Гидродинамический вибровозбудитель

Гидродинамический вибровозбудитель предназначен для генерации автоколебаний. Гидродинамический вибровозбудитель содержит корпус (1) с отверстиями подвода (2) и отвода (3) рабочей среды. В корпусе (1) установлена втулка (4) с образованием входной (5) и выходной (6) полостей. В торце корпуса (1) жестко закреплен упругий консольный стержень (7) с барабаном в виде диска (8). Диск (8) установлен на свободном конце стержня (7) с радиальным зазором (9) по отношению к втулке (4). Стержень (7) с диском (8) установлены соосно корпусу (1). Отверстие подвода (2) рабочей среды гидравлически связано с насосом (10). Отверстие отвода (3) рабочей среды - с баком (12), гидравлически связанным с насосом (10). Повышение надежности и экономичности работы гидродинамического вибровозбудителя достигнуто за счет выполнения барабана в виде диска, закрепленного на упругом консольном стержне с образованием между втулкой и диском радиального зазора. 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области гидравлики, в частности, к конструкциям гидродинамических вибровозбудителей, предназначенных для генерации автоколебаний.

Известна конструкция гидродинамического вибровозбудителя, описанная в авторском свидетельстве Российской Федерации 1020663 на изобретение «Гидродинамический вибровозбудитель» по классу F15В 21/12, заявленном 20.01.1982 года и опубликованном 30.05.1983 года.

Указанный гидродинамический вибровозбудитель содержит корпус с отверстиями подвода и отвода рабочей среды, втулку, установленную в корпусе с образованием входной и выходной полостей, и жестко закрепленный в торце корпуса упругий консольный стержень с цилиндрическим барабаном, размещенным на его свободном конце и установленным во втулке с зазором, при этом стержень установлен по оси корпуса, втулка выполнена цилиндрической, а барабан и втулка установлены так, что их оси расположены под острым углом одна относительно другой.

Недостатком описанного выше гидродинамического вибровозбудителя является его невысокая надежность из-за высокой частоты генерируемых им автоколебаний по второй форме, вызывающих усталостные повреждения в заделке упругого консольного стержня.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция гидродинамического вибровозбудителя, описанная в авторском свидетельстве Российской Федерации 1343131 на изобретение «Гидродинамический вибровозбудитель» по классу F15В 21/12, заявленном 05.02.1986 года и опубликованном 07.10.1987 года.

Известный гидродинамический вибровозбудитель содержит корпус с отверстиями подвода и отвода рабочей среды, втулку, установленную в корпусе с образованием входной и выходной полостей, и жестко закрепленный в торце корпуса упругий консольный стержень с цилиндрическим барабаном, размещенным на его свободном конце и установленным во втулке с зазором, при этом стержень с цилиндрическим барабаном установлены соосно корпусу, а боковая поверхность барабана выполнена с переменным радиусом по его длине.

При дросселировании рабочей среды (жидкости) через цилиндрический зазор между втулкой и барабаном возникают автоколебания консольного стержня с барабаном по второй форме с частотой выше 100 Гц, а первая, низшая форма автоколебаний интенсивно демпфируется. Отсюда недостатком известного гидродинамического вибровозбудителя является невысокая надежность, обусловленная генерацией им автоколебаний по второй форме с высокой частотой, что приводит к усталостным повреждениям в заделке упругого консольного стержня и, как следствие, к сокращению срока службы вибровозбудителя. Другим недостатком известного гидродинамического вибровозбудителя является необходимость больших энергетических затрат на возбуждение автоколебаний.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности и экономичности работы гидродинамического вибровозбудителя.

Техническим результатом, позволяющим решить указанную задачу, является обеспечение генерации гидродинамическим вибровозбудителем автоколебаний по первой форме с пониженной частотой.

Указанный результат достигается тем, что:

1. В известном гидродинамическом вибровозбудителе, содержащем корпус с отверстиями подвода и отвода рабочей среды, втулку, установленную в корпусе с образованием входной и выходной полостей, и жестко закрепленный в торце корпуса упругий консольный стержень с барабаном, размещенным на его свободном конце и установленным с зазором по отношению к втулке, при этом стержень с барабаном установлены соосно корпусу, согласно полезной модели, барабан выполнен в виде диска, закрепленного на упругом консольном стержне с образованием между втулкой и диском радиального зазора.

2. В гидродинамическом вибровозбудителе по п.1, согласно полезной модели, радиальный зазор выполнен диффузорным в радиальном направлении.

3. В гидродинамическом вибровозбудителе по п.1, согласно полезной модели, радиальный зазор выполнен конфузорным в радиальном направлении.

4. В гидродинамическом вибровозбудителе по п.1, согласно полезной модели, величина радиального зазора составляет 50-800 мкм.

Выполнение барабана в виде диска, закрепленного на упругом консольном стержне с образованием между втулкой и диском радиального зазора, позволяет при увеличении давления в корпусе формировать в радиальной щели поле давления, приводящее к возникновению угловой гидродинамической жесткости и возникновению вследствие этого автоколебаний по первой форме с меньшей частотой, чем в известных гидродинамических вибровозбудителях, в результате чего снижается уровень напряжений в заделке упругого консольного стержня и существенно продлевается срок его службы. При этом возникновение автоколебаний происходит при меньших давлениях и, соответственно, с меньшими энергетическими затратами.

Все это дает возможность повысить надежность и экономичность работы гидродинамического вибровозбудителя.

При этом радиальный зазор может быть выполнен диффузорным в радиальном направлении.

При этом радиальный зазор может быть выполнен конфузорным в радиальном направлении.

При этом величина радиального зазора может составлять 50-800 мкм.

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Заявляемый гидродинамический вибровозбудитель обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:

1. барабан выполнен в виде диска, закрепленного на упругом консольном стержне с образованием между втулкой и диском радиального зазора,

2. радиальный зазор выполнен диффузорным в радиальном направлении,

3. радиальный зазор выполнен конфузорным в радиальном направлении.

4. величина радиального зазора составляет 50-800 мкм.

Заявляемый гидродинамический вибровозбудитель может найти широкое применение в области гидравлики, в частности, в конструкциях гидродинамических вибровозбудителей, предназначенных для генерации автоколебаний, поэтому он соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемый гидродинамический вибровозбудитель иллюстрируется чертежом, где представлен общий вид гидродинамического вибровозбудителя с корпусом в разрезе.

Гидродинамический вибровозбудитель, представленный на чертеже, содержит корпус 1 с отверстиями подвода 2 и отвода 3 рабочей среды, втулку 4, установленную в корпусе 1 с образованием входной 5 и выходной 6 полостей.

В торце корпуса 1 жестко закреплен упругий консольный стержень 7 с барабаном в виде диска 8, размещенного на его свободном конце и установленного с радиальным зазором 9 по отношению к втулке 4. Стержень 7 с диском 8 установлены соосно корпусу 1.

Величина зазора 9 составляет 425 мкм, что соответствует середине интервала 50-800 мкм, величина которого является оптимальной для возбуждения автоколебаний с нужной частотой при невысоких затратах энергии.

Отверстие подвода 2 рабочей среды гидравлически связано с насосом 10, имеющим электропривод 11, а отверстие отвода 3 рабочей среды - с баком 12, гидравлически связанным с насосом 10.

Работает гидродинамический вибровозбудитель следующим образом.

При включении электропривода 11 насос 10 начинает перекачивать рабочую среду (жидкость) из бака 12 во входную 5 полость корпуса 1. При увеличении давления на входе корпуса 1 скорость течения жидкости в радиальном зазоре 9 растет.

При достижении критического значения числа Рейнольдса движение жидкости в зазоре 9 приобретает турбулентный характер, в жидкости появляются пульсации. При дальнейшем повышении давления во входной 5 полости корпуса 1 до 2-3 атмосфер возникают устойчивые автоколебания упругого консольного стержня 7 с закрепленным на нем диском 8 по первой форме с частотой от 20 до 80 Гц, позволяющей гидродинамическому вибровозбудителю работать практически неограниченное время и при сравнительно небольших затратах энергии на возбуждение автоколебаний.

Заявляемый гидродинамический вибровозбудитель по сравнению с прототипом более надежен и экономичен в работе.

1. Гидродинамический вибровозбудитель, содержащий корпус с отверстиями подвода и отвода рабочей среды, втулку, установленную в корпусе с образованием входной и выходной полостей, и жестко закрепленный в торце корпуса упругий консольный стержень с барабаном, размещенным на его свободном конце и установленным с зазором по отношению к втулке, при этом стержень с барабаном установлены соосно корпусу, отличающийся тем, что барабан выполнен в виде диска, закрепленного на упругом консольном стержне с образованием между втулкой и диском радиального зазора.

2. Гидродинамический вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что радиальный зазор выполнен диффузорным в радиальном направлении.

3. Гидродинамический вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что радиальный зазор выполнен конфузорным в радиальном направлении.

4. Гидродинамический вибровозбудитель по п.1, отличающийся тем, что величина радиального зазора составляет 50-800 мкм.