[發(fā)明專利]振動試驗設(shè)備壓力補償方法及裝置

有效

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• 申請日: 2011-06-08
• 公開（公告）號: CN102353505A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳國雄;胡雁閩
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州東菱振動試驗儀器有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所 11264
• 代理人: 孫東風(fēng);王鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境力學(xué)試驗技術(shù)領(lǐng)域的一種振動試驗設(shè)備，具體涉及一種振動試驗設(shè)備自動壓力補償?shù)姆椒把b置，其可有效保障振動試驗設(shè)備在水下，特別是深水區(qū)正常工作。

背景技術(shù)

電動振動臺是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)換器。基本工作原理基于載流導(dǎo)體在磁場中要受到電磁力作用的安培定律。載流導(dǎo)體所受電磁力與導(dǎo)體中電流，導(dǎo)體在磁場中有效長度以及導(dǎo)體所處磁場的磁感應(yīng)強度成正比，電磁力方向用左手定則決定。電動振動臺推力為：F＝BLI，式中B為磁感應(yīng)強度，L為動圈繞線有效長度，I為動圈繞線中的電流。驅(qū)動線圈置于磁體的空氣隙中，當在驅(qū)動線圈中通一交變電流時，它將使工作臺面在磁場中產(chǎn)生相應(yīng)的交變運動(即振動)。

由于電動振動臺的工作是依靠電磁轉(zhuǎn)換的原理，決定了它只能在空氣環(huán)境中進行，而不能完全暴露在水里。因為通常情況水是導(dǎo)體，會嚴重影響電磁轉(zhuǎn)換的正常工作。如果電動臺要在水下工作，必須將其完全密封，但密封后會造成內(nèi)外壓力差，此壓力差將對臺面產(chǎn)生一個作用力，使臺面向內(nèi)偏離，壓力差隨著水深的增加而增加，臺面向內(nèi)偏離越大。電動臺要在水下振動必須先克服這種壓力差，當壓力差較大時電動臺將無法工作。參閱圖1，以臺面直徑為400mm的電動振動臺1為例，其整體須密封在一外殼體4’中，而其動圈，尤其是臺面部經(jīng)柔性密封圈3與外殼體4環(huán)繞密封連接，使電動振動臺的導(dǎo)電體與水不直接接觸。該電動振動臺在50M水深處振動時所承載的水壓為3.14×20×20×5＝6280kg，如此大的水壓會導(dǎo)致振動臺完全無法正常工作。

目前通常采用的方法是在電動振動臺的密封結(jié)構(gòu)中充入壓縮氣體，以抵消電動振動臺在深水中壓強對臺面的作用力，使振動臺動圈處于中心位置，此方法只能用于振動臺在固定水深中工作，通過計算該深度的壓強，在電動振動臺的密封結(jié)構(gòu)中充入相同壓強的壓縮氣體，使內(nèi)外壓力相等才能保證振動臺正常工作。當工作深度發(fā)生變化時，必須改變密封結(jié)構(gòu)內(nèi)壓縮氣體的壓強，只能在密封體上設(shè)置一壓縮空氣注入口，在入口連接氣管引到水面以外來改變氣體壓強。振動臺工作深度越深，此方法實現(xiàn)的難度越大(參閱圖1)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種振動試驗設(shè)備壓力補償方法及裝置，其通過改變振動試驗設(shè)備密封腔體的容積，使內(nèi)部和外部的氣壓進行自動補償均衡處理，保障了振動試驗設(shè)備在各種壓力環(huán)境中的正常工作，從而克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種振動試驗設(shè)備壓力補償方法，其特征在于，該方法為：采用至少一容積可隨氣室內(nèi)部和外部的壓力差而自動變化的密封氣室與振動試驗設(shè)備的內(nèi)腔連通組成一密封系統(tǒng)，從而在不同壓力環(huán)境中維持振動試驗設(shè)備內(nèi)部與外部壓力的平衡，保障振動試驗設(shè)備正常工作。

作為優(yōu)選實施方案，所述密封氣室包括一殼體，所述振動試驗設(shè)備設(shè)于該殼體中，且振動試驗設(shè)備的工作臺面與殼體一端柔性環(huán)繞密封連接，該殼體另一端設(shè)有移動活塞或密封連接有彈性氣囊。

更優(yōu)選的，所述殼體另一端還固定連接有氣室蓋，所述移動活塞或彈性氣囊設(shè)置于氣室蓋與殼體之間，且所述氣室蓋上分布有一個以上通孔。

所述振動試驗設(shè)備采用電動振動臺。

一種振動試驗設(shè)備壓力補償裝置，包括振動試驗設(shè)備，其特征在于：該壓力補償裝置還包括至少一容積可隨氣室內(nèi)部和外部的壓力差而自動變化的密封氣室，所述密封氣室與振動試驗設(shè)備的內(nèi)腔連通組成一密封系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述密封氣室包括一殼體，所述振動試驗設(shè)備設(shè)于該殼體中，且振動試驗設(shè)備的工作臺面與殼體一端柔性環(huán)繞密封連接，該殼體另一端設(shè)有移動活塞或密封連接有彈性氣囊。

進一步優(yōu)選的，所述殼體另一端還固定連接有氣室蓋，所述移動活塞或彈性氣囊設(shè)置于氣室蓋與殼體之間，且所述氣室蓋上分布有一個以上通孔。

所述振動試驗設(shè)備采用電動振動臺，且所述電動振動臺的電纜通過密封接插件從所述殼體中引出。

所述殼體上還設(shè)有充氣氣嘴。

所述彈性氣囊采用橡膠皮囊。

本發(fā)明通過在振動試驗設(shè)備上連接至少一密封氣室，且密封氣室的容積可隨著外部的壓力變化而變化，從而能夠自動保證氣室內(nèi)外壓強的平衡，進而保障振動試驗設(shè)備內(nèi)部和外部壓強的均衡，使振動試驗設(shè)備在不同壓力下均可正常工作。

本發(fā)明優(yōu)選采用如下兩種方案：