CN110508193B - 三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，包括激振螺旋弹簧、第一簧片弹簧、第二簧片弹簧和空气弹簧，还包括至少一个中间载荷平台，至少一个动圈平台和一个布孔的载荷平台，中间载荷平台在垂直方向上经过激振螺旋弹簧与动圈平台连接，动圈平台与所述第一簧片弹簧通过簧片支块固定连接；还包括刚性支架结构，底盘和风冷系统；所述刚性支架结构与动圈平台活动连接，空气弹簧安装在底盘和中间载荷平台之间，还包括至少一个伺服电机或音圈马达，每个伺服电机或音圈马达与布孔的载荷台面通过第二簧片弹簧和活动支架活动连接，混合容器固定到所述布孔的载荷台面上。该设备可以实现多维振动的混合。

Description

三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备
技术领域
本发明涉及混合实验设备技术领域，具体涉及一种三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，主要用于气体、液体、固体、粉末和粘稠化合物等各类物料的高效率混合。
背景技术
混合技术在化工、冶金、食品、制药、农业、建材等民用以及固体推进剂和火炸药等复合含能材料混合领域中具有诸多的应用，涉及的物料范围广，包括气体、液体、固体、粉末和粘稠化合物等各类物料的混合，有着极为可观的应用前景。现有传统桨式搅拌器、双螺杆混炼机、捏合机等混合方法在工艺安全性和工艺功能性方面表现出一些缺陷，难以很好满足其工艺要求，例如：一方面是混合效率低，不能充分保证高固含量体系中各种小组分助剂的均匀混合；另一方面，过高的粘度及混合压力将增加固相高能物料与机筒、螺杆之间的摩擦碰撞，使工艺危险性显著增加。亟需新型混合方法及装备满足高质量、高效率和高安全性混合的发展需求，尤其是复合炸药、推进剂制造混合领域，提高产品的混合均匀性和混合效率，提高混合过程的安全性，对我国军事武器以及航空、航天等领域的发展都具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合高效、安全环保，具有无桨整场混合特点的三种动力弹簧共同作用可实现多维振动的混合实验设备。
为了达到上述技术效果，本发明提供了如下技术方案：
一种三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，包括激振螺旋弹簧、第一簧片弹簧、第二簧片弹簧和空气弹簧，还包括有至少一个中间载荷平台，至少一个动圈平台和一个布孔的载荷平台，所述中间载荷平台在垂直方向上经过激振螺旋弹簧与动圈平台连接，所述动圈平台与所述第一簧片弹簧通过簧片支块固定连接；还包括刚性支架结构，底盘和风冷系统；所述刚性支架结构与动圈平台活动连接，所述空气弹簧安装在底盘和中间载荷平台之间，还包括至少一个伺服电机或音圈马达，每个伺服电机或音圈马达与布孔的载荷台面通过第二簧片弹簧和活动支架活动连接；混合容器固定到所述布孔的载荷台面上。
进一步的技术方案为，所述风冷系统安装在所述伺服电机或音圈马达上。
进一步的技术方案为，该设备还包括设置在伺服电机或音圈马达上的电源插孔。
进一步的技术方案为，所述第一簧片弹簧的一端固定在所述布孔的载荷台面底部，第一簧片弹簧的另一端固定在簧片支块上，所述簧片支块固定在所述动圈平台边缘。
进一步的技术方案为，所述伺服电机或音圈马达与布孔的载荷台面通过第二簧片弹簧和活动支架活动连接，第二簧片弹簧包括四组，每组簧片弹簧为两片水平方向放置的上下两块弹簧，弹簧的两端分别固定在簧片支块的两端，靠近内侧的簧片支块与布孔的载荷台面通过活动支架活动连接。
进一步的技术方案为，所述伺服电机或音圈马达的相位角和相对位置可以单独控制，通过传感器向运动控制器发送一个绝对的位置信号，然后运动控制器计算并向电机发送同调信号，使电机的相位角保持在控制代码中设定的公差内。
进一步的技术方案为，所述第一簧片弹簧和第二簧片弹簧由高分子材料制成。
进一步的技术方案为，所述中间载荷台面、动圈台面、布孔的载荷台面、支架结构和底盘均由合金材料制成。
本发明中Z轴方向上的动力弹簧系统可以为一种或多种；水平方向上动力弹簧系统，以及固定在中间载荷平面上的伺服电机或音圈马达可以为一台或者多台。可以控制伺服电机或音圈马达之间的相对相角来实现控制振幅和多维振动。Z轴方向上可以设计成多层的动力弹簧系统，弹簧系统可以为一种或多种，当振动过程中拉伸或压缩弹簧时，弹簧储存势能，而与弹簧相连的中间载荷平台则提供动能，在完整的振动循环中通过每层弹簧系统与中间载荷平台相连，在Z轴方向上垂直于电机平面的力被垂直转化，进一步通过垂直传导和弹簧间的作用从中间载荷平台到达布孔的载荷平台进而能量传递给混合容器和物料。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明公开的三种动力弹簧共同作用可实现多维振动的混合实验设备，充分利用螺旋弹簧、簧片弹簧和空气弹簧三种动力弹簧的优势和特点，通过载荷平台和支架活动连接，有效降低了台体自身的重量，可以通过伺服电机或音圈马达产生的相位差显著提高载荷平台水平方向和垂直方向的运动维度，在保证激励信号精度的同时，能够最大限度保输出的加速度和冲力，并且减小了振动混合设备的制造成本。
附图说明
图1为本发明三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备的整体结构图；
图2为本发明伺服电机或动圈马达上面安装的第二簧片弹簧的结构示意图；
图3为本发明连接布孔的载荷台面与动圈台面的第一簧片弹簧结构示意图；
图中，1、底盘；2、刚性支架；3、伺服电机或音圈马达；4、动圈平台；5、簧片支块；6、第一簧片弹簧；7、螺母；8、布孔的载荷平台；9、第二簧片弹簧；10、活动支架；11、激振螺旋弹簧；12、中间载荷平台；13、空气弹簧；14、风冷系统；15、电源插孔。
具体实施方式
下面结合图1-图3对本发明进行进一步的解释和说明。
实施例1
如图1所示，本发明提供了一种三种动力弹簧共同作用可实现多维振动的混合实验设备，包括激振螺旋弹簧11、第一簧片弹簧6和第二簧片弹簧9，以及空气弹簧13，具有一个中间载荷平台12，一个动圈平台4以及一个布孔的载荷平台8，该中间载荷平台12在垂直的Z轴上，经过激振螺旋弹簧11连接Z轴方向上的电磁振动台的动圈平台4，并且动圈平台4与第一簧片弹簧6通过簧片支块5固定连接，还包括刚性支架结构2，底盘1和风冷系统14，刚性支架结构2与动圈平台4活动连接，空气弹簧13安装在底盘1和中间载荷平台12之间，伺服电机或音圈马达3上面配制风冷系统14和电源插孔15，伺服电机或音圈马达3与布孔的载荷台面8通过簧片弹簧9和支架10活动连接；混合容器固定到布孔的载荷平台8上面。
本实施例中，结合图1，空气弹簧13安装在底盘1和中间载荷平台12之间，一方面可以减轻整个台体自身重量，能够使得振动过程中Z轴方向上减小台体自身消耗的向下加速度和冲力，使得Z轴方向向上获得更大的加速度和冲力，从而达到预期的载荷质量。
本实施例中，结合图1，振动台底座1作为整个装置的底座，将Z轴向中间载荷平面平台12和电磁振动台的动圈平台4通过刚性支架结构2活动连接，安装时底座1可以直接对地安装(具体可以是固定在地基上或者通过减震装置与地基连接)，使得安装变得非常方便。
本实施例中，结合图1，在具体实现时还可以有以下变化，可以把空气弹簧13或者簧片弹簧6换成一组或者多组螺旋弹簧11刚性支架结构2活动连接；另外，也可以在Z轴方向上增加一层或多层电磁振动台的动圈平台4，动圈平台4通过刚性支架结构2活动链接，在每两层动圈平台4之间通过空气弹簧13或者多组螺旋弹簧11活动连接。
实施例2
如图2所示，伺服电机或音圈马达3与布孔的载荷台面8通过第二簧片弹簧9和活动支架10活动连接，四组水平方向的簧片，每组水平方向簧片分别固定在簧片支块5的两端，靠近内侧的簧片支块5与布孔的载荷台8通过活动支架10活动链接，活动支架10设置在伺服电机或音圈马达3的中间，振动台运动部件振动时，每组簧片悬架单元均匀受力。
本实施例中，结合图1和图2，在具体实现时还可以有以下变化，可以把第二簧片弹簧9换成一组或者多组激振螺旋弹簧11和刚性支架结构2活动连接；另外，也可以依据所需的冲力与加速度换成三组第二簧片弹簧9和活动支架10活动连接，每组簧片悬架单元之间成120°角度分布在伺服电机或音圈马达3与布孔的载荷台面8之间。
实施例3
如图3所示，电磁振动台的动圈平台4与布孔的载荷台面8通过四组第一簧片弹簧6连接，四组水平方向的簧片，簧片弹簧的一端固定在布孔的载荷台8下方，另一端固定在簧片支块5上，簧片支块5固定在动圈平台的四周，振动台运动部件振动时，每组簧片悬架单元均匀受力。
本实施例中，结合图1和图3，在具体实现时还可以有以下变化，可以把第一簧片弹簧6换成一组或者多组激振螺旋弹簧11，刚性支架结构2活动连接；另外，也可以依据所需的冲力与加速度换成三组簧片弹簧6和布孔的载荷台面8连接，每组簧片悬架单元(第一簧片弹簧6通过簧片支块5)之间成120°角度分布在电磁振动台的动圈平台4与布孔的载荷台面8之间。
本发明公开的三种动力弹簧共同作用可实现多维振动的混合实验设备，充分利用螺旋弹簧、簧片弹簧和空气弹簧三种动力弹簧的优势和特点，通过载荷平台和支架活动连接，有效降低了台体自身的重量，可以通过伺服电机或音圈马达产生的相位差显著提高载荷平台水平方向和垂直方向的运动维度，在保证激励信号精度的同时，能够最大限度保输出的加速度和冲力，并且减小了振动混合设备的制造成本。
上述实施例只为说明本发明专利的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明专利的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (7)

1.一种三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，包括激振螺旋弹簧、第一簧片弹簧、第二簧片弹簧和空气弹簧，还包括有至少一个中间载荷平台，至少一个动圈平台和一个布孔的载荷平台，所述中间载荷平台在垂直方向上经过激振螺旋弹簧与动圈平台连接，所述动圈平台与所述第一簧片弹簧通过簧片支块固定连接；还包括刚性支架结构，底盘和风冷系统；所述刚性支架结构与动圈平台活动连接，所述空气弹簧安装在底盘和中间载荷平台之间，还包括至少一个伺服电机或音圈马达，每个伺服电机或音圈马达与布孔的载荷台面通过第二簧片弹簧和活动支架活动连接；混合容器固定到所述布孔的载荷台面上，所述伺服电机或音圈马达的相位角和相对位置可以单独控制，通过传感器向运动控制器发送一个绝对的位置信号，然后运动控制器计算并向电机发送同调信号，使电机的相位角保持在控制代码中设定的公差内。
2.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，所述风冷系统安装在所述伺服电机或音圈马达上。
3.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，该设备还包括设置在伺服电机或音圈马达上的电源插孔。
4.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，所述第一簧片弹簧的一端固定在所述布孔的载荷台面底部，第一簧片弹簧的另一端固定在簧片支块上，所述簧片支块固定在所述动圈平台边缘。
5.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，所述伺服电机或音圈马达与布孔的载荷台面通过第二簧片弹簧和活动支架活动连接，第二簧片弹簧包括四组，每组簧片弹簧为两片水平方向放置的上下两块弹簧，弹簧的两端分别固定在簧片支块的两端，靠近内侧的簧片支块与布孔的载荷台面通过活动支架活动连接。
6.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，所述第一簧片弹簧和第二簧片弹簧由高分子材料制成。
7.根据权利要求1所述的三种动力弹簧共同作用实现多维振动的混合实验设备，其特征在于，所述中间载荷平台、动圈平台、布孔的载荷平台、支架结构和底盘均由合金材料制成。
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