Гидропульсационная установка

;1" л ф ОПИ(АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 307298 Соки Советских Социалистических РеслубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 10 Х.1967 (Уе 1154323/25-28) с присоединением заявкиМПК б 01 п 3/36 6 01 т 7/00ПриоритетОпубликовано 21 Х 1,1971, БюллетеньДата опубликования описания ЗОХ 111.19 Комитет иаобретени при Совет делам открытий ДК 620,178.311.5 (088.8 нистоо Авторизобретени, Е. Тябликов 3 аявител ГИДРОПУДЬСАЦИОННАЯ УСТАНОВК становки являют- подвижных сопряа, от которых тречности между со и и каналами, едавать энергию ым пульсирующим кациям большой ит к увеличению 30 Недостатка ся сложная жений узлов буется обесп ответствующ а также нео возбуждения потоком по протяжен нос ми известнои уцепь взаимногидропульсаторечение герметиими полостямбходимость первысокочастотнгидрокоммунити. Это привод Изобретение относится к технике созданиямощных механических колебаний, а именнок гидравлическому возбуждению переменныхнагрузок и движений, и предназначено для использования в технике механических испытаний, а также для технологических процессов,основанных на использовании вибраций.Известны гидропульсационные установки,содержащие гидропульсатор в виде блока цилиндров с расположенными в них плунжерами, привод возвратно-поступательного движения плунжеров, вращающийся или колеблю 1 цийся золотник, входные каналы которогогидравлически связаны с цилиндрами в фазовом соответствии с расположением цилиндров 15в блоке, и исполнительный механизм, подключенный к выходным каналам золотника.В известной установке золотник гидропульсатора объединен с блоком цилиндров и приводом движения плунжеров в едином агрегате,гидродинамических потерь и ограничению частоты возбуждения,Целью изобретения является повышение герметичности взаимно подвижных сопряжений, а также сокращение протяженности высокочастотных гидрокоммуникаций за счет удлинения низкочастотных, т. е. снижение гидро- динамических потерь и повышения частоты возбуждения. Для этого золотник предлагаемой установки расположен вне блока цилиндро,в.Цилиндры в блоке гидропульсатора расположены линейно, а привод возвратно-поступательного движения плунжеров осуществлен кулачковым валом.Цилиндры в блоке гидропульсатора расположены параллельно оси вращения вала привода, выполненного в,виде наклонной торцовой шайбы.Для улучшения технологичности конструкции блок цилиндров выполняют неподвижным,На фиг, 1 изображена схема предлагаемой установки; на фиг. 2 - схема линейного расположения цилиндров в блоке; на фиг. 3 - схема аксиального расположения цилиндров в блоке.Гидропульсационная установка содержит гидропульсатор в виде блока 1 цилиндров 2 с расположенными в них плунжерами 3. Цилиндры в блоке могут быть расположены ра 307298) - площадь попере п 1 ого сечения цилиндров;со 1 - угловая скорость вращения приводаплунжеров;в - угловая скорость вращения блокацилиндров;р - начальная фаза движения плунжеров. 30 35 40 45 50 55 60 65 Формирующие потоки дпо магистралям 12 направляются к входным каналам 7 золотника 8. При вращении золотника его перемычки 10 дробят формирующие потоки на чередующиеся участки, которые, суммируясь в отсеках 9, образуют в них переменные результирующие потоки для равных площадей всех цилиндров, расположенных через равные дуговые интервалыг 5 п81 л (Кп+ 1) я( с оз (ад2) + (Кл + 1) (а 3 О 4)1 ю,где и - число цилиндров;а - дуговая протяженность отсека;аз - угловая скорость вращения золотника;а 4 - угловая скорость вращения входныхотверстий золотника;К=01+ 1, -+2, - индекс суммпровани 11.Основная гармоника результирующего потока (К = О) при неподвижном блоке цилинд- рОВ (сО = О) и Входных ОтВерстиях (и 4 = О)Ро = а, з 1 пх соз (а, + аз)(2) обладает частотой, определяемой суммой или разностью скоростей вращения привода плунжеров и золотника,Амплитуда Я 0 потока зависит от конструктивных параметров (г, ), п) пульсатора, про 3диально (см. фиг. 1), линейно (см. фиг. 2) или аксиально (см, фиг. 3), Блок цилиндров снабжен приводом возвратно-поступательного движения плунжеров, выполненным в виде общего кулачка 4, кулачкового вала 5 или наклонной шайбы б.Каждый из цилиндров блока гпдравлически связан с входными каналами 7 золотника 8, на зеркале которого имеются отсеки 9 и разделяющие их перемычки 10, Выходными магистралями 11 отсеки золотника соединены с исполнительным механизмом, например гидроцилиндром, Гидравлическая связь цилиндров 2 с входными каналами 7 золотника осуществляется магистралями 12 в соответствии с фазовым расположением цилиндров в блоке.При вращении привода плунжеров относительно блока в его цилиндрах возбуждаются переменные гидравлические формирующие по- токи тяженности а отсека и скорости вращения м, привода плунжеров.Результирующий поток Я 0 на выходе из отсека 9 золотника испытывает сопротивление внешней нагрузки. Последняя может быть определена суммойЛр=-Лрд 002.где Лр 0 - постоянный перепад давления в выходных магистралях 11; 2 - комплексный пмпеданс сопротивления движению потока по магистралям 11.Для преодоления нагрузки Лр привод движения плунжеров должен развивать мощ 11 остьЯи г.гпу - а 1 йе 2+ а, Лр, соз (а, + а,) 1+2 у 4 2+ а,2 соз;"+2(а,+а,)1, (3) где2- модуль и мпеданса;Ьп 2= агс 1 дЛе 211 п 2 - м 1 гимая составляющая импеданса; йе 2 - действительная составляющая имл- дапса. Мощность привода плунжеров содержит постоянную активную составляющую (первое слагаемое), расходуемую на рассеяние энергии в системе возбуждения установки и переменную - реактивную составляющую (два последу 1 ощих слагаемых). Надлежащим подбором момента маховика привода плунжеров обычно добиваются периодического обмена энергии реактивной составляющей мощности от внешней нагрузки Лр агрегата с кинетической энергией вращающегося со скоростью со, маховика привода,На привод золотника вращающегося со скоростью оэср внешние сопротивления движению потока 911 не оказывают влияния, Этот привод преодолевает лишь внутренние сопротивления в механизме золотника. Величина последних во много раз меньше величины сопротивлений от внешней нагрузки. Поэтому наиболее громоздкой частью гидропульсатора яв. ляется блок 1 цилиндров 2 с механизмами привода плунжеров 8. Двигатель этого привода выполняет обычно силовые функции и делается нерегулируемым по скорости. Наоборот, двигатель привода золотника, как наиболее компактного и не несущего силовых функций узла гидропульсатора, делается регулируемым по скорости. Это обеспечивает достаточно широкий диапазон регулирования часто ты возбуждения результирующего потока (2), Сопротивления движению результирующего потока в значительной мере зависят от длины выходных магистралей. С увеличением частоты в этих магистралях начинает сказываться волновое сопротивление, а также эффект сосредоточения пульсирующего потока к центФиг. фиг.5 фиг ру магистрали, приводящий к увеличению активного и инерционного сопротивления. Затрата энергии установки на преодоление сопротивлений в магистралях 11 снижает ее коэффициент полезного действия, Для повышения последнего необходимо делать протяженность магистралей 11 как можно меньше, т. е. располагать золотник 8, в непосредственной близости от исполнительного механизма. Раздельное исполнение блока 1 цичиндров 2 с приводом плунжеров 8 и золотника 8 позволяет конструктивно осуществить приближение последнего непосредственно к исполнительному механизму, При этом сокращение протяженности магистралей 11 достигается за счет увеличения длины магистралей 12 между цилиндрами 2 и входными каналами 7 золотника 8, Поскольку частота формирующих потоков, определяемых выражением (1) в магистралях 12, определяется скоростью привода плунжеров и остается неизменной в процессе регулирования частоты возбуждения результирующего потока (2), увеличение длины магистралей 12 не вызывает дополнительных гидродинамических эффектов, приводящих к резкому повышению сопротивлений. Это обстоятельство, в конечном счете, позволяет снизить гидродинамические потери и повысить частоту возбуждения установки. Предмет изобретения 1. Гидропульсацпонная установка, содержащая гидропульсатор в виде блока цилиндров5 с расположенными в них плунжерами, приводвозвратно-поступательного движения плунжеров, золотник, входные каналы которого гидравлически связаны с цилиндрами в фазовомсоответствии с расположением последних10 в блоке, и исполнительный механизм, подключенный к выходным каналам золотника, отличающаяся тем, что, с целью снижения гидродинамических потерь и повышения частотывозбуждения, золотник расположен вне блока15 цилиндров.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что цилиндры в блоке гидропульсатора расположены линейно, а привод возвратно-поступательного движения плунжеров осуществлен20 кулачковым валом.3. Установка по п. 1, отличающаяся тем,что циллндры в блоке гидропульсатора расположены параллельно оси вращения валапривода, выполненного в виде наклонной тор 25 цовой шайбы.4. Установка по пп. 1 - 3, отличающаясятем, что, с целью улучшения технологичностиконструкции, блок цилиндров выполнен неподвижным,