Гідропневматичний мотор-вібратор

Гідропневматичний мотор-вібратор, що містить рознімний корпус (1-2) з каналами для підведення (7) та відведення (8) енергоносія, виконану в корпусі порожнину (3-4) з роторною поверхнею ( Г'-"Д"), встановлений у корпусі на опорах обертання (9) ексцентриковий вал (10) з дебапансами (20), встановлену на ексцентрику (11-12) вала за допомогою опори обертання (13) рушійну ланку (14-15), що виконана у вигляді циліндричної втулки, на ЗОВНІШНІЙ поверхні якої виконані поздовжні профільований паз (16) та розташовані по обидва його боки пази-канали (17, 18), встановлену по довжині порожнини (3-4) поміж каналами для підведення (7) та відведення (8) енергоносія відокремлювальну пластину (6), один окрайок якої розміщено у ТІЛІ корпуса (1), а другий виступає над роторною поверхнею ("Г'-"Д") порожнини (3-4) і постійно знаходиться у рухливому з'єднанні (6-16) із профільованим пазом (16) рушійної ланки (1415), який відрізняється тим, що порожнина корпуса (3-4) поділена на ряд послідовно розташованих та ізольованих одна від одної порожнин (3, 4), за КІЛЬКІСТЮ яких на валу (10) виконані послідовно розташовані ексцентрики (11, 12), центри мас (ЦМ1, ЦМ2) поруч розташованих ексцентриків (11, 12) ніколи не знаходяться в одній площині, а всі місця рухливого з'єднання (6-16) вщокремлювальних пластин (6) із профільованими пазами (16) рушійних ланок (14, 15) розташовані в одній площині Корисна модель відноситься до пристроїв для одержання механічних коливань, у яких виконані у вигляді не зрівноважених мас що обертаються, генератори коливань надаються дії тиском середовища що протікає Може бути використаною для інтенсифікації технологічних процесів при просіюванні і транспортуванні сипких матеріалів, при вантажно-розвантажувальних роботах, на механізмах для ущільнення бетонних сумішей, для ресурсних та інших випробувань деталей (вузлів) тощо Відомий планетарно-роторний пдропневмодвигун об'ємного типу, що містить в собі рознімний корпус, який щільно замикається торцовими кришками і в якому виконані три траєкторні камери, канали для підведення та відведення енергоносія, встановлений у корпусі на опорах обертання ексцентриковий вал із противагами (дебалансами) На валу за допомогою опори обертання встановлена ексцентрично роторна (рушійна) ланка, а також синхронізуючий пристрій, пов'язаний з роторною ланкою і корпусом за допомогою зубчастої передачі Дебаланси зрівноважують відцент рову силу, що виникає при обертанні ексцентрично встановленої рушійної ланки При фіксуванні дебалансів на валу із зміщуванням відносно один одного і/або центра мас рушійної ланки такий пдро-пневмодвигун може перетворитися в гідропневматичний мотор-вібратор, здатний генерувати збуджуючу силу, що обертається, і мати стовідсоткову гарантію свого запускання Головним недоліком такого мотор-вібратора буде складність його виготовлення, що обумовлена наявністю синхронізуючого пристрою та траєкторних камер з епітрохоідним профілем До недоліків відноситься також важкий режим роботи опор обертання обумовлений негативним впливом на них відцентрових сил, що виникають при обертанні незрівноважених мас (дебалансов та рушійної ланки) [1] Найбільш близьким до заявленої корисної моделі за сукупністю суттєвих ознак є вібратор з вбудованим гідропневматичним двигуном (моторвібратор) для генерування збуджуючої сили, що обертається, що містить в собі рознімний корпус з каналами для підведення і відведення енергоносія виконану у корпусі порожнину з роторною по ю 1504 верхнею і встановлений у корпусі на опорах обертання ексцентриковий вал з дебалансами На ексцентрику вала за допомогою опори обертання встановлена рушійна ланка, що виконана у вигляді циліндричної втулки На ЗОВНІШНІЙ поверхні цієї ланки виконані поздовжні профільований паз та розташовані по обидві його боки пази-канали По довжині порожнини поміж каналами для підведення і відведення енергоносія встановлена відокремлююча пластина, один окрайок якої розміщено у ТІЛІ корпусу, а другий виступає над роторною поверхнею порожнини і постійно знаходиться в рухливому з'єднанні із профільованим пазом рушійної ланки У цьому мотор-вібраторі відцентрові сиди, що діють на його опори обертання, зрівноважуються радіальним складником сили тиску енергоносія Головним недоліком такого мотор-вібратора є складність його запускання у випадку, якщо його єдина рушійна ланка у момент запускання знаходиться у своїй так званій "мертвій зоні" До недоліків відноситься також і МІНЛИВІСТЬ моменту, що крутить, на валу такого мотор-вібратора [2] Технічною задачею, на рішення якої спрямована запропонована корисна модель, є удосконалення гідропневматичного мотор-вібратора для генерування збуджуючої сили, що обертається, шляхом оснащення його декількома вбудованими і компактними двигунами, пов'язаними між собою без допомоги додаткових елементів кінематичного зв'язку таким чином, щоб у момент запускання рушійна ланка щонайменше одного двигуна ніколи не знаходилася у своїй так званій "мертвій зоні" Поставлена технічна задача вирішується тим, що в гідропневматичному мотор-вібраторі, який містить в собі рознімний корпус з каналами для підведення і відведення енергоносія, виконану у корпусі порожнину з ' роторною поверхнею, встановлений у корпусі на опорах обертання ексцентриковий вал з дебалансами, встановлену на ексцентрику вала за допомогою опори обертання рушійну ланку, що виконана у вигляді циліндричної втулки, на ЗОВНІШНІЙ поверхні якої виконані поздовжні профільований паз і розташовані по обидві його боки пази-канали, встановлену по довжині порожнини поміж каналами для підведення і відведення енергоносія відокремлюючу пластину, один окрайок якої розміщено у ТІЛІ корпусу, а інший виступає над роторною поверхнею порожнини і постійно знаходиться у рухливому з'єднанні з профільованим пазом рушійної ланки, пропонується порожнину корпусу поділити на ряд послідовно розташованих та ізольованих одна від одної порожнин, по КІЛЬКОСТІ порожнин у корпусі пропонується на валу виконати і послідовно розташувати ексцентрики для розміщення на них рушійних ланок, ексцентрики пропонується виконати (розташувати) таким чином, щоб центри мас поруч розташованих ексцентриків ніколи не знаходилися в одній площині, а всі місця рухливого з'єднання відокремлюючих пластин із профільованими пазами рушійних ланок пропонується розташувати в одній площині Запропоноване поділення однієї порожнини корпусу на ряд послідовно розташованих та ізольованих одна від одної порожнин, як і послідовне розташування ексцентриків на одному валу, дає можливість у одному спільному корпусі і на одному спільному валу розмістити декілька вбудованих пдро-пневмодвигунів Таке розміщення вбудованих двигунів без кінематичного зв'язку між ними забезпечує компактність і відносну простоту виготовлення запропонованого мотор-вібратора Запропоноване просторове розташування ексцентриків таким чином, що центри мас поруч розташованих ексцентриків ніколи не повинні знаходитися в одній площині, забезпечує різне (протилежне чи зміщене на заданий кут) розташування рушійних ланок у поруч розташованих порожнинах При цьому всі сусідні рушійні ланки вбудованих у вібратор двигунів будуть знаходитися у різних стадіях виконання своїх фаз роботи Як наслідок, при цьому забезпечується задана асинхронність робіт двигунів, завдяки якій виключається можливість перебування усіх рушійних ланок у своїх так званих "мертвих зонах" і забезпечується умова перебування хоча б однієї рушійної ланки в положенні, при якому вона здатна створити на валу мотор-вібратора момент, що крутить У такий спосіб запропоноване удосконалення забезпечує стовідсоткову гарантію запускання моторвібратора Запропоноване просторове розташування в одній площині усіх місць рухливого з'єднання відокремлюючих пластин із профільованими пазами рушійних ланок також забезпечує асинхронність роботи поруч розташованих двигунів Спільне використання усіх запропонованих ВІДМІТНИХ ознак забезпечує ще й істотний додатковий ефект плавне запускання мотор-вібратора і сталість на його валу сумарного моменту, що крутить Суть корисної моделі пояснюється ілюстраціями одного з можливих варіантів виконання пристрою, що заявлений На фіг 1 зображено поздовжній переріз мотор-вібратора На фіг 2 зображено поперечний переріз А-А на фіг 1 На фіг 3 зображено поперечний переріз Б-Б на фіг 1 На фіг 4 зображені ідентичні поперечні перерізи В-В на фіг 1 Заявлений гідропневматичний мотор-вібратор містить в собі корпус 1, що щільно замкнений знімними торцовими кришками 2 У корпусі 1 виконані дві послідовно розташовані порожнини 3 та 4, роторні (циліндричні) поверхні яких на фіг 2 і фіг З позначені ВІДПОВІДНО буквами "Г" та "Д" Поверхні "Г" та "Д" відокремлені одна від одної кільцевим буртиком, що а одним з елементів ізолювання порожнини 3 від порожнини 4 і завдяки якому між порожнинами 3 та 4 утворюється технологічний циліндричний отвір 5 По довжині порожнин 3 та 4 крізь кільцевий буртик встановлена одна спільна для цих порожнин відокремлююча пластина 6 Один окрайок пластини б розміщено у ТІЛІ корпусу 1, а інший виступає над поверхнями "Г'і "Д" По обидва боки від бокових стінок пластини 6 у торцових кришках 2 і в кільцевому буртику корпуса 1 виконані наскрізні канали 7 та 8 Канал 7 сполучує порожнини 3 та 4 з магістраллю підведення енергоносія, а канал 8 - з магістраллю відведення (випуску) енергоносія В торцових кришках 2 встановлено по одному підшипнику котіння (опори обертання) 9 На підшипниках 9 встановлений своїми цапфами 10 вал з послідовно розташованими на ньому ексцентриками 11 та 12 Вісь обертання 1504 ексцентрикового вала позначена буквами "ВО" Ексцентриситети обох ексцентриків рівні між собою і позначені ВІДПОВІДНО як "еГ та "ег" Центр маси ексцентрика 11 позначений на фіг 2 як "ЦМ-Г і розташований у горизонтальній площині, що розташована нижче за вісь обертання "ВО" Центр маси ексцентрика 12 позначений на фіг 3 як "ЦМг" і розташований у горизонтальній площині, що знаходиться вище ВІСІ обертання "ВО" На ексцентриках 11 та 12 своїми внутрішніми обоймами встановлені опори обертання (підшипники котіння) 13 На ЗОВНІШНІЙ обоймі кожного підшипника 13 встановлені виконані у вигляді циліндричних втулок рушійні ланки 14 та 15 На ЗОВНІШНІХ поверхнях цих ланок виконаний профільований паз 16, що знаходиться у рухливому з'єднанні з боковими стінками відокремлюючої пластини 6 Глибина пазів 16 удвічі перевищує величини ексцентриситетів "е-і" та "ег" Паралельно пазу 16, по обидві його боки, у стінках ланок 14 та 15 виконані пазиканали 17 та 18 з можливістю їхнього періодичного сполучення ВІДПОВІДНО з каналами 7 та 8 підведення-відведення енергоносія Завдяки ексцентричному розміщенню ланок 14 та 15 у порожнинах З та 4 між ЗОВНІШНІМИ поверхнями ланок і поверхнями "Г" та "Д" утворюються серпоподібні камери, що постійно змінюють свій об'єм і", функції, маючи у своєму поперечному перерізі форму колового клина На цапфах 10 в однаковому стані щодо їхніх вісей симетрії і за допомогою шпонок 19 встановлені дебаланси 20 з можливістю свого обертання в порожнинах кришок 2 Працює заявлений гідропневматичний моторвібратор таким чином У вихідному стані обидва дебаланси 20 під дією власної ваги знаходяться у нижніх частинах порожнин кришок 2 При такому положенні ексцентрикового вала рушійна ланка 14 завжди буде знаходитися у своєму нижньому положенні - у стані початку виконання нею фази витиснення енергоносія з порожнини 3 крізь канал 8 При цьому ланка 15 завжди буде знаходитися у своєму верхньому положенні - у так званій "мертвій зоні" У такому положенні вона знаходиться у стані виконання одночасно двох фаз у заключній стадії виконання фази виштовхування енергоносія 3 порожнини 4 (крізь паз-канал 18 та канал 8) і у початковій стадії виконання фази впускання енергоносія до порожнини 4 (крізь канал 7 та паз-канал 17) Завдяки наявності спільної відокремлюючої пластини б у вихідному стані рушійних ланок 14 та 15 порожнина 3 (фіг 2) поділена на дві однакові за об'ємом і не сполучені між собою серпоподібні камери Праворуч буде робоча камера, яка навпрямки сполучена крізь канал 7 із магістраллю підведення енергоносія, ліворуч буде випускна камера, яка навпрямки сполучена крізь канал 8 із магістраллю відведення енергоносія У порожнині 4 при цьому буде тільки, одна серпоподібна каме ра, що не має прямого сполучення із жодною з магістралей енергоносія З магістралі підведення енергоносія крізь канал 7 у рознімний корпус постійно нагнічується рідкий чи газовий енергоносій Під дією тиску енергоносія у робочій камері порожнини 3 умовно першого (правого на фіг 1) вбудованого пдропневмодвигуна його ланка 14 починає переміщуватись (фіг 2) ліворуч у бік випускної камери і, одночасно, догори по бокових поверхнях пластини 6 Об'єм робочої камери при цьому збільшується, а об'єм випускної камери - зменшується Ексцентриковий вал починає своє обертання у напрямку руху годинникової стрілки Завдяки розміщенню рушійних ланок 14 і 15 на одному валу, а також постійному нагнітанню енергоносія крізь канал 7 у паз-канал 17 другого вбудованого двигуна (лівого на фіг 1), ланка 15 лівого двигуна починає виходити зі своєї "мертвої зони" При цьому вона переміщується (фіг 3) донизу по бокових поверхнях пластини 6 і, одночасно, відхилятися праворуч Після обертання ексцентрикового вала на 180° рушійна ланка 14 займе вихідний стан ланки 15, а ланка 15 займе вихідний стан ланки 14 Далі цикли повторюються Тепер вже ланка 15 виводить з "мертвої зони" ланку 14 При цьому у кожному вбудованому двигуні виконуються протилежні фази їхньої роботи Якщо в одному двигуні буде фаза впускання, то в другому - фаза виштовхування Або в одному двигуні буде фаза наповнення, а в другому - фаза витиснення При цьому момент, що крутить і діє на спільний ексцентриковий вал, в одному двигуні зростає від нуля до одиниці, а в другому спадає від одиниці до нуля У результаті на ексцентриковий вал діє прстійний сумарний момент Разом з валом обертаються дебаланси 20, генеруючи при цьому збуджуючу силу, що обертається, і сприяючи, завдяки своїй кінетичній енергії, виведенню рушійних ланок 14 та 15 з їхніх "мертвих зон" Одночастотне збуджування, що генерується, через рознімний корпус мотор-вібратора передається до робочої поверхні не зображеного на ілюстраціях виконавчого механізму За рахунок того, що робочі камери обох двигунів мають форму колового клину, радіальний складник сили тиску енергоносія у них спрямований назустріч відцентровим силам дебалансів 20, що обертаються, а також рушійних ланок 14 та 15, що вчиняють своє складне переміщування у порожнинах 3 та 4 У результаті й у такий спосіб знижуються навантаження на підшипники 9 та 15 Джерела інформації 1 В Д Зиневич, Г 3 Ярмоленко, Е Г Калита "Пневматические двигатели горных машин" - Москва, "НЕДРА", 1975 рік, С 213 - 215 (АНАЛОГ) 2 Деклараційний патент № 39028А України на винахід, МПК7 В06В1/16, В06В1/18, опублікований 15 05 2001 р убюл № 4 (ПРОТОТИП) 1504 Фіг. 4 Фіг. 2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім і Хохлових 15 м Київ, 04119 Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ 04050, Україна (044)216-32-71