SU1763736A1

SU1763736A1 - Device for producing combined type hydraulic pulsations

Info

Publication number: SU1763736A1
Application number: SU904819619A
Authority: SU
Inventors: Олег Владимирович Лебедев; Галина Алексеевна Хромова; Мырза Абдалиевич Тунгушев
Original assignee: Институт механики и сейсмостойкости сооружений АН УзССР
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Использование: дл создани пуьсаций давлени при проведении экспериментальных исследований. Сущность изобретени : в корпусе 1 с каналами подвода и отвода рабочей среды-установлен поршень 2 с возможностью продольно-поступательного перемещени . Поршень 2 установлен в корпусе 1 с возможностью вращени . Устр- во дл создани дополнительных колебаний выполнено в виде завихр ющего устр-ва и жестко закреплено на поршне 2. Устр-во выполнено в виде рабочего колеса 4 с лопатками 5, количество к-рых выбираетс не менее четырех. Угол наклона лопаток 5 к оси составл ет 45&deg;. 1 з п. ф-лы, 1 ил,Use: for creating pressure puzzles during experimental studies. The essence of the invention: in the housing 1 with the channels for supplying and discharging the working medium, the piston 2 is mounted with the possibility of longitudinal translation. The piston 2 is rotatably mounted in the housing 1. The device for creating additional oscillations is made in the form of a swirling device and is rigidly fixed on the piston 2. The device is made in the form of an impeller 4 with blades 5, the number of which is not less than four. The angle of inclination of the blades 5 to the axis is 45 °. 1 з п. Ф-лы, 1 silt,

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для создания пульсаций давления, необходимых при проведении экспериментальных исследований.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to devices for creating pressure pulsations required during experimental studies.

Известен пульсатор по а.с. СССР № 1530832, МКИ F 15 В 21/12, /1/, содержащий корпус с подводящим каналом, камерой свободного формирования струи, вращающимся прерывателем потока, отводящими каналами, выполненными в виде диффузоров, причем, отводящий канал выполнен в виде конфузора с канавками, равномерно расположенными на его поверхности, а прерыватель выполнен в виде расположенных по окружности трехгранных пирамид.Known pulsator by A.S. USSR No. 1530832, MKI F 15 V 21/12, / 1 /, comprising a housing with a supply channel, a free jet formation chamber, a rotating flow chopper, and discharge channels made in the form of diffusers, the discharge channel being made in the form of a confuser with grooves, evenly spaced on its surface, and the breaker is made in the form of triangular pyramids located around the circumference.

Недостатком данной конструкции является то, что создаваемый сигнал давления по пульсациям имеет строго определенный характер, обусловленный геометрическими соотношениями самой конструкции, причем, создает в основном, низкочастотную составляющую спектра, что не соответствует реальным условиям эксплуатации.The disadvantage of this design is that the generated pressure signal from the pulsations has a strictly defined character, due to the geometric relationships of the structure itself, and moreover, it creates mainly the low-frequency component of the spectrum, which does not correspond to the actual operating conditions.

Известен гидропульсатор, описанный в книге с.453/см. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика - М.: Машиностроение, 1971 - 671 с. /2/, содержащий корпус и поршень, перемещающийся в нем возвратно-поступательно, конструкция уплотнений разработана с учетом возвратно-поступательного движения и является стандартной для уплотнения силовых гидроцилиндров в гидроприводе.Known hydro pulsator described in the book s.453 / cm. Bashta T.M. Engineering Hydraulics - M.: Engineering, 1971 - 671 p. / 2 / containing a housing and a piston moving in it reciprocating, the design of the seals is designed taking into account the reciprocating movement and is standard for sealing power hydraulic cylinders in a hydraulic drive.

Недостатком этой конструкции является создание гидропульсатором низкочастотного сигнала пульсаций давления, связанного с конкретными геометрическими соотношениями и физико-механическими свойствами рабочей жидкости.The disadvantage of this design is the creation of a low-frequency pressure pulsation signal by a hydro-pulsator associated with specific geometric relationships and the physicomechanical properties of the working fluid.

Наиболее близким является гидравлический вибратор по авт. свид. СССР № 883580, F 15 В 21/12, 1979 /3/.The closest is a hydraulic vibrator for ed. testimonial. USSR No. 883580, F 15 B 21/12, 1979/3 /.

Однако, в известной конструкции дополнительные вибрации имеют малую амплитуду.However, in the known construction, additional vibrations have a small amplitude.

В большинстве гидравлических стендов применяется именно эта конструкция, что не соответствует реальным условиям эксплуатации. При эксплуатации реальных гидросистем сигнал по давлению имеет - сложный характер, представляющий из се-бя наложение сигналов с различными частотами, как низкими, так и высокими и их гармониками.Most hydraulic stands use this particular design, which does not correspond to actual operating conditions. In the operation of real hydraulic systems, the pressure signal has a complex character, representing from itself the superposition of signals with different frequencies, both low and high, and their harmonics.

Цель изобретения - создание высокочастотной составляющей давления в рабочей жидкости, расширение имитационных возможностей при экспериментальных исследованиях.The purpose of the invention is the creation of a high-frequency component of the pressure in the working fluid, the expansion of simulation capabilities in experimental studies.

Указанная цель достигается тем, что поршень установлен в корпусе с возможностью вращения, а устройство для создания дополнительных колебаний выполнено в ви5 де завихряющего устройства и жестко закреплено на поршне, причем, завихряющее устройство выполнено в виде рабочего колеса с лопатками, количество которых выбирается не менее 4, а угол наклона лопаток к оси 10 составляет 45°.This goal is achieved by the fact that the piston is rotatably mounted in the housing, and the device for creating additional vibrations is made in the form of a swirl device and is rigidly fixed to the piston, moreover, the swirl device is made in the form of an impeller with vanes, the number of which is selected at least 4 and the angle of inclination of the blades to the axis 10 is 45 °.

На чертеже показан гидропульсатор комбинированного типа, разрез.The drawing shows a combined type hydraulic pulsator, section.

Гидропульсатор комбинированного типа состоит из корпуса 1, в котором установ15 лен поршень 2 с возможностью вращения при возвратно-поступательном движении. На входе штока 3 в корпус 1 предусмотрены необходимые уплотнения для обеспечения вращательного движения штока 3 совмест20 но с поршнем 2. В месте уплотнения поршня с корпусом 1 предусмотрены также вращательно-уплотнительные пары, например, как для уплотнения валов. На одном штоке 3 с поршнем 2 жестко закреплено завихря25 ющее устройство, например, рабочее колесо 4 с лопатками 5. Лопаток 5 на рабочем колесе 4 выполнено не менее 4-х, причем, профиль лопаток зависит от формы высокочастотного сигнала давления в рабочей жид30 кости. Обратные клапаны 6, 7.The combined type hydraulic pulsator consists of a housing 1, in which a piston 2 is mounted 15 with the possibility of rotation during reciprocating motion. At the inlet of the rod 3 into the housing 1, the necessary seals are provided to ensure the rotational movement of the rod 3 together with the piston 2. In the place of the sealing of the piston with the housing 1, there are also rotational-sealing pairs, for example, for sealing shafts. A swirling device, for example, an impeller 4 with blades 5, is rigidly fixed on one rod 3 with a piston 2. The blades 5 on the impeller 4 are made at least 4, moreover, the profile of the blades depends on the shape of the high-frequency pressure signal in the working fluid. Check valves 6, 7.

Гидропульсатор комбинированного типа работает следующим образом.Hydropulsator combined type works as follows.

Шток 3 приводится в движение, например, кривошипно-шатунным механизмом, 35 обеспечивающим возвратно-поступательное движение. В месте подсоединения штока к данному механизму должна быть, видимо, установлена шарнирная опора, чтобы обеспечить вращательное движение 40 штока 3 с поршнем 2, причем, стоит отметить, что вращение в конструкции происходит лишь из-за возвратно-поступательного движения лопастного колеса 4, жестко закрепленного вместе с поршнем и штоком за 45 счет сил вязкости и сопротивления в рабочей жидкости, действующих на лопатки 5 рабочего колеса 4 и вызывающее его вращение. При движении поршня вниз рабочее колесо 4 будет закручиваться в одну сторо50 ну, а при движении вверх штока 3 с поршнем 2 оно будет крутиться в противоположную сторону.The rod 3 is driven, for example, by a crank mechanism 35 providing reciprocating motion. Apparently, a hinge support should be installed in the place of connecting the rod to this mechanism in order to provide a rotational movement 40 of the rod 3 with the piston 2, and it should be noted that rotation in the structure occurs only due to the reciprocating movement of the impeller 4, rigidly fixed together with the piston and rod for 45 due to the forces of viscosity and resistance in the working fluid acting on the blades 5 of the impeller 4 and causing its rotation. When the piston moves down, the impeller 4 will spin in one direction, and when moving up the rod 3 with the piston 2, it will spin in the opposite direction.

Таким образом, будет осуществляться принцип работы завихряющего устройства 55 данной конструкции. В принципе завих'ряющее устройство может быть выполнено и в какой-либо другой форме, например, в виде расположенных по окружности трехгранных пирамид, с ребрами жесткости для по___явления сил сопротивления в рабочей жидкости. Главным, как считают авторы, в данной конструкции является принцип завихрения потока жидкости при вращении под действием сил вязкости и сопротивления в жидкости при возвратно-поступательном движении штока 3 с поршнем 2.Thus, the principle of operation of the swirl device 55 of this design will be implemented. In principle, the swirling device can also be made in some other form, for example, in the form of triangular pyramids located around a circle, with stiffeners for ___ the appearance of resistance forces in the working fluid. The main thing, according to the authors, in this design is the principle of swirling the fluid flow during rotation under the action of the forces of viscosity and resistance in the fluid during the reciprocating movement of the rod 3 with the piston 2.

За счет этого удасться имитировать наряду с низкочастотным сигналом, создаваемым при возвратно-поступательном движении поршня 2, и высокочастотный сигнал, зависящий от количества лопаток 5 и их профиля, что можно вполне определенно прочитать заранее теоретически. Или же для получения более сложного по характеру высокочастотного сигнала можно применять более сложную конструкцию завихряющего устройства.Due to this, it will be possible to simulate, along with the low-frequency signal generated by the reciprocating movement of the piston 2, and the high-frequency signal, which depends on the number of blades 5 and their profile, which can be readily theoretically read in advance. Or to obtain a more complex in nature high-frequency signal, you can apply a more complex design of the swirl device.

Обратные клапаны 7, 6 предусмотрены для движения рабочей жидкости в одном направлении, необходимом для исследования и для избежания опасности появления микрогидравлического удара в конструкции.Non-return valves 7, 6 are provided for the movement of the working fluid in one direction, necessary for research and to avoid the risk of microhydraulic shock in the structure.

Предложенную конструкцию гидропульсатора комбинированного типа можно применять широко в экспериментальных установках для наиболее реального имитирования режимов нагружения гидросистем. Преимущество данной конструкции налицо, так как можно создавать наряду с низкоча- 30 стотным сигналом давления в РЖ, высокочастотные составляющие, причем их форма зависит от сменного завихряющего устройства и ее можно менять в довольно широких пределах. 35The proposed design of a combined type of hydro-pulsator can be widely used in experimental installations for the most real simulation of hydraulic systems loading modes. The advantage of this design is obvious, since it is possible to create, along with the low-frequency signal of pressure in the RH, high-frequency components, their shape depending on the replaceable swirl device and it can be changed over a fairly wide range. 35

Предлагаемая конструкция гидропульсатора комбинированного типа позволяет получить эффект при наиболее реальном моделировании нагружения гидросистем.The proposed design of a combined type of hydro-pulsator allows you to get an effect in the most realistic simulation of hydraulic loading.

Существенным отличием является то, что гидропульсатор имеет поршень, установленный в корпусе с возможностью вращения, а устройство для создания дополнительных колебаний выполнено в виде завихряющего устройства и жестко закреплено на поршне, причем завихряющее устройство выполнено в виде рабочего колеса с лопатками, количество которых выбирается не менее 4, а угол наклона лопаток к оси составляет 45°.A significant difference is that the hydraulic pulsator has a piston mounted rotatably in the housing, and the device for creating additional vibrations is made in the form of a swirl device and is rigidly mounted on the piston, and the swirl device is made in the form of an impeller with vanes, the number of which is selected at least 4, and the angle of inclination of the blades to the axis is 45 °.

Claims

Claim

1. A combined type hydraulic pulsator comprising a housing with channels for supplying and discharging a working medium, in which a piston with the possibility of longitudinal-translational movement and a device for creating additional vibrations are installed, characterized in that, in order to expand the simulation capabilities in experimental studies by creating a high-frequency component pressure of the working medium, the piston is rotatably mounted in the housing, and the device for creating additional oscillations is made in the form of a swirl yayuschego device and rigidly secured to the piston.

2. The hydro-pulsator according to claim 1, with the fact that the swirl device is made in the form of an impeller with blades, the number of which is selected at least 4, and the angle of inclination of the blades to the axis is 45 °.

Compiled by Z. Pimakhova Editor A.3 Tehred M. Morgenthal Corrector A. Dolinich

Order 3442 Circulation Subscription

VNIIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the State Committee for Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5

Production and Publishing Plant Patent, Uzhgorod, 101 Gagarin St.