PL66306B1 - - Google Patents

Description

66306 KL 42k,21/01 Opublikowano: 20.XI.1972 MKP GOlm 7/00 Pa33Mr.| [:?¦/--'¦¦ i Wspóltwórcy wynalazku: Tadeusz Konopka, Julian Guziak Wlasciciel patentu: Przemyslowy Instytut Telekomunikacji, Warszawa (Polska) Hydrauliczne urzadzenie do wytwarzania drgan mechanicznych o przebiegu sinusoidalnym Przedmiotem wynalazku jest hydrauliczne urza¬ dzenie do wytwarzania drgan mechanicznych, prze¬ znaczone do celów probierczych i technologicznych, np.: do badania wytrzymalosci i/lub odpornosci przedmiotów, wyrobów i urzadzen na drgania o przebiegu sinusoidalnym.Dotychczas stosowane hydrauliczne urzadzenia do wytwarzania drgan charakteryzuja sie trzystop¬ niowymi ukladami wytwarzajacymi drgania me¬ chaniczne. Pierwszym stopniem takiego urzadze¬ nia jest zródlo drgan, którym zwykle jest maly wzbudnik elektrodynamiczny lub inny. Drugim stopniem jest wzmacniacz elektro-hydrauliczny o posuwisto-zwrotnych ruchach roboczych, prze¬ twarzajacy i wzmacniajacy drgania mechaniczne wytworzone w stopniu pierwszym na adekwatne drgania cieczy hydraulicznej, która przenosi drga¬ nia wzmocnione w stopniu drugim do stopnia trzeciego bedacego tlokowym silnikiem hydraulicz¬ nym.Znane jest równiez urzadzenie wytwarzajace drgania mechaniczne o przebiegu sinusoidalnym za pomoca' przetwornika hydraulicznego o promienio¬ wym rozrzadzie cieczy na cylindrycznej powierzch¬ ni roboczej. Przetwornik ten wzbudza drgania w ukladzie hydraulicznym wskutek przecinania stru¬ mienia cieczy na krawedziach odpowiednio profi¬ lowanych otworów rozmieszczonych na obwodach dwóch cylindrycznych czesci, z których jedna wy¬ konujaca ruch obrotowy jest umieszczona we- 2 wnatrz drugiej — nieruchomej. W urzadzeniu tym dla zwiekszenia wydajnosci zastosowano kompen¬ sator cisnienia.Celem wynalazku jest umozliwienie wytwarzania drgan mechanicznych za pomoca ukladów hydrau¬ licznych bardziej prostych od stosowanych dotych¬ czas.Cel ten zostal osiagniety wedlug wynalazku przez zastosowanie w ukladzie hydraulicznym przetwor¬ nika cisnienia cieczy o konstrukcji, charakteryzu¬ jacej sie czolowym rozrzadem cieczy na plaskiej powierzchni roboczej, brakiem profilowania otwo¬ rów oraz brakiem kompensatora do zwiekszania wydajnosci.Zastosowany przetwornik wzbudza drgania w ukladzie hydraulicznym wskutek przecinania stru¬ mienia cieczy na krawedziach otworów identycz¬ nie rozmieszczonych na dwóch wspólosiowo usy¬ tuowanych tarczach, z których jedna wykonuje 20 obrotowy ruch roboczy. Konstrukcja przetwornika dzieki zastosowaniu komory cisnieniowej, dostar¬ czajacej ciecz do obracajacego sie wewnatrz tej komory wirnika dokonujacego rozrzadu, pozwolila wyeliminowac koniecznosc uzycia hydraulicznych zlaczy obrotowych.Istote wynalazku stanowi zespól tarcz o Wspólne] osi, wspólpracujacych ze soba czolowo, z których jedna obracajaca sie zwana wirnikiem z co naj¬ mniej dwoma otworami, jednym doprowadzajacym so ciecz hydrauliczna poprzez kolejno mijane otwory 15 25 M30666306 4 rozdzielcze tarczy stalej na przemian na jedna lub druga strone tloka silnika hydraulicznego, dru¬ gim odprowadzajacym te ciecz z przeciwnej strony tloka, stanowi zródlo drgan wytwarzanych wskutek przerywania strumienia cieczy za pomoca krawedzi otworów dwóch wspólpracujacych powierzchni czo¬ lowych tarczy stalej i wirnika.Tarcza stala posiada parzysta ilosc otworów roz¬ dzielczych rozstawionych o podzialke równa dwóm srednicom tych otworów równomiernie na calym obwodzie srednicy podzialowej identycznej zarów¬ no dla tarczy, jak i wirnika. Wszystkie otwory rozdzielcze tarczy stalej polaczone sa w sposób staly na przemian, jeden otwór z jedna strona tlo¬ ka silnika hydraulicznego, drugi otwór z druga strona tego tloka, stanowiac jeden uklad hydrau¬ liczny do przenoszenia drgan. Wirnik przetwornika posiada otwory o identycznej srednicy i rozmiesz¬ czeniu jak otwory w tarczy stalej z tym, ze sa to otwory na przemian doprowadzajace lub odprowa¬ dzajace ciecz hydrauliczna z mijanych w czasie obrotu wirnika otworów tarczy.Zastosowanie w.ukladzie hydraulicznym wzbud¬ nika zródla drgan, którym jest przetwornik cisnie¬ nia o obrotowym ruchu roboczym powoduje znacz¬ ne uproszczenie konstrukcji calego urzadzenia prze¬ de wszystkim przez zastapienie zarówno dotych¬ czasowego zródla drgan, jak równiez wzmacnia¬ cza przez jeden zespól przetwarzajacy cisnienie stale na cisnienie o przebiegu sinusoidalnym.Konstrukcja przetwornika umozliwia latwe wy¬ konawstwo ze wzgledu na to, ze nie jest wyma¬ gana wysoka dokladnosc wykonania, gdyz duza ilosc otworów rozdzielczych oleju w duzym stopniu kompensuje ewentualne bledy wykonawcze. Inna zaleta tego urzadzenia jest to, ze nawet bez sto¬ sowania skomplikowanych ukladów automatycz¬ nego sterowania mozna w prosty sposób ustalac zadane parametry drgan przez zmiane ilosci obro¬ tów wirnika przetwornika i zmiane cisnienia ro¬ boczego cieczy. Jest to szczególnie wazne z uwagi na mozliwosc stosowania tego typu urzadzen nie tylko dla celów probierczych, ale równiez tech¬ nologicznych, gdzie urzadzenia o prostej konstruk¬ cji, tanie i latwe w obsludze moga miec duze za¬ stosowanie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie -wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat polaczen podstawowych ele¬ mentów urzadzenia wedlug wynalazku oraz sposób wytwarzania drgan, fig. 2 — pólwidok, pólprzekrój przetwornika cisnienia, fig. 3 — przekrój przetwor¬ nika wedlug linii A — A na fig. 2, fig. 4 — wi¬ dok tarczy stalej przetwornika, fig. 5 — przekrój tarczy stalej wedlug linii B — B na fig. 4, fig. 6 — widok wirnika, zas fig. 7 przekrój wirnika z osia wedlug linii C — C na fig. 6.Podstawowym czlonem urzadzenia wedlug wy¬ nalazku jest przetwornik 1 cisnienia hydrauliczne¬ go^ do którego doprowadzana jest ciecz, pod stalym cisnieniem przez otwór 14 od pompy 15. Prze¬ twornik 1 sklada sie z korpusu 2, w którym osa¬ dzona jest na stale tarcza 3 z wykonanym na jej obwodzie toroidalnym kanalem 4 i wiencowo roz¬ mieszczonymi otworami 5 na przemian z kolanko- wo uksztaltowanymi kanalami 6. Ze stala tar¬ cza 3 wspólpracuje wirnik tarczowy 7 z osia 8, która wewnatrz jest zaopatrzona w kanal osio¬ wy 18.Wirnik tarczowy 7 z osia 8 jest zestawiony do czola i wspólosiowo ze stala tarcza 3 i zaopatrzo¬ ny jest w wiencowo rozmieszczone otwory 9 na przemian z kolankowo uksztaltowanymi kanalami 10. Srednica otworów 5 i 9 oraz wyloty kanalów 6 i 10 sa jednakowe, a odleglosci miedzy srodkami sasiadujacych ze soba otworów i wylotów kana¬ lów sa równe dwom ich srednicom i sa usytuowa¬ ne w jednakowej odleglosci od linii osiowej tar¬ czy 3 badz wirnika 7. Liczba otworów i kanalów w tarczy 3 wypelnia caly jej obwód, natomiast W wirniku 7 jest ich co najmniej dwa.Otwory 5 w tarczy 3 i otwory 9 w wirniku 7 sa otworami przelotowymi. Natomiast kanaly 6 i 10 sa uksztaltowane kolankowo, przy czym jed¬ ne — poziome wyloty kanalów 6 sa rozmieszczone wiencowo w czesci czolowej tarczy 3 na przemian z otworami 5, zas drugie — pionowe wyloty tych kanalów sa usytuowane promieniscie i polaczone sa wokól obwodu tarczy 3 z toroidalnym kana¬ lem 4. Równiez poziome wyloty kanalów 10 sa wykonane wiencowo w czesci czolowej wirnika 7 na przemian z otworami 9, podczas gdy pionowe wyloty tych kanalów sa usytuowane promieniscie i polaczone z kanalem osiowym 18 wykonanym w osi 8 wirnika 7.Otwory 5 i wyloty kanalów 6 usytuowane wien¬ cowo w czesci czolowej tarczy 3 sa polozone do¬ kladnie katowo naprzeciwko otworów 9 i wienco¬ wo usytuowanych wylotów kanalów 10 znajduja¬ cych sie w czesci czolowej wirnika 7, co przy zestawieniu doczolowym wirnika 7 z tarcza 3 umozliwia tym samym przechodzenie cieczy z otwo¬ rów 9 do kanalów 6 i odwrotnie oraz z otworów 5 do kanalów 10 i odwrotnie, zaleznie od zmieniaja¬ cego sie polozenia wirnika 7 w stosunku do stalej tarczy 3.Otwory 9 z drugiej strony wirnika 7 sa oto¬ czone komora cisnieniowa 13, do której wprowa¬ dzana jest ciecz pod cisnieniem od pompy 15 przez otwór 14. Otwory 5 z drugiej strony tarczy 3 sa polaczone z toroidalnym kanalem 16, wykonanym w korpusie 2, w którym w dalszej jego czesci jest wykonany kanal 20 otaczajacy os 8 z otworem osiowym 18, który laczy sie z kanalem 20 poprzez kanal przepustowy 19. Kanal 20 jest zaopatrzony w wylot 21 odprowadzajacy ciecz obiegowa do zbiornika 22 poprzez regulator cisnienia 28.Toroidalny kanal 4, do którego zbiegaja sie pro¬ mieniscie usytuowane wyloty kanalów 6 tarczy 3 jest polaczony poprzez wylot 11 z jednym kon¬ cem cylindra 23 silnika tlokowego 12, zas toroidal¬ ny kanal 16, z którym polaczone sa otwory 5 tar¬ czy 3 jest polaczony z drugim koncem cylindra 23 silnika tlokowego 12 poprzez wylot 17.W sklad urzadzenia wedlug wynalazku wchodza ponadto: stól wstrzasowy 24, polaczony na stale z tlokiem 25 silnika tlokowego 12, regulator cis¬ nienia 28, zawór przelewowy 29. Dzialanie urza¬ dzenia do wytwarzania drgan mechanicznych jest uzaleznione od prawidlowej pracy przetwornika cisnienia hydraulicznego 1, który dostarczajac si- 10 15 20 25 80 35 40 45 50 55 605 66306 6 nusoidalnie zmieniajace sie cisnienia na przemian to z jednej to z drugiej strony tloka 25 silnika tlo¬ kowego 12, wprawia w ruch stól wstrzasowy 24.Ciecz obiegowa wpompowywana jest ze zbior¬ nika 22 przez pompe 15 do komory cisnieniowej 13 przez otwór 44. Ciecz ta bedaca pod stalym cis¬ nieniem jest wtlaczana do otworów 9 z jednej strony wirnika tarczowego 7, który obraca sie sliz¬ gajac sie po tarczy 3, z która wirnik ten jest ze¬ stawiony do czola i wspólosiowo. W czasie ruchu wirnika 7 jego otwory 9 mijaja na przemian zespól wiencowo usytuowanych wlotów kanalów 6 i zespól otworów 5 tarczy 3 osadzonej na stale w korpu¬ sie 2.Pierwsza faza pracy przetwornika 1 jest wyko¬ nywana wtedy, kiedy otwory 9 wirnika 7 mijaja wiencowo usytuowane wloty kanalów 6. Wówczas ciecz obiegowa znajdujaca sie pod cisnieniem w otworach 9 przechodzi w sposób sinusoidalnie zmienny do kanalów 6, z których przez ich pro¬ mieniscie usytuowane wyloty jest pulsujaco prze¬ tlaczana do toroidalnego kanalu 4, z którego po¬ przez wylot 11 i przewody 26 przechodzi do jed¬ nego konca cylindra 23 wywierajac z jednej strony nacisk na tlok 25 i wówczas tlok ten wykonuje swój pierwszy skok, nadajac sprzegnietemu z nim mechanicznie stolowi wstrzasowemu 24 pierwszy impuls wstrzasowy.Druga faza pracy przetwornika nastepuje wte¬ dy, kiedy otwory 9 wirnika 7 mina wloty kana¬ lów 6 i zachodza na zespól wiencowo rozmieszczo¬ nych otworów 5, wówczas ciecz obiegowa z otwo¬ rów 9 wirnika 7 jest przetlaczana równiez sinu¬ soidalnie zmiennie do tych otworów 5, z których przechodzi do toroidalnego kanalu 16, z którego poprzez wylot 17 i przewody 27 przechodzi do cylindra 23 z drugiego jego konca wywierajac na¬ cisk na druga strone tloka 25 i wówczas tlok ten wykonuje swój drugi tj. zwrotny skok, nadajac stolowi wstrzasowemu drugi impuls wstrzasowy.W czasie pierwszej fazy pracy przetwornika, tj. kiedy otwory 9 wirnika 7 mijaja wyloty kanalów 6 tarczy 3, jednoczesnie otwory 5 tarczy 3 mijaja wiencowo usytuowane wyloty kanalów 10 wirni¬ ka 7 i wówczas ciecz obiegowa znajdujaca sie w cylindrze 23 po drugiej stronie tloka 25 przez otwór znajdujacy sie na drugim koncu cylindra 23 jest przetlaczana przez przewody 27 do wylotu 17 przetwornika, a stamtad przedostaje sie do toro¬ idalnego kanalu 16 i dalej do zespolu otworów 5 tarczy 3 i przez odpowiadajacy im wówczas zespól kanalów 10 wirnika 7 przedostaje sie do osiowego kanalu 18, skad poprzez kanal przepustowy 19 i toroidalnie biegnacy kanal 20 i wylot 21 jest odprowadzana z powrotem do zbiornika 2j2 i na¬ stepnie cykl pracy sie powtarza. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Hydrauliczne urzadzenie do wytwarzania drgan mechanicznych o przebiegu sinusoidalnym, skladajace sie z przetwornika cisnienia hydraulicz¬ nego i urzadzenia zasilajacego ten przetwornik oraz z tlokowego silnika drgan mechanicznych polaczo¬ nego ze stolem wstrzasowym, znamienne tym, ze przetwornik cisnienia hydraulicznego (1) sklada sie z korpusu (2), w którym osadzona jest na stale tarcza (3) z wykonanym na jej obwodzie toroidal- nym kanalem (4) i wiencowo rozmieszczonymi otworami (5) na przemian z kolankowo uksztalto¬ wanymi kanalami (6) oraz wirnik tarczowy (7) z osia (8) zestawiony do czola i wspólosiowo z tarcza (3), przy czym wirnik ten równiez jest zaopatrzony w wiencowo rozmieszczone otwory (9) na przemian z kolankowo uksztaltowanymi kanalami (10) z tym, ze jedne wyloty kanalów (6) tarczy (3) sa pola¬ czone z toroidalnym kanalem (4), który wylotem (11) polaczony jest z jednym koncem cylindra (23) silnika tlokowego (12), a wyloty otworów (9) wirni¬ ka (7) sa polaczone z komora cisnieniowa (13) z otworem (14), doprowadzajacym do niej ciecz pod stalym cisnieniem od pompy (15), zas drugie wy¬ loty otworów (5) tarczy (3) sa polaczone z wyko¬ nanym w korpusie (2) toroidalnym kanalem (16), który wylotem (17) jest polaczony z drugim kon¬ cem cylindra (23) tlokowego silnika (12) natomiast promieniscie usytuowane wyloty kanalów (ID) sa polaczone z osiowym kanalem (18), który wylotem (19) jest polaczony z toroidalnym kanalem (20) wy¬ konanym w korpusie (2), przy czym kanal (20) jest zaopatrzony w wylot (21) odprowadzajacy ciecz obiegowa do zbiornika (22), który poprzez regulator cisnienia (28) jest polaczony z pompa (15).

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze srednica otworów (5 i 9) oraz wiencowo usy¬ tuowane wyloty kanalów (6 i 10) sa jednakowe, a odleglosci miedzy srodkami sasiadujacych ze so¬ ba otworów i wylotów kanalów sa równe ich dwom srednicom i znajduja sie W jednakowej od¬ leglosci od linii osi tarczy (3) badz wirnika tar¬ czowego (7), tak ze otwory (5) i wiencowo usy¬ tuowane wyloty kanalów (6) sa ustawione katowo dokladnie naprzeciwko otworów (9) i wiencowo usytuowanych wylotów kanalów (10), zapewniajac tym samym przechodzenie cieczy obiegowej z otwo¬ rów (9) do kanalów (6) i odwrotnie oraz z otwo¬ rów (5) do kanalów (10) i odwrotnie zaleznie od zmieniajacego sie katowego polozenia wirnika (7) w stosunku do stalej tarczy (3), dzieki czemu w czasie obrotów tego wirnika (7) wytwarza sie si¬ nusoidalnie zmieniajace sie cisnienie, które z kolei jest przenoszone do cylindra (23) silnika (12) po¬ laczonego ze stolem wstrzasowym (24). 10 15 20 25 30 35 40 45 50KI. 42k,21/01 66306 MKP GOlm 7/00 FigiKI. 42k,2l/0l 66306 MKP GOlm 7/00 Fig4 tl ~ w wm w^ Fig 5 Fig6 0<_ 8 18 Fig 7 SS1 M i\\s\M rit m* 7_ 9 10 PL PL