專利名稱：一種水壓波動激振裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激振裝置，具體地是ー種采用水為工作介質(zhì)，由水壓泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器通過管道連通構(gòu)成水壓波動激振裝置的技術(shù)方案。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的大多數(shù)振動設(shè)備還是依靠慣性激振來實(shí)現(xiàn)的，這種振動設(shè)備存在著參振質(zhì)量大，功率能耗大，振動參數(shù)不易調(diào)節(jié)等問題，通過帶式傳動的慣性激振裝置無法實(shí)現(xiàn)重載啟振,給エ業(yè)生產(chǎn)帶來極大的不便。

由于液壓技術(shù)具有功率密度大，動カ傳輸和控制方便，易于實(shí)現(xiàn)冷卻和過載保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，在工程中被大量應(yīng)用。液壓激振設(shè)備被廣泛應(yīng)用于鑿巖、破碎、夯實(shí)、搗固、打樁、鉆孔壓カ加工、篩分等場合?，F(xiàn)有的液壓激振有閥控和泵控兩種結(jié)構(gòu)，由于閥控激振的振動是依靠閥的快速換向來實(shí)現(xiàn)的，因此存在節(jié)流損失且頻率和振幅相互影響的缺點(diǎn)；而直流泵控是通過液壓馬達(dá)驅(qū)動慣性激振器產(chǎn)生振動，因此本質(zhì)上還是慣性激振?，F(xiàn)有的液壓管網(wǎng)式激振，其系統(tǒng)中元件較多，管路連接復(fù)雜，且油液在管中往復(fù)運(yùn)動，造成散熱條件差，易造成油液溫度升高，影響系統(tǒng)性能。而且液壓激振技術(shù)采用的工作介質(zhì)均為液壓油，液壓油對環(huán)境有污染且易燃等缺點(diǎn)，在某些場合，如礦井開采、藥品制造及食品生產(chǎn)，液壓油一旦泄露易發(fā)生爆炸事故及污染環(huán)境的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在慣性激振和液壓激振的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)有激振設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，采用水為エ作介質(zhì)，提供ー種結(jié)構(gòu)簡單，低能耗環(huán)保、振動參數(shù)可調(diào)、適應(yīng)エ況較強(qiáng)的水壓波動激振裝置。實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明目的所采取的技術(shù)方案是ー種水壓波動激振裝置，包括水壓泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器；其所述水壓波動激振裝置是由水泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器通過管道連通構(gòu)成；其中
所述水泵站是由水壓泵電機(jī)帶動水壓泵，水壓泵的進(jìn)水口連通有水箱、出水ロー路連通有溢流閥及水箱；另一路依次連通有單向閥、流量控制閥和蓄能器；
所述振動輸出裝置是管網(wǎng)的兩端分別通過橫向壓縮彈簧和豎向支撐彈簧固定在管網(wǎng)機(jī)架上；管網(wǎng)一端由高壓軟管連通有蓄能器的管路上，另一端由高壓軟管連通有激振器端頭的管路上；
所述水波發(fā)生器是激振電機(jī)帶動激振器，并由變頻器控制激振電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率；激振器的另一端連通有水箱；
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，進(jìn)ー步的技術(shù)方案如下
振動輸出裝置與水波發(fā)生器的振動平率是同時(shí)產(chǎn)生的。管網(wǎng)的振幅是由溢流閥和流量控制閥調(diào)節(jié)控制、振動輸出頻率是由變頻器調(diào)節(jié)控制。水波發(fā)生器的壓カ是通過溢流閥調(diào)節(jié)控制。通水孔進(jìn)ー步設(shè)置為2 4個(gè)。管網(wǎng)是方波彎折管、螺旋型管和并聯(lián)型管中的ー種。激振器是其本體上設(shè)置有軸腔及其軸腔進(jìn)水口和軸腔出水ロ與軸腔徑向連通；軸腔進(jìn)水口與管網(wǎng)的出水ロ通過高壓軟管連通，軸腔出水ロ連通水箱，芯軸套置于軸腔中，芯軸徑向貫穿設(shè)置有至少ー個(gè)以上的通水孔，并帶動芯軸在軸腔中旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸腔進(jìn)水口與軸腔出水ロ之間連通和切斷相互轉(zhuǎn)換。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述隨提供的一種水壓波動激振裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)簡単，使用便捷，能耗低而環(huán)保，振動參數(shù)可調(diào)，適應(yīng)エ況較強(qiáng)的ー種激振設(shè)備，進(jìn)ー步提高了其實(shí)際應(yīng)用價(jià)值及效果，尤其是重量輕，使用方便快捷，受到了使用者的歡迎，是目前用于一般的鑿巖、破碎、夯實(shí)、搗固、打樁、鉆孔、篩分等場合的較佳設(shè)備?！?br>

圖I是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的激振器結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是本發(fā)明的激振器的芯軸立體圖。圖4是本發(fā)明的激振器的芯軸與本體組裝剖視圖。圖5-8是本發(fā)明的激振器的工作原理圖。圖9是本發(fā)明的管網(wǎng)呈并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是本發(fā)明的管網(wǎng)呈螺旋結(jié)構(gòu)示意圖。圖中I :水箱；2 :水壓泵；3 :水壓泵電機(jī)；4 :溢流閥；5 :單向閥；6 :流量控制閥；7 :蓄能器；8 :橫向壓縮彈簧；9 :豎向支撐彈簧；10 :管網(wǎng)；11 :管網(wǎng)機(jī)架；12 :激振器；13 :激振電機(jī)；14 :變頻器；15 :芯軸；16 :激振器本體；17 :軸腔進(jìn)水口 ；18 :通水口 ；19 :軸腔出水ロ ；20 :軸腔；21、22 :管路。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)ー步的說明。實(shí)施本發(fā)明所提供的一種水壓波動激振裝置，是由水壓泵站、振動輸出裝置、水波發(fā)生器三部分構(gòu)成，其中所述水壓波動激振裝置是由水泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器通過管道連通構(gòu)成；具體構(gòu)成關(guān)系如下
所述的水壓泵站包括溢流閥4、單向閥5、流量控制閥6、蓄能器7、水壓泵2、水壓泵電機(jī)3，水壓泵電機(jī)3帶動水壓泵2工作，水壓泵2的進(jìn)水口通過管路通向水箱1，水壓泵2的出水ロ分成兩路，一路連通溢流閥4的進(jìn)水ロ，溢流閥4的出水ロ通向水箱I，另一路依次連通單向閥5、流量控制閥6、蓄能器7，單向閥5保證水流從水壓泵2流向流量控制閥6、蓄能器7。所述的振動輸出裝置包括管網(wǎng)10、激振器支架11、橫向壓縮彈簧8和豎向支撐彈簧9，管網(wǎng)10的兩端分別通過橫向壓縮彈簧8和豎向支撐彈簧9固定在管網(wǎng)10的激振器支架11上，管網(wǎng)10兩端分別是進(jìn)水口和出水ロ，管網(wǎng)10的進(jìn)水口通過高壓軟管(高壓橡膠軟管)連通在流量控制閥6和蓄能器7之間；所述的水波發(fā)生器包括激振器本體16、芯軸15、激振電機(jī)13，激振器本體16上設(shè)有軸腔20、軸腔進(jìn)水口 17、軸腔出水ロ 19，軸腔進(jìn)水口 17、軸腔出水ロ 19與軸腔20徑向相通，軸腔進(jìn)水口 17與管網(wǎng)10出水ロ通過高壓軟管連通，軸腔出水ロ 19通向水箱1，芯軸15套置于軸腔20中，芯軸15徑向設(shè)有貫穿的至少ー個(gè)通水孔18，激振電機(jī)13帶動芯軸15在軸腔20中旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸腔進(jìn)水口 17與軸腔出水ロ 19之間連通和切斷相互轉(zhuǎn)換。所述變頻器14配置有配電箱，變頻器連接激振電機(jī)，用以控制激振電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率。本發(fā)明所采用的管網(wǎng)10可以采用方波彎折管，也可以采用螺旋形管，還可以采用并聯(lián)管網(wǎng)。本發(fā)明所采用的激振器12是其激振本體16上設(shè)置有軸腔20及其軸腔進(jìn)水口 17和軸腔出水ロ 19與軸腔20徑向連通；軸腔進(jìn)水口 17與管網(wǎng)10的出水ロ通過高壓軟管連通，軸腔出水ロ 19連通水箱1，芯軸15套置于軸腔20中，芯軸15徑向貫穿設(shè)置有至少ー 個(gè)以上的通水孔18，并帶動芯軸15在軸腔20中旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸腔進(jìn)水口 17與軸腔出水ロ 19之間連通和切斷相互轉(zhuǎn)換。本發(fā)明所采用的水波發(fā)生器，其芯軸15上的通水孔18設(shè)置至少I個(gè)以上，一般選取2 4個(gè)為宜。本發(fā)明水壓波動激振裝置采用全新的液壓振動機(jī)理，水壓泵電機(jī)3帶動水壓泵2工作，水一路通過溢流閥4流回水箱1，另一路流向單向閥5、蓄能器7和管網(wǎng)10，當(dāng)水波發(fā)生器的激振電機(jī)13帶動芯軸15在軸腔20中不斷旋轉(zhuǎn)，軸腔進(jìn)水ロ 17與軸腔出水19之間不斷連通和切斷，管網(wǎng)10中水壓在不斷進(jìn)行減小和増加，振動輸出裝置與水波發(fā)生器的振動同時(shí)產(chǎn)生，從而引起管網(wǎng)10的振動，在管網(wǎng)10上鋪設(shè)振動篩，可用于所有的振動篩分、脫介、選煤選礦等場合。本發(fā)明管網(wǎng)10的振幅是由溢流閥4或流量控制閥6調(diào)節(jié)控制，振動輸出頻率是由變頻器14調(diào)節(jié)控制。水波發(fā)生器的壓カ是由溢流閥4調(diào)節(jié)控制。管網(wǎng)10的振動參數(shù)調(diào)節(jié)是無級調(diào)節(jié)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，負(fù)載適應(yīng)范圍寬，可代替現(xiàn)有的基于泵控馬達(dá)和閥控液壓缸的振動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)振動參數(shù)的無級調(diào)節(jié)，有效降低了參振質(zhì)量，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟(jì)效益顯著。本發(fā)明ー種水壓波動激振裝置以水為工作介質(zhì)，其散熱性能比液壓油好，水從高壓水壓泵2流出，經(jīng)管網(wǎng)10和水波發(fā)生器后，直接回到水箱1，作單向循環(huán)流動，沒有多通回路的要求，比現(xiàn)有的液壓激振裝置結(jié)構(gòu)簡單，其散熱性能和可靠性大大提高，使用和維護(hù)方便。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作出進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。如圖I所示，一種水壓波動激振裝置包含有儲水箱、水壓泵站、振動輸出裝置、水波發(fā)生器、變頻控制系統(tǒng)和連通各部件的管路；所述的水壓泵站包括溢流閥4、單向閥5、流量控制閥6、蓄能器7、水壓泵2、水壓泵電機(jī)3，水壓泵電機(jī)3帶動水壓泵2旋轉(zhuǎn)，水壓泵2進(jìn)水口通過管路通向水箱1，水壓泵2出水ロ分成兩管路，其中一管路連通溢流閥4的進(jìn)水ロ，溢流閥4出水ロ通向水箱1，另一管路依次連通單向閥5、流量控制閥6、蓄能器7，單向閥5保證水流從水壓泵2流向流量控制閥6、蓄能器7。所述的振動輸出裝置包括管網(wǎng)10、激振支架11、橫向壓縮彈簧8和豎向支撐彈簧9，管網(wǎng)10的兩端分別通過橫向壓縮彈簧8和豎向支撐彈簧9固定在激振支架11上，管網(wǎng)10兩端分別是進(jìn)水口和出水ロ，管網(wǎng)10進(jìn)水口通過利于振動的高壓橡膠軟管連通在流量控制閥6和蓄能器7之間，蓄能器7保證軸腔進(jìn)水口 17、軸腔出水ロ 19在接通時(shí)(見圖4)管網(wǎng)10中水具有一定流速，以利于管網(wǎng)10的振動。如圖I、圖2、圖3所示，所述的水波發(fā)生器，包括本體激振本體16、芯軸15、激振電機(jī)13，激振本體16上設(shè)有軸腔20和軸腔進(jìn)水口 17、軸腔出水ロ 19，軸腔進(jìn)水口 17、軸腔出水ロ 19與軸腔20徑向相通，軸腔進(jìn)水口 17通過利于振動的高壓橡膠軟管與管網(wǎng)10出水口相通，軸腔出水ロ 19通向水箱I ;芯軸15套置于軸腔20中，芯軸15徑向設(shè)有貫穿的至少ー個(gè)通水孔18，激振電機(jī)13帶動芯軸15在軸腔20中旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸腔進(jìn)水ロ 17與出水ロ 19之間連通和切斷相互轉(zhuǎn)換；所述的變頻控制系統(tǒng)3包括配電箱(未視出)和變頻器14，變頻器連接激振電機(jī)13，用以控制激振電機(jī)13的轉(zhuǎn)動頻率。本發(fā)明ー種水壓波動激振裝置工作流程如下在排出空氣，純水充滿系統(tǒng)的情況下，水壓泵電機(jī)3驅(qū)動水壓泵2把水箱I中的水泵入管路21、22中，通過調(diào)節(jié)溢流閥4控制進(jìn)入管網(wǎng)10中水的壓カ從而控制管網(wǎng)10的振幅，管路22中水流通過單向閥5進(jìn)入流量控制閥6，調(diào)節(jié)流量控制閥6調(diào)節(jié)管網(wǎng)10中水的流量，水流經(jīng)管路繼續(xù)上流，經(jīng)蓄能器7然后進(jìn)入到振動輸出裝置的管網(wǎng)10，緊接著進(jìn)入激振器12，激振器12的芯軸15上的通水孔18·開有n個(gè)，n —般可取1、2、3、4等。如圖4、圖I所示水波發(fā)生器工作原理是(按n=2實(shí)施)激振電機(jī)13轉(zhuǎn)動驅(qū)動激振器12的芯軸15轉(zhuǎn)動，通過變頻器14調(diào)節(jié)激振電機(jī)13轉(zhuǎn)動頻率來調(diào)節(jié)芯軸15的轉(zhuǎn)動速度，當(dāng)芯軸15轉(zhuǎn)動到圖4所示位置時(shí)，芯軸15上的通水孔18的B — D與軸腔進(jìn)水ロ 17、軸腔出水ロ 19形成ー個(gè)通路；芯軸15繼續(xù)旋轉(zhuǎn)依次再形成圖5所示軸腔進(jìn)水口 17-A-C-軸腔出水ロ 19，圖6所示軸腔進(jìn)水口 17-D-B-軸腔出水ロ 19，圖7軸腔進(jìn)水口 17-C-A-軸腔出水口 19這幾個(gè)通路；當(dāng)芯軸15轉(zhuǎn)動到其他位置時(shí)，如圖8所示位置，則處于未接通的狀態(tài)，此時(shí)會產(chǎn)生水壓沖擊，通過反復(fù)的接通與未接通形成水壓波動激振，而管網(wǎng)10的兩端分別通過橫向壓縮彈簧8和豎向支撐彈簧9固定在管網(wǎng)機(jī)架11上，管網(wǎng)10進(jìn)水口與流量控制閥6之間和管網(wǎng)10出水ロ與軸腔進(jìn)水口 17之間又是通過利于振動的高壓橡膠軟管連接，這樣管網(wǎng)10就會產(chǎn)生激烈振動，在管網(wǎng)10上鋪設(shè)振動篩，可用于振動篩分、脫介、選煤選礦等，為了適應(yīng)振動篩的不同形裝，如圖I、圖9、圖10、所示，管網(wǎng)10分別制成類似電學(xué)的方波彎折形、并排形、螺旋形。
權(quán)利要求
1.一種水壓波動激振裝置，包括水壓泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器；其所述水壓波動激振裝置是由水壓泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器通過管道連通構(gòu)成；其中 所述水壓泵站是由水壓泵電機(jī)(3)帶動水壓泵(2)，水壓泵(2)的進(jìn)水口連通有水箱(I)、出水ロー路連通有溢流閥(4)及水箱(I);另一路依次連通有單向閥(5)、流量控制閥(6)和蓄能器(7)； 所述振動輸出裝置是管網(wǎng)(10)的兩端分別通過橫向壓縮彈簧(8)和豎向支撐彈簧(9)固定在管網(wǎng)機(jī)架(11)上；管網(wǎng)(10)—端由高壓軟管連通有蓄能器(7)的管路上，另一端由高壓軟管連通有激振器(12)端頭的管路上； 所述水波發(fā)生器是激振電機(jī)(13)帶動激振器(12)，并由變頻器(14)控制激振電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)動頻率；激振器(12)的另一端連通有水箱(I)。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種水壓波動激振裝置，其所述振動輸出裝置與水波發(fā)生器的振動是同時(shí)產(chǎn)生的。
3.如權(quán)利要求I所述的變頻水壓波動激振裝置，其所述管網(wǎng)(10)的振幅是由溢流閥(4)或流量控制閥(6)調(diào)節(jié)控制，振動輸出頻率是由變頻器(14)調(diào)節(jié)控制；振幅分別與流量和壓カ成線性關(guān)系，振動輸出頻率與變頻器頻率成比例關(guān)系。
4.如權(quán)利要求I所述的變頻水壓波動激振裝置，其所述水波發(fā)生器的壓カ是由溢流閥(4)調(diào)節(jié)控制。
5.如權(quán)利要求I所述的ー種水壓波動激振裝置，其所述通水孔(18)進(jìn)ー步設(shè)置為2 4個(gè)。
6.如權(quán)利要求I所述的ー種水壓波動激振裝置，其所述的管網(wǎng)(10)是方波彎折管、螺旋型管和并聯(lián)型管中的ー種。
7.如權(quán)利要求I所述的ー種水壓波動激振裝置，其所述激振器(12)是其本體上設(shè)置有軸腔(20)及其軸腔進(jìn)水口(17)和軸腔出水ロ(19)與軸腔徑向連通；軸腔進(jìn)水口(17)與管網(wǎng)(10)的出水ロ通過高壓軟管連通，軸腔出水ロ( 19)連通水箱，芯軸(15)套置于軸腔(20)中，芯軸(15)徑向貫穿設(shè)置有至少ー個(gè)以上的通水孔(18)，并帶動芯軸(15)在軸腔(20)中旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)軸腔進(jìn)水口(17)與軸腔出水ロ(19)之間連通和切斷相互轉(zhuǎn)換。
全文摘要
一種水壓波動激振裝置是由水壓泵站、振動輸出裝置和水波發(fā)生器通過管道連通構(gòu)成；其水壓泵站是水泵進(jìn)水口連通水箱，水泵出水口一路連通溢流閥及其水箱；另一路連通單向閥、流量控制閥和蓄能器；其振動輸出裝置是管網(wǎng)兩端分別通過橫向壓縮彈簧和豎向支撐彈簧固定在管網(wǎng)機(jī)架上，管網(wǎng)的一端由高壓軟管連通有流量控制閥，另一端連通由高壓軟管連通有激振器；其水波發(fā)生器是電機(jī)帶動激振器，并由變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動頻率；在激振器的另一端連通有水箱。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號F15B21/12GK102840193SQ201210330088
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者寇子明, 陸春月, 吳娟, 張慧賢, 楊貴生, 師桂明 申請人:太原理工大學(xué)