RU2197335C2

RU2197335C2 - Vibrator

Info

Publication number: RU2197335C2
Application number: RU2001100328A
Authority: RU
Inventors: И.А. Потапенко; В.К. Андрейчук; Н.К. Свириденко; М.В. Лепетухин; Д.П. Харченко
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2001-01-04
Filing date: 2001-01-04
Publication date: 2003-01-27
Also published as: RU2001100328A

Abstract

FIELD: intensification of different manufacturing processes, namely prevention of salt deposits on working heated surfaces of steam boilers and heat mass exchange apparatuses, reduction of tractive forces in soil cultivators, decreased biological deposits on ship bodies, intensified physico-chemical processes. SUBSTANCE: vibrator includes cylindrical housing with inner race for ball rolling; drive shaft mounted along axis of housing; carrier rigidly secured to drive shaft. Carrier includes rod with duct for supplying compressed air and nozzle for discharging air medium in the form of paraboloid of revolution. EFFECT: enhanced efficiency and operational reliability at keeping stability, frequency and amplitude values of excited vibrations. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для получения и передачи механических колебаний в различные среды и может быть использовано для интенсификации различных технологических процессов, в частности, предупреждения солевых отложений на рабочих поверхностях нагрева пароводяных котлов и тепло-и массообменных аппаратов, для снижения тяговых усилий при установке на почвообрабатывающих орудиях, уменьшения биологических отложений на корпусах судов, ускорения физико-химических процессов и т.д. The invention relates to devices for receiving and transmitting mechanical vibrations to various environments and can be used to intensify various technological processes, in particular, to prevent salt deposits on the heating surfaces of steam-water boilers and heat and mass transfer apparatuses, to reduce traction when installed on tillage tools, reducing biological deposits on the hulls, accelerating physical and chemical processes, etc.

Известен вибратор, содержащий металлическую кольцевую обойму с плоскими крышками, в которой находятся шарик и источник сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения эффективности вибратора за счет оперативного изменения амплитуды возбуждаемых колебаний, в него введены постоянный электромагнит и источник постоянного высоковольтного напряжения, подключенный к обойме, расположенной между полюсами электромагнита, при этом крышки обоймы выполнены из электроизоляционного материала. A known vibrator containing a metal ring cage with flat covers, in which there is a ball and a source of compressed air, characterized in that, in order to expand the functionality and increase the efficiency of the vibrator due to operational changes in the amplitude of the excited oscillations, a constant electromagnet and a constant source are introduced into it high voltage connected to the cage located between the poles of the electromagnet, while the lid of the cage is made of insulating material.

Однако известный вибратор имеет существенные недостатки, а именно сложен в изготовлении и эксплуатации. Для его работы требуется сжатый воздух, электромагнитный источник постоянного высоковольтного напряжения, что, в свою очередь, требует существенных затрат электроэнергии. Известны также изобретения, в которых рассматриваемая задача решается с помощью энергии сжатого воздуха (а. с. 756179, F 28 g 7/00, а. с. 480898, F 28 g 7/00 и др. ). However, the known vibrator has significant disadvantages, namely, it is difficult to manufacture and operate. It requires compressed air, an electromagnetic source of constant high voltage, which, in turn, requires significant energy costs. Also known are inventions in which the problem in question is solved using the energy of compressed air (a.s. 756179, F 28 g 7/00, a.s. 480898, F 28 g 7/00, etc.).

В качестве прототипа авторами выбрано а.с. СССР 656673, М.кл. В 06 в 1/16 "Устройство для возбуждения колебаний", содержащее цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный по оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу, отличающееся тем, что, с целью повышения частоты возбуждаемых колебаний и упрощения конструкции, водило выполнено в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком. The authors selected A.S. as a prototype. USSR 656673, M.cl. 06/16 1/16 "Device for exciting vibrations", containing a cylindrical body with an internal treadmill, run in a ball, a drive shaft mounted on the axis of the body, and a carrier rigidly mounted on the drive shaft, characterized in that, in order to increase the frequency excited vibrations and simplify the design, the carrier is made in the form of a rod with an element for point contact with the ball.

Изобретение имеет, на наш взгляд, существенный недостаток, заключающийся в том, что при работе за счет трения скольжения происходит интенсивный износ как точечного контакта, так и самого шарика, что в свою очередь приводит к изменению частоты и амплитуды возбуждаемых вибратором колебаний и, в конечном счете, разрушению устройства. The invention, in our opinion, has a significant drawback, namely that during operation due to sliding friction, intense wear occurs both of the point contact and the ball itself, which in turn leads to a change in the frequency and amplitude of the vibrations excited by the vibrator and, ultimately account, the destruction of the device.

Техническим решением задачи является повышение эффективности и надежности работы вибратора при сохранении стабильности частоты и амплитуды возбуждаемых колебаний. Более высокая эффективность работы достигается за счет непосредственного исключения соприкосновения водила с шариком, что позволяет повысить скорость вращения шарика и надежность работы вибратора в целом. The technical solution to the problem is to increase the efficiency and reliability of the vibrator while maintaining the stability of the frequency and amplitude of the excited vibrations. Higher work efficiency is achieved due to the direct exclusion of contact between the carrier and the ball, which allows to increase the speed of rotation of the ball and the reliability of the vibrator as a whole.

Задача достигается тем, что в вибраторе для возбуждения колебаний, содержащем цилиндрический корпус с внутренней беговой дорожкой, обкатываемой шариком, приводной вал, установленный на оси корпуса, и водило, жестко закрепленное на приводном валу, выполненное в виде стержня с элементом для точечного контакта с шариком, водило выполнено в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха и сопла (элемента) для выхода воздушной среды, выполненного в виде парабаллоида вращения. The problem is achieved in that in a vibrator for exciting vibrations, comprising a cylindrical body with an inner treadmill being run in by a ball, a drive shaft mounted on the axis of the body, and a carrier rigidly mounted on the drive shaft, made in the form of a rod with an element for point contact with the ball , the carrier is made in the form of a rod having a channel for supplying compressed air and a nozzle (element) for the exit of the air medium, made in the form of a paraballoid of rotation.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что достижение поставленной задачи осуществляется за счет исключения трения скольжения между шариком и элементом для точечного контакта на водиле. The novelty of the proposed proposal is due to the fact that the achievement of the task is carried out by eliminating sliding friction between the ball and the element for point contact on the carrier.

В предложенном техническом решении движение шарика осуществляется под воздействием струи сжатого воздуха, исходящего из сопла (элемента), выполненного в виде парабаллоида вращения. Это позволяет повысить надежность вибратора в целом и в течение длительного времени стабилизировать частоту и амплитуду возбуждаемых вибратором колебаний. In the proposed technical solution, the movement of the ball is carried out under the influence of a jet of compressed air coming from a nozzle (element) made in the form of a paraballoid of rotation. This improves the reliability of the vibrator as a whole and for a long time to stabilize the frequency and amplitude of the vibrations excited by the vibrator.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения. According to the patent and scientific and technical literature, no similar set of features was found, which allows us to judge the inventive step of the proposal.

Сущность изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Вибратор выполнен в виде закрепляемого на металлоконструкции 1 при помощи волновода 2 цилиндрического конуса 3 с внутренней беговой дорожкой 4, обкатываемой шариком 5, вала 6, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, привода 7, установленного на оси корпуса 3, и жестко закрепленного на приводном валу 6 водила 8, выполненного в виде стержня, имеющего канал для подачи сжатого воздуха, и сопла (элемента) 9 для контакта (естественно через воздух) с шариком 5. Сжатый воздух подается от компрессора по каналу вала 6 и далее по каналу водила 8 поступает в сопло (элемент) 9, выполненное в виде парабаллоида вращения. The vibrator is made in the form of a cylindrical cone 3 fixed to a metal structure 1 using a waveguide 2 with an inner treadmill 4 rolled around by a ball 5, a shaft 6 having a channel for supplying compressed air, a drive 7 mounted on the axis of the housing 3, and rigidly fixed to the drive shaft 6 drove 8, made in the form of a rod having a channel for supplying compressed air, and a nozzle (element) 9 for contact (naturally through air) with the ball 5. Compressed air is supplied from the compressor through the channel of the shaft 6 and then through the channel of the carrier 8 enters from braid (element) 9, made in the form of a paraballoid of rotation.

Вибратор работает следующим образом. The vibrator works as follows.

При включении привода 7 одновременно подается сжатый воздух от компрессора, не показанного на чертеже, по каналу 6 и далее по каналу водила 8 выходит через сопло 9, выполненное (как отмечалось ранее) в виде парабаллоида вращения, и оказывает давление на шарик 5, вследствие чего непосредственного (механического) контакта шарика и сопла не происходит, т.е. шарик всегда будет находиться на расстоянии от вращающегося водила 8. Выполнение сопла 9 в виде парабаллоида вращения позволяет потоку сжатого воздуха оказывать максимальное давление на шарик 5. When the drive 7 is turned on, compressed air is simultaneously supplied from the compressor, not shown in the drawing, through the channel 6 and further along the channel of the carrier 8 exits through the nozzle 9, made (as noted earlier) in the form of a paraballoid of rotation, and exerts pressure on the ball 5, as a result of which direct (mechanical) contact of the ball and nozzle does not occur, i.e. the ball will always be at a distance from the rotating carrier 8. The implementation of the nozzle 9 in the form of a paraballoid of rotation allows the flow of compressed air to exert maximum pressure on the ball 5.

Регулируя скорость вращения и величину давления сжатого воздуха, подбирают оптимальные режимы работы вибратора, а его надежность и стабильность по основным параметрам - частоте и амплитуде колебаний, обеспечивается за счет предложенного технического решения. Это, в свою очередь, позволяет существенно расширить область возможного применения в различных технологических процессах, особо в тех случаях, когда стабильность параметров вибратора является основным фактором получения положительных результатов. By adjusting the speed of rotation and the pressure value of compressed air, they select the optimal operating modes of the vibrator, and its reliability and stability in terms of the main parameters - the frequency and amplitude of the vibrations, is ensured by the proposed technical solution. This, in turn, allows you to significantly expand the scope of possible applications in various technological processes, especially in cases where the stability of the vibrator parameters is the main factor in obtaining positive results.

Claims

A vibrator for exciting vibrations, comprising a cylindrical body with an inner treadmill being run in by a ball, a drive shaft mounted on the axis of the body, and a carrier rigidly mounted on the drive shaft, made in the form of a rod with an element for point contact with the ball, characterized in that the carrier made in the form of a rod having a channel for supplying compressed air, and a nozzle (element) for air outlet, made in the form of a paraballoid of rotation.