Вибратор

 

(54) ВИБРАТОР

Изобретение относится к технической акустике н может быть использовано в ,молотах, прессах, внбраторах, в устройствах для уплотнения грунтов и забивки

: свай, гидроакустике, сейсморазведке, в ..океанологическнх исследованиях, в зву5 ковых источниках в широком диапазоне частот и амплитуд.

Известны вибраторы, содержапже корпус, систему питания и управления, газовую камеру, щавод, шток которого непосредcmeaao связан с вибрнруюшей, излучак щей плитой Pl) .

Недостатком a>®e x устройств 15 ляется низкий коэффшиент полезного действия прн -изменении частоты следования импульсов, так как система становится не резонансной.

Наиболее близким к предлагаемому 20 изобретению по техническому решению является вибратор, содержашнй камеру переменного объема, импульсный электромеханический двигатель с якорем, излу»

2 чающую плиту, цепь управления двигате лем и источник питания (2) .

Недостатком его является низкий коэффициент полезного действия при изменении частоты cnppoaaaas импульсов, так как система становится нерезонан ной.

Цель изобретения — повьпн банке коэффициента полезного действия вибратора ауа изменении частоты следования импульсов.

Поставленная цепь достигается тем, чго вибратор снабжен пневмомагнктным демпфером и установленным внутри zaмеры подпружиненным молотом, разделяю вам ее на две части, щжчем часть мекду якорем и молотом заполнены жидкостью, а часть между молотом и излучакпцей плитой заполнена газом и соединена через отверстие, выполненное в осн якоря, с демпфером, расположенным по другую сторону якоря»

На фкг. 1 изображен предлагаемый вибратор, продольный разрез; на фиг. 2942&14 блок-схема электрических соединений; на фиг. 3 — констружщя якоря привода; на фиг. 4 — электромеханическая схема замещения резонансного вибратора.

Вибратор состоит из корпуса 1, элек- 5 тромеханического двигателя 2, якорь 3 которого подцружинен с двух торцев пружинами 4 и перемешается по оси в отверстии (трубе) 5, верхний конец которой соединен с пневмомагнитным демп- 10 фером 6, имеющим нндуктор 7 и заполненный ферромагнитной жидкостью. На другом конце трубы 5 перемещается подпружиненный пружиной 8 молот 9. .Второй торец пружины 8 упирается в излучающую плиту 10, эластично закрепленную снльфоном 11 по периметру к корпусу 1. Между торцами якоря 3 и молота 9 образована гидродинамнческая камера 12, заполненная жидкостью, а между молотом 9 и излучающей плитой

10 образована газовая камера 13, кото рая заполняется газом через штуцер 14 и эластичный трубопровод 15. аз

Вибратор имеет блок-схему электрических соединений (фиг. 2), где статорная обмотка двигателя 2 получает питание от г.енератора 16 импульсов тока, а обмотки индуктора 7 от генератора 17, причем режим работы генератора 16 импульсов тока и генератора 9.7 синхронизнрован между собой устройством 18.

Йпя изменмия давления газа в газовой камере 13 и пневмо-магнитном демп35 фере 6 имеется компрессор 19, работа котоулго синхронизирована с устройством 18.

Якорь (фарп. 3) снабжен пластинами

20 из магнитопроводящего материала (например листовой трансформаторной стати), которые двумя стаканами 21 и

22 из легких стасавов раскреплены к внутренней поверхности медного короткозамкнутого кольца 23.

Эффективность работы вибратора прожиется при анализе его электромеханим ческой схемы замещения (фнг. 4).

Параметры электрической схемы замещения соответствуют следуюшим конструктивным элементам:

Ь,(- индуктивность, эквивалентная массе подвижного якоря 3 вибратора; (, < - Индуктивность, эквивалентная массе излучающей плиты 10;

4 - индуктивность, эквивалентная массе молота 9;

),@ - индуктивность, эквивалентная массе воздуха в телескопической трубе 5;

С вЂ” емкость, эквивалентная гибкос« ти пружины 8;

С вЂ” емкость, эквивалентная гибкости ферромагнитной жидкости в объеме

12 под якорем 3;

С вЂ” емкость, эквивалентная гибкости ферромагнитной жидкости в объеме над якорем 3;

С вЂ” емкость, эквивалентная гибкости эластичного трубопровода 15;

С - емкость, эквивалентная гибкости воздуха в raaosoO камере 13 между молотом 9 и плитой 10;

Е - электродвижушая сила (ЭДС) эквивалентная силе, приводящей в движение якорь 3 вибратора.

Вибратор работает следующим обра3ОМ.

По электромеханической схеме замещения расчетным путем определяется нужная резонансная частота колебатепь ной системы, давление газа в камере

13, трубе 5 и в эластичном трубонроводе 15 и;невмомагнитного демпфера 6.

С генератора 16 импульсных токов. (фиг. 2) на статорную обмотку привода

2 (фиг. 1 и 2) подается импульсный ток с частотой следования, равной частоте собствеш ых колебаний всей колебательной системы. Так устаиаищвается резонансный режим работы вибратора.

Для подстройки резонансной частоты вибратора с генератора 17 на индуктор

7 подается ток, магнитное поле которого, воздействуя на ферромагнитную жидкость в районе эластичного трубопровода

15, изменяет ее свойства, влияя этим на гибкость системы.

При подаче импульса тока якорь 3, перемешаясь вниз, воздействует на жидкость в гидродинамической камере 12, которая в свсао очередь давит на торец молота 9. Молот 9, перемешаясь вдоль трубы 5, сжимает пружину 8 и газ в кавмере 13. По трубе 5 газ из камеры

13 устремляется s э л астичный трубопровод 15 жечмомагнитного демпфера 6, повышая в нем внутреннее давление газа. Увеличиваясь в объеме, эластичный трубопровод 15 демпфера 6 воздействует через ферромагнитную жидкость на якорь 3 привода 2, помогая ему преодолевать реакцию среды под якорем 3.

Молот 9, достигнув упора плиты 10, передает ей накоппениую энергию движения всей колебательной систеаа. В исходное положение элементы системы возвращаются под действием пружины 8. того, электрическая схема замещения вибратора позволяет получить усзщке, развиваемое плитой, а также провести анализ влиипяя разпичных элементов

S конструкции на вели щну этого yaecss и на нужные резонансные частоты.

Формула изобретения

Вибратор, содержащий камеру переменного объема, импульсный электроме ханический двигатель с якорем, излучаю. щую плиту, rem управления двигателем и источник литания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыщениа коэф ears полежого действия щщ изменении частоты следования импульсов, он снабжен пневмамагнитным демпфером с индукторсвю, и установленным внутри каMsphl подлруящненным молотом, разде ° лякяцим ее на две частя, причем часть между якорем и молотом заполнена яащкостью, а часть между молотом и излучакяцей в итой заполнена газом. и соедиsees через ersepcrse, вьпцтнежое в оси

mops, с дева@аром, расположенным по щзугую сторону якоря»

Источники инфо аищаи, припщтые во внимание щж экспертизе

1. Патент США М 1245979, sa. QO1 V 1/14, 1971.

2. Авторское свидетели.ство СССР

М 514257, sn. GO1 Ч 1/00, 1978.

5 = 2814

Поскольку колебательная система внбратора работает в резонансном режиме, то потребляемая мощность от сети минимальна.

При необходимости изменения, например увеиичения частоты следования импульсов, и поддержания работы колебательной системы в резонансном режиме, » дующим образом. С генератора 17 по- 10 дается ток больщей величины на иыдуктор 7. Навед щное магнигное поле, воздействуя на ферромагнитную ящдкость в районе эластичного трубопровода 15, увеличивает ее плотность, увеличивая М тем самым и жесткость. Это соответст вувт повышению собственной резонансной густоты колебательной системы. Наоборот, снижение давления газа s газовой камере 13 и уменыиение магнитного ло- м ая иидуктора 7, понижает собственную резонансную частоту колебательной сис- . ммы» . Работа генератора 16, иитающего щивод 2, и работа генератора 17, пи- ЗЗ такяцего индуктор 7, через устройство 18.

Из элещромехажческой схемы замещейя.резамисного вибратора видно, что плавным изменением гибкости Съ зф .мояию добиться уяыижого ИЗмени63% ОО иовиой резонансной частоты, а также плавного азменежя грани полосы пропускали данной сложной схемы. Кроме

942814 фИ2. 0

Составнтепь В. Пирогов

Редактор А. Химчук Техред М. Рейвес Корректор И. Муска

Заказ 4949/11 Тирак 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по данам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауискаи наб., д, 4/5

Фипиал ППП Патент, г. Уз,город, уа. Проектная,;.4