Балансировочное устройство

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 1004789

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 21. 04. 81 (21) 3279986/25-28 с присоединением заявки 1%в (23) Приоритет— (51)M. Кл.

G 01 М 1/38

Гавумрствеввый квинтет

Опубликовано 15 03 ° 83. Бюллетень М 10

te мхам кзабретевий и открытий (53) УДКбй0.1, .05:531 24 (088.8) Дата опубликования описания 15.03.83

А. Г. Еськов, В. А. Петрушевский, Ю. Г. Живо об --- ------. и В.A. Соколов 1 (72) Авторы изобретения

%

1 (71) Заявитель (54) БАЛАНСИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для балансировки вращающихся обьектов, например ротора центрифуги.

Известно устройство для балансировки ротора в процессе вращения, со- > держащее балансировочные резервуары, выполненные на роторе и заполняемые жидкостью при балансировке, и камеру, образованную полым телом вращения и валом ротора, соединенную с канала1О ми для непрерывной подачи жидкости и с балансировочными резервуарами, диаметрально противолежащими месту выхода трубки из камеры (1)

Недостатком этого устройства является ограниченный диапазон балансировочных частот, не превышвющий критической частоты вращения ротора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилиндрическую распределительную камеру, 2 золотник в форме шара, размещенныи в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры балансировочные резервуары с поршнями, разделяющими их на балансировочные и управляющие полости, заполненные жидкостью, трубопроводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру - с управляющими полостями резервуаров, расположенные в горизонтальной плоскости, и источник жидкости, связанный с распределительной камеро" (2)

Недостатком известного устройства является то, что оно работает только на докритических частотах вращения.

Целью изобретения является расширение диапазона балансировочных частот.

Поставленная цель достигается тем, что балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилиндрическую распределительную камеру, золотник в форме шара, разме3 10 щенный в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры балансировочные резервуары с поршнями, разделяющими их на балансировочные и управляющие полости, заполненные жидкостью, трубо- проводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру — с управляющими полостями резервуаров, расположенные в горизонтальной плоскости, и источ- 1g ник жидкости, связанный с распределительной камерой, снабжено дополнительными трубопроводами, соединяющими управляющие полости с распредели" тельной камерой так, что их входы рас- g положены в плоскости, параллельной плоскости расположения входов основных трубопроводов, соединяющих камеру с управляющими полостями резервуаров„ и смещены на угол до 180", и обратными клапанами, каждый из которых рас положен на выходах трубопроводов, а золотник подпружинен в осевом направлении.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое балансировочное устройство, разрез, на фиг. 2 - сечение

A-А на фиг. 1.

Устройство содержит вертикально расположенную цилиндрическую камеру

1, золотник 2 в форме шара, размещенный в ней, диаметрально расположенные снаружи камеры 1 балансировочные резервуары 3 с поршнями 4, разделяющими их на балансировочные полости 5 с тяжелой жидкостью и управляющие полости 6, заполненные жидкостью, трубопроводы 7, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров 3, и трубопроводы 8, через обратный клапан 2 сое. @ диняющие камеру 1 с управляющими полостями 6 резервуаров 3, расположенные в горизонтальной плоскости. !

Обратные клапаны 9 открываются в сторону распределительной камеры l.

Количество балансировочных резервуаров 3 — не менее двух при балансировке ротора 10 в заданной плоскости, проходящей через геометрическую ось ротора. Для балансировки ротора 10 в плоскости, проходящей перпендикулярно геометрической оси, число балансировочных резервуаров 3 должно быть не менее четырех. Золотник 2 опирается на тягу 11, подпружиненную пружиной 12. Максимальная величина перемещения пяты 11 ограничена ходом штока 13 пяты 11, который упирается

04789 4 в поверхность распределительной камеры 1. Подвод жидкости в распределительную камеру 1 осуществляется от источника жидкости высокого давления, например, насоса (ые показан )через обойму 14 и входное отверстие 15. Для ограничения хода золотника 2 в сторону входного отверстия 15 установлена диафрагма 16 с отверстиями. Выход жидкости из распределительной камеры 1 осуществляется через выходное отверстие 17 в обойму

18, из которой жидкость отводится к насосу. Ближе к отводной обойме

18 в распределительной камере 1 выполнен ряд дополнительных трубопроводов 19 с обратными клапанами 20, которые подключены к трубопроводам 8 между обратными клапанами 6 и балансировочными резервуарами 3. Обратные клапаны 20 также открываются в сторону распределительной камеры 1. Источник жидкости высокого давления (насос )обеспечивает подвод жидкости в распределительную камеру с различными расходами и давлением. При меньшем давлении (меньший расход) золотник 2 располагается у входов в трубопроводы 8, при большем (бопьший расход) - у входов s дополнительные трубопроводы 19. При этом балансировочные резервуары 3 смещены относительно входов в трубопроводы 8 на угол 0-90, а относительно входов в дополнительные трубопроводы 19 на угол 60-180 . Ротор 10 подвешен на упругих растяжках 21, которые прикреплены, например, к обоймам 14 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Ротор 10, подвешенный на упругих растяжках 21, приводится во вращение.

От источника жидкости жидкость под давлением через обойму 14 и входное отверстие 1 подается в распределительную камеру 1. Далее жидкость проходит диафрагму 16 с отверстиями, протекает через зазор между золотником 2 и внутренней поверхностью распределительной камеры 1 и удаляется через выходное отверстие 17 и отводную обойму 18. За счет потерь давления в зазоре золотник 2, воздействуя на пяту ll, сжимает пружину 12 и располагается у входов в трубопроводы

8. При этом давление жидкости в трубопроводе 8 падает на величину скоростного напора жидкости при течении ее

5 1004 в упомянутом зазоре. В то же время давление за.золотником 2 остается выше, чем давление жидкости в зазоре.

Поэтому обратные клапаны 9 открываются и .сообщают управляющие полости

6 балансировочных резервуаров 3 с распределительной камерой 1, а обрат" ные клапаны 20 закрываются, включая в работу трубопроводы 8 и выключая иэ работы дополнительные трубопрово- tO ды 19. Давление жидкости, при котором золотник 2 располагается у входов

,в трубопроводы 8, соответствует докритической частоте вращения ротора

10. В этом случае балансировка осу- 1з ществляется за счет отклонения золотника 2 от геометрической оси ротора

l0. При смещении на докритических частотах вращения золотника 2, например, вправо, зазор между золотником ро

2 и внутренней поверхностью распределительной камеры 1 справа уменьшается, а слева увеличивается. Статическое давление в зазоре справа меньше, чем в зазоре слева, так как в 2S зазоре справа скорость течения жидкости больше, чем в зазоре слева. Под действием большего давления поршень

4 в балансировочном резервуаре 3 слева выдавливает балансировочную жид- Зо кость в балансировочный резервуар справа по трубопроводу 7. 8 результате, в балансировочном резервуаре

3 справа накапливается тяжелая балансировочная жидкость, компенсируя дис-З баланс ротора 10 на докритической частоте вращения.

При переходе вращения ротора 10 на закритические частоты вращения увеличивают давление и расход жидкас- и, ти через распределительную камеру 1.

В этом случае потери скоростного напора при обтекании золотника 2 растут и золотник 2, воздействуя на пяту 11, дополнительно сжимает пружину.12 до тех пор, пока шток 13 пяты 11 не упирается в стенку распределительной камеры 1. Золотник 2 при этом зани- мает йоложение у дополнительных трубопроводов 19. Давление жидкости в трубопроводах 8 возрастает по сравнению с давлением в дополнительных трубопроводах

19. Обратные клапаны 9 закрываются; а обратные клапаны 20 открываются и управляющие полости 6 балансировочных резервуаров 3 оказываются сооб55 щенными с распределительной камерой

1 через дополнительные трубопроводы

19 с открытыми обратными клапанами.

789

Процесс непрерывной балансировки ротора 10 при закритических частотах аналогичен указанному. При этом положение дополнительных трубопроводов

19 и балансировочных резервуаров 3 учитывает изменение поведения ротора при закритической частоте вращения.

Конструкция балансировочного устройства обеспечивает непрерывную балансировку ротора как на докритических, так и закритических частотах вращения, что значительно расширяет диапазон балансировочных частот, а изменение давления жидкости на входе в распределительную камеру обеспечивает перемещение золотника, который вместе с обратными клапанами обеспечивает переключение устройства с одного режима вращения на другой.

Формула изобретения

Балансировочное устройство, содержащее вертикально расположенную цилиндрическую распределительную камеру, золотник в форме шара, размещенный в ней, диаметрально расположенные сна". ружи камеры балансировочные резервуары с поршнями, разделяющими балансировочные и управляющие полости, заполненные жидкостью, трубопроводы, радиально соединяющие между собой балансировочные полости резервуаров и камеру - с управляющими полостями резервуаров, расположенные в горизонтальной плоскости, и источник жидкости,связанный с распределительной камерой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона"балансировочных частот, оно снабжено дополнительными трубопроводами, соединяющими управляющие полости с распределительной камерой так, что их входы расположены в плоскости, параллельной плоскости расположения входов трубопроводов, соединяющих камеру с управляющими полостями рео зервуаров, и смещены на угол до 180, и обратными клапанами, каждый из которых расположен на выходах трубопроводов, а золотник подпружинен в осевом направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 257828, кл. G 01 M 1/38, 1969.

2. Патент франции и 2188161, кл. G 01 M 1/36, 1977 (прототип).

1004 789

1868/51 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035 москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ

Филиал ПГ1П "Патент", r. Ужг ород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Косяков

Рйдактop A. Химчук Техред A.Бабинец Корректор Н.Кор >ль