RU2136396C1

RU2136396C1 - Vibration exciter (versions)

Info

Publication number: RU2136396C1
Application number: RU98106281A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Радкевич
Original assignee: Радкевич Николай Александрович
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-09-10

Abstract

FIELD: vibration and vibration impact machines; construction engineering and mining industry; drive for reciprocating motion of various members of machines. SUBSTANCE: reversible valve with separate shut-off members is fitted on differential piston dividing the cavity of housing into two chambers. First chamber is used for receiving the working medium from supply source and second chamber is connected with first chamber and with atmosphere by means of passages provided in differential piston shutting-off the passage connecting the second chamber with atmosphere and opening the passage connecting both chambers at the end of forward stroke of differential piston due to engagement with end face of housing bounding the second chamber. Reversible valve shuts off the passage connecting both chambers and opens the passage connecting the second chamber with atmosphere at the end of back stroke of differential piston due to reduction of pressure of working medium in second chamber as compared with first one. Lateral surface of housing bounding the second chamber has holes for communicating this chamber with atmosphere at the end of back stroke of piston. According to first version, these holes are provided at similar distance from end face of housing; according to second version, these holes are located at different and lateral surface of housing is provided with gate having holes for matching with holes on lateral surface of housing at respective preset amplitude of vibration. EFFECT: simplified construction; extended field of application. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано в качестве различных вибрационных и виброударных машин для строительства, горной промышленности и других отраслей народного хозяйства, а также в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения различных органов машин. The invention relates to vibration technology and can be used as various vibration and vibration machines for construction, mining and other sectors of the economy, as well as a drive to provide reciprocating motion of various organs of machines.

Известен вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами для попеременного перекрытия одного из упомянутых каналов и открывания другого, который установлен с возможностью взаимодействия с торцами корпуса в конце прямого и обратного ходов (заявка ФРГ N 1926996, М. кл. B 06 B 1/18, опубл. 10.05.72 г.). Known vibration exciter containing a hollow body mounted in it with the ability to move the differential piston, dividing the body cavity into two chambers, the first of which, located on the side of the smaller end of the piston, serves to supply the working medium from the source, and the second is communicated with it and atmosphere through channels made in the piston, a reversing valve with separate locking elements for alternately blocking one of the said channels and opening another, which is installed with the possibility of interaction ystviya with the faces of the housing at the end of the forward and reverse strokes (DE-N 1926996, M. Cl. Bed and 06 B 1/18, publ. 05.10.72 city).

Недостатком этого вибровозбудителя можно считать невозможность применения его в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения органов машин из-за отсутствия выступающих частей поршня за пределы корпуса, а также невозможность регулирования амплитуды вибрации, что значительно ограничивает сферу его применения. The disadvantage of this vibration exciter can be considered the impossibility of using it as a drive to provide reciprocating movement of machine organs due to the absence of protruding parts of the piston outside the housing, as well as the inability to control the amplitude of vibration, which significantly limits its scope.

Известен также вибровозбудитель, содержащий полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами, установленный с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру, а также перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, в конце обратного хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с упором, установленным одним концом в канале, соединяющим вторую камеру с атмосферой, а другим - в оправке, установленной на корпусе с возможностью осевого перемещения. Изменение амплитуды хода дифференциального поршня (амплитуды вибрации) осуществляется за счет изменения положения упора относительно корпуса (патент РФ N 2075353, м.кл. B 06 B 1/18, F 15 B 21/12, опубл. 20.03.97 Бюл. N 8). A vibration exciter is also known, comprising a hollow body mounted with the possibility of moving a differential piston dividing the body cavity into two chambers, the first of which, located on the side of the smaller end of the piston, serves to supply the working medium from the source, and the second is communicated with it and the atmosphere through the channels made in the piston, a reversing valve with separate locking elements, installed with the possibility of blocking the channel connecting the second chamber to the atmosphere, and opening the channel, connecting which cleans both chambers at the end of the forward stroke due to the interaction with the end face of the housing restricting the second chamber, as well as the overlap of the channel connecting the two chambers and the opening of the channel connecting the second chamber to the atmosphere at the end of the reverse stroke of the differential piston due to interaction with the stop, installed one end in the channel connecting the second chamber with the atmosphere, and the other in the mandrel mounted on the housing with the possibility of axial movement. The change in the amplitude of the differential piston stroke (vibration amplitude) is carried out by changing the position of the stop relative to the housing (RF patent N 2075353, microliter B 06 B 1/18, F 15 B 21/12, publ. 03.20.97 Bull. N 8 )

К недостаткам этого вибровозбудителя можно отнести достаточно сложное конструктивное исполнение из-за наличия упора, а также сложность применения его в качестве привода для возвратно-поступательных движений из-за необходимости дополнительной конструктивной доработки. The disadvantages of this vibration exciter include a rather complex design due to the presence of an emphasis, as well as the difficulty of using it as a drive for reciprocating movements due to the need for additional structural refinement.

В основу изобретения поставлена задача создания достаточно простого вибровозбудителя с возможностью применения его как в качестве вибрационного и виброударного механизма, так и в качестве привода для обеспечения возвратно-поступательного движения. The basis of the invention is the task of creating a fairly simple vibration exciter with the possibility of using it both as a vibration and vibration shock mechanism, and as a drive to provide reciprocating motion.

Поставленная задача решена в заявленном вибровозбудителе, который, как и известный, содержит полый корпус, установленный в нем с возможностью перемещения дифференциальный поршень, разделяющий полость корпуса на две камеры, первая из которых, расположенная со стороны меньшего торца поршня, служит для подачи в нее рабочей среды от источника, а вторая сообщена с ней и атмосферой посредством каналов, выполненных в поршне, реверсивный клапан с отдельными запорными органами, установленный с возможностью перекрытия канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, и открывания канала, соединяющего обе камеры, в конце прямого хода дифференциального поршня за счет взаимодействия с торцом корпуса, ограничивающим вторую камеру. В отличие от известного в заявленном вибровозбудителе реверсивный клапан установлен с возможностью перекрытия канала, соединяющего обе камеры, и открывания канала, соединяющего вторую камеру с атмосферой, за счет изменения давления рабочей среды во второй камере относительно первой, а на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, выполнены отверстия, соединяющие вторую камеру с атмосферой в конце обратного хода поршня. The problem is solved in the inventive vibration exciter, which, as well as known, contains a hollow body mounted in it with the ability to move the differential piston, dividing the body cavity into two chambers, the first of which, located on the side of the smaller end of the piston, serves to supply it with a working medium from the source, and the second is in communication with it and the atmosphere through channels made in the piston, a reversing valve with separate locking elements, installed with the possibility of blocking the channel connecting the second the chamber with the atmosphere, and opening the channel connecting the two chambers at the end of the forward stroke of the differential piston due to interaction with the end face of the housing restricting the second chamber. In contrast to the known in the claimed exciter, the reversing valve is installed with the possibility of blocking the channel connecting the two chambers, and opening the channel connecting the second chamber with the atmosphere, by changing the pressure of the working medium in the second chamber relative to the first, and on the side surface of the housing bounding the second chamber , holes are made connecting the second chamber with the atmosphere at the end of the reverse piston stroke.

Во втором варианте исполнения, пригодного в тех случаях, когда необходимо регулирование хода дифференциального поршня, на боковой поверхности корпуса, ограничивающей вторую камеру, на разных расстояниях от торца корпуса выполнены отверстия для соединения этой камеры с атмосферой в конце обратного хода поршня и установлен с возможность перемещения затвор, имеющий отверстия, предназначенные для совмещения с соответствующими заданной амплитуде вибрации отверстиями на боковой поверхности корпуса. In the second embodiment, suitable in cases where it is necessary to control the stroke of the differential piston, openings are made on the side surface of the housing defining the second chamber at different distances from the end of the housing to connect this chamber to the atmosphere at the end of the piston reverse stroke and can be moved a shutter having openings designed to align with the holes on the side of the housing corresponding to a predetermined vibration amplitude.

На фиг. 1 схематически изображен вибровозбудитель в разрезе; на фиг. 2 (вид А) - показан запорный орган, обеспечивающий перекрытие канала между первой и второй камерами. In FIG. 1 schematically shows a vibration exciter in section; in FIG. 2 (view A), a locking member is shown that provides for the closure of the channel between the first and second chambers.

Заявленный вибровозбудитель содержит полый корпус 1 с отверстием 2 для подачи рабочей среды в первую камеру 3 и с отверстиями 4 для вывода рабочей среды из второй камеры 5 в конце обратного хода. Во внутренней полости корпуса 1 с возможностью осевого перемещения установлен дифференциальный поршень 6 таким образом, что меньшая поверхность торца поршня принадлежит первой камере 3, в большая - второй камере 5. В поршне выполнены каналы 7, соединяющие между собой обе камеры, а также канал 8, соединяющий вторую камеру 5 с атмосферой. В поршне 6 установлен реверсивный клапан 9 с запорными органами 10 для перекрытия каналов 7 и запорным органом 11 для перекрытия канала 8. Для взаимодействия клапана 9 с торцом корпуса установлен пружинный упор 12. На корпусе с возможностью перемещения установлен затвор 13 с отверстием 14, которое при работе вибровозбудителя совмещено с таким отверстием 4, которое соответствует заданной амплитуде вибрации. The claimed vibration exciter contains a hollow body 1 with an opening 2 for supplying a working medium to the first chamber 3 and with openings 4 for outputting the working medium from the second chamber 5 at the end of the return stroke. A differential piston 6 is mounted in the internal cavity of the housing 1 with the possibility of axial movement so that the smaller surface of the piston end face belongs to the first chamber 3, and the larger to the second chamber 5. The piston has channels 7 connecting the two chambers, as well as channel 8, connecting the second chamber 5 with the atmosphere. A reversing valve 9 is installed in the piston 6 with locking elements 10 for blocking the channels 7 and locking element 11 for blocking the channel 8. For the valve 9 to interact with the housing end, a spring stop 12 is installed. The valve 13 with an opening 14 is installed with the possibility of movement, which the vibration exciter is combined with such a hole 4, which corresponds to a given vibration amplitude.

Вибровозбудитель работает следующим образом. Vibration exciter works as follows.

Рабочая среда под давлением поступает через отверстие 2 в камеру 3, затем по каналам 7 в камеру 5 и из нее по каналу 8 (или через отверстия 4 и 14) в атмосферу. За счет перепадов давлений на границах запорных органов 10 и 11 клапан 9 занимает устойчивое крайнее положение, например, перекрыты каналы 7, открыт канал 8, соединяющий камеру 5 с атмосферой. За счет избыточного давления в камере 3 клапан 9 сохраняет свое положение, объем камеры 3 увеличивается и поршень 6 перемещается до взаимодействия упора 12 с торцом корпуса 1. Упираясь во внутреннюю поверхность торца, клапан 9 меняет свое положение, открывая каналы 7 и закрывая канал 8. Давление в камерах 3 и 5 выравнивается, клапан 9 сохраняет свое положение за счет разности давлений, действующей на запорный орган 11. Так как в камере 5 площадь торца поршня 6 больше площади торца поршня, расположенного в камере 3, то возникает сила, перемещающая поршень в обратном направлении до открытия отверстия 4, после чего давление в камере 5 падает, сила, действующая на запорный орган 11 исчезает, а силы, действующие на запорный орган 10, возрастают и перемещают клапан в первоначальное устойчивое положение, т.е. каналы 7 закрываются, а канал 8 открывается. Затем цикл повторяется. The working medium under pressure enters through the opening 2 into the chamber 3, then through the channels 7 into the chamber 5 and from it through the channel 8 (or through openings 4 and 14) to the atmosphere. Due to pressure differences at the boundaries of the shut-off elements 10 and 11, the valve 9 occupies a stable extreme position, for example, channels 7 are closed, channel 8 is open, connecting the chamber 5 with the atmosphere. Due to the excess pressure in the chamber 3, the valve 9 maintains its position, the volume of the chamber 3 increases and the piston 6 moves until the stop 12 interacts with the end face of the housing 1. Resting on the inner surface of the end face, the valve 9 changes its position, opening channels 7 and closing channel 8. The pressure in the chambers 3 and 5 is equalized, the valve 9 maintains its position due to the pressure difference acting on the shut-off element 11. Since in the chamber 5 the area of the end face of the piston 6 is larger than the area of the end face of the piston located in the chamber 3, a force arises that moves the Porsche in the opposite direction until the opening 4 opens, after which the pressure in the chamber 5 drops, the force acting on the shut-off element 11 disappears, and the forces acting on the shut-off element 10 increase and move the valve to its original stable position, i.e. channels 7 are closed, and channel 8 is opened. Then the cycle repeats.

Величина хода поршня, а следовательно, и амплитуда вибрации в каждом цикле будет определяться положением открытого отверстия 4 относительно торца корпуса, ограничивающего вторую камеру. Меняя положение затвора 13, совмещают отверстие 14 с отверстиями 4, расположенными на разных расстояниях от торца корпуса, и т.о. изменяют амплитуду вибрации. The magnitude of the stroke of the piston, and therefore the amplitude of the vibration in each cycle, will be determined by the position of the open hole 4 relative to the end of the housing bounding the second chamber. By changing the position of the shutter 13, the hole 14 is combined with the holes 4 located at different distances from the end of the housing, and so on. change the amplitude of the vibration.

Таким образом видно, что вибровозбудитель имеет более простую конструкцию и может быть использован в качестве самостоятельных вибрационных и виброударных машин, в т.ч. с регулируемой амплитудой вибрации. Если закрепить корпус на основании, а к выступающему концу поршня прикрепить необходимый орган машин (или наоборот), то этот вибровозбудитель без дополнительных конструктивных доработок будет сообщать этому органу возвратно-поступательные движения, т. е. будет являться приводом для осуществления возвратно-поступательного движения. Причем рабочая среда может быть как газообразной, так и жидкой. Thus, it is clear that the vibration exciter has a simpler design and can be used as independent vibration and vibration shock machines, including with adjustable amplitude of vibration. If you fix the case on the base, and attach the necessary organ of the machines to the protruding end of the piston (or vice versa), then this vibration exciter will notify the reciprocating movement without additional structural modifications, i.e., it will be the drive for the reciprocating movement. Moreover, the working medium can be either gaseous or liquid.

Claims

1. Vibration exciter containing a hollow body mounted on it with the possibility of moving a differential piston dividing the body cavity into two chambers, the first of which, located on the side of the smaller end of the differential piston, serves to supply the working medium from the source, and the second is in communication with it and the atmosphere through channels made in the differential piston, a reversing valve with separate locking elements for alternately blocking one of the said channels and opening the other, which is installed it is mounted with the possibility of blocking the channel connecting the second chamber with the atmosphere, and opening the channel connecting both chambers at the end of the forward stroke of the differential piston due to interaction with the end face of the housing limiting the second chamber, characterized in that the reversing valve is installed with the possibility of blocking the channel connecting both chambers, and opening the channel connecting the second chamber to the atmosphere at the end of the piston reverse stroke by reducing the pressure of the working medium in the second chamber relative to the first, and on the side body surface bounding the second chamber, openings for connecting the chamber to the atmosphere at the end of the return stroke of the differential piston.

2. A vibration exciter comprising a hollow body mounted on it with the possibility of moving a differential piston dividing the body cavity into two chambers, the first of which, located on the side of the smaller end of the differential piston, serves to supply the working medium from the source, and the second is in communication with it and the atmosphere through channels made in the differential piston, a reversing valve with separate locking elements for alternately blocking one of the said channels and opening the other, which is installed it is mounted with the possibility of blocking the channel connecting the second chamber with the atmosphere, and opening the channel connecting both chambers at the end of the forward stroke of the differential piston due to interaction with the end face of the housing limiting the second chamber, characterized in that the reversing valve is installed with the possibility of blocking the channel connecting both chambers, and opening the channel connecting the second chamber to the atmosphere at the end of the reverse stroke of the differential piston by reducing the pressure of the working medium in the second chamber relative to howling, and on the side surface of the housing, limiting the second chamber, at different distances from the end of the housing, holes are made for connecting this chamber with the atmosphere at the end of the piston return stroke and a shutter is installed with the possibility of movement, having holes for matching holes on the side with the corresponding vibration amplitude body surface.