RU1789299C - Пневматический вибровозбудитель - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в вихревой камере с тангенциальными питающими соплами размещен с возможностью перемещени  от действи  сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием, сообщающимс  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 рассто ние от внутренней стенки камеры до периферийного среза каналов составл ет 0,15-0,4 диаметра сопел. 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в качестве источника вибрации в различных технических устройствах, например в строительных вибраторах дл  уплотнени  бетонных смесей , в качестве привода абразивного инструмента с планетарным движением, в вибрационных транспортерах.

Пневматические вибровозбудители имеют р д преимуществ перед аналогичными устройствами, использующими электрическую энергию. Наиболее важными  вл ютс  простота конструкции и безопасность в эксплуатации. Актуальной задачей  вл етс  повышение коэффициента полезного действи  таких устройств, что в конечном счете приводит к экономии энергии сжатого воздуха.

Например, известен пневматический вибровозбудитель (вибратор) по а.с. № 1513255, содержащий вихревую камеру с тангенциальными соплами, одно из которых служит

дл  подвода сжатого воздуха, а также размещенный в вихревой камере бегунок в виде дебалансного ротора. Недостатком устройства  вл етс  низкий коэффициент полезного действи  обусловленный потер ми энергии на трение бегунка о стенки вихревой камеры и на его оси.

Наиболее близким к изобретению по технической сути  вл етс  пневматический вибровозбудитель по а.с. № 1489846,содержащий вихревую камеру с тангенциальными питающими соплами и размещенный в ней с возможностью перемещени  от действи  сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием и расточкой на его торце, а также дополнительные.впускные каналы, сообщающиес  с расточкой на торце бегунка.

Недостатком известного устройства  вл етс  стационарный в осевом направлении контакт бегунка со стенкой вихревой камеры , привод щий к потер м энергии на трение качени , а также недостаточно

VJ 00

г°

ю ю ю

эффективное использование энергии вихревого потока воздуха в камере, что снижает коэффициент полезного действи  устройства.

Целью изобретени   вл етс  снижение потерь энергии на трение и повышение коэффициента полезного действи  пневматического вибровозбудител .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном пневматическом вибровозбудителе , содержащем вихревую камеру 1 с тангенциальными питающими соплами 2 и размещенный в ней с возможностью перемещени  от действи  сжатого воздуха бегу- нок 3 с центральным отверстием 4, сообщающимс  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 позвол ет наиболее полно использовать энергию вихревого потока воздуха в камере дл  создани  воздушной подушки между дном вихревой камеры .и торцем бегунка 3, и следовательно повысить коэффициент полезного действи  устройства, причем в центральном отверстии 4 с осевым зазором размещен эластичный трубчатый элемент 8 перекрывающий радиальные каналы 6, что обеспечива  пульсацию давлени  в центральном отверстии 4 и расточке 5 приводит к вибрации бегунка 3 в осевом направлении уменьша  таким образом потери энергии на трение, а минимальное рассто ние от внутренней стенки вихревой камеры 1 до периферийного среза 9 радиальных каналов 6 составл ет 0,15-0,4 диаметра тангенциальных сопл 2, что при неизменном расходе сжатого воздуха увеличивает частоту вращени  бегунка 3, а следовательно повышает коэффициент полезного действи  пневматического вибровозбудител .

При оценке соответстви  новых признаков за вл емого пневматического вибровозбудител  критерию существенные отличи  по д6ступнь1м;авторам и за вителю информационным источникам в известных технических решени х признаков, сходных с за вл емыми, обнаружить не удалось .

На фиг. 1 и 2 показана схема предлага- емого варианта пневматического вибровоз- будйтел ; на фиг. 3 - экспериментальные зависимости частоты вращени  бегунка вокруг своей оси от минимального рассто ни  от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов:

Пневматический вибровозбудитель содержит вихревую камеру 1 с тангенциальными соплами 2 и размещенный в ней с возможностью кругового и осевого перемещени  от действи  сжатого воздуха бегунок 3 с центральным отверстием 4, сообщающимс  с расточкой 5 на его торце. Вихрева  камера закрыта крышкой 10 с выхлопным отверстием 11 сообщающимс  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. В центральном отверстии 4 бегунка 3 с осевым зазором размещен эластичный

трубчатый элемент 8, перекрывающий радиальные каналы 6. Минимальное рассто ние от внутренней стенки вихревой камеры 1 до периферийного среза 9 радиальных каналов б составл ет 0,15-0,4 диаметра тангенциальных сопл 2.

Пневматический вибровозбудитель работает следующим образом.

Сжатый воздух давлением Р через тангенциальные питающие сопла 2 поступает в

полость 7 вихревой камеры 1 и создает в ней вихревой вращающийс  поток. Выход воздуха в атмосферу происходит через выхлопное отверстие 11 в крышке 10. Действу  на бегунок 3, вихревой поток создает на его

поверхности в зоне П повышенное давление воздуха, а в зоне Н - 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 ш . Сжатый воздух, действу  в зоне П через один из радиальных каналов 6 на эластичный трубчатый элемент 8, деформирует его и таким образом указанна  зона повышенного давлени  П сообщаетс .через центральное отверстие 4 с расточкой на торце бегунка, вследствие чего между бегунком и дном вихревой камеры создаетс  воздушна  подушка, уменьшающа  практически до нул  силу трени  в зоне их контакта. Как показал эксперимент, давление на поверхности бегунка распределено неравномерно - пик максимального повышенного давлени  в зоне П расположен под углом / 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 вращени  бегунка 3

вокруг своей оси. Вследствие этого бегунок 3 приобретает непрерывное возвратно-поступательное движение в осевом направлении , что приводит к уменьшению потерь энергии на трение качени  его по внутренней

стенке вихревой камеры 1. Установлено также , что давление на поверхности бегунка 3 неравномерно распределено и по его высоте . Наибольшего значени  давление достигает в плоскости расположени  тангенциальных питающих сопл, поэтому выполнение радиальных каналов 6 именно в плоскости расположени  тангенциальных питающих сопл 2 позвол ет наиболее эффективно использовать энергию вихревого потока. Основными техническими характеристиками пневматического вибровозбудител   вл ютс  амплитуда и частот генерируемых механи- ческих колебаний. Частота вибрации определ етс  частотой вращени  бегунка 3 вокруг оси вихревой камеры 1 и через диаметральные размеры бегунка и вихревой камеры однозначно св зана С частотой (а вращени  бегунка 3 вокруг своей оси. Опытным путем установлено, что максимального значени  частота вращени  бегунка 3 вокруг своей оси достигает при соотношении минимального рассто ни  от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов 6 к диаметру тангенциальных сопл 2 в пределах от 0,15 до 0,4, что подтверждаетс  графиками , показанными на фиг. 3. На указанное

соотношение не вли ет количество тангенциальных сопл 2, выполненных в вихревой камере, и оно справедливо дл  реальных производственных условий машиностроительного производства расходов сжатого воздуха, определ емых расчетным давлением воздуха 0,4 МПа (4 кГ/см2) при диаметрах тангенциальных сопл от 1 до 4 мм. Сравнительные испытани  предлагаемого

пневматического вибровозбудител  с аналогичным , имеющим идентичные размеры вихревой камеры и бегунка, одинаковый расход воздуха, но не имеющего указанных выше признаков изобретени , 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 действи  вследствие более рационального использовани  энергии вихревого потока,

что подтверждаетс  увеличением амплитуды и частоты вибрации. Его практическое применение позволит экономичнее использовать энергию сжатого воздуха.

Форму л.а изобретени 

Пневматический вибровозбудитель, содержащий вихревую камеру с тангенциальными питающими соплами и размещенный в ней с возможностью перемещени  от действи  сжатого воздуха бегунок с центральным отверстием, сообщающимс  с расточкой на его торце, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потерь энергии на трение и повышени  КПД, он снабжен радиальными каналами, соединенными с расточкой на

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 рассто ние от внутренней стенки вихревой камеры до периферийного среза радиальных каналов составл ет 0,15-0,4 диаметра тангенциальных сопл.

Ю

и

.01

Ma

x

«