ДЕМПФИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕМПФИРОВАНИЯ ВИБРАЦИЙ
DAMPING DEVICE FOR VIBRATIONS DAMPENING

Область техники
Настоящее изобретение относится к демпфирующему устройству для демпфирования вибраций.
Уровень техники
Обычный способ установки удлиненных листовых элементов, таких как сваи, анкерные опоры, кессонные сваи и оправки, состоит в использовании вибрационного приспособления, например сваебойного копра или вибромолота, поддерживаемого устройством поддержания, например, подъемным краном и т.п. В случае сваебойного копра один конец вибрационного сваебойного копра поддержан подъемным краном, например посредством крюка, соединенного со стропом, а другой конец вибрационного сваебойного копра воздействует на свайное устройство, внедряя посредством этого сваю в поверхность грунта.
Обычно вибрационный сваебойный копер может содержать множество эксцентриковых грузиков, например кулачков, поворот которых с высокой скоростью приводит к вибрации вибрационного сваебойного копра. Затем происходит передача силы вибрации, образованной вибрационным свайным копром, к концу сваи для внедрения, таким образом, сваи в поверхность грунта.
Во время фаз запуска и выключения такого вибрационного оборудования обычно возникает значительная сила вибрации, передаваемая устройству поддержания, например подъемному крану, через строп. В определенных ситуациях эта передаваемая подъемному крану сила вибрации может приводить к ряду неисправностей. Сюда могут входить поломка стрелы крана, чрезмерный износ основных элементов конструкции, таких как штыри, блоки, гусеничное устройство, и ускоренное развитие усталости структуры и металлических сварных швов. Эти неисправности могут значительно уменьшать срок службы устройств.
Хотя в прошлом был предложен ряд демпфирующих устройств для демпфирования вибраций, эти устройства обычно используют эластомерный материал для поглощения части силы вибрации. Однако вследствие деформации сдвига, прилагаемой к эластомерному материалу, эти компоненты указанных устройств подвержены износу. Кроме того, ответственные за демпфирование вибрации свойства эластомерного материала не могут быть изменены в зависимости от величины передаваемой силы вибрации, согласно рабочим условиям.
Таким образом, существует необходимость в демпфирующем устройстве для демпфирования вибраций, преодолевающем или по меньшей мере ослабляющем один или большее количество вышеупомянутых недостатков, или по меньшей мере предоставляющем полезную коммерческую альтернативу.
Имеющаяся в настоящем описании ссылка на любую предшествующую публикацию (или на полученную из нее информацию) или на любое известное обстоятельство не представляет собой, и не должна быть рассмотрена как, подтверждение или признание или любую форму предположения, что эта предшествующая публикация (или полученная из нее информация) или известное обстоятельство представляет собой часть общеизвестных сведений в той области, к которой имеет отношение настоящее описание изобретения.
Раскрытие изобретения
В качестве одной особенности изобретения предложено демпфирующее устройство для демпфирования вибраций, содержащее:
первую секцию, содержащую опорный узел первой секции, выполненный с возможностью поддержания вибрационного оборудования;
вторую секцию, содержащую опорный узел второй секции, выполненный с возможностью обеспечения поддержания демпфирующего устройства для демпфирования вибраций посредством устройства поддержания; и
один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей, расположенных между первой и второй секциями и выполненных с возможностью поглощения по меньшей мере части силы вибрации, передаваемой вследствие работы вибрационного оборудования.
В одном варианте устройства сила вибрации, передаваемая к первой секции, вызывает смещение первой секции по направлению ко второй секции, которое вызывает сжатие указанного одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей, что обеспечивает поглощение по меньшей мере части силы вибрации.
В другом варианте устройства часть опорного узла первой секции выдвинута во вторую секцию через один или большее количество проемов во второй секции, а часть опорного узла второй секции выдвинута в первую секцию через один или большее количество проемов в первой секции.
В одном варианте реализации настоящего изобретения часть опорного узла первой секции, выдвинутая через проем во второй секции, представляет собой одну или большее количество поддерживающих штанг первой секции, а часть опорного узла второй секции, выдвинутая через проем в первой секции, представляет собой одну или большее количество поддерживающих штанг второй секции.
В другом варианте реализации изобретения соединительный элемент первой секции соединен с одной или большим количеством поддерживающих штанг первой секции для соединения устройства поддержания с демпфирующим устройством для демпфирования вибраций. В дополнительном варианте устройства соединительный элемент второй секции соединен с одной или большим количеством поддерживающих штанг второй секции для соединения вибрационного оборудования с демпфирующим устройством для демпфирования вибраций.
В другом дополнительном варианте устройства первая секция содержит пластину первой секции, а вторая секция содержит пластину второй секции, причем пластины первой и второй секций расположены параллельно друг другу и отделены друг от друга посредством одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей.
При необходимости пластина первой секции и пластина второй секции содержат соответственно верхний и нижний жесткие листы.
В одном варианте устройства пластина первой секции и пластина второй секции содержат соответственно внедренный жесткий лист.
В другом варианте устройства по меньшей мере одна пластина из пластины первой секции и пластины второй секции выполнена по существу из полимерного материала.
В одном варианте реализации настоящего изобретения полимерный материал представляет собой полиэтилен.
В другом варианте реализации изобретения один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей содержат входное отверстие для получения текучей среды из источника текучей среды и выходное отверстие для удаления текучей среды.
При необходимости демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит систему управления текучей средой, сообщающуюся по текучей среде с одним или большим количеством заполняемых текучей средой поглотителей и выполненную с возможностью управления по меньшей мере одним потоком текучей среды, протекающим по направлению к одному или большему количеству заполняемых текучей средой поглотителей и из них.
В другом дополнительном варианте устройства текучая среда, удаляемая из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей, перемещена по меньшей мере в один из:
источника текучей среды; и
узла выпуска.
В дополнительном варианте реализации настоящего изобретения демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит узел смещения с обратной связью, функционально соединенный с системой управления текучей средой для обнаружения смещения между первой и второй секциями, причем включение системы управления текучей средой происходит после обнаружения смещения посредством узла смещения с обратной связью.
В другом дополнительном варианте реализации настоящего изобретения в случае, обнаружения системой смещения с обратной связью, смещения второй секции по направлению к первой секции, система управления текучей средой подает текучую среду в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей.
При необходимости, в случае обнаружения смещения второй секции посредством системы смещения с обратной связью по направлению к первой секции, система управления текучей средой удаляет текучую среду из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей.
При необходимости, узел смещения с обратной связью, содержит:
рычаг, функционально соединенный со второй секцией на первом конце;
первое выравнивающее устройство, функционально соединенное со вторым концом рычага и источником текучей среды, причем включение первого выравнивающего устройства происходит посредством рычага при перемещении второй секции по направлению к первой секции и вызывает подачу текучей среды системой управления текучей средой в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей; и
второе выравнивающее устройство, функционально соединенное со вторым концом рычага и источником текучей среды, причем включение второго выравнивающего устройства происходит посредством рычага при смещении второй секции по направлению от первой секции и вызывает удаление текучей среды системой управления текучей средой из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей.
В одном варианте устройства система управления текучей средой содержит управляющий клапанный блок для управления направлением, содержащий:
первый канал, сообщающийся по текучей среде с первым выравнивающим устройством;
второй канал, сообщающийся по текучей среде со вторым выравнивающим устройством;
третий канал, сообщающийся по текучей среде с источником текучей среды;
четвертый канал, сообщающийся по текучей среде с одним или большим количеством заполняемых текучей средой поглотителей; и
пятый канал, сообщающийся по текучей среде с одним из:
узла выпуска и
источника текучей среды через клапан одностороннего действия.
В другом варианте устройства:
в случае включения первого канала путем включения первого выравнивающего устройства включение третьего и четвертого каналов происходит посредством управляющего клапанного узла для управления направлением для обеспечения возможности подачи текучей среды из источника текучей среды в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей; и
при включении первого канала путем включения второго выравнивающего устройства включение третьего и четвертого каналов происходит посредством управляющего клапанного узла для управления направлением для обеспечения возможности удаления текучей среды из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей.
В одном варианте реализации настоящего изобретения источник текучей среды представляет собой источник газа под давлением, причем заполняемые текучей средой поглотители выполнены с возможностью надувания газом под давлением.
В другом варианте реализации настоящего изобретения источник газа под давлением представляет собой источник сжатого воздуха.
В другом варианте устройства один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей представляют собой воздушные резервуары.
В другом дополнительном варианте устройства каждый воздушный резервуар содержит конструкцию с поршнем и обкатывающей диафрагмой.
В одном варианте реализации изобретения источник текучей среды представляет собой источник гидравлической текучей среды.
В другом варианте реализации настоящего изобретения демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит множество заполняемых текучей средой поглотителей, причем первый канал для текучей среды и второй канал для текучей среды подают текучую среду из источника текучей среды в соответствующие части заполняемых текучей средой поглотителей с различными скоростями потока текучей среды.
В дополнительном варианте устройства демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит двигатель, функционально соединенный с компрессором, соединенным с подающим устройством для подачи текучей среды.
В другом варианте устройства демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит приемный блок, функционально соединенный с двигателем и принимающий сигнал от блока дистанционного управления для управления работой двигателя.
При необходимости первая секция содержит первые стенки, проходящие ко второй секции, а вторая секция содержит вторые стенки, проходящие к первой секции, причем первые и вторые стенки подвергнуты раздвижному перемещению относительно друг друга при частичном поглощении силы вибрации демпфирующим устройством для демпфирования вибраций.
Другие варианты реализации настоящего изобретения будут описаны в описании примеров реализации изобретения.
Краткое описание чертежей
Варианты реализации настоящего изобретения должны стать очевидными из последующего описания, в котором лишь в качестве примера приведен по меньшей мере один предпочтительный, но не ограничивающий, вариант реализации настоящего изобретения со ссылками на сопровождающие чертежи.
На фиг. 1 показано горизонтальное сечение взятого в качестве примера демпфирующего устройства для демпфирования вибраций.
На фиг. 2 показано горизонтальное сечение демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 1.
На фиг. 3 показан вид сбоку взятого в качестве примера подъемного крана, поддерживающего демпфирующее устройство для демпфирования вибраций по фиг. 1, поддерживающее вибрационный сваебойный копер.
На фиг. 5 показан вид сбоку взятого в качестве еще одного примера демпфирующего устройства для демпфирования вибраций, в котором пластины первой и второй секций смещены по направлению друг к другу.
На фиг. 5 показан вид сбоку взятого в качестве еще одного примера демпфирующего устройства для демпфирования вибраций в уравновешенном положении.
На фиг. 6 показан вид сбоку демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 4, в котором первая и вторая секции удалены друг от друга.
На фиг. 7 показана блок-схема конструкция трубопроводов для демпфирующего устройства для демпфирования вибраций.
На фиг. 8 показана блок-схема альтернативной конструкции трубопроводов для демпфирующего устройства для демпфирования вибраций.
На фиг. 9 показано горизонтальное сечение другого варианта реализации демпфирующего устройства для демпфирования вибраций.
На фиг. 10 показан вид спереди другого варианта реализации демпфирующего устройства для демпфирования вибраций.
На фиг. 11 показан вид сбоку демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 10.
На фиг. 12А показан вид спереди второй секции демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 10.
На фиг. 12В показан вид сбоку второй секции по фиг. 12А.
На фиг. 12С показан вид спереди (в разобранном виде) второй секции по фиг. 12А.
На фиг. 12D показан вид сбоку (в разобранном виде) второй секции по фиг. 12А.
На фиг. 13А показан вид спереди первой секции демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 10.
На фиг. 13В показан вид сбоку первой секции по фиг. 13А.
На фиг. 13С показан вид спереди (в разобранном виде) первой секции по фиг. 13А.
На фиг. 13D показан вид сбоку (в разобранном виде) первой секции по фиг. 13А.
На фиг. 14 показан вид сверху пластины второй секции демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 10.
На фиг. 15 показан вид сверху пластины первой секции демпфирующего устройства для демпфирования вибраций по фиг. 10.
На фиг. 16 показано поперечное сечение другого варианта реализации демпфирующего устройства для демпфирования вибраций, включая корпус.
Описание вариантов реализации изобретения
Последующие варианты, приводимые только в качестве примера, описаны для обеспечения более точного понимания сути предпочтительного варианта или предпочтительных вариантов реализации изобретения. На чертежах, приложенных для пояснения особенностей приводимого в качестве примера варианта реализации изобретения, одинаковые номера позиций использованы для указания на аналогичные элементы на всех чертежах.
На фиг. 1 показан пример демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций. Демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций содержит первую секцию 20, вторую секцию 30 и один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40. Первая секция 20 содержит опорный узел 25 первой секции, предназначенный для поддержания вибрационного оборудования 140 (см. фиг. 3). Вторая секция 30 содержит опорный узел 35 второй секции, обеспечивающий возможность поддержания демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций посредством устройства 100 поддержания (см. фиг. 3). Один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40 размещены между первой секцией 20 и второй секцией 30. Один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40 выполнены с возможностью поглощения по меньшей мере части силы вибрации, передаваемой вследствие работы вибрационного оборудования.
В предпочтительном варианте реализации изобретения демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций перехватывает и ослабляет силы вибрации посредством сжатия одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40. Эта конструкция особенно успешна на фазах запуска и отключения вибрационного оборудования 140, при которых низкочастотные силы вибрации составляют существенную часть силы вибрации, передаваемой устройству 100 поддержания. Кроме того, сила вибрации, передаваемая на устройство 100 поддержания во время фаз запуска и выключения при работе вибрационного оборудования 140, обычно значительно больше, чем во время нормального режима эксплуатации. Таким образом, сильная тряска устройства 100 поддержания уменьшена во время этих фаз при использовании демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций.
Как показано на фиг. 3, устройство 100 поддержания, которое поддерживает демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций, может быть выполнено в виде подъемного крана 100. Однако, другие формы устройства поддержания могут быть использованы для поддержания демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций, например экскаватора или некоторого другого типа грузоподъемных средств. Вибрационное оборудование 140, соединенное с опорным узлом 25 первой секции, может быть выполнено в виде вибрационного сваебойного копра. Однако, могут быть использованы и другие формы вибрационного оборудования 140, например, вибромолот 140 и т.п.
При использовании происходит принуждение первой и второй секций 20, 30 к сближению друг с другом, посредством приложения направленной вниз силы к опорному узлу 25 первой секции через нижний строп 130. При принуждении к сближению первой и второй секций 20, 30 происходит перемещение первой секции и второй секции друг к другу, что приводит к сжатию одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40 и по меньшей мере частичному поглощению силы вибрации. Частичное поглощение понуждающей силы одним или большим количеством заполняемых текучей средой поглотителей 40 уменьшает силу вибрации, передаваемую к устройству 100 поддержания через верхний строп 120.
Обратимся за дополнительными подробностями к фиг. 1. Первая секция 20 может содержать пластину 21 первой секции, а вторая секция 30 может содержать пластину 31 второй секции. Пластина 21 первой секции содержит проем 65 первой секции, размещенный по центру пластины. Пластина 31 второй секции содержит множество проемов 60 во второй секции, размещенных в ней радиальным образом.
Опорный узел 25 первой секции может содержать множество поддерживающих штанг 50 первой секции, которые соединены с первой секции 20 и которые проходят от нее по направлению вниз. Поддерживающая штанга 50 первой секции размещена радиальным образом относительно проема в первой секции и равномерно распределена по пространству. Часть каждой поддерживающей штанги 50 первой секции выходит через соответствующий один проем из проемов 60 во второй секции, выполненных в пластине 21 второй секции. Каждый проем 60 второй секции может содержать по существу свободную от трения втулку 37 на своей внутренней поверхности, например, вкладыш из тефлона, для уменьшения трения между поддерживающими штангами 50 первой секции и пластиной 31 второй секции во время работы.
Выступающие части поддерживающих штанг 50 первой секции соединены с элементом 70 ограничителя, который расположен под пластиной 31 второй секции для ограничения разделения второй секции 30 и первой секции 20 посредством удаления поддерживающих штанг 50 первой секции из пластины 31 второй секции. Элемент 70 ограничителя может быть прикреплен с возможностью открепления к поддерживающим штангам 50 первой секции посредством соединительных элементов. Например, каждая поддерживающая штанга 50 первой секции может содержать винтовую резьбу для обеспечения возможности соединения с ним резьбового элемента. Ограничительный элемент может представлять собой соединительную пластину 70, которая закреплена с возможностью открепления под пластиной 31 второй секции. В качестве альтернативы понятно, что поддерживающие штанги 50 первой секции могут быть жестко прикреплены к элементу 70 ограничителя.
Опорный узел 25 первой секции содержит соединительный элемент 26 первой секции для соединения нижнего стропа 130 с опорным узлом 25 первой секции. В частности соединительный элемент 26 первой секции выполнена в виде выступа или ушка, которые могут проходить в направлении удаления от элемента 70 ограничителя.
Опорный узел 35 второй секции содержит поддерживающую штангу 55 второй секции, расположенную в центре пластине 31 второй секции и проходящую по существу перпендикулярно к ней. Хотя на фиг. 1 поддерживающая штанга 55 второй секции показана для ясности с профилем в виде балки, поддерживающая штанга 55 второй секции может иметь заостренный профиль, причем расширенная часть обеспечивает возможность контакта с пластиной 31 второй секции и сходит на конус по мере выхода из пластины 31 второй секции.
Часть поддерживающей штанги 55 второй секции выступает через проем 65 первой секции, размещенный по центру пластины 20 первой секции. Опорный узел 35 второй секции содержит соединительный элемент 80 второй секции для соединения верхнего стропа 120 с опорным узлом 35 второй секции. Соединительный элемент 80 второй секции выполнен в виде выступа или ушка, которые могут проходить по направлению от поддерживающей штанги 55 второй секции.
Хотя на фиг. 1-6 показано, что демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций содержит лишь одну поддерживающую штангу 55 второй секции, выступающий вверх от пластины 31 второй секции, в другом варианте реализации множество поддерживающих штанг 55 второй секции могут проходить по направлению вверх от пластины 31 второй секции и выступать из пластины 21 первой секции, аналогично конструкции, используемой для поддерживающих штанг 50 первой секции, но при обратном расположении. Проем 25 первой секции может содержать по существу свободную от трения втулку 67 на своей внутренней поверхности, например вкладыш из тефлона, предназначенную для уменьшения трения между поддерживающими штангами 55 второй секции и пластиной 21 первой секции во время работы.
Как показано на фиг. 2, поддерживающие штанги 50 первой секции распределены равномерно и радиальным образом относительно пластины 21 первой секции, а поддерживающие штанги 55 второй секции размещены центрально на пластине 31 второй секции. Как показано на фиг. 2, поддерживающие штанги 50 первой секции размещены между соседними заполняемыми текучей средой поглотителями 40a, 40b, 40c, 40d, размещенными между пластиной 21 первой секции и пластиной 31 второй секции.
Обратившись теперь к фиг. 7, можно видеть, что один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40 выполнены с возможностью сообщения по текучей среде с источником 710 текучей среды, обеспечивая возможность по меньшей мере частичной подачи и по меньшей мере частичного заполнения текучей средой одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40. Демпфирующее устройство для демпфирования вибраций содержит систему 740 управления текучей средой, которая управляет подачей текучей среды в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей и удалением текучей среды из них.
Предпочтительно, чтобы источник 710 текучей среды представлял собой газовый источник, например, подающий источник для подачи газа под давлением, причем заполняемые текучей средой поглотители 40 были выполнены с возможностью закачки газа под давлением. Источник текучей среды под давлением может быть выполнен в виде резервуара для текучей среды под давлением, например, в виде резервуара для сжатого воздуха, размещенного на устройстве 10, например, на верхней поверхности первой секции 20.
Источник 710 текучей среды может быть выполнен с возможностью сообщения по текучей среде с компрессором 760 для повторной подачи текучей среды в источник 710 текучей среды после распределения текучей среды по заполняемым текучей средой поглотителям 40. Компрессор может быть функционально соединен с двигателем 761, например, с дизельным двигателем. Источник 710 текучей среды, компрессор 760 и/или двигатель 761 могут быть поддержаны относительно демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций. Вследствие способности устройства 10 работать только от сжатого воздуха, это устройство безопасно в областях, где электрические системы могут быть опасными. Кроме того, выброс воздуха имеет экологические преимущества. Специалистам в данной области техники очевидно, что могут быть использованы другие разновидности текучей среды, например, рабочая гидравлическая жидкость, однако была обнаружена предпочтительность использования газа в конкретных приложениях, вследствие, в частности, относительно малого веса газа.
Демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может содержать узел 730 смещения с обратной связью для обнаружения смещения между пластинами 21, 31 первой и второй секций и для поддержания расстояния между пластинами 21, 31 первой и второй секций на уровне конкретного определенного интервала. Этот определенный интервал может обычно быть определен как предпочтительное значение перемещения заполняемых текучей средой поглотителей 40.
Узел 730 смещения с обратной связью функционально соединен с источником 710 текучей среды для выборочной подачи текучей среды из источника 710 текучей среды для поддержания расстояния между пластинами 21, 31 первой и второй секций при перемещении пластин 21, 31 первой и второй секций по направлению друг к другу. Узел 730 смещения с обратной связью может быть также функционально соединен с узлом 720 выпуска, причем при обнаружении узлом 730 смещения с обратной связью, что пластина 31 второй секции смещена по направлению от пластины 21 первой секции, происходит включение узла 720 выпуска, обеспечивающая возможность удаления текучей среды из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40.
На фиг. 4-6 показано множество положений, между которыми может происходить перемещение устройства 10.
В частности на фиг. 5 устройство 10 показано в уравновешенном положении, при котором сила, приложенная к опорным узлам 25, 35 первой и второй секций, уравновешена силой, приложенной посредством давления в заполняемых текучей средой поглотителях 40.
На фиг. 4 показана ситуация, при которой сила, прилагаемая к опорным узлам 25, 35 первой и второй секций, больше давления, создаваемого заполняемыми текучей средой поглотителями 40. В этом положении устройство находится в сжатом состоянии. Узел 730 смещения с обратной связью обнаруживает эту неуравновешенность сил посредством перемещения пластин 21, 31 первой и второй секций по направлению друг к другу и включает подающее устройство для подачи текучей среды для по меньшей мере частичного заполнения заполняемых текучей средой поглотителей 40 для возвращения устройства в равновесное положение, показанное на фиг. 5.
Фиг. 6 показана ситуация, при которой сила, прилагаемая к опорным узлам 25, 35 первой и второй секций, меньше давления, создаваемого заполняемыми текучей средой поглотителями 40. На этой фигуре устройство находится в расширенном состоянии. Узел 730 смещения с обратной связью обнаруживает эту неуравновешенность сил посредством перемещения пластин 21, 31 первой и второй секций по направлению друг от друга и включает узел удаления текучей среды для удаления текучей среды из заполняемых текучей средой поглотителей 40 для возвращения устройства 10 в равновесное положение, показанное на фиг. 5.
Узел 730 смещения с обратной связью может быть выполнен в виде многих конструкций. На фиг. 4-6 показан пример конкретной механической конструкции для узла 730 смещения с обратной связью, содержащего рычаг 410, первое выравнивающее устройство 420 и второе выравнивающее устройство 430.
На своем первом конце рычаг 410 функционально соединен с пластиной 31 второй секции. Первое выравнивающее устройство 420 функционально соединено со вторым концом рычага 410 и источником 710 текучей среды, причем первое выравнивающее устройство может быть включено посредством перемещения рычага 410 при перемещении второй секции 30 по направлению к первой секции 20, как показано на фиг. 4. Включение первого выравнивающего устройства 420 приводит к подаче текучей среды из источника 710 текучей среды в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40, что возвращает пластины 21, 31 первой и второй секций к заданному интервалу между ними, как показано на фиг. 5.
Второе выравнивающее устройство 430 функционально соединено со вторым концом рычага 410 и источником 710 текучей среды и выполнено с возможностью включения посредством смещения рычага 410 при смещении второго элемента 30 по направлению от пластины 21 первой секции, как показано на фиг. 6. Включение второго выравнивающего устройства 430 приводит к удалению текучей среды из одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40 через узел 720 выпуска, возвращая, посредством этого, пластины 21, 31 первой и второй секций к заранее определенному интервалу между ними, как показано на фиг. 5.
Обратимся к фиг. 7. Узел 730 смещения с обратной связью может быть функционально соединен с системой 740 управления текучей средой. Система управления текучей средой может быть выполнена в виде управляющего клапанного узла 740 для управления направлением. Управляющий клапанный узел 740 для управления направлением содержит множество каналов 746. В частности, управляющий клапанный узел 740 для управления направлением содержит первый канал 741, сообщающийся по текучей среде с первым выравнивающим устройством 420, второй канал 742, сообщающийся по текучей среде со вторым выравнивающим устройством 430, третий канал 743, сообщающийся по текучей среде с источником 710 текучей среды, четвертый канал 744, сообщающийся по текучей среде с заполняемыми текучей средой поглотителями 40, пятый канал 745, сообщающийся по текучей среде с узлом 720 выпуска. Пятый канал 745 может просто представлять собой вентиляционную трубу выпуска.
Управляющий клапанный узел 740 для управления направлением выполнен с возможностью подачи текучей среды из источника 710 текучей среды в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40 или возможностью удаления текучей среды из заполняемых текучей средой поглотителей 40 через узел 720 выпуска, на основании того, включено ли первое выравнивающее устройство 420 или второе выравнивающее устройство 430. Управляющий клапанный узел 740 для управления направлением содержит множество регулирующих элементов, связанных с соответствующими каналами 746, которые обнаруживают текучую среду, поступающую в них, причем включение одного из регулирующих элементов 747 в соответствующем каналу 746 приводит к открытию и/или закрытию одного или большего количества клапанов в одном или большем количестве каналов 746 управляющего узла 740 для управления направлением.
При включении регулирующего элемента 747 в первом канале 741 посредством подачи текучей среды при включении первого выравнивающего устройства 420 управляющий клапанный узел 740 для управления направлением содержит клапан в третьем канале 743 и четвертом канале 744 для обеспечения возможности подачи текучей среды из источника 710 текучей среды в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40.
В качестве альтернативы, при включении регулирующего элемента 747 во втором канале 742 посредством подачи текучей среды при включении второго выравнивающего устройства 430 управляющий клапанный узел 740 для управления направлением содержит клапаны в четвертом канале 744 и пятом канале 745 для обеспечения возможности удаления текучей среды из заполняемых текучей средой поглотителей 40.
Как показано на фиг. 7 стрелкой с двумя головками, линия передачи текучей среды между управляющим клапанным узлом 740 для управления направлением и заполняемыми текучей средой поглотителями 40 представляет собой одну или большее количество линий передачи текучей среды с двумя направлениями. Как таковая, текучая среда может быть передана из источника 710 текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители 40 через управляющий клапанный блок 740 для управления направлением, посредством использования той же самой линии передачи текучей среды, что использована для удаления текучей среды из заполняемых текучей средой поглотителей 40 в отводную трубу 720 через управляющий клапанный блок 740 для управления направлением.
Специалистам в данной области техники очевидно, что описанный выше узел 730 смещения с обратной связью представляет собой конструкцию механического типа, которая предпочтительна вследствие типа вибрационных сил, воздействующих на устройство. Хотя описанный выше узел 730 смещения с обратной связью основан на механической конструкции, предназначенной для обнаружения смещения между пластиной 21 первой секции и пластиной 31 второй секции, могут быть использованы и другие конструкции.
В частности один или большее количество электронных датчиков (не показаны), таких, например, как лазерный или ультразвуковой датчик, могут быть использованы для обнаружения смещения пластины 21 первой секции по направлению к пластине 31 второй секции или от нее. Сигнал от одного или большего количества электронных датчиков может быть использован в качестве входного сигнала для электромеханического клапана регулировки направления, в котором в зависимости от электрического входного сигнала от одного или большего количества электронных датчиков, характеризующего смещение пластины 21 первой секции по направлению к пластине 31 второй секции или от нее, относительно порогового смещения, операция подачи текучей среды или удаления текучей среды инициирована электромеханическим клапаном регулировки направления. Также возможны другие конструкции узла 730 смещения с обратной связью.
На фиг. 4-6 можно видеть, что один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40 могут быть выполнены в виде надувных поглотителей, таких как воздушные резервуары, в частности воздушные резервуары подвески грузовика, использующие конструкцию 45 с обкатывающей диафрагмой и поршнем. После заполнения воздушных резервуаров 40 текучей средой воздушные резервуары 40 проходят по существу перпендикулярно первой и второй секциям 20, 30, как показано на фиг. 5 и более подробно на фиг. 6, чтобы заставить пластины 21, 31 первой и второй секций быть на некотором расстоянии друг от друга.
После удаления текучей среды из воздушных резервуаров 40, эти воздушные резервуары 40 обеспечивают перемещение пластин 21, 31 первой и второй секций по направлению друг к другу, как показано на фиг. 4. В одной форме пластина 31 второй секции содержит множество стоек, проходящих по направлению вверх от пластины 31 второй секции. Эти стойки поддерживают пластину 21 первой секции выше пластины 31 второй секции на некотором расстояния при по существу пустых заполняемых текучей средой поглотителях 40, не имеющих возможности поддержания первой секции 20. В частности, обращенная вниз поверхность пластины 21 первой секции прижата к основанию каждой стойки при по существу пустых заполняемых текучей средой поглотителях 40. Специалистам в данной области техники очевидно, что может быть использована обратная конструкция, при которой стойки идут вниз от пластины 21 первой секции и прижаты к верхней поверхности пластины 31 второй секции при по существу пустых заполняемых текучей средой поглотителях 40, не имеющих возможности поддержания пластины 21 первой секции.
В одном дополнительном варианте 800 реализации настоящего изобретения, показанном на фиг. 8, текучая среда, удаляемая из заполняемых текучей средой поглотителей 40, может быть удалена в бак-накопитель 810, сообщающийся по текучей среде с узлом 720 выпуска. Бак-накопитель 810 имеет жидкостную связь с источником 710 текучей среды, причем имеет место рециркуляция текучей среды посредством возврата этой текучей среды назад в источник 710 текучей среды для ее подачи в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40.
Бак-накопитель 810 содержит пару клапанов одностороннего действия, предназначенных для ограничения текучей среды, втекающей из источника 710 текучей среды, и текучей среды, вытекающей к заполняемым текучей средой поглотителям 40. Бак-накопитель 810 может повышать давление текучей среды, втекающей в бак-накопитель 810, до возвращения сжатой текучей среды назад в источник 710 текучей среды для повторной подачи, при необходимости, в заполняемые текучей средой поглотители 40. Таким образом, этот дополнительный вариант 800 реализации изобретения уменьшает выброс текучей среды во внешнюю среду. При понижении температуры окружающей среды может возникнуть необходимость дозаправки источника 710 текучей среды дополнительным количеством текучей среды для адекватной подачи текучей среды достаточного давления в один или большее количество заполняемых текучей средой поглотителей 40. При увеличении температуры окружающей среды может иметь место увеличение давления текучей среды в системе 810, в которой продувочный клапан (не показан) может быть автоматически включен для удаления текучей среды из бака-накопителя, источника 710 текучей среды или узла 720 выпуска.
Устройство 10 может содержать корпус 1200, как показано на фиг. 16. Корпус может препятствовать попаданию внешних объектов, например, конечностей пользователя, между пластинами 21, 31 первой и второй секций. В одном варианте корпус 1200 может окружать по меньшей мере часть пластин 21, 31 первой и второй секций.
Обратившись в частности к фиг. 16, можно видеть, что пластина 21 первой секции содержит первые стенки 1210, проходящие перпендикулярно ее краям по направлению к пластине 31 второй секции. Точно так же пластина второй секции 31 содержит вторые стенки 1220, проходящие перпендикулярно ее краям по направлению к пластине 21 первой секции. Первая и вторая стенки 1210, 1210 выполнены с возможностью перекрытия, так что имеет место раздвижное перемещение между первой и второй стенками 1210, 1220 при наличии смещения между первой и второй секциями 20, 30. Стенки могут быть выполнены из того же материала, что первая и вторая пластины 21, 31, например, из полиэтилена. Корпус может содержать полость 1230, размещенную выше первой секции 20, которая может вмещать различные компоненты демпфирующее устройство для демпфирования вибраций, например, источник 710 текучей среды, компрессор 760 и двигатель 761.
В качестве альтернативы корпус может быть выполнен в виде экрана, в частности в виде сложенного гармошкой экрана, проходящего между краями пластин 21, 31 первой и второй секций для окружения сторон устройства 10.
В предпочтительном варианте реализации по существу постоянное давление текучей среды должно быть обеспечено источником 710 текучей среды при его включения для подачи текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители 40. Источник 710 текучей среды может содержать выполненный с возможностью выбора распределительный клапан для выборочной регулировки и управления текучей средой, подаваемой в заполняемые текучей средой поглотители 40. В одном варианте реализации источник 710 текучей среды обеспечивает диапазон давлений от 90 фунтов на квадратный дюйм до 110 фунтов на квадратный дюйм, и предпочтительно 100 фунтов на квадратный дюйм. При подаче текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители 40, источник 710 текучей среды увеличивает объем текучей среды, поданной при постоянном давлении в заполняемые текучей средой поглотители 40, пока узел смещения с обратной связью, не обнаружит, что величина смещения между пластинами 21, 31 первой и второй секций удовлетворительна.
Как показано на фиг. 2, 7 и 8, могут быть использованы четыре заполняемых текучей средой поглотителя 40. В одном варианте реализации различные скорости потока текучей среды могут быть предусмотрены для по меньшей мере части заполняемых текучей средой поглотителей 40 для поглощения переменных частотных составляющих силы вибрации. В частности, каждый заполняемый текучей средой поглотитель 40 из диагональных пар заполняемых текучей средой поглотителей (то есть, поглотители 40a и 40d составляют первую диагональную пару, а поглотители 40b и 40c составляют вторую диагональную пару) может быть заполнен при использовании одной и той же скорости потока текучей среды, однако скорость потока текучей среды различна между парами заполняемых текучей средой поглотителей 40. Как показано на фиг. 7 и 8, две линии 791, 792 передачи текучей среды могут подавать текучую среду в заполняемый текучей средой поглотитель 40 и могут получать текучую среду из него. Каждая линия 791, 792 перемещения текучей среды передает текучую среду в соответствующую пару размещенных по диагонали заполняемых текучей средой поглотителей, однако каждая линия передачи текучей среды передает текучую среду с различной скоростью потока. Например, линия 791 передачи текучей среды может подавать и получать текучую среду в связи с заполняемыми текучей средой поглотителями 40a и 40d, как показано на фиг. 2, а линия 792 передачи текучей среды может подавать и получать текучую среду в связи с заполняемыми текучей средой поглотителями 40b и 40c, как показано на фиг. 2. Линии 791 и 792 передачи текучей среды могут быть выполнены с различными размерами для обеспечения возможности различия скорости потока между соответствующими линиями 791, 792 передачи текучей среды. Различные скорости потока текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители приводят к возможности по меньшей мере частичного заполнения и опустошения с различными скоростями заполняемых текучей средой поглотителей 40, что обеспечивает возможность демпфирования различных частотных составляющих силы вибрации.
В другом варианте реализации демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может также содержать один или большее количество механических поглотителей. В частности, обращаясь к фиг. 9, можно видеть, что один или большее количество механических поглотителей 90 могут быть выполнены в виде амортизаторов ударов, проходящих между пластинами 21, 31 первой и второй секций. Дополнительно или в качестве альтернативы, один или большее количество механических поглотителей 90 могут быть выполнены в виде усиленных пружин, размещенных между пластинами 21, 31 первой и второй секций.
В другом варианте реализации источник 710 текучей среды может быть выполнен в виде компрессора устройства 100 поддержания. В частности, некоторые устройства 100 поддержания, такие как подъемные краны и экскаваторы, содержат гидравлический компрессор, выполненный с возможностью жидкостного соединения с устройством 10 для по меньшей мере частичного заполнения одного или большего количества заполняемых текучей средой поглотителей 40.
Еще в одном варианте реализации демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может быть объединено с вибрационным оборудованием 140. В этой конструкции демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций представляет собой неотъемлемую часть вибрационного оборудования 140, что уменьшает необходимость использования двух отдельных элементов с.
Еще в одном варианте реализации, хотя первая и вторая секции 20, 30 могут быть выполнены из стали, полимерный материал может также быть использован для облегчения устройства 10. В частности полимерный материал, например, тефлон, может обладать низким коэффициентом трения. Преимущество тут не только в меньшем весе устройства, но и в том, что вследствие низкого коэффициента трения материала, из которого выполнены первая и вторая секции, отсутствует необходимость в по существу свободных от трения вкладышах, применяемых для уменьшения трения между первым и вторым поддерживающими штангами 50, 55 и пластинами 21, 31 второй и первой секций.
В другом варианте реализации демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может работать, используя вместо газа жидкость, например, гидравлическую жидкость. Воздушные резервуары, описанные в связи с предыдущими вариантами реализации настоящего изобретения, можно заменить множеством гидравлических поглотителей, сообщающихся по текучей среде с гидроаккумулятором, например с импульсным гидроаккумулятором.
Как показано на фиг. 4, 5 и 6, поверхность нижней стороны пластины 31 второй секции может содержать множество ребер 39, проходящих в радиальном направлении от центральной точки пластины. Эти ребра образуют диагональную конструкцию на поверхности нижней стороны пластины 31 второй секции. Ребра 39 могут оказывать дополнительную структурную поддержку для пластины 31 второй секции.
На фиг. 10 и 11 показан другой пример демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций. Для ясности узел 730 смещения с обратной связью не показан на этих фигурах, однако, очевидно, что узел 730 смещения с обратной связью может быть соединен с демпфирующим устройством 10 для демпфирования вибраций, как ранее описано и показано в связи с фиг. 4-6.
Пластины 21, 31 первой и второй секций выполнены из полимера. В частности, в качестве полимера может быть использован полиэтилен сверхвысокой плотности. Первая секция 20 содержит верхний и нижний жесткие листы 1040А, 1040В, обычно выполненные из стали или столь же жесткого материала для обеспечения дополнительной прочности. Полимерный материал пластины 21 первой секции размещен между верхним и нижним листами 1040А, 1040В.
Аналогично, пластина второй секции содержит верхний и нижний листы 1040С, 1040D. Вторая секция 30 содержит верхний и нижний листы 1040С, 1040D, обычно выполненные из стали или столь же жесткого материала для обеспечения дополнительной прочности.
Полимерная пластина 31 второй секции размещена между верхним и нижним листами 1040С, 1040D.
В этом варианте реализации первая и вторая секции 20, 30 не содержат сварных соединений, а вместо этого множество шплинтовых конструкций, предназначенных для уменьшения количества отказов сварных компонентов при воздействии значительной нагрузки.
В частности, фиг. 12С и 12D, отображающие устройство в разобранном виде, показывают, что вторая секция 30 содержит множество поддерживающих штанг 55 второй секции, которые проходят между соединительной конструкцией 85 второй секции для прикрепления к подъемному крану и т.п., и пластину 31 второй секции. Каждая поддерживающая штанга 55 второй секции содержит первое отверстие 51 и второе отверстие 52. Треугольная подъемная плита 1035 размещена между первыми концами поддерживающих штанг 55 второй секции, а штифт 1030 подъемной плиты проходит через соответствующие первые отверстия 51 поддерживающих штанг 55. Второй конец поддерживающей штанги 55 второй секции проходит через соответствующий проем в пластине 31 второй секции, в которой штифт 1010 размещен в первом отверстии 52 для предотвращения удаления поддерживающей штанги 55 второй секции. Подъемные проушины 80 первого отверстия 52 соединены в проемах 1037 треугольной подъемной плиты 1035. Конструкция связи с подъемным краном обеспечивает возможность перемещения с возможностью поворота в первой и второй плоскостях, перпендикулярных продольной оси поддерживающих штанг 55 второй секции.
Аналогичным образом, на фиг. 13С и 13D показано в разобранном виде, что первая секция 21 содержит множество поддерживающих штанг 50 первой секции, которые проходят между соединительным штифтом 25 первой секции для прикрепления к вибрационному оборудованию, и пластиной 21 первой секции. Каждая поддерживающая штанга 50 первой секции содержит первое отверстие 56 и второе отверстие 57. Каждый конец 26 соединительного штифта 25 первой секции проходит через соответствующее второе отверстие 57 поддерживающих штанг первой секции. Первый конец поддерживающей штанги 50 первой секции проходит через соответствующий проем в пластине 21 первой секции, причем штифт 1010 вставлен в первые отверстия 52 для предотвращения удаления поддерживающей штанги 55 второй секции.
Как показано на фиг. 14, пластина 31 второй секции содержит проемы 1080, 1085. Проемы 1080 использованы для обеспечения возможности прохождения поддерживающих штанг первой секции через пластину 31 второй секции при наличии смещения между первой и второй секциями 20, 30. Проемы 1085 использованы для скрепления, посредством штифтов, поддерживающих штанг второй секции. Проемы 1081, 1086 использованы для закрепления нижней стороны соответствующего заполняемого текучей средой поглотителя 40.
Аналогичным образом, как показано на фиг. 15, пластина 21 первой секции содержит проемы 1090, 1095. Проемы использованы для обеспечения возможности прохождения поддерживающих штанг второй секции через пластину 21 первой секции при наличии смещения между первой и второй секциями 20, 30. Проемы 1095 использованы для скрепления, посредством штифтов, поддерживающих штанг первой секции. Проемы 1097 использованы для закрепления нижней стороны соответствующего заполняемого текучей средой поглотителя 40.
В другом варианте реализации демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может содержать батарейный источник 716, электрически соединенный с источником 715 тепла. Источник 715 тепла может быть выборочно включен для термического нагрева устройства 710 подачи текучей среды вследствие изменений температуры окружающей среды, которые могут воздействовать на давление в трубопроводной системе демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций. Демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций может содержать термометр, измеряющий температуру окружающей среды, причем при понижении температуры ниже пороговой температуры происходит включение источника 715 тепла.
В другом варианте реализации демпфирующее устройство 10 для демпфирования вибраций содержит узел 763 дистанционного управления и приемный блок 762. Приемный блок 762 функционально соединен с двигателем 761. Узел 763 дистанционного управления может быть управляем пользователем, управляющим, таким образом, работой демпфирующего устройства 10 для демпфирования вибраций. В одном варианте реализации узел 763 дистанционного управления содержит интерфейс, предназначенный для включения двигателя 761, причем узел дистанционного управления 763 вырабатывает и испускает радиосигнал, содержащий команду включения. Приемный блок 762 принимает радиосигнал, содержащий команду включения, и в качестве отклика включает двигатель 761. При включении двигателя 761 в результате происходит включение компрессора 760, что включает подачу текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители 40. Узел 763 дистанционного управления может также содержать интерфейс, выключающий двигатель 761, причем узел 763 дистанционного управления вырабатывает и испускает радиосигнал, содержащий команду дезвключении. Приемный блок 762 принимает радиосигнал, содержащий команду дезвключении, и в качестве отклика выключает двигатель 761, что обеспечивает выключение компрессора 760 и прекращение подачи текучей среды в заполняемые текучей средой поглотители 40. Система 740 управления текучей средой может также удалять текучую среду, содержащуюся в заполняемых текучей средой поглотителях в ответ на сигнал дезвключении, принятый приемным блоком 762.
В другом варианте реализации жесткий лист 1099, например, стальной лист, может быть внедрен в полимерную пластину для пластин 21, 31 первой и второй секций. Внедренный жесткий лист 1099 может быть внедрен в ходе операций выполнения полимерных пластин 21, 31. Внедренный жесткий лист может содержать проемы, вырезанные в нем до внедрения в пластины, причем эти проемы соответствуют проемам первой и второй пластин.
Многие модификации, не выходящие за пределы объема настоящего изобретения, очевидны специалистам в данной области техники.