RU2124659C1

RU2124659C1 - Vibration damping device

Info

Publication number: RU2124659C1
Application number: RU97104909A
Authority: RU
Inventors: И.Н. Воженин
Original assignee: Воженин Иван Никитич
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 1999-01-10
Also published as: WO1998044274A1

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: proposed device is designed for damping vibrations with independently controlled load characteristic and rigidity. Device has housing, vibration damping support arranged in housing and vibration absorbing member placed in between which is enclosed in hermetically sealed space and is provided with saturated steam source, heat accumulator and liquid-saturated steam system with boundary formed on developed surface of heat accumulator. Device has no limitations as to its overall dimensions and shape an temperature conditions of operation, value of rigidity and load characteristics. EFFECT: high level of vibration damping. 10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, конкретно к демпфирующим устройствам, к устройствам защитной амортизации объектов, подверженных динамическим воздействиям, и может быть широко использовано в любой области техники для защиты или гашения колебаний, преимущественно в приборостроении и радиоэлектронной технике. The invention relates to mechanical engineering, specifically to damping devices, to devices for protective depreciation of objects subject to dynamic effects, and can be widely used in any field of technology to protect or damp vibrations, mainly in instrumentation and electronic equipment.

Анализ предшествующего уровня техники показал, что технические решения, представляющие данное направление, в своем развитии основывались на закономерностях материального мира, используя механические, гидравлические, магнитные, электрические и другие его свойства. An analysis of the prior art showed that the technical solutions representing this area in their development were based on the laws of the material world, using mechanical, hydraulic, magnetic, electrical and other properties.

Наиболее представительным является направление механических устройств, в которых поставленная задача достигается путем гашения механического воздействия на объект (или его преобразования в другой вид энергии, например тепловую) посредством деформации упругих элементов, причем эффект демпфирования может быть усилен за счет размещения упругого элемента в сыпучем материале. The most representative is the direction of mechanical devices in which the task is achieved by quenching the mechanical effect on the object (or converting it to another type of energy, for example, thermal) by deforming the elastic elements, and the damping effect can be enhanced by placing the elastic element in the bulk material.

Известно энергопоглощающее устройство, содержащее корпус, крышку с отверстием, через которое пропущен шток с поршнем. В корпусе с обеих сторон его торцoв, симметрично относительно его середины выполнены проточки, в которых с чередованием размещен эластичный материал с разной податливостью. Кроме того, симметрично относительно поршня размещены гофрированные эластичные оболочки, заполненные сыпучим материалом, а на штоке поршня, коаксиально эластичным оболочкам, установлены пружины, одни концы которых жестко связаны с поршнем, а другие - с крышками корпуса. Такое выполнение устройства позволяет увеличить его энергоемкость (авторское свидетельство СССР N 1017852, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1983 г.). Known energy-absorbing device containing a housing, a cover with a hole through which a rod with a piston is passed. In the case on both sides of its ends, symmetrically relative to its middle, grooves are made in which elastic material with different flexibility is placed alternately. In addition, corrugated elastic shells filled with bulk material are placed symmetrically relative to the piston, and springs are installed on the piston rod, coaxially elastic shells, some ends of which are rigidly connected to the piston, and others - to the housing covers. This embodiment of the device allows to increase its energy intensity (USSR author's certificate N 1017852, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1983).

Под воздействием нагрузки поршень, перемещаясь вниз, деформирует сыпучий материал, сжимает одну и растягивает другую пружину. В процессе этого гофрированная оболочка продавливается в расточки корпуса, заполненные эластичным материалом с разной податливостью. Это увеличивает ход поршня и обеспечивает большую энергоемкость устройства. Under the influence of the load, the piston, moving down, deforms the bulk material, compresses one and stretches the other spring. In the process, the corrugated shell is pressed into the bores of the body, filled with elastic material with different compliance. This increases the piston stroke and provides greater energy consumption of the device.

В качестве другого типичного представителя механического направления можно привести гаситель вибраций, содержащий корпус с выполненными в нем симметрично его оси полостями в виде каналов, сужающихся на концах и расположенных под углом к оси корпуса, в которых размещены шарики, причем отношение диаметра шариков к диаметру каналов выбрано равным 0,98±0,01 (авторское свидетельство СССР N 1337580, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1987 г.)
При колебаниях объекта шарики, размещенные внутри каналов, совершают возвратно-поступательное движение. В процессе соударения шариков с торцевыми поверхностями каналов происходит гашение вибраций объекта в виброударном режиме.As another typical representative of the mechanical direction, a vibration damper may be provided, comprising a housing with cavities made in it symmetrically to its axis in the form of channels narrowing at the ends and located at an angle to the axis of the housing in which the balls are placed, the ratio of the diameter of the balls to the diameter of the channels selected equal to 0.98 ± 0.01 (USSR author's certificate N 1337580, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1987)
When the object vibrates, the balls placed inside the channels make a reciprocating motion. In the process of collision of the balls with the end surfaces of the channels, the vibration of the object is damped in the vibration-shock mode.

Еще одно направление механических демпфирующих устройств основано на использовании создаваемых в устройстве распределенных сил трения. Another area of mechanical damping devices is based on the use of distributed friction forces created in the device.

Известен упругодемпфирующий элемент, содержащий пакет упругих пластин прямоугольного поперечного сечения, размещенных в вакуумированной герметичной оболочке из эластичного материала, при этом коэффициент трения контактирующих поверхностей пластин определен из соотношения:

где
f - коэффициент трения на контактирующих поверхностях;
Q - заданная амплитуда поперечной силы, приводящая к расслоению пакета;
z - расстояние от оси пакета до точки контакта;
P - заданная интенсивность сдавливающей нагрузки;
h - толщина каждой из пластин;
n - количество пластин в пакете (авторское свидетельство СССР N 1649164, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1991 г.).Known elastic damping element containing a package of elastic plates of rectangular cross-section, placed in a vacuum sealed shell of elastic material, the friction coefficient of the contacting surfaces of the plates is determined from the ratio:

Where
f is the coefficient of friction on the contacting surfaces;
Q is the given amplitude of the shear force, leading to bundle separation;
z is the distance from the axis of the packet to the point of contact;
P is the specified intensity of the compressive load;
h is the thickness of each of the plates;
n is the number of plates in the package (USSR copyright certificate N 1649164, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1991).

Такая конструкция устройства позволяет повысить его демпфирующие свойства за счет создания распределенных сил трения. This design of the device allows to increase its damping properties by creating distributed friction forces.

Из всей широкой номенклатуры механических устройств следует еще отметить пружинный виброизолятор, содержащий пружину и закрепленный по всей ее длине демпфирующий элемент, при этом пружина выполнена в виде однополостного гиперболоида вращения, демпфирующий элемент в поперечном сечении имеет форму ромба, большая диагональ которого ориентирована перпендикулярно оси пружины, а шаг витков пружины уменьшается от ее центра к торцам (авторское свидетельство СССР N 1763748, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1992 г.). Of the wide range of mechanical devices, it is worth mentioning a spring vibration isolator containing a spring and a damping element fixed along its entire length, while the spring is made in the form of a single-cavity rotation hyperboloid, the damping element in the cross section has a diamond shape, the large diagonal of which is oriented perpendicular to the spring axis, and the pitch of the coil of the spring decreases from its center to the ends (USSR copyright certificate N 1763748, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1992).

Под воздействием вертикальной нагрузки пружина сжимается, уменьшается фокусное расстояние и эксцентриситет однополостного гиперболоида, что увеличивает диссипацию механического воздействия. Уменьшающийся шаг витков пружины понижает жесткость виброизолятора, что в свою очередь повышает эффективность виброзащиты на низких частотах. Under the influence of vertical load, the spring is compressed, the focal length and eccentricity of the single-cavity hyperboloid are reduced, which increases the dissipation of the mechanical effect. The decreasing pitch of the spring turns reduces the stiffness of the vibration isolator, which in turn increases the efficiency of vibration protection at low frequencies.

В качестве еще одного оригинального решения из механического класса можно отметить виброизолятор, содержащий основание, соединенные с ним упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде металлической пластины дугообразной формы, в продольном сечении представляющей клин, свернутой в спираль со стороны тонкого конца и соединенной с одним из оснований на расстоянии от тонкого конца, большем одной четверти длины пластины, при этом на каждом упругом элементе в направлении от тонкого конца выполнены прорези, число которых "n" в каждом поперечном сечении выбрано из соотношения:

где B - общая ширина металлической пластины;

ширина отдельной полосы между прорезями на расстоянии x от тонкого конца;
f_м - максимальная заданная рабочая частота виброизоляции;
E - модуль упругости;
ρ - плотность материала;
h(x) - текущая толщина металлической пластины на расстоянии x от тонкого конца;
Integer - целая часть числа x.As another original solution from the mechanical class, one can note a vibration isolator containing a base, elastic elements connected to it, each of which is made in the form of an arched metal plate, in a longitudinal section representing a wedge, coiled into a spiral from the thin end and connected to one from the bases at a distance from the thin end greater than one quarter of the plate length, while on each elastic element in the direction from the thin end, slots are made, the number of which is “n” in each butt river section selected from the ratio:

where B is the total width of the metal plate;

the width of a single strip between the slots at a distance x from the thin end;
f _m - the maximum specified operating frequency of vibration isolation;
E is the modulus of elasticity;
ρ is the density of the material;
h (x) is the current thickness of the metal plate at a distance x from the thin end;
Integer is the integer part of x.

Такая конструкция виброизолятора обеспечивает режим бегущей одномерной изгибной волны, энергия большей части которых преобразуется в тепловую посредством нанесенного слоя вибропоглотителя (авторское свидетельство СССР N 1805238, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1993 г.). This design of the vibration isolator provides a traveling one-dimensional bending wave, the energy of most of which is converted into heat by means of the applied layer of a vibration absorber (USSR copyright certificate N 1805238, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1993).

Как отмечалось ранее, известны вибропоглощающие элементы, использующие различные свойства, в том числе и электрические. В качестве одного направления можно указать вибропоглощающую опору, содержащую поглощающий элемент, расположенный между неподвижным основанием и виброизолирующим телом, при этом поглощающий элемент выполнен на основе сегнетоэлектрика или из керамики сегнетоэластика, или из композиции сегнетоэластика и эластичного связующего, или из монокристалла сегнетоэластика. As noted earlier, vibration-absorbing elements are known that use various properties, including electrical ones. As one direction, you can specify a vibration-absorbing support containing an absorbing element located between a fixed base and a vibration-isolating body, while the absorbing element is made on the basis of a ferroelectric or from ferroelastic ceramics, or from a composition of ferroelastic and elastic binder, or from a single crystal of ferroelastic.

При возникновении вибрации на поглощающий элемент действует сила, пропорциональная ускорению вибраций, приводящая к его деформации. За счет гистерезиса значительная часть энергии вибрации рассеивается в поглощающем элементе, приводя колебания к быстрому затуханию (за 1-3 периода). Таким образом, устройство обеспечивает резкое увеличение демпфирования низкочастотных колебаний и колебаний большой (выше критической) амплитуды (авторское свидетельство СССР N 1154499, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1981 г.). When vibration occurs, a force is applied to the absorbing element, which is proportional to the acceleration of vibrations, leading to its deformation. Due to hysteresis, a significant part of the vibration energy is dissipated in the absorbing element, leading to rapid attenuation of the oscillations (for 1-3 periods). Thus, the device provides a sharp increase in the damping of low-frequency oscillations and oscillations of large (above critical) amplitude (USSR author's certificate N 1154499, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1981).

Известен также амортизатор, содержащий упругий элемент в виде пакета стержней, стянутых хомутами, снабженных элементами управляемого давления из электрострикционного материала, установленными между стержнями и хомутами попарно во взаимно перпендикулярных плоскостях и подсоединенными к источнику управляемого напряжения, и датчиками колебаний. Такое выполнение амортизатора позволяет обеспечить электрически управляемое давление между элементами набора стержней и значительно увеличить эффективность гашения колебаний амортизатора при переходе с одного режима на другой (авторское свидетельство СССР N 1746092, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1989 г.). A shock absorber is also known, containing an elastic element in the form of a package of rods pulled together by clamps, provided with controlled pressure elements made of electrostrictive material, installed between the rods and clamps in pairs in mutually perpendicular planes and connected to a controlled voltage source, and vibration sensors. This embodiment of the shock absorber allows you to provide an electrically controlled pressure between the elements of the set of rods and significantly increase the damping of the shock absorber during the transition from one mode to another (USSR copyright certificate N 1746092, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1989).

Известен также способ гашения резонансных колебаний гидромеханической системы упругодемпферных опор высокоскоростных роторов и устройство для его осуществления, содержащее корпус, с расположенным в нем подшипником для ротора, упругий элемент, размещенный между корпусом и подшипником, трубопровод для подачи в корпус рабочей жидкости, на входе которого в корпус установлен модулятор проходного сечения, соединенный с задатчиком частоты модуляции, измерителем амплитуды колебаний и компаратором, связывающим последний с задатчиком частоты модуляции. Такая конструкция обеспечивает повышение эффективности гашения за счет расширения частотного диапазона (авторское свидетельство СССР N 1696783, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1991 г.)
Технические решения, упомянутые выше, представляющие известный уровень техники в данной области, обеспечивают гашение колебаний или амортизацию прибора, однако в большей своей части они обладают существенным недостатком: их жесткость является зависимой величиной от нагрузочной характеристики, поэтому в ряде случаев такие амортизаторы недостаточно эффективны.There is also known a method of damping resonance oscillations of a hydromechanical system of elasto-damping supports of high-speed rotors and a device for its implementation, comprising a housing with a bearing for the rotor located therein, an elastic element located between the housing and the bearing, a pipeline for supplying working fluid to the housing, at the input of which the casing is equipped with a cross-section modulator connected to a modulation frequency setter, an oscillation amplitude meter and a comparator connecting the latter with a frequency setter s modulation. This design provides an increase in quenching efficiency by expanding the frequency range (USSR copyright certificate N 1696783, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1991)
The technical solutions mentioned above, representing the prior art in this field, provide damping of oscillations or depreciation of the device, but for the most part they have a significant drawback: their rigidity is dependent on the load characteristic, therefore, in some cases, such shock absorbers are not effective enough.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату при использовании является устройство, содержащее корпус с размещенным в нем штоком с поршнем в его средней части, выполненным в виде сопряженных между собой большими основаниями конусов. Корпус заполнен наполнителем в виде тел качения и снабжен механизмом компенсации износа шариков. Конструкция позволяет расширить ее функциональные возможности за счет обеспечения возможности регулирования характеристики (авторское свидетельство СССР N 1601428, МКИ 6 F 16 F 7/00, опубл. 1990 г.). Колебания преобразуются в перемещение штока с поршнем, который воздействует на шарики, приводя их к взаимному перемещению, в процессе которого возникающие между шариками силы трения гасят колебания подвижного узла. Closest to the present invention in technical essence and the achieved result when using is a device comprising a housing with a rod placed in it with a piston in its middle part, made in the form of cones conjugated by large bases. The housing is filled with a filler in the form of rolling elements and is equipped with a mechanism for compensating for the wear of balls. The design allows you to expand its functionality by providing the ability to regulate the characteristics (USSR copyright certificate N 1601428, MKI 6 F 16 F 7/00, publ. 1990). The oscillations are converted into a movement of the rod with a piston, which acts on the balls, leading to their mutual movement, during which the friction forces arising between the balls damp the vibrations of the movable assembly.

Вместе с тем для решения ряда задач известное устройство обладает недостаточной чувствительностью, кроме того, в нем не обеспечивается независимого управления жесткостью и нагрузочной характеристикой устройства. However, to solve a number of problems, the known device has insufficient sensitivity, in addition, it does not provide independent control of the rigidity and load characteristics of the device.

Технический результат, присущий данному изобретению, заключается в устранении отмеченных выше недостатков. Он достигается тем, что в устройстве для гашения колебаний расположенный между неподвижным основанием и вибропоглощающей опорой элемент, поглощающий колебания, заключен в герметичный объем и содержит источник насыщенного пара, тепловой аккумулятор, систему жидкость-насыщенный пар с границей раздела, сформированной на развитой поверхности теплового аккумулятора;
а также тем, что в качестве источника насыщенного пара используется испаряемая жидкость, размещенная в нижней части герметичного объема поглощающего элемента;
а также тем, что тепловой аккумулятор выполнен из теплопроводного материала, развитая поверхность которого смочена жидкостью системы;
а также тем, что для централизованного управления нагрузочной характеристикой тепловой аккумулятор и источник пара одновременно являются теплообменниками, температура которых регулируется теплоносителем, причем температура теплового аккумулятора поддерживается ниже температуры насыщенного пара для обеспечения условий смачивания развитой поверхности теплового аккумулятора конденсатом насыщенного пара;
а также тем, что для обеспечения централизованного управления жесткостью устройства оно дополнительно снабжено средством, обеспечивающим изменение площади отверстия в герметичной перегородке, расположенной между источником насыщенного пара и тепловым аккумулятором;
а также тем, что для обеспечения централизованного управления жесткостью устройства оно дополнительно снабжено средством, обеспечивающим изменение площади развитой поверхности теплового аккумулятора, контактирующей с насыщенным паром;
а также тем, что для предотвращения утечки насыщенного пара из камеры с изменяющимся объемом герметизация системы жидкость-насыщенный пар с термостатированной границей раздела на развитой поверхности теплового аккумулятора осуществлена посредством газонепроницаемого сильфона или посредством газонепроницаемой оболочки или посредством поршневой группы;
а также тем, что для обеспечения поддержания заданного давления насыщенного пара при заданной температуре в качестве жидкости в системе жидкость-насыщенный пар используется многокомпонентный раствор.The technical result inherent in this invention is to eliminate the above disadvantages. It is achieved by the fact that in the device for damping vibrations, the vibration-absorbing element located between the fixed base and the vibration-absorbing support is enclosed in a sealed volume and contains a saturated steam source, a heat accumulator, a liquid-saturated steam system with an interface formed on the developed surface of the heat accumulator ;
and also the fact that as a source of saturated steam, an evaporated liquid is used, located in the lower part of the sealed volume of the absorbing element;
and also the fact that the heat accumulator is made of a heat-conducting material, the developed surface of which is moistened with system fluid;
and also the fact that for centralized control of the load characteristic, the heat accumulator and the steam source are simultaneously heat exchangers, the temperature of which is regulated by the heat carrier, and the temperature of the heat accumulator is maintained below the temperature of saturated steam to ensure that the developed surface of the heat accumulator is wetted by condensate of saturated steam;
and also the fact that to ensure centralized control of the rigidity of the device, it is additionally equipped with a means for changing the area of the hole in the sealed partition located between the source of saturated steam and the thermal battery;
and also the fact that to ensure centralized control of the rigidity of the device, it is additionally equipped with a means for changing the area of the developed surface of the heat accumulator in contact with saturated steam;
and also the fact that to prevent leakage of saturated steam from the chamber with a variable volume, the sealing of the liquid-saturated steam system with a thermostated interface on the developed surface of the heat accumulator is carried out by means of a gas-tight bellows or by means of a gas-tight shell or by means of a piston group;
and also the fact that in order to maintain a given pressure of saturated steam at a given temperature, a multicomponent solution is used as a liquid in the liquid-saturated steam system.

Возможность реализации предложенного устройства подтверждается следующими теоретическими выводами и полученными результатами экспериментальных исследований. The possibility of implementing the proposed device is confirmed by the following theoretical conclusions and the results of experimental studies.

Известно, что давление насыщенного пара над жидкостью зависит только от температуры системы. Увеличение давления насыщенного пара приводит к переходу его части в жидкую фазу и, наоборот, уменьшение - к испарению части жидкости, поэтому граница раздела жидкость-насыщенный пар с фиксированной температурой является идеальным поглотителем любого отклонения давления от термодинамически равновесного. Вместе с тем конденсация и испарение жидкости сопровождаются отдачей или поглощением тепла, следовательно, изменением температуры этой границы. В этой связи возникает необходимость термостатирования этой границы при техническом использовании фазового перехода пар-жидкость в качестве поглотителя колебаний давления. Чем сильнее сглажены температурные колебания границы, тем выше податливость устройства. It is known that the pressure of saturated vapor above a liquid depends only on the temperature of the system. An increase in the pressure of saturated steam leads to the transition of its part to the liquid phase and, conversely, a decrease to evaporation of part of the liquid, therefore, the liquid-saturated vapor interface with a fixed temperature is an ideal absorber of any deviation of pressure from thermodynamically equilibrium. At the same time, condensation and evaporation of the liquid are accompanied by the release or absorption of heat, therefore, a change in the temperature of this boundary. In this regard, the need arises for thermostating of this boundary in the technical use of the vapor-liquid phase transition as an absorber of pressure fluctuations. The stronger the temperature fluctuations of the border are smoothed, the higher the compliance of the device.

Граница раздела жидкость-насыщенный пар формируется на поверхности термостата смачиванием за счет конденсации или сил адгезии. The liquid-saturated vapor interface is formed on the surface of the thermostat by wetting due to condensation or adhesion forces.

На практике удобно пользоваться многокомпонентными растворами при температуре кипения или вблизи ее. Кипение раствора обеспечивает равенство атмосферного давления и давления насыщенного пара в замкнутом объеме. Многокомпонентность позволяет плавно регулировать температуру кипения путем изменения концентрации компонентов в растворе для адаптации к внешним условиям в соответствии с законом Рауля:
P_i(T)•X_i=Y_i•P(T); ΣXi = 1; ΣYi = 1,
где
P_i(T) - парциальное давление пара i компоненты при температуре T;
X_i - молярная доля i компоненты в растворе;
Y_i - молярная доля i компоненты в парах;
P(T) - общее давление насыщенного пара.In practice, it is convenient to use multicomponent solutions at or near a boiling point. Boiling the solution ensures the equality of atmospheric pressure and saturated vapor pressure in a closed volume. Multicomponent allows you to smoothly adjust the boiling point by changing the concentration of components in the solution to adapt to external conditions in accordance with Raoult's law:
P _i (T) • X _i = Y _i • P (T); ΣXi = 1; ΣYi = 1,
Where
P _i (T) is the partial vapor pressure of the i component at temperature T;
X _i is the molar fraction of the i component in the solution;
Y _i is the molar fraction of the i component in the vapor;
P (T) is the total saturated vapor pressure.

Оптимальным вариантом термостата для этих целей является тепловой аккумулятор. Самый простой тепловой аккумулятор - твердое тело, поверхность которого смочена этим раствором. The best option for the thermostat is a thermal battery. The simplest heat accumulator is a solid body, the surface of which is moistened with this solution.

Анализ выполненный заявителем в части соответствия заявленного изобретения критериям охраноспособности: новизна, изобретательский уровень и промышленная применимость - позволяет сделать следующие выводы. The analysis performed by the applicant in terms of compliance of the claimed invention with the eligibility criteria: novelty, inventive step and industrial applicability - allows us to draw the following conclusions.

Поиск, проведенный заявителем в патентной документации, в объеме, определяемом минимум PCT, а также в научно-технической литературе, не выявил технических решений, тождественных заявленному изобретению, характеризующихся аналогичной совокупностью существенных признаков, приведенных в формуле изобретения. В этой связи заявитель считает, что предшествующий уровень техники не порочит заявленное изобретение, т.е. оно является новым. The search conducted by the applicant in the patent documentation, to the extent determined by the PCT minimum, as well as in the scientific and technical literature, did not reveal technical solutions identical to the claimed invention, characterized by a similar set of essential features given in the claims. In this regard, the applicant considers that the prior art does not discredit the claimed invention, i.e. it is new.

Как отмечалось выше, заявленное изобретение отличается от наиболее близкого аналога - устройства для гашения колебаний-поглощающим элементом, который выполнен в виде герметизированной системы жидкость-насыщенный пар с границей раздела, сформированной на развитой поверхности теплового аккумулятора. As noted above, the claimed invention differs from the closest analogue - a device for damping vibrations by an absorbing element, which is made in the form of a sealed liquid-saturated vapor system with an interface formed on a developed surface of a heat accumulator.

Сопоставительный анализ упомянутых отличительных признаков с техническими решениями, содержащими аналогичные признаки, выявленными в предшествующем уровне техники, показал, что они не являются очевидными для специалистов данной области, в связи с чем заявленное изобретение, по мнению заявителя, считается соответствующим изобретательскому уровню. A comparative analysis of the above distinctive features with technical solutions containing similar features identified in the prior art showed that they are not obvious to specialists in this field, and therefore the claimed invention, in the opinion of the applicant, is considered to be consistent with the inventive step.

Как отмечалось выше, впервые используемый вибропоглощающий элемент достаточно легкореализуем. Система жидкость-насыщенный пар размещается в герметичной емкости, а граница раздела системы термостатирована. В качестве простого теплового аккумулятора использовано твердое тело, развитая поверхность которого смочена этим раствором. As noted above, the first used vibration-absorbing element is quite easy to implement. The liquid-saturated steam system is placed in a sealed container, and the system interface is thermostated. A solid body is used as a simple heat accumulator, the developed surface of which is moistened with this solution.

Это позволило заявителю сделать вывод о соответствии изобретения критерию - промышленная применимость, т.к. оно, как отмечалось выше, практически осуществимо и может быть широкоиспользовано. This allowed the applicant to conclude that the invention meets the criterion of industrial applicability, because it, as noted above, is practicable and can be widely used.

На графических материалах представлены две реализованных модели устройства для гашения колебаний по данному изобретению. Как отмечалось ранее, оно решает задачу создания устройства для гашения колебаний в широком диапазоне частот с независимым централизованным управлением нагрузочной характеристикой и жесткостью. The graphic materials presented two implemented models of a device for damping oscillations according to this invention. As noted earlier, it solves the problem of creating a device for damping oscillations in a wide frequency range with independent centralized control of the load characteristic and stiffness.

Заявляемое устройство содержит корпус 1, размещенную в нем виброгасящую опору 2, и расположенный между ними элемент, поглощающий колебания, который заключен в герметичный объем и содержит источник насыщенного пара 7, тепловой аккумулятор 3, поверхность которого покрыта конденсатом 4 испаряющейся жидкости, теплообменники 5, насыщенный пар 6, сильфон 8 (фиг. 1) или поршневую группу (фиг. 2), регулируемое отверстие 9, шток с клапаном 10 для регулировки отверстия, камеру изменяемого объема 11. The inventive device comprises a housing 1, a vibration-absorbing support 2 located therein, and an vibration-absorbing element located between them, which is enclosed in a sealed volume and contains a saturated steam source 7, a heat accumulator 3, the surface of which is covered with condensate 4 of the evaporating liquid, heat exchangers 5, saturated steam 6, a bellows 8 (Fig. 1) or a piston group (Fig. 2), an adjustable bore 9, a stem with a valve 10 for adjusting the bore, a variable volume chamber 11.

Гашение колебаний устройством осуществляется следующим образом. При движении виброопоры 2 вниз объем камеры 11 уменьшается, что вызывает в ней увеличение давления. Часть избыточного пара уходит через отверстие 9 и конденсируется на развитой поверхности теплового аккумулятора 3. Когда отверстие 9 полностью закрыто, устройство обладает максимальной жесткостью: частично конденсирующийся пар на небольшой площади внутренней поверхности камеры 11 приводит к увеличению температуры этой поверхности и, следовательно, к увеличению давления насыщенного пара в камере 11. The vibration damping device is as follows. When the vibration mount 2 moves down, the volume of the chamber 11 decreases, which causes an increase in pressure in it. Part of the excess steam leaves through the opening 9 and condenses on the developed surface of the heat accumulator 3. When the opening 9 is completely closed, the device has maximum rigidity: partially condensing steam on a small area of the inner surface of the chamber 11 leads to an increase in the temperature of this surface and, consequently, to an increase in pressure saturated steam in the chamber 11.

Когда отверстие 9 максимально открыто, поток насыщенного пара проходит через него свободно и конденсируется на развитой поверхности теплового аккумулятора 3. Поскольку конденсация насыщенного пара на поверхности теплового аккумулятора не приводит к заметному изменению его температуры, то и не будет заметного изменения давления в камере 11. Жесткость системы будет минимальна, количественно она будет определяться величиной емкости теплового аккумулятора 3 и жесткостью сильфона 8. When the opening 9 is maximally open, the saturated steam flow passes through it freely and condenses on the developed surface of the heat accumulator 3. Since condensation of saturated steam on the surface of the heat accumulator does not lead to a noticeable change in its temperature, there will be no noticeable change in pressure in the chamber 11. Rigidity the system will be minimal, quantitatively it will be determined by the value of the capacity of the heat accumulator 3 and the rigidity of the bellows 8.

При движении виброгасящей опоры 2 вверх - объем камеры 11 увеличивается, давление уменьшается. Частично давление компенсируется потоком пара через отверстие 9 за счет испарения с развитой поверхности теплового аккумулятора 3. When the vibration-suppressing support 2 moves up, the volume of the chamber 11 increases, the pressure decreases. The pressure is partially compensated by the steam flow through the opening 9 due to evaporation from the developed surface of the heat accumulator 3.

Когда отверстие 9 полностью закрыто, устройство обладает максимальной жесткостью: испаряющийся пар с небольшой по площади внутренней поверхности камеры 11 не обеспечивает состояние насыщенного пара, среда в камере 11 становится просто газом, давление уменьшается. When the hole 9 is completely closed, the device has maximum rigidity: the vaporized vapor with a small inner surface of the chamber 11 does not provide a saturated vapor state, the medium in the chamber 11 becomes just gas, the pressure decreases.

Когда отверстие 9 максимально открыто, изменение объема камеры 11 не приведет к заметному изменению в ней давления благодаря стабилизации давления насыщенного пара 6 тепловым аккумулятором 3 и хорошей пропускной способностью отверстия 9. When the hole 9 is maximally open, a change in the volume of the chamber 11 will not lead to a noticeable change in the pressure in it due to the stabilization of the saturated steam pressure 6 by the heat accumulator 3 and the good throughput of the hole 9.

Нагрузочная характеристика устройства определяется давлением внутри камеры 11. Известно, что жидкости с температурой кипения выше 0^oC удваивают давление насыщенного пара при увеличении температуры на 18-20^oC.The load characteristic of the device is determined by the pressure inside the chamber 11. It is known that liquids with a boiling point above 0 ^o C double the pressure of saturated steam with an increase in temperature by 18-20 ^o C.

При регулировке нагрузочной характеристики устройства изменение температуры источника насыщенного пара 7 производится одновременно с изменением температуры теплового аккумулятора 3, причем температура источника насыщенного пара 7 должна быть выше температуры теплового аккумулятора 3 для обеспечения условий смачивания развитой поверхности теплового аккумулятора 3 конденсатом 4. When adjusting the load characteristics of the device, the temperature of the source of saturated steam 7 is changed simultaneously with the temperature of the heat accumulator 3, and the temperature of the source of saturated steam 7 must be higher than the temperature of the heat accumulator 3 to ensure that the developed surface of the heat accumulator 3 is wetted by condensate 4.

Устройство для гашения колебаний по данному изобретению позволяет большое разнообразие при его практической реализации:
герметизация изменяемой части объема 11 поглощающего колебания элемента возможна металлическим газонепроницаемым сильфоном, эластичной газонепроницаемой оболочкой, поршневой группой и т.д.;
поддержание заданной температуры источника пара и теплового аккумулятора возможно любым источником тепла и холода: теплообменником, термоэлектрическим элементом, световым излучением, индукционным нагревателем и т.д.;
изменение площади отверстия, регулирующего поток пара возможно с помощью традиционных - клапана, крана, заслонки, диафрагмы и т.д.;
в качестве теплового аккумулятора можно использовать теплопроводные металлы с высокой теплоемкостью, например, алюминий, в форме пластинчатых радиаторов, отрезков провода, дроби и т.д.;
в качестве жидкости могут быть использованы растворы предельных углеводородов, достаточно безопасные в эксплуатации и пригодные для использования в широком интервале температур.The device for damping oscillations according to this invention allows a wide variety in its practical implementation:
sealing the variable part of the volume 11 of the absorbing vibration element is possible with a metal gas-tight bellows, an elastic gas-tight shell, a piston group, etc .;
maintaining the set temperature of the steam source and heat accumulator is possible with any source of heat and cold: heat exchanger, thermoelectric element, light radiation, induction heater, etc .;
changing the area of the hole regulating the flow of steam is possible with the help of traditional ones - a valve, a valve, a shutter, a diaphragm, etc .;
as a heat accumulator, heat-conducting metals with high heat capacity can be used, for example, aluminum, in the form of plate radiators, wire segments, fractions, etc .;
solutions of saturated hydrocarbons that are sufficiently safe to operate and suitable for use in a wide temperature range can be used as liquids.

Заявляемое устройство для гашения колебаний не имеет ограничений на его габариты и форму, на температурные условия использования, на величину жесткости и нагрузочной характеристики, обеспечивает высокий уровень поглощения колебаний. Оно значительно проще в части его аппаратурной реализации по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения. В силу отмеченных преимуществ предлагаемое устройство получит широкое использование в современной технике. The inventive device for damping vibrations does not have restrictions on its dimensions and shape, on temperature conditions of use, on the value of rigidity and load characteristics, provides a high level of absorption of vibrations. It is much simpler in terms of its hardware implementation in comparison with known devices of a similar purpose. Due to the noted advantages, the proposed device will be widely used in modern technology.

Claims

1. A device for damping oscillations, comprising a housing, a vibration-damping support located therein and an vibration-absorbing element located between them, characterized in that the vibration-absorbing element is enclosed in a sealed volume and contains a saturated steam source, a heat accumulator and a liquid-saturated steam system with the interface formed on the developed surface of the heat accumulator.

2. The device according to claim 1, characterized in that an evaporated liquid is used as a source of saturated steam, located in the lower part of the sealed volume of the absorbing element.

3. The device according to claim 1, characterized in that the heat accumulator is made of heat-conducting material, the developed surface of which is moistened with system fluid.

4. The device according to claim 1, characterized in that for controlling the load characteristic, the heat accumulator and the saturated steam source are simultaneously heat exchangers, the temperature of which is centrally controlled, and the temperature of the thermal accumulator is maintained below the temperature of the saturated steam source to ensure that the developed surface of the heat accumulator is wetted by condensate saturated steam.

5. The device according to claim 1, characterized in that to ensure centralized control of the rigidity of the device, it is additionally equipped with a sealed partition located between the source of saturated steam and the thermal battery and containing an adjustable hole to change its throughput.

6. The device according to claim 1, characterized in that to ensure centralized control of the rigidity of the device, it is additionally equipped with a means for changing the developed surface area of the heat accumulator in contact with saturated steam.

7. The device according to claim 1, characterized in that in order to prevent leakage of saturated steam from the chamber with a variable volume, the sealing of the liquid - saturated steam system with a thermostated boundary is divided on the developed surface of the heat accumulator by means of a gas-tight bellows.

8. The device according to claim 1, characterized in that in order to prevent leakage of saturated steam from the chamber with a variable volume of sealing of the liquid-saturated system with a thermostatic interface on the developed surface of the heat accumulator, it is carried out by means of an elastic, gas-tight shell.

9. The device according to claim 1, characterized in that in order to prevent leakage of saturated steam from the chamber with a variable volume of the sealing system, the liquid - saturated steam with a thermostatic interface on the developed surface of the heat accumulator is carried out by means of a piston group.

10. The device according to claim 1, characterized in that in order to maintain a given pressure of saturated steam at a given temperature, a multicomponent solution is used as a liquid in the liquid-saturated steam system.