Арматурогиб своими руками чертежи: чертежи ручного станка для гибки арматуры, самодельное гибочное приспособление из уголка
alexxlab | 03.05.2023 | 0 | Разное
|
Как сделать вибростол своими руками
Дорожки на территории частного дома или дачи можно выложить тротуарной плиткой. Состав плитки довольно простой. Но проблема в том, что для её производства требуется специальное оборудование. Речь идёт о вибростолах.
В действительно сделать вибростол можно и своими руками, в гаражных условиях. Для этого потребуется подобрать некоторые комплектующие, приобрести расходные материалы и обзавестись основным элементом, который будет выступать в качестве привода. Вряд ли вам удастся самостоятельно собрать полноценный двигатель, а вот купить его не проблема.
Содержание
- Краткое знакомство
- Инструменты и материалы для сборки
- Какой двигатель установить на вибростол
- Подготовка чертежей
- Основные элементы конструкции вибростола
- Пошаговый процесс сборки
Краткое знакомство
Прежде чем сделать функциональный вибростол для производства тротуарной плитки своими руками, следует кратко ознакомиться с самим устройством.
Подобное устройство, которое получило логичное название вибростол, даёт возможность в домашних условиях изготавливать такие материалы:
- плитку;
- брусчатку;
- стеновые блоки;
- секции для заборов из бетона;
- конструктивные элементы ступеней;
- пеноблоки;
- подоконники и так далее.
Это к вопросу о том, что чего может быть нужен подобный вибростол в домашних условиях. Эти материалы можно изготовить самостоятельно и тем самым сэкономить на их приобретении.
Конструктивно вибростол включает в себя несколько основных элементов. Он состоит из:
- двигателя;
- рабочей площадки для размещения форм с раствором;
- неподвижной рамы, выступающей опорой всей конструкции;
- пружин (размеры подбираются с учётом размеров рабочей площадки и мощности мотора).
Если в планах у вас сборка горизонтального типа вибропресса, тогда между опорой и подвижной частью следует разместить рессоры.
Принцип действия агрегата основан на том, что конструкция создаёт вибрационные волны, колебания. Рама за минуту может совершить порядка 3000 колебаний. Подобное воздействие способствует уплотнению цементного раствора, залитого в формы и расположенного на площадке стола.
Вибрации повышают качество готовых изделий, поскольку из состава выходят пузыри воздуха, а также устраняются все внутренние пустоты. Структура становится равномерно, пропадает эффект слоистости. Как итог, готовая плитка служит долго, не крошится, имеет повышенную устойчивость к различным нагрузкам. Это касается как температурных, так и механических.
Инструменты и материалы для сборки
Из материалов потребуются такие составляющие для сборки вибростола:
- Материал столешницы. Это может быть металлический лист, либо фанера. Фанеру берите толщиной от 14 мм. Этот материал хорошо передаёт вибрации, а также снижает уровень шума. Но чаще используют именно металл. Рекомендуется брать стальной лист толщиной 5-10 мм. Так конструкция прослужит максимально долго.
- Металлические уголки. Берите 50х50 мм. Они нужны, чтобы сделать окантовку на столешнице. Борт защитит формы от смещения по поверхности в процессе работы.
- Швеллер. Используется для установки двигателя. Его следует приварить по центру под столешницей. В нём сделайте отверстия под крепёжные болты для мотора.
- Металлические трубы.
Пригодятся для изготовления опорных ног. Ориентируйтесь на сечение 40х40 мм с толщиной металла не менее 2 мм.
- Трубы для верхних перекладин. Тут хватит 40х20 мм с толщиной в 2 мм.
- Трубы для нижних перекладин. Это 20х20 мм и толщина 2 мм.
- Металлические пластины. С их помощью вы будете формировать подошву опорных ножек. Тут хватит листа толщиной в 2 мм. Но размер должен быть минимум 50х50 мм.
- Металлическая пластина. Она уже потребуется для монтажа электрического оборудования.
- Пружины. С их помощью будут создаваться вибрации. Возьмите качественные пружины. Практика показывает, что пружины от мопедов отлично подходят для таких целей. Если рабочая площадка у вас будет большой, тогда ещё одну пружину установите дополнительно по центру. Но в таком случае придётся изменить конструкцию опор, а также поменять место расположения двигателя.
- Болты. На них будут устанавливаться пружины. Можно заменить элементом трубы. Длина должна составлять 50-70 мм. А диаметр берите на 5-10 мм больше, чем диаметр пружин.
Болты или трубы необходимы в качестве стаканов для устанавливаемых пружин.
- Шайбы и болты. Стандартные крепления для двигателя. Обычно по 4 штуки достаточно.
- Электрическое оборудование. Сюда входит кабель, розетка, выключатель, автомат.
- Электродвигатель. Касательно выбора вибромотора следует поговорить отдельно.
Не стоит забывать о необходимости подготовки инструментов. Обычно набор состоит из:
- электрической дрели со свёрлами;
- сварочного аппарата;
- ножниц для резки металла;
- болгарки;
- строительного уровня;
- рулетки;
- линейки;
- маркера.
Какой двигатель установить на вибростол
Для бытовых условий достаточно мотора с минимальными показателями мощности. К примеру, вибростол для изготовления тротуарной плитки можно сделать на основе двигателя от стиральной машины. Обычно их мощность начинается от 220 Вт. Этого достаточно для качественной работы вибропресса размерами до 70х70 см.
Если же у вас будет мощный, но самодельный вибростол, тогда лучше взять мотор с улучшенными характеристиками.
Те, кто планируют использовать собранный своими руками вибростол для производства тротуарной плитки или других материалов в домашних условиях, могут рассмотреть такие варианты вибродвигателей:
- ИВ-99Е. Его мощность составляет 0,5 кВт. Питается от сети 220 В. Весит чуть меньше 15 кг. Показатель вынуждающей силы здесь до 5 кН. Вибрации происходят с частотой до 3000 об/мин.
- ИВ-98Е. Такой вибрационный стол будет намного мощнее, но всё равно собрать его своими руками можно. У представленной модели мощность 0,9 кВт, вес 22 кг, а вынуждающая сила не более 11 кН. При этом частота вибраций аналогична предыдущему вибромотору. Здесь присутствует дебалансир, который располагается на роторе. При вращении с валом, создаётся соответствующая вынуждающая сила.
Если хотите сэкономить, тогда двигатель для своего вибростола, который вы планируете задействовать для изготовления тротуарной плитки, можно взять от стиральной машины или насосной станции. Плюс к нему потребуется вал, ось, эксцентрик, а также обойма для подшипника. Просто обратитесь к хорошему токарю, и он сделает всё как полагается.
Подготовка чертежей
Перед сборкой вибростола своими руками с горизонтальной вибрацией, обязательно подготовьте детальный чертёж.
Ошибка многих заключается в том, что они используют не чертежи, а эскизы, и по ним уже собирают вибростол. Но зачастую такой подход к сборке своими руками завершается неудачами. Множество неточностей и несовпадений по размерам. Как итог, ни вибростола, ни тротуарной плитки хорошего качества.
Так что чертёж нужен в обязательном порядке. Можете взять уже готовую схему, либо создать чертёж, опираясь на используемые конкретные элементы конструкции, которые есть в вашем распоряжении. То есть под готовый чертёж придётся адаптировать все материалы.
Ещё один немаловажный подготовительный момент — это размеры собираемого вибростола, на котором вы хотите заняться производством тротуарной плитки. Для личных целей, либо для коммерческих, это уже вопрос вторичный.
- Размеры столешницы. Рекомендуется делать столешницу размером от 600х600 мм и больше. Можно удлинить одну или сразу обе стороны. А вот более узкую платформу делать не стоит. Чем уже будет столешница, тем ниже окажется производительность. Плюс узкие столешницы характеризуются неустойчивостью.
- Высота вибрационного стола. Тут уже нужно отталкиваться на индивидуальные параметры пользователя. То есть опирайтесь на рост оператора. Для среднего роста вибростол обычно располагают на высоте 900-1000 мм от уровня земли. Но учитывайте также и способ установки. Если ножки планируете утапливать в землю и цементировать, то от изначальных 900-1000 мм может остаться куда меньше. В итоге при работе придётся наклоняться. Делайте запас по высоте. Мобильные вибростолы делают как раз высотой около 90-100 см.
Определившись с размерами и чертежами, можно приступать непосредственно к сборке самодельного вибростола.
Основные элементы конструкции вибростола
Говоря о том, как сделать вибростол для тротуарной самодельной плитки из бетона, стоит учесть, что конструкция включает в себя несколько основных элементов. Им следует уделить особое внимание.
- Станина. На неё опирается весь вибрационный стол, собираемый своими руками. Это неподвижная часть платформы. Прочность станины — это залог износоустойчивости самодельного агрегата. Если у вас будет применяться вибропресс гидравлического типа, тогда пружины можно и не использовать. В этом случае необходимо приварить металлические уголки к рабочей площадке и зафиксировать болтами гидравлическую систему. Так двигатель будет передавать необходимые вибрации с высокой интенсивностью.
- Вибрационная платформа. Лучше всего сделать её на основе металлического листа. Рекомендуемая толщина — от 3 мм. Если лист металла тоньше, тогда его следует усилить с помощью металлических уголков и перемычек. По периметру платформы закрепите бортики из металла, чтобы формы с цементным раствором под действием вибраций не выпали.
Но если вы планируете изготавливать крупные бетонные изделия, такие как ступени или подоконники, тогда уголки по периметру в качестве бортиков устанавливать не стоит.
- Вибрационный двигатель. Без него создать вибростол никак не получится. Но и собрать с нуля мотор невозможно. Поэтому покупка вибромотора считается главной статьёй расходов. Чем больше рабочая платформа, тем мощнее потребуется двигатель.
Альтернатива для заводского вибродвигателя — это самодельная вибрационная система.
Её можно изготовить на основе электродрели, которая и будет создавать вибрационные колебания. Дрель соединяется с отрезком арматуры, которая зажимается в тиски. Либо можно взять мотор от другого электрического инструмента с достаточной мощностью. На вал крепится эксцентрик, который и обеспечивает требуемые вибрации.
Если ваш вибростол предназначен для производства качественной плитки или других материалов в больших объёмах, то экономить на вибродвигателе, заменяя его подручными инструментами, не стоит.
Лучше собрать полноценную, высокоэффективную и надёжную виброплатформу. Это обойдётся несколько дороже, но в перспективе затраты оправдают себя в полной мере.
Пошаговый процесс сборки
Поэтапно изготовление вибростола выглядит следующим образом:
- Перед сборкой металлических элементов их рекомендуется обратиться с помощью антикоррозийных составов. Обычно именно ржавчина становится причиной вывода из эксплуатации вибростола. Поэтому такая защита точно не помешает. Также наносится специальная грунтовка. Особенно на элементы, где уже проявились следы ржавчины.
- Далее все элементы, согласно чертежу, соединяются с помощью сварочного аппарата. Это более предпочтительный вариант, нежели болтовое соединения.
Болты из-за вибраций начинают расшатываться, что негативно влияет на жёсткость всей конструкции. Если же у вас есть только вариант с болтовым соединением, тогда обязательно обработайте их смазкой, хорошо затяните и перед каждым запуском производства плитки проверяйте качество затяжки болтов и гаек. Не забудьте приварить и сами пружины, бортики, сделать окантовку.
- Мотор располагается под столом. Для его крепления используются металлические пластины. Тут как раз болтовое соединение пластин с двигателем будет оптимальным решением. Так при необходимости двигатель легко снимается для профилактики, обслуживания или ремонта. Важно, чтобы мотор не касался земли. Его можно заключить в защитный кожух. Только следите за тем, чтобы не перекрывались вентиляционные отверстия двигателя.
- Соединив вибродвигатель с основой, сделайте пробный запуск. Посмотрите, насколько хорошо себя проявляют колебаний, устойчивая ли конструкция, достаточно ли жёсткие пружины.
- Убедитесь, что ножки получились одинаковой длины.
Их можно зацементировать, либо сделать конструкцию мобильной. Во втором случае потребуется заранее выровнять рабочую площадку.
В завершении всю собранную виброплатформу можно покрасить устойчивыми к атмосферным явлениям красками.
При наличии определённого опыта, знаний и навыков собрать вибростол будет не так и сложно. Хотя для новичков это может оказаться непосильной задачей.
Стоит ли собирать вибростол своими руками? У кого есть опыт сборки или эксплуатации такого оборудования? Для чего использовали вибростол? Насколько качественными получились материалы с его помощью?
видов проволоки для изготовления подвесного мобиля и где его купить
Время от времени я получаю электронное письмо с вопросом, какой провод я предлагаю использовать для изготовления подвесного мобиля и где его купить. Я только что получил еще один, и я решил просто превратить его в пост в моем блоге здесь.
Большую часть времени я использую оцинкованную проволоку для своих небольших мобильных телефонов, которые можно приобрести в большинстве хозяйственных магазинов. Обычно он поставляется в рулонах (см. Изображение ниже), обычно длиной 100 футов и стоит около 6 долларов за рулон. Два совета: если вы не можете найти его в обычном отделе оборудования: иногда в магазинах оборудования есть провод в отделе подвесного потолка, и я также видел, как провод продается в разделе бытовой техники как линия одежды. Любое место, где есть принадлежности для ограждения, также может быть хорошим источником. Если вы не можете найти их в ближайших магазинах, вы можете приобрести их в Интернете в таком месте, как McMaster-Carr.
Проволока бывает разного сечения, чем меньше номер сечения, тем толще проволока. 18 калибр очень легко сгибается и отлично работает, если вы прикрепляете к нему легкие предметы, например бумажные фигуры. Калибр 16 находится где-то посередине, а калибр 14 хорошо подходит для более тяжелых насадок (в основном я использую калибры 14 и 16 для своих мобильных телефонов размером от двух до трех футов, где формы сделаны из листового металла).
Если вы планируете мобильный телефон немного больше и тяжелее, вам придется приобрести 12 или даже 9проволока калибра, но когда вы переходите к такой толщине, ее становится все труднее сгибать. Особенно, если вы начнете использовать цельнометаллические стержни (кружки), вам нужно будет придумать, как согнуть их не только руками и плоскогубцами. Существует множество инструментов для гибки стержней и труб, которые можно применять для определенных аспектов изготовления мобильных телефонов (если вы готовы потратить на них деньги). Гибочные станки Di-Acro — это качественные инструменты в более высоком ценовом диапазоне ( The Art of Bending PDF от Di-Acro может быть полезным ресурсом). Или взгляните на эти инструкции о том, как сделать крюкогиб, и на YouTube есть видео, в которых показано, как сделать свой собственный инструмент для гибки стержней.
Если вы планируете сделать действительно большой мобильный телефон, я рекомендую вам использовать стальные или алюминиевые стержни (круглые) вместо проволоки, начиная с толщиной 1/8 дюйма. Вы можете приобрести их в небольшом розничном магазине металла, таком как Metal Supermarkets, или у крупного коммерческого поставщика металла, такого как этот. Если вы идете еще больше, использование цельнометаллических патронов делает мобильный телефон слишком тяжелым, особенно при использовании стали. Гигантская мобильная скульптура White Cascade Александра Колдера высотой 100 футов сделана из стали и весит около 10 тонн (!). Вы хотите, чтобы мобиль двигался вместе с воздушными потоками. Поэтому для большого мобильного телефона (33 фута в высоту), который я сделал, я использовал полые алюминиевые трубы и алюминиевый лист. Несмотря на свой размер, мобильный телефон в итоге весил всего около 100 фунтов (45 кг). 76-футовый (23-метровый) мобильный телефон Александра Колдера в Национальной художественной галерее в Вашингтоне, округ Колумбия, состоит из полых структур сотового типа, спроектированных Полем Матиссом (внуком Анри Матисса и сыном Пьера Матисса) и покрытых бумагой. тонкий алюминий, а также алюминиевые и стальные стержни, места напряжения усилены молибденом.
Он весит 930 фунтов (422 кг).
В Википедии также есть таблица, в которой показаны различные данные, включая калибр, диаметр и многое другое для различных калибров проволоки.
Прямую проволоку (не в бухте) трудно найти. Сварочные цеха продают сварочные прутки (электроды). Они прямые и обычно поставляются в трубках, обычно имеют длину 36 дюймов и обычно начинаются с диаметра 1/16 дюйма. Вы можете получить их из нержавеющей стали или алюминия. Нержавеющая сталь прочнее и тяжелее, а алюминий мягче и легче. Вы можете найти прямой провод 12-го калибра (не очень легко согнуть вручную) длиной 6 футов в секции подвесного потолка в Home Depot. Я только что проверил, я не думаю, что они продают его в Интернете, но вот как он выглядит в магазине (обратите внимание, что он поставляется в упаковке по 50 штук):
Выпрямить проволоку также можно с помощью дрели и тисков (видео 41 сек) или с помощью дрели и деревянного бруска (видео 6:08).
Колдер также время от времени использовал фортепианную струну (также известную как музыкальная струна). Я нашел прямую круглую музыкальную проволоку, сделанную K&S Precision Metals, в местных хозяйственных магазинах и магазинах для хобби, таких как HobbyTown. Вы также можете купить его онлайн напрямую в K&S Precision Metals. Возможно, я бы попробовал диаметр проволоки 0,035″ и 0,047″. Для более крупных мобильных телефонов попробуйте диаметр, например, 0,055 дюйма. По мере увеличения диаметра с помощью музыкальной проволоки становится сложно, если не невозможно, согнуть ее обычными плоскогубцами. Музыкальная проволока прочнее, она не так легко гнется. В качестве компромисса это позволяет использовать более тонкий провод для изготовления мобильного телефона, что делает его более изысканным, в зависимости от личных предпочтений.
Как прикрепить провод (руку) к металлическому листу (форма):
Различные способы закручивания провода в два отверстия:
Фотография оригинального мобильного телефона Колдера, иллюстрирующая его петлевая техника (нажмите на фото, чтобы увеличить изображение):
Колдер, похоже, предпочитал механические способы соединения деталей друг с другом, чаще всего с помощью петель и заклепок. Большинство его мобильных телефонов малого и среднего размера, по-видимому, сделаны с использованием метода двух отверстий и петли. Кажется, он использовал сварку на больших мобильных телефонах и скульптурах только тогда, когда это было действительно необходимо.
В 1962 году Джордж Рики писал о работах Колдера: «Его изделия из металла могут быть выточенными, неуклюжими и устаревшими. Колдер, кажется, не заинтересован в расширении своих навыков резки, гибки и соединения металла, за исключением того, что он отдает большие заказы профессионалам, после чего они теряют его хватку и неоспоримое очарование, которое иногда придает его технический примитивизм. Он упорно отказывался сваривать, паять или паять свои соединения; он предпочитал заклепывать или шнуровать и обжимать проволокой (как степлер) или болтами».
Вы можете найти более подробное описание того, как прикрепить руки к фигурам, в моей статье How-To Make a Mobile на Houzz.
Дополнительные ресурсы для изготовления мобильных телефонов:
- Сообщение в блоге, в котором я объясняю некоторые основы баланса подвесного мобильного телефона
- Сообщение в блоге с вопросами, связанными с созданием мобильных устройств, которые я получил по электронной почте, и моими ответами
- Статья, которую я написал для журнала MAKE о том, как сделать мобиль на основе мобильных телефонов Колдера
- Статья, которую я написал для Houzz: От художника: Как сделать настоящий мобильный телефон — все дело в точках балансировки (в комментариях к статье также есть ряд вопросов и ответов).
Статья теперь также доступна на немецком языке
- История первых мобильных телефонов, которую я собрал
- Некоторые технические («закулисные») аспекты проектирования, изготовления и установки большого нестандартного мобильного телефона
- Определение мобильных телефонов
- Вопросы и ответы о мобильных телефонах для проекта 9 учащегося средней школы по математике0058
- Посмотрите некоторые из моих мобильных телефонов, если вы ищете дизайнерские идеи: мобильные телефоны ручной работы, большие мобильные телефоны, напечатанные на 3D-принтере и кинетические скульптуры
Если я могу чем-то еще помочь, не стесняйтесь обращаться ко мне.
Патент США на клапаны с электрическим управлением. Патент (Патент № 4,535,810, выдан 20 августа 1985 г.)
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение, изложенное в этом описании, относится к новым и усовершенствованным клапанам с электрическим управлением. Клапаны по данному изобретению в настоящее время предназначены для использования с пневматическими жидкостями. Однако считается, что эти клапаны можно либо использовать непосредственно с гидравлическими жидкостями, либо их можно легко модифицировать, чтобы они подходили для использования с гидравлическими жидкостями в различных областях применения.
Конечно, известно большое количество различных клапанов с электрическим управлением. Они используются во многих различных средах для различных целей. К счастью, понимание настоящего изобретения не требует понимания подавляющего большинства таких предшествующих структур. Однако считается, что понимание этого изобретения лучше всего основывается на понимании двух различных типов предшествующих клапанов с электрическим управлением.
Клапаны первого из этих типов сконструированы таким образом, чтобы использовать моментный двигатель для управления положением якоря, чтобы, в свою очередь, прямо или косвенно управлять потоком от источника жидкости под давлением к нагрузке, чтобы как выполнить полезную работу. В общем, эти предшествующие клапаны, в которых используется моментный двигатель, сконструированы так, что моментный двигатель фактически является отдельным и отличным элементом от фактической конструкции клапана, с которой он используется. По сути, моментный двигатель в клапане этого типа соединен с конструкцией клапана через якорь.
Такая арматура обычно представляет собой сравнительно жесткую конструкцию, которая подвижно установлена на конструкции клапана в месте или местах, где она более или менее проходит от моментного двигателя внутрь конструкции клапана с помощью соответствующего гибкого или деформируемого элемента, такого как сильфонная диафрагма или сравнительная тонкостенная отклоняющая трубка. Этот тип деформируемого элемента используется для изоляции моментного двигателя от внутренней части конструкции клапана. В конструкции клапана этого типа арматура может использоваться по-разному. Якорь обычно используют таким образом, чтобы его конец располагался между двумя противоположными соплами таким образом, что положение якоря относительно сопел определяло количество потока из сопел.
Также известно, что арматура в этом типе клапана имеет концы или разветвления, проходящие в две разные отдельные камеры, которые соединены друг с другом так называемыми нагрузочными проходами. Каждый из грузовых каналов, используемых в конструкции этого типа, соединен с отверстием или патрубком в каждой из отдельных камер. В этом типе конструкции, когда якорь перемещается для управления потоком между ним и двумя соплами в одной из камер, он одновременно перемещается для управления потоком в другой камере. Так называемая «нагрузка» на клапане этого типа подключается, как правило, между или поперек двух нагрузочных каналов, например, путем соединения одного конца цилиндра, служащего нагрузкой, с одним из каналов, а другого конца такого канала. цилиндр к другому проходу.
Хотя этот конкретный тип клапана, приводимого в действие моментным двигателем, в котором используется такой раздвоенный якорь, считается эффективным и практичным, он также считается сравнительно нежелательным из-за жестких допусков, необходимых для изготовления желательного клапана этого типа из-за относительной медленности. времени отклика клапана на электрический сигнал, обусловленный внутренними характеристиками используемой конструкции моментного двигателя и якоря. Последнее особенно связано с инерцией используемой арматуры. Кроме того, этот тип клапана сравнительно нежелателен с экономической точки зрения из-за затрат, связанных с изготовлением клапана этого типа. В этой связи следует отметить, что, хотя производство моментного двигателя не является чрезмерно дорогим, такой двигатель все же представляет собой отдельный элемент, который, на сравнительной основе, несколько нежелательно дорог в изготовлении.
Клапаны второго типа, которые важны для понимания настоящего изобретения, представляют собой те клапаны, которые сконструированы таким образом, чтобы использовать пьезоэлектрическую пластину в качестве привода для управления потоком из противоположных отверстий. В известных клапанах этого типа используется пьезоэлектрическая полоса, консольно закрепленная так, что ее свободный конец расположен в камере между двумя противоположными отверстиями, соответствующими противоположным соплам, обычно используемым в соединении с якорем моментного двигателя.
В конструкциях этого типа относительное положение полосы по отношению к двум различным отверстиям может быть использовано для управления потоком из обоих этих сопел, чтобы, в свою очередь, изменить давление в каналах, соединенных с различными частями используемой нагрузки. выполнять различную полезную работу. Клапаны этого типа отличаются от описанных выше клапанов с моментным двигателем, в которых бифуркации или разнесенные концы якоря проходят в две разные камеры несколькими способами. Они используют только одну камеру. Положение пьезоэлектрической пластины в таком клапане само по себе отвечает за любое переменное изменение давления в этом типе клапана. Кроме того, конечно, есть и другие очевидные отличия.
Пьезоэлектрические клапаны, описанные выше, считаются невыгодными по другим причинам, чем клапаны с приводом от моментного двигателя, рассмотренные ранее. Считается, что эти известные пьезоэлектрические клапаны не могут обеспечить достаточный перепад давления между двумя различными отверстиями для выполнения многих различных типов задач, обычно связанных с различными типами нагрузок, таких как цилиндры, как указано в предшествующем обсуждении. Это считается чрезвычайно важным.
Кроме того, эти предшествующие клапаны, по-видимому, были сконструированы таким образом, чтобы использовать относительно небольшие отверстия. Это считается довольно удивительным, поскольку другие родственные клапаны, в которых используются пьезоэлектрические полоски, были сконструированы таким образом, что такая полоска используется для управления потоком из одного сравнительно большого отверстия или порта во внутреннюю часть камеры, из которой выбрасываемая жидкость проходит через один или несколько клапанов. отверстия или порты, которые значительно удалены от пьезоэлектрической полосы. В любом случае использование таких небольших отверстий, обеспечивающих значительный перепад давления, невыгодно, поскольку такое отверстие может пропускать или транспортировать только ограниченное количество жидкости и поскольку такое отверстие может довольно легко засориться.
Этот конкретный вопрос засорения отверстия или сопла имеет сравнительное значение в связи с любым пневматическим или гидравлическим сервоклапаном. Когда отверстие или подобное отверстие в любом таком клапане забивается одной или несколькими загрязняющими частицами, существует значительная опасность того, что клапан не будет работать должным образом и/или одна или несколько частей клапана сломаются. Это может быть особенно важным в клапанах, таких как клапаны типа моментного двигателя, указанные в предыдущем обсуждении, где расстояние между соплами и концом якоря по своей природе сравнительно ограничено даже в сравнительно крайнем положении якоря. Это происходит из-за возможности попадания частицы, как правило, между соплом и якорем. Это другой тип блокировки или засорения, чем вызванный частицей, просто закупоривающей сравнительно узкое отверстие. Засорение этого типа может помешать работе используемого моментного двигателя.
В результате этой проблемы засорения обычно считалось необходимым использовать оба типа клапанов, указанных в предыдущем обсуждении, со сравнительно дорогими фильтрами, способными удалять сравнительно небольшие частицы загрязняющих веществ и одновременно вызывать значительный перепад давления между концами. фильтра. Последнее, конечно, нежелательно в тех случаях, когда желательно поддерживать как можно больший перепад давления в нагрузке, чтобы выполнить значительный объем полезной работы.
КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В результате различных соображений, таких как указанные в предшествующем обсуждении, считается, что существует явная потребность в новых и улучшенных клапанах с электрическим управлением. Настоящее изобретение предназначено для удовлетворения этой сравнительно широкой потребности родового типа. Более конкретно, предполагается создать клапаны с электрическим управлением, которые можно использовать вместо известных клапанов с моментным двигателем, как в различных применениях, где такие клапаны с моментным двигателем не были удовлетворительными или желательными. Изобретение также предназначено для создания клапанов описанного ниже типа, которые особенно желательны, поскольку они обеспечивают то, что можно назвать адекватным приростом давления или перепадом давления, который является достаточным для того, чтобы нагрузка, регулируемая таким клапаном, могла выполнять значительный объем полезной работы.
Изобретение также предназначено для создания клапанов, как описано, в которых имеется достаточный объем потока жидкости, который, как правило, обычно больше, чем в предшествующих клапанах сопоставимого размера, как указано в предшествующем обсуждении, так что эти клапаны из-за объема потока способны выполнять значительную полезную работу на объем жидкости, проходящей через клапан. Кроме того, изобретение предназначено для создания клапанов с электрическим управлением, которые желательны из-за их сравнительно короткого или «хорошего» времени срабатывания.
Из рассмотрения клапанов в этом изобретении, как будет обсуждено далее, также будет понятно, что изобретение предназначено для создания клапанов, которые могут быть легко и аккуратно сконструированы при сравнительно номинальной стоимости, которые имеют такие характеристики, что они способны обеспечение длительной и надежной работы даже с жидкостями, содержащими количество загрязняющих веществ, которые могут значительно повлиять на работу других соответствующих клапанов в течение продолжительных периодов времени.
В соответствии с данным изобретением эти различные цели достигаются за счет создания клапана, корпус которого выполнен таким образом, что он включает отдельные напорную и возвратную камеры, отдельные первый и второй загрузочные каналы, причем каждый из указанных каналов проходит между и заканчивается в отверстие в каждой из указанных камер, порт давления, ведущий в указанную камеру давления, обратный порт, ведущий из указанной возвратной камеры, первый и второй загрузочные порты, соединенные с указанными первым и вторым загрузочными каналами, соответственно, исполнительное средство, проходящее в указанные камеры для управления поток жидкости из указанного порта давления через указанные отверстия в указанной камере давления в каждый из указанных нагрузочных каналов для управления потоком жидкости из указанных отверстий в указанной возвратной камере из указанных нагрузочных каналов в указанный обратный порт, в котором усовершенствование включает: указанное исполнительное средство содержащий элемент, установленный на указанном корпусе так, чтобы проходить в каждую из указанных камер таким образом, что указанные камеры изолированы друг от друга, при этом указанный элемент может приводиться в действие электрически, так что его часть внутри указанной камеры давления и его часть внутри указанной возвратной камеры одновременно перемещаются относительно указанных отверстий в указанных камерах при подаче электрического сигнала таким образом, чтобы обеспечить увеличенный поток в любой из указанных каналов из указанной камеры давления и одновременно ограничить поток из такого канала в указанную возвратную камеру, одновременно ограничивая поток в другой из указанных каналов потока из указанной камеры давления и увеличивая поток из такие другие проходы в указанную возвратную камеру.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Из-за характера настоящего изобретения его лучше всего пояснить со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
РИС. 1 представляет собой изометрический вид предпочтительного в настоящее время варианта осуществления или формы клапана с электрическим управлением в соответствии с настоящим изобретением;
РИС. 2 представляет собой поперечное сечение в увеличенном масштабе по линии 2-2 на фиг. 1;
РИС. 3 представляет собой вид в разрезе по линии 3-3 на фиг. 2;
РИС. 4 представляет собой поперечное сечение по линии 4-4 на фиг. 2;
РИС. 5 представляет собой вид в разрезе по линии 5-5 на фиг. 3;
РИС. 6 представляет собой частичный разрез по линии 6-6 на фиг. 3;
РИС. 7, 8 и 9 представляют собой схематические виды, предназначенные для пояснения работы клапана, показанного на предшествующих фиг. в управлении работой цилиндра, служащего грузом; и
РИС. 10 представляет собой изометрический вид, на котором показаны различные проходы и сопла, показанные на ФИГ. 1-6 показаны как материальные элементы, а части клапана, содержащие эти различные элементы, показаны пунктиром.
Прецизионный клапан, показанный на чертежах, сконструирован таким образом, чтобы использовать рабочие принципы или концепции настоящего изобретения, определенные и изложенные в прилагаемой формуле изобретения, являющейся частью настоящего описания. Эти концепции или принципы могут быть использованы в ряде несколько иначе выглядящих, несколько иначе сконструированных клапанов путем использования или упражнения или обычных инженерных навыков в области клапанов с электрическим приводом лицом, обладающим такими навыками, которое имело возможность понять принципы. или концепции данного изобретения. По этой причине прилагаемые чертежи никоим образом не должны рассматриваться как ограничивающие объем настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЫПОЛНЕНИЯ
Показанный на чертеже клапан с электрическим управлением обозначен цифрой 10. Он включает в себя корпус клапана 12, который состоит из опорной плиты 14, первого и второго концевых элементов 16 и 18 и два удерживающих блока 20. Удерживающие блоки 20 обычно изготавливают из жесткого, неэлектропроводного материала, такого как соответствующий сорт нейлона, тефлона и т.п. Пластину 14 и элементы 16 и 18 обычно изготавливают из металла, такого как алюминий или сталь, но они также могут быть изготовлены из жесткого полимерного материала, если по какой-либо причине это желательно. Различные части корпуса 12 предпочтительно скрепляют друг с другом способом, показанным на чертежах, с помощью обычных застежек 22. Поскольку способ, которым застежки 22 выполняют свою предназначенную функцию, по существу очевиден, он не описывается. подробно в этой спецификации.
Удерживающие блоки 20 скреплены вместе четырьмя застежками 22, так что эти блоки 20 удерживаются с поверхностями 24 на них в прямом контакте в достаточной степени, так что отсутствует разумная возможность протекания какой-либо жидкости между этими двумя блоками . Плоские канавки 26 сформированы на поверхностях 24 с целью удержания удлиненной пьезоэлектрической пластины или исполнительного механизма 28, как показано на фиг. 2, 3 и 5 рисунков. Этот исполнительный механизм 28 фактически зажат между блоками 20, так что его концы 30 одинакового размера выходят из блоков 20, как показано на фиг. 2 и 3. Он удерживается таким образом, что исключается возможность прохождения жидкости внутри канавок 26, как правило, вдоль или вокруг исполнительного механизма 28.
Поверхности 24 снабжены противолежащими канавками 32, которые в основном проходят вдоль привода 28 внутри поверхностей 24. Эти канавки 32 сообщаются с каналом 34 в опорной пластине 14, который ведет к небольшому обычному гнезду 36 соединителя. приспособлен для использования в сочетании с обычной электрической вилкой 38 с целью соединения вилки 38 с проводами 40, проходящими через проход 34 и канавки 32 к соседнему с приводом 28. Здесь эти провода 42 соединены с противоположными поверхностями. 44.
Характер этого исполнительного механизма 28 очень важен в связи с этим изобретением. Предпочтительным исполнительным механизмом 28 для использования в данном изобретении является пьезокерамический изгибающий элемент, включающий расположенную в центре удлиненную металлическую полосу 46, прикрепленную к двум слоям 48 пьезоэлектрического керамического материала. Очень тонкий электрод 50 наносится на каждый из слоев 48. При показанной структуре исполнительный механизм 28 по своей природе представляет собой сэндвич, состоящий из металлической полосы 46, соединенной между двумя слоями 48. При желании можно использовать соответствующий обычный клей (не показан). ) можно использовать для крепления слоя 48 к полоске 46. Используемые электроды 50 обычно довольно тонкие и не мешают изгибу всего исполнительного механизма 28. Один из проводов 40 в показанной конструкции предпочтительно соединяется с полосой. 46 обычным образом, в то время как другой провод 40 соединен с каждым из электродов 50. Металлическая полоса 46 предпочтительно относится к типу, обычно используемому для усиления элемента пьезоэлектрического изгиба, который либо изготовлен из материала, обычно используемого в качестве пружины, либо который имеет весенние характеристики. В настоящее время считается, что этот исполнительный элемент 48 лучше всего делать так, чтобы полоса была изготовлена из бериллиево-медного сплава. Считается очевидным, что могут быть использованы другие разумно связанные материалы.
Два концевых элемента 16 и 18 имеют почти идентичную конструкцию. Концевой элемент 16 можно назвать концевым элементом 16, работающим под давлением, поскольку он содержит порт 52 давления, ведущий в увеличенную внутреннюю камеру 54 давления. Отверстия 56 ведут к противоположным сторонам 58 этой камеры 54. Концевой элемент 18 может называться в качестве возвратного концевого элемента 18, поскольку он содержит обратный порт 60, ведущий из возвратной камеры 62, соответствующей камере давления 54. Отверстия 64, соответствующие отверстиям 56, проходят между сторонами 66 этой возвратной камеры 62.
Одно из отверстий 56 соединено с одним из отверстий 64 с помощью так называемого первого грузового канала 68. Другое отверстие 56 соединено с другим отверстием 64 с помощью то, что можно назвать вторым грузовым проходом 70. Эти два грузовых прохода 68 и 70 проходят не только через концевые элементы 16 и 18, но, кроме того, проходят через удерживающие блоки 20. Фактически, их можно рассматривать как ряд отдельных проходов, соединенных друг с другом способом сборки трубопровода. То, как проходят эти отдельные проходы 68 и 70, показано на фиг. 10. На этом чертеже они показаны сплошными линиями, тогда как блоки 20 и элементы 16 и 18 показаны на этом чертеже пунктирными линиями.
Для достижения предпочтительного режима работы каждое из отверстий 56 и 64 снабжено соплом 72. Все сопла 72 имеют одинаковую конструкцию. Каждый из них имеет внутренний проход 74, ведущий к продолговатому вертикально простирающемуся несколько щелевидному сопловому отверстию 76. Эти проходы 74 соединены с периферийными канавками 78 в соплах 72 с помощью небольших отверстий 80. Когда сопла 72 на месте эти канавки 78 непосредственно сообщаются либо с каналом 68, либо с каналом 70.
Характер отверстий 76 форсунок, используемых в связи с форсунками 72, считается важным для получения предпочтительного клапана в соответствии с данным изобретением. В каждом сопле 72 отверстие 76 должно иметь удлиненную прямолинейную или овальную форму, которая максимально увеличивает длину периметра вокруг сопла на единицу площади поперечного сечения отверстия сопла. Этот тип известной конструкции максимизирует поток между соплом 72 и концами 30 исполнительного механизма 28. Это выгодно для максимизации полезной работы, получаемой от текучей среды, используемой с клапаном 10.
Эти сопла 72, конечно, могут быть расположены на месте различными способами. Предпочтительно они запрессованы в отверстия 56 и 64 так, чтобы отверстия 76 сопла находились на одинаковом расстоянии от концов 30, когда исполнительный механизм 28 проходит линейно, как показано на первых шести фигурах чертежа и как показано на фиг. 7. Отверстия 76 ориентированы относительно этих концов 30 так, чтобы проходить по существу параллельно удерживающим блокам 20, в то время как исполнительный механизм 28 ориентирован так, чтобы проходить по существу перпендикулярно этим блокам 20. Это считается важным в отношении настоящего изобретения. . В соплах 72 могут быть предусмотрены резьбовые отверстия 77 для использования при их снятии для обслуживания.
Физическая конструкция клапана 10 завершается добавлением первого и второго загрузочных портов 82 и 84 соответственно в опорной плите 14, которые ведут к первому и второму загрузочным каналам 68 и 70 соответственно. При желании вокруг этих отверстий 82 и 84 между опорной пластиной 14 и удерживающими блоками 20 можно разместить обычные уплотнения 86. (не показано) – предпочтительно, но не обязательно пневматическая жидкость – под давлением, в то время как порты 82 и 84 нагрузки соединены с нагрузкой 88, такой как гидравлический цилиндр, схематично показанный на фиг. 7, 8 и 9. Эти порты 82 и 84, конечно, соединены с противоположными концами 90 цилиндра 88, чтобы быть разделенными поршнем 92 внутри цилиндра 88. Кроме того, обратный порт 60 либо соединен с обычной возвратной линией (не показана ) или выбрасывается в окружающую среду.
В это время клапан 10 находится в готовом к использованию положении или конфигурации. Когда он находится в этой «конфигурации», из-за того, что концы 30 исполнительного механизма 28 расположены посередине между соплами 72 и из-за того, что отверстия 76 сопла ориентированы соответствующим образом, поток из порта 52 давления через камеру 54 давления приведет к одинаковому давлению, передаваемому в каналы 68 и 70. Одновременно, поскольку конец 30 исполнительного механизма 28 в возвратной камере 62 расположен относительно сопла 72, ведущего в эту камеру, одинаковым образом, давление в двух каналах 68 и 70 будет проходить так, чтобы было то же самое. В результате груз 88,9 не будет совершать никакой полезной работы.0003
Однако когда электронный сигнал подается на привод 28 через провода 40 обычным или другим способом, привод 28 изгибается или изгибается либо так, как показано на ФИГ. 8 или способом, показанным на фиг. 9 рисунков. Только концы 30 этого исполнительного механизма 28 будут изгибаться, как показано, из-за удерживающего действия удерживающих блоков 20. То, как изгибаются концы 30, конечно, может быть изменено по желанию путем изменения направления тока. применяется к этому приводу 28.
Когда привод 28 изогнут, как показано на РИС. 8, поток из нагнетательного канала 52 в первый загрузочный канал 68 будет заблокирован, в то время как одновременно поток из этого первого загрузочного канала 68 в обратный порт 60 будет ускорен в результате конфигурации исполнительного механизма 28. Одновременно поток из нагнетательного вход 52 во второй канал 70 будет ускорен в результате перемещения привода 28, в то время как поток из этого второго канала 70 в возвратный порт 60 будет блокирован в результате перемещения привода 28. Эти различные «действия “, конечно, создать перепад давления, который будет создавать перепады давления, которые будут передаваться на нагрузку 88 через порты 82 и 84. Это приведет к тому, что поршень 92, чтобы перейти из положения, показанного на фиг. 7, в положение, показанное на фиг. 8.
В этот момент исполнительный механизм 28 может быть переведен в исходное положение путем подачи на него соответствующего сигнала. Пружинный характер полоски 46 считается важным для возврата исполнительного механизма 28 в такое исходное положение, как показано на фиг. 7. Когда привод 28 перемещается таким образом, силы в каналах 68 и 70 быстро выравниваются, и, как следствие, жидкость не будет подаваться для использования при выполнении работы грузом 88. В этот момент времени или сразу же после того, как исполнительный механизм 28 был переведен в положение, показанное на фиг. 8, сигнал, подаваемый по проводам 40, может быть изменен в соответствии с общепринятой практикой или иным образом, чтобы изогнуть исполнительный механизм 28, как показано на фиг. 9. Это приведет к увеличению давления в первом нагрузочном канале 68 и уменьшению давления во втором нагрузочном канале 70, что заставит поршень 92 двигаться в направлении, противоположном тому, в котором он двигался ранее.
Считается очевидным, что можно будет модифицировать клапан 10 целым рядом способов в пределах обычных навыков или умений. Считается возможным создать полезный клапан, соответствующий клапану 10, в котором отдельные сопла 72 исключены и в котором отверстия 56 и 64 используются в качестве этих сопел 72. Однако использование сопел 72, как обсуждалось, считается целесообразным. быть очень выгодным в увеличении объема потока внутри клапана для выполнения полезной работы в максимально возможной степени. Это важно с практической точки зрения.
Также важно, чтобы порт 52 давления располагался относительно исполнительного механизма 28, как показано, или таким образом, чтобы поток из этого порта 52 не влиял на положение или движение исполнительного механизма 28, сталкиваясь с ним.
С практической точки зрения также важно, что прирост давления, достижимый с помощью клапана, такого как клапан 10, обычно будет достаточно большим для обычных нужд пневматической или гидравлической системы. Фактически сравнительно большой прирост давления для выполнения полезной работы достигается с помощью такого клапана, как клапан 10. Также считается очень важным, что время срабатывания такого клапана, как клапан 10, является довольно низким. Считается, что это связано с собственными характеристиками используемого исполнительного механизма 28. Такой исполнительный механизм не является сравнительно большим или громоздким элементом, таким как якорь, используемый в обычном клапане, использующем или включающем моментный двигатель. В результате этого инерция исполнительного механизма 28 в сравнении с якорем обычного моментного двигателя является довольно низкой.
Упругость, присущая всему приводу 28 в результате использования металлической полосы 46, считается весьма важной с практической точки зрения. Клапаны, такие как этот клапан 10, способны «приспосабливать» к себе сравнительно большие загрязняющие вещества, которые, как ожидается, будут мешать работе других известных клапанов аналогичного родственного характера.