Электродинамический генератормеханических колебаний вжидкости

 

П"-КЧ "А Н И Е

Союз Советских

Социалистичвскнк

Республик (795575

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 260%78 (2t) 2684690/18-10 (51)М. Кл.з

В 06 В 1/00 с присовдинвнивм заявки HP

Госудауственннй комитет

СССР но демам нзобретеннй н открытяй (23) Приоритет

Опубликовано 150181.Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 25 . 01. 81 (53) УДК 534. .232(088.8) (72) Авторы изобрвтвния

Е.И.Королев, В.A.Ширяев и В.Н.Буньков (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕОКИП rFHЕРАТОР

МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ

В ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к технике, связанной с генерацией механических . колебаний, а именно к электродииамическим генераторам механических колебаний в жидкости, и может быть использовано для интенсификации тепломассообменных процессов в химической и смежных отраслях проийаленности, а также может быть исПоль- ® зовано в качестве инструмента для выполнения технологических машиностроительных операций, использующих обработку материалов давленнем.

Известен электродинамический генератор.механических колебаний в жид-1> кости, содержащий многовитковый индуктор и подвижную мембрану (1).

Недостатками генератора являются малый КПД и невысокая надежность, а также невозможность применения мно"2© говиткового генератора одновременно в большом количестве при их питании от одного накопителя энергии генератора импульсных токов, потому что из-за большой их индуктивиости возникают слишком значительные потери энергии. A для интенсификации, например, тепломассообменных процессов в крупнотоннажном химическом оборудовании необходимо как раз одновременное использовайне нескольких десятков генераторов механических колебаний в жидкости.

Наиболее близким по технической сущности является электродинамическнй генератор механических колебаний в жидкости, содержащий токопроводящие подвижный диск и неподвижную часть, которая подключена к токопроводу. Неподвижная часть в виде дис.<а и подвижный диск расположены параллельно друг другу без взаимного касания и соединены между собой упругой электропроводной связью так, что образуют один виток индуктора (2).

Однако у одновиткового генератора также невысокий КПД вследствие незначительного осевого перемещения подвижного диска н плохой электрической согласованности витка с разрядным контуром генератора импульсных токов. Кроме того, надежность такого электродинамического генератора неудовлетворительна, поскольку упругая связь между дисками подвергается многократной деформации изгиба и растяжению-сжатию.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности электродинамического

795575 генератора механических колебаний в жидкости °

Поставленная цель достигается тем, что неподвижная часть выполнена в виде стакана, на дне которого размещен подвижный диск, боковой поверхностью контактирующий со стенкой стакана, а по оси стакана укреплен электрически изолированный от его дна электропроводный стержень, проходящий через центр подвижного диска и подключенный к тохоподводу.

На чертеже представлен электродинамический генератор механических колебаний в жидкости, продольный разрез. 15

Генератор содержит неподвижную часть в виде стакана 1 с дном 2 и подвижный диск 3. По оси стакана 1 укреплен электрически изолированный от его дна 2 электропроводный стер- Щ жень 4, проходящий. через центр подвижного диска 3, который отделен от дна 2 диэлектрической прокладкой

5. Неподвижная часть и стержень 4 подключены к токопроводу б. Подвижный диск 3, имеющий диаметр, равный внутреннему диаметру стакана 1, размещен в нем со скользящей посадкой ° Внутренняя поверхность стенок стакана 1, поверхность осевого стержня 4 и цилиндрическая поверхность диска 3 могут быть покрыты слоем легкоплавкого металла. Диск 3 изготовлен из взрывающейся металлической фольги. Энергоблоком для питания генератора механических колебаний в жидкости служит генератор импульсных токов (на чертеже не показан), который подключают к токопроводу б.

Генератор работает следующим об- 4Q разом.

При разряде емкостного накопителя энергии генератора импульсных токов на генератор механических колебаний в параллельно расположенных 4ф и изолированных друг от друга посредством диэлектрической прокладки

5 диске 3 и дне 2 стакана протекают радиальные токи 3 и 3, одинаковые по величине и протйвоположные по направлению. Взаимодействие рассматриваемых токов приводит к тому, что между диском 3 и дном 2, составляющими вместе со стенками стакана 1 и осевым стержнем 4 виток индуктора, действуют электродинамические силы отталкивания.

Таким образом, за счет перемещения подвижной части витка-диска 3 в жидкости генерируются механические колебания, в основном ударные волны, Щ частота следования и энергии которых определяются параметрами генератора импульсных токов. Кроме того,. взаимодействие тока 3< с магнитным полем токов текущих на участке стен- Я ки стакана 1 и осевого стержня 4 между диском 3 и дном 2, приводит к возникновению электродинамической силы, сообщающей дополнительное ускорение подвижной части витка.

Вследствие увеличения, по сравнению с известным, осевого перемещения подвижной части витка-диска 3 из-за разъемного изготовления витка обеспечено повышение КПД генератора.

Достигнута лучшая электрическая согласованность генератора механических колебаний с разрядным контуром генератора импульсных токов за счет увеличения длины витка в процессе действия генератора.

Благодаря тому, что подвижная и неподвижная части витка связаны посредством скользящего контакта их поверхностей, значительно увеличивается надежность генератора, особенно при генерации мощных импульс;зв давления с большой частотой их повторения.

Стенки стакана 1 и осевой стержень 4 неподвижной части витка служат для созданий направленного движения подвижной части витка-диска 3 и для формирования аксиальных токов, в магнитном поле которых диск 3 с током приобретает дополнительное ускорение °

Имеющийся при скользящей посадке минимальный зазор обеспечивает хороший электрический контакт между подвижной и неподвижной частями витка при движении диска 3. Покрытие контактирующих поверхностей подвиж- ной и неподвижной частей витка слоем, толщиной порядка 0,1 мм, легкоплавкого металла, например словом, позволяет значительно уменьшить коэффициент трения между частями витка и отказаться от шлифовки контактирующих поверхностей, так как в зоне контакта при действии генератора, когда по его витку текут токи д > 104 А, металл плавится..С целью генерации мощных одиночных импульсов давления подвижную часть витка-диска 3 изготовляют из взрывающейся металлической фольги. В этом случае к действующим электродинамическим силам отталкивания добавляется энергия электрического взрыва металлической фольги, изготовленной,,например, из свинца, железа или алюминия. Обратный ход подвижной части витка обеспечен действием силы тяжести, отраженных ударных волн и статическим давлением в аппарате.

Значительно повышена и надежность генератора, который может совершить до нескольких миллионов циклов действия против нескольких тысяч у известных генераторов.

795575

Формула изобретения

Составитель О.Петров

Редактор A.äîëûíè÷ ТехредМ.Рейвес Корректор .Н .Грйгорук

Заказ 9545 Тираж 536 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Электродинамический генератор механических колебаний в жидкости, содержащий токопроводящие подвижный диск и неподвижную часть, которая подключена к токэподводу, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения коэффициента .полезного ,действия и надежности, неподвижная часть выполнена в виде стакана, на дне которого размещен подвижный диск, боковой поверхностью контактирующий со стенкой стакана, а по оси стакана укреплен электрически изолированный от его дна электропроводный стержень, проходящий через центр подвижного диска и подключенный к токоподводу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кардашев Г.A.. Михайлов П.E.

Тепяомассообменные акустические процессы и аппараты. М., "Машиностроение", 1973, с. 223.

2. Исследование возможности раз а работки устройств для создания высокого давления в замкнутых сосудах с помощью электромагнитных сил сжатия. Отчет по ИИР. Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина, 1972, гл. 1, g 1, 3.