Устройство для возбуждения циклических гидравлических потоков заданной формы

 

СПИ САНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства

Заявлено 20.11.1969 (№ 1311171/25-28) с присоединением заявки № 1311162/25-28

Приоритет

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень № 8

Дата опублпкованпя описания 5.11 .1971

МПК G 01п 3/36

G 01m 7/00

Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Мииистрое

СССР

УДК 620.178.311.5(088.8) Автор изобретения

Ю. Е. Тябликов

Заявитель

Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций им. В. А. Кучеренко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ

ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТОКОВ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к средствам возбуждения мощных колебательных движений и усилий и предназначено для использования в испытательной технике и технологических процессах, основанных на использовании вибраций.

Известны устройства для возбуждения циклических гидравлических потоков заданной формы, содержащие источник одного или нескольких формирующих гидравлических пото- 10 ков, гидравлически связанные с источником потоков один или несколько золотников, предназначенных для дробления формирующих потоков, и выходные магистрали, с которыми гидравлически связаны выходные каналы зо- 15 лотников.

Образование цикла заданной формы в известных устройствах осуществляется путем преобразования формирующих потоков, имеющих непрерывный характер, в прерывистые 20 чередующиеся участки с последующим суммированием этих участков в избранной последовательности. В результате этого процесса спектральный состав сформированного цикла имеет гармонические составляющие, кратные 25 скоростям вращения золотников.

Число независимо регулируемых составляющих спектра в известных устройствах определяется числом формирующих потоков. При этом остальные составляющие спектра зави- 30 сят от них. Увеличение числа золотников приводит к расширению возможностей варьирования и уплотнения спектра qo некратным составляющим без увеличения числа независимо варьируемых гармоник, по-прежнему определяемых числом формирующих потоков.

Недостатком известных устройств является ограниченность числа независимо варьируемых гармоник.

Цель изобретения — повышение плотности спектра возбуждаемых потоков. Для этого в избранные линии гидравлической связи золотников с выходными магистралями последовательно включены один или несколько дополнительных золотников, при этом входные каналы первого дополнительного золотника соединены с выходными каналами золотника, связанного с источником потоков, а выходные каналы последнего золотника связывают с Выходными магистралями.

В качестве источника формирующих потоков могут быть использованы одна или несколько обратимых гидромашин, один или несколько плунжерных гидропульсаторов, гидроагрегат, содержащий блок цилиндров с расположенными в нем плунжерами н привод возвратно-поступательного движения плунжеров.

Наибольшая плотность спектра в предлагаемом устройстве достигается при числе зо296024

sin где j = 1, 2,..., p — номер последовательно 45 соединенного золотника, общее число которых равно р.

Это выражение показывает, что число независимых гармонических составляющих при последовательном дроблении определяется уже числом золотников р для парных противофазных формирующих потоков q+ и q

Последовательное дробление позволяет получить поток сложной формы от источника одного формирующего гармонического потока, íà- 55 а.() =- ",„" H "i(t)+Q" у -.,О где ц — число золотников, последовательно расположенных на гидравлической и К2J(t)

- ехр i (((pi — «>it) лотников, соединенных с каждым из источников формирующих гидравлических потоков, равном числу потоков.

Спектральный состав возбужденного циклического потока может варьироваться при выполнении перемычек между отсеками на зеркале золотника в виде наклонного кольца.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предложенного устройства с источником двух противофазных формирующих потоков; на фиг. 2 — вариант устройства, в котором источниками формирующих потоков служат плунжерные гидропульсаторы; на фиг. 3 то же, с источником в виде блока цилиндров с плунжерами и механизмом возвратно-поступательного движения плунжеров; на фиг. 4— золотники, продольный разрез.

Устройство содержит источник 1 формирующих потоков. При выполнении источника в виде обратимой гидромашины, создающей парные потоки разного знака (см. фиг. 1), ее всасывающая и нагнетательная магистрали 2 соединены с входными каналами 8 золотника

4, снабженного перемычкой 5, разделяющей на зеркале золотника отсеки б. Выходные каналы 7 золотника 4 связаны с выходными магистралями 8 через последовательно расположенные дополнительные золотники 9 и 10.

Входные каналы первого дополнительного золотника 9 присоединены к выходным каналам золотника 4, а выходные каналы последнего дополнительного золотника 10 соединены с выходными магистралями 8.

Помимо обратимых гидромашин в качестве источника могут быть использованы плунжерные гидропульсаторы (см. фиг. 2) или блоки цилиндров с расположенными в ННх плунжерами и приводом возвратно-поступательного движения плунжеров (см. фиг. 3).

В конструктивной схеме устройства (см. фиг. 3) магистрали формирующих потоков отсутствуют, а входные каналы 8 золотников

4 непосредственно соединены с полостями цилиндров источника. В этой схеме число золотq

40 ников 4 равно числу формирующих потоков.

При вращении одного из последовательно включенных золотников (см. фиг. 1), например с равномерной угловой скоростью, поток на выходе из его отсека б определяется следующим выражением:

2у.,(t) 1

q;(f) = —; япКв,япКа, .

/г. — 1

° япК(у„+ ю,t) где / — порядковый номер золотника, на котором осуществляется дробление; о; — угловая скорость золотника под номером j; д; {t) — парный поток на входе в золотник под номером /, равный потоку на выходе из отсека предыдущего золотника;

К = 1, 2,... — индекс суммирования;

2в, — геометрическая протяженность дуги между входами формирующих потоков на золотнике под номером j;

2а; — геометрическая протяженность дуги отсека между рассекающими перемычками золотника под номером j; у„— начальная геометрическая фаза расположения отсека по отношению к входным каналам в золотнике под номером j;

Применяя последовательно это выражение к каждому из золотников, значение результирующего потока Я(/) в выходной магистрали последнего золотника можно выразить следующим образом через формирующий поток

Vo(t) источника:

К,в, sin К n; япКi(»+ (о,t), пример от плунжерного пульсатора (см. фиг. 2) с числом независимых гармонических составляющих, равным общему числу золотников на линии связи между источником и выходной магистралью 8 устройства. Число золотников для каждой последующей ступени может увеличиваться в соответствии с числом отсеков золотников предыдущей ступени.

В выходной магистрали выборочно суммируются потоки Q„, ®, образованные в отсеках золотников, связанных с этой магистралью: связи между источником и выходной магистралью.

296024

П CO

Q(t) = — i ъ COS (1Ф+ К,)t — — - (Kj — S;)

q!! %Q %1 sIn K j(t) Г 2;.

"2 к

Il

j=-1 К= — =a где

45

Предмет изобретения

В формировании потока Q (t) участвуют

1! независимых гармоник, определяемых скоростью вращения последовательной цепочки золотников. В формировании суммарного потока выходной магистрали будут участвовать комбинации скоростей всех золотников, расположенных в линиях связи между ней и источником. Наилучшие результаты в части плотности спектра достигаются при равном числе золотников для каждой выходной магистрали, расположенных на связи между ней и источником.

Олаф — скорость вращения эксцентрика;

2-. — S — кинематическая фаза формируи ющего потока; г †/ — геометрическая фаза располои жения отсека золотника относительно входа формирующего потока.

При этом исполнении устройства возможны фазное (за счет порядка кинематической фазы S;) и частотное (за счет частот дробления со;) варьирование формой возбуждаемого потока.

На форму возбуждаемого потока оказывают существенное влияние протяженность дуг между входами формирующих потоков в; и перемычками золотника, ограничивающими отсек а,. При К,в; = 2лт1; Куа; = 2nq, где т = 0; 4- 1; !- 2,..., амплитуды гармоник К„ обращаются в нуль. Это фильтрующее свойство дуг в, и а; может быть использовано для создания нестационарного процесса путем изменения одного из углов, например а;(t). Такое изменение может осуществляться за счет возвратно-поступательного движения золотника (см. фиг. 4), профиль перемычки которого изменяет протяженность отсека при осевом перемещении золотника относительно входных каналов. В частности, этот профиль может быть выполнен в виде наклонного пояска на зеркале золотника.

При равномерной скорости вращения золотников можно вносить в гармоники возбужденного цикла частотную модуляцию посредством поступательного перемещения золотника относительно входных каналов. Для этого отсеки в золотнике разделяются перемычками, расположенными по винтовым линиям.

1. Устройство для возбуждения циклических гидравлических потоков заданной фор15

Для источника, создающего несколько формирующих потоков (см. фиг. 3), наибольшие возможности в части управления спектральньп! составом результирующего потока создаются при индивидуальном дроблении каждого из формирующих потоков. Поток, в этом случае образованный в выходной магистрали, сьязанной непосредственно с отсеками золотников, входные каналы которых связаны с источником, определяется применительно к схеме IIo фиг. 3 выражеш1см мы, содержащее источник одного или нескольких формирующих гидравлических потоков, гидравлически связанные с источником потоков один или несколько золотников, предназначенных для дробления формирующих потоков, и выходные магистрали, с которыми гидравлически связаны выходные каналы золотников, отличающееся тем, что, с целью повышения плотности спектра возбуждаемых потоков, в избранные линии гидравлической связи золотников с выходными магистралями последовательно включены один или несколько дополнительных золотников, при этом входные каналы первого дополнительного золотника соединены с выходными каналами золотника, связанного с источником потоков, а выходные каналы последнего золотника связаны с выходными магистралями.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использованы одна или несколько обратимых гидромашин.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использованы один или несколько плунжерных гидропульсаторов.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника формирующих потоков использован гидроагрегат, содержащий блок цилиндров с расположенными в них плунжерами и привод возвратно-поступательного движения плунжеров.

5. Устройство по п. 1 — 4, отличающееся тем, что число золотников, соединенных с каждым из источников формирующих гидравлических потоков, равно числу потоков.

6. Устройство по п. 1 — 5, отличающееся тем, что, с целью варьирования спектрального состава циклического потока, перемычка между отсеками на зеркале золотника ВьIполнена в виде наклонного кольца.

296024 Hue. Х

Составитель В. Шехтер

Корректоры: А. Николаева и Л. Корогод

Техред Н. И. Наумова

Редактор Т. А. Киселева

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 78б/2 Изд. № 348 Тираж 473 Подписное

ЦПИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Чинистров ".ССР

Л!осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5