿的至少一个通水孔18，激振电机13带动芯轴15在轴腔20中旋转，实现轴腔进水口17与出水口19之间连通和切断相互转换；所述的变频控制系统3包括配电箱（未视出）和变频器14，变频器连接激振电机13，用以控制激振电机13的转动频率。

本发明一种水压波动激振装置工作流程如下：在排出空气，纯水充满系统的情况下，水压泵电机3驱动水压泵2把水箱1中的水泵入管路21、22中，通过调节溢流阀4控制进入管网10中水的压力从而控制管网10的振幅，管路22中水流通过单向阀5进入流量控制阀6，调节流量控制阀6调节管网10中水的流量，水流经管路继续上流，经蓄能器7然后进入到振动输出装置的管网10，紧接着进入激振器12，激振器12的芯轴15上的通水孔18开有n个，n一般可取1、2、3、4等。

如图4、图1所示：水波发生器工作原理是（按n=2实施）激振电机13转动驱动激振器12的芯轴15转动，通过变频器14调节激振电机13转动频率来调节芯轴15的转动速度，当芯轴15转动到图4所示位置时，芯轴15上的通水孔18的B－D与轴腔进水口17、轴腔出水口19形成一个通路；芯轴15继续旋转依次再形成图5所示轴腔进水口17-A-C-轴腔出水口19，图6所示轴腔进水口17-D-B-轴腔出水口19，图7轴腔进水口17-C-A-轴腔出水口19这几个通路；当芯轴15转动到其他位置时，如图8所示位置，则处于未接通的状态，此时会产生水压冲击，通过反复的接通与未接通形成水压波动激振，而管网10的两端分别通过横向压缩弹簧8和竖向支撑弹簧9固定在管网机架11上，管网10进水口与流量控制阀6之间和管网10出水口与轴腔进水口17之间又是通过利于振动的高压橡胶软管连接，这样管网10就会产生激烈振动，在管网10上铺设振动筛，可用于振动筛分、脱介、选煤选矿等，为了适应振动筛的不同形装，如图1、图9、图10、所示，管网10分别制成类似电学的方波弯折形、并排形、螺旋形。

Claims

1.一种水压波动激振装置，包括水压泵站、振动输出装置和水波发生器；其所述水压波动激振装置是由水压泵站、振动输出装置和水波发生器通过管道连通构成；其中：

所述水压泵站是由水压泵电机（3）带动水压泵（2），水压泵（2）的进水口连通有水箱（1）、出水口一路连通有溢流阀（4）及水箱（1）；另一路依次连通有单向阀（5）、流量控制阀（6）和蓄能器（7）；

所述振动输出装置是管网（10）的两端分别通过横向压缩弹簧（8）和竖向支撑弹簧（9）固定在管网机架（11）上；管网（10）一端由高压软管连通有蓄能器（7）的管路上，另一端由高压软管连通有激振器（12）端头的管路上；

所述水波发生器是激振电机（13）带动激振器（12），并由变频器（14）控制激振电机（13）的转动频率；激振器（12）的另一端连通有水箱（1）。

2.如权利要求1所述的一种水压波动激振装置，其所述振动输出装置与水波发生器的振动是同时产生的。

3.如权利要求1所述的变频水压波动激振装置，其所述管网（10）的振幅是由溢流阀（4）或流量控制阀（6）调节控制，振动输出频率是由变频器（14）调节控制；振幅分别与流量和压力成线性关系，振动输出频率与变频器频率成比例关系。

4.如权利要求1所述的变频水压波动激振装置，其所述水波发生器的压力是由溢流阀（4）调节控制。

5.如权利要求1所述的一种水压波动激振装置，其所述通水孔（18）进一步设置为2～4个。

6.如权利要求1所述的一种水压波动激振装置，其所述的管网（10）是方波弯折管、螺旋型管和并联型管中的一种。

7.如权利要求1所述的一种水压波动激振装置，其所述激振器（12）是其本体上设置有轴腔（20）及其轴腔进水口（17）和轴腔出水口（19）与轴腔径向连通；轴腔进水口（17）与管网（10）的出水口通过高压软管连通，轴腔出水口（19）连通水箱，芯轴（15）套置于轴腔（20）中，芯轴（15）径向贯穿设置有至少一个以上的通水孔（18），并带动芯轴（15）在轴腔（20）中旋转，实现轴腔进水口（17）与轴腔出水口（19）之间连通和切断相互转换。