ВИБРОВОЗБУДИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)
VIBRATION EXCITER (VERSIONS)

Изобретение относится к вибрационной пневматической технике и может быть использовано в строительной индустрии, горной промышленности и в других отраслях.
Известен вибровозбудитель, содержащий корпус с отверстиями впуска и выпуска, ударник со сквозным каналом, установленный в корпусе с возможностью перемещаться за счет изменения разницы оппозитных усилий, действующих на ударник - усилия упругого элемента, связанного одним концом с корпусом, другим концом взаимодействующего с ударником, и усилия рабочей камеры, систему газораспределения, включающую клапан с отдельными запорными органами, при этом один запорный орган служит для перекрытия подачи рабочей среды в рабочую камеру при одновременном соединении ее другим запорным органом с атмосферой, и наоборот (патент РФ №2296627, МПК B06B 1/18, опубл. 10.04.2007, бюл. №10).
Известен также вибровозбудитель, содержащий корпус с отверстиями впуска и выпуска, ударник со сквозным каналом, установленный в корпусе с возможностью перемещаться за счет изменения разницы оппозитных усилий рабочих камер, действующих на ударник, систему газораспределения, включающую клапан с отдельными запорными органами, при этом один запорный орган служит для перекрытия подачи рабочей среды в рабочую камеру при одновременном соединении ее другим запорным органом с атмосферой, и наоборот (патент РФ №2266792, МПК B06B 1/18, опубл. 27.12.2005, бюл. №36).
К недостаткам этих вибровозбудителей можно отнести оппозитное расположенение отверстий впуска и выпуска на корпусе, которое затрудняет применение этих устройств в использовании для ряда специализированного оборудования (погружные вибраторы, вибраторы для пыльных помещений и тому подобные). А также невозможность применения в конструкциях этих устройств стержня корпуса, соединяющего противоположные стенки корпуса и размещенного в сквозном канале ударника, что не позволяет в ряде частных случаях выполнения вибровозбудителя иметь более технологическую конструкцию.
Поэтому в основу изобретения поставлена задача создания вибровозбудителя, сходного по принципу действия с известными устройствами, но с расширенной сферой его применения и при наличии вариантов более технологичной конструкции.
В первом варианте, как и в первом прототипе, вибровозбудитель содержит корпус с отверстиями впуска и выпуска, ударник со сквозным каналом, установленный в корпусе с возможностью перемещения за счет изменения разницы оппозитных усилий, действующих на ударник - усилия упругого элемента, связанного одним концом с корпусом, другим концом взаимодействующего с ударником, и усилия рабочей камеры, систему газораспределения, включающую клапан с отдельными запорными органами, при этом один запорный орган служит для перекрытия подачи рабочей среды в рабочую камеру при одновременном соединении ее другим запорным органом с атмосферой, и наоборот. В отличие от прототипа, отдельные запорные органы расположены со стороны одного из торцов клапана, имеющего сквозное отверстие, соединяющее его торцы.
Во втором варианте, как и во втором прототипе, вибровозбудитель содержит корпус с отверстиями впуска и выпуска, ударник со сквозным каналом, установленный в корпусе с возможностью перемещения за счет изменения разницы оппозитных усилий рабочих камер, действующих на ударник, систему газораспределения, включающую клапан с отдельными запорными органами, при этом один запорный орган служит для перекрытия подачи рабочей среды в рабочую камеру при одновременном соединении ее другим запорным органом с атмосферой, и наоборот. В отличие от второго прототипа, как и в первом варианте, отдельные запорные органы расположены со стороны одного из торцов клапана, имеющего сквозное отверстие, соединяющее его торцы. В частных случаях выполнения вибровозбудителя клапан может быть установлен подвижно относительно патрубка корпуса, содержащего канал выпуска, который расположен коаксиально сквозному отверстию клапана и соединяет сквозной канал ударника с отверстием выпуска или установлен подвижно относительно стержня корпуса, соединяющего противоположные его стенки и размещенного в сквозном канале ударника, при этом стержень корпуса содержит канал выпуска, расположенный коаксиально сквозному отверстию клапана и соединяющий сквозной канал ударника с отверстием выпуска. Ударник может быть выполнен в виде поршня или установлен подвижно в корпусе за счет эластичных диафрагм, которые прикреплены к корпусу и ударнику без зазора.
На фиг.1 схематически изображен вибровозбудитель в разрезе по первому варианту с ударником в виде поршня и с клапаном, установленным подвижно относительно патрубка корпуса, фиг.2 - по второму варианту с ударником, установленным в корпусе за счет эластичных диафрагм и с клапаном, установленным подвижно относительно стержня корпуса.
Вибровозбудитель содержит корпус 1 с отверстиями впуска 2 и выпуска 3, ударник 4 со сквозным каналом 5, установленный в корпусе 1, который имеет возможность перемещаться за счет изменения разницы оппозитных усилий, действующих на ударник 4 - усилия упругого элемента 6 и усилия рабочей камеры 7 в первом варианте (фиг.1), или за счет изменения разницы оппозитных усилий рабочей камеры 6 и рабочей камеры 7 - во втором варианте (фиг.2). В обоих вариантах клапан 8 имеет отдельные запорные органы, расположенные со стороны одного из торцов клапана 8 - запорный орган 10 служит для перекрытия рабочей среды в рабочую камеру 7, а запорный орган 11 для одновременного соединения этой камеры с атмосферой, и наоборот, в зависимости от положения ударника 4 относительно корпуса 1, а также содержит сквозное отверстие 9, соединяющее его торцы. В частных случаях выполнения вибровозбудителя клапан 8 может быть установлен подвижно относительно патрубка 12 корпуса 1 с каналом выпуска 13, соединяющим сквозной канал 5 ударника 4 с отверстием выпуска 3 (фиг.1) или установлен подвижно относительно стержня 12 корпуса 1, размещенного в сквозном канале 5 ударника 4 и содержащего канал выпуска 13, при этом последний соединяет сквозной канал 5 с отверстием выпуска 3 (фиг.2). Ударник 4 может быть выполнен в виде поршня (фиг.1) или установлен за счет эластичных диафрагм 14 и 15 (фиг.2). Все эти частные случаи выполнения допускают размещение отверстия выпуска 3 с той же стороны корпуса 1, где и расположено отверстие впуска 2.
Вибровозбудитель работает следующим образом.
В исходном положении ударник находится в крайнем положении, клапан 8 запорным органом 11 перекрывает выход из рабочей камеры 7 в атмосферу через канал выпуска 13, доступ рабочей среды в рабочую камеру 7 открыт запорным органом 10. Рабочая среда под давлением подается через отверстие впуска 2 в рабочую камеру 7 (фиг.1) или в рабочую камеру 6 и через сквозной канал 5 в рабочую камеру 7 (фиг.2). За счет разницы усилий, действующих на ударник 4, последний перемещается, сжимая упругий элемент 6 (фиг.1) или уменьшая объем рабочей камеры 6 до взаимодействия запорного органа 10 с поверхностью корпуса 1 (фиг.1) или с поверхностью ударника 4 (фиг.2). Доступ рабочей среды в рабочую камеру 7 перекрывается при одновременном ее соединении с атмосферой через сквозной канал 5 и канал выпуска 13. Давление в рабочей камере 7 падает, при этом ударник 4 продолжает движение за счет силы инерции, далее сжимая упругий элемент 6 (фиг.1) или уменьшая объем рабочей камеры 6 (фиг.2). Изменение направления разницы оппозитных усилий от рабочей камеры 7 и упругого элемента 6 (фиг.1) или от рабочих камер 7 и 6 (фиг.2), действующих на ударник 4, вначале останавливают его, а затем возвращают его в исходное положение. Далее цикл повторяется.
Таким образом, видно, что заявляемый вибровозбудитель за счет отличия в выполнении элементов системы газораспределения от известных устройств может иметь более широкую сферу применения, так как появилась возможность располагать отверстия впуска и выпуска со стороны одного из торцов корпуса. Возможность соединять противоположные стенки корпуса стержнем, размещенным в сквозном канале ударника, дополнительно позволяют получать более технологичные конструкции вибровозбудителя.