专利名称：风动振动器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种涉及以压缩空气为动力的风动振动发生装置的改进，属振动机械。
现有同类振动发生装置普遍存在能量转换效率低，噪音大等缺点。为完善振动装置人们进行了多次改进，中国专利CN86100709A就是其中一例。但是该专利主要是对机械结构进行了改进，没能真正从气体动力学的角度上加以改进。因此其改进没能就气体能量转换效率低，噪音大的缺点产生更明显的效果。例如由于辅助腔的存在，气体进入辅助腔突然膨胀，使气体产生分离形成紊流，造成较大能量损失；进气螺旋槽流程较长，气体沿程损失较大，这两方面的原因使气体对转动体做功的能量减少。另外转动体外表面与壳体内表面构成的主工作腔横截面大部分为等截面，使流通阻力较大，气阻不但给转动体增加了工作载荷，还产生了转动体反而带动流体旋转的不良现象；又由于气流在工作时其旋转平面垂直于排气孔轴线，因而气体进入排气孔时发生急剧转折，进一步加剧了气体分离，使排气时产生较大的噪音。
本实用新型的目的是克服上述装置的不足和缺点，从空气流动特性角度提供一种结构较简单，并能最大限度地提高气体能量转换率，降低噪音，改善劳动环境，使气动性能更趋于完善的振动发生装置——风动振动器。
本实用新型是对同类产品的现有技术加以改进实现的。壳体为筒状，内部有一个与其同轴并由导气盘和上端盖支撑且穿过上端盖的空心轴，在导气盘和上端盖之间的空心轴上套装一个转动体，壳体两端固接有上下端盖。流体通过空心轴经导气盘进入工作腔，推动转动体做行星运动，然后由上端盖排气道排出，该风动振动器的结构特征在于转动体轴向半剖面为翼剖面形，其外表面与壳体内表面之间构成的主工作腔分为收敛和扩张两部分，即由导气盘到转动体最大外径处的横截面为收敛部分，由转动体最大外径处到上端盖的横截面为扩张部分。空心轴下端经至少一条进气通道与主工作腔相通，其通道是横截面为连续收敛形加速通道，上端盖上若干排气道是横截面为连续扩张形减速通道，进气通道由导槽和旋槽组成。导槽由导气盘下面凸起部分压入下端盖的凹槽形成，旋槽为圆弧形，在导气盘边缘，其出口中心弧线与工作腔某一潜在横截面相切。排气道也为圆弧形，其流体入口中心弧线即与主工作腔某一潜在横截面相切，又与主工作腔内的流体旋转方向相对。
下面通过附图给出本实用新型的实施例，
图1是风动振动器的轴向剖面视图。图2是图1中A-A的横向剖视图。图3是壳体(1)轴向剖后的左视图。(附图为清楚反映原理及特征结构，将个别零件画为一体)。
参见附图，本风动振动器主要由筒状壳体(1)、与壳体(1)同轴的空心轴(2)、导气盘(3)、下端盖(4)、上端盖(5)及转动体(6)组成。壳体(1)与导气盘(3)、下端盖(4)、上端盖(5)为固定连接，转动体(6)套装在空心轴上(2)上。
转动体(6)外表面与壳体(1)内表面之间构成一个主工作腔(a)，工作腔(a)分为收敛和扩张两部分，即由导气盘(3)到转动体(6)最大外径处横截面为收敛部分，由转动体(6)最大外径处到上端盖(5)的横截面为扩张部分。
空心轴(2)通过导气盘(3)、下端盖(4)、壳体(1)构成的至少一条加速进气道(b)、(c)与工作腔(a)相通，该进气道由导槽(b)和旋槽(c)组成，导槽由导气盘(3)下端凸起部分压入下端盖(4)的凹槽形成，旋槽(c)为圆弧形，在导气盘(3)边缘，其出口中心弧线与工作腔(a)某一潜在横截面相切。
上端盖(5)的圆弧槽与壳体(1)构成若干个横截面连续扩张的圆滑减速排气道(d)，其入口中心弧线即与工作腔(a)某一潜在横截面相切，又与工作腔(a)内的流体旋转方向相对。
当气体沿“F”方向通过空心轴(2)后，先进入导槽(b)，使气体流向平稳地改变180°，然后再通过旋槽(c)平稳地改变约90°方向，并沿壳体(1)内壁的切线方向喷入工作腔(a)。因进气道(b)、(c)是加速进气道，行程又短，所以它不但使气体得到加速，又保证了气体以最小的沿程损失和气阻将压力能最大程度地转换成动能。又因为气体在进气道(b)、(c)内不发生突发性膨胀，因而由于气体突然膨胀形成气体分离而产生的能量损失不复存在。这两方面的原因极大地提高了气体压力能转换为动能的效率，也减少了气体分离形成紊流状态时在急剧转折管路中产生的能量损失和噪音。从进气道(b)、(c)喷出的气流已接近音速。这种高速气体推动转动体(6)产生行星运动，由于转动体(6)的翼形面把主工作腔(a)分成收敛段和扩张段两部分。高速喷入主工作腔(a)并已经对转动体(6)做了功的气流首先经过收敛段，在收敛段内气体再次得到加速，因而又进一步将剩余压力能转换为动能，保持动能降低不致过快。另一方面气体通过收敛段进入扩张段后，流速减小，气压得到适当稳定，这样不但减弱了因转动体(6)的正弦波振动而造成的气体脉冲和涡流，又避免了因气阻原因使转动体(6)反而带动气体旋转的不良现象。由此可见，翼形面的转动体(6)产生的效果是非常积极的，它减少了能量损失，提高了机械效率，更因脉冲、涡流和气阻的减弱而降低了噪音。
主工作腔(a)扩张段的气流虽然降速，但仍然是旋流的，上端盖(5)的若干排气道(d)是圆弧形的，且入口中心线与气流旋向相对，因而气体是以自身的流动方向顺利进入排气道(d)，并平稳地转向，使气体顺轴向排出。一方向排气道(d)连续扩张截面使流速减缓，另一方向若干排气道(d)提供了足够大的排气总面积，增大了主工作腔(a)的压差，两方面都使尾部气压和流速急速降低，因而极大地抑制了排气时噪音的产生。
按本实用新型实施例制做的风动振动器，能量得到充分利用，机械效率高，振动力强，噪音很小。它适用于建筑业混凝土的振动捣实，或者在其它部门作类似物的振动源，也可装在各种振动设备上作振动源，它可取代目前被广泛使用的电动振动机械。
权利要求1.一种风动振动器，壳体为筒状，内部有一个与壳体同轴并由导气盘和上端盖支撑且穿过上端盖的空心轴，空心轴上套有一个位于导气盘和上端盖之间的转动体，壳体两端固定有上下端盖，流体通过空心轴经导气盘进入工作腔，并由上端盖排出，该风动振动器的特征在于转动体(6)轴向半剖面为翼形，转动体外表面与壳体内表面之间构成的主工作腔分为收敛和扩张两部分，即由导气盘到转动体最大外径处的横截面为收敛部分，由转动体最大外径到上端盖的横截面为扩张部分，空心轴下端经至少一条进气通道直接与工作腔相通，进气通道横截面为连续收敛形的加速通道，上端盖上若干排气道横截面为连续扩张形的减速通道。
2.根据权利要求1所述的风动振动器，其特征在于进气通道由导槽(b)和旋槽(c)组成，导槽(b)由导气盘(3)下面的凸起部分压入下端盖(4)的凹槽中形成，旋槽(c)为圆弧形，在导气盘(3)边缘，其出口中心弧线与工作腔(a)某一潜在横截面相切。
3.根据权利要求1或2所述的风动振动器，其特征在于排气道(d)为圆弧形，上端盖(4)边缘流体入口中心弧线既与工作腔(a)某一潜在横截面相切，又与工作腔(a)内的流体旋转方向相对。
专利摘要风动振动器是一种风动振动发生装置属振动机械。在与外壳同轴的空心轴上套装一个轴向半剖面呈翼剖面形的转动体，它与壳体之间构成的主工作腔分为收敛段和扩张段两部分，气体通过空心轴经加速进气通道射入工作腔，推动转动体做行星运动，然后由上端盖减速排气通道排出。本风动振动器结构简单，气动性能好，压力损失小，噪音低，机械效率高。它适用于建筑业混凝土的振动捣实，或者在其它部门作类似物的振动器，也可装在各种振动设备上作振动源。
文档编号B06B1/18GK2096422SQ9121862
公开日1992年2月19日 申请日期1991年7月16日 优先权日1991年7月16日
发明者王建平 申请人:首钢松南机器厂