一种动态不平衡力调节系统及土工离心机技术方案

本实用新型专利技术涉及离心机平衡技术领域，具体公开了一种动态不平衡力调节系统及土工离心机，包括第一压力容器和第二压力容器，第一压力容器和第二压力容器分别置于旋转装置的转动轴心线两侧；第一压力容器和第二压力容器的结构相同，包括壳体，壳体内设置有活塞将壳体内部腔体隔开形成气体腔和液体腔，第一压力容器和第二压力容器的液体腔通过连通器管路连通；控制单元，控制单元的输出端连通第一压力容器和第二压力容器的气体腔。本实用新型专利技术的优点是液体总量保持恒定不变，且两侧压力容器内的气体压力与气体量可根据需求进行适时供气、排气，因此往复配平过程无累积效应，可实现往复连续的可逆调节。

【技术实现步骤摘要】
一种动态不平衡力调节系统及土工离心机
本技术涉及离心机平衡
，特别是一种动态不平衡力调节系统及土工离心机。
技术介绍
土工离心机在正常运行的过程中，由于吊篮内试件的质心状态变化、转臂自身未配平衡等多方面因素可导致离心机转臂产生缓慢/瞬时加载并可持续存在的不平衡力。当不平衡力超过一定阈值后，将显著恶化设备主轴及各关键部件的受力状态，加剧设备运行的振动、应变、噪声等，造成诸多不良影响；过大的不平衡力将迫使离心机进入紧急制动停机状态或直接导致离心机倾覆等严重事故。因此，动态配平系统是保证设备安全可靠运行的重要系统。随着土工离心机的G值提高，对配平系统的配平能力、配平速度均提出了越来越高的要求。最常见的配平方法是通过移动配重质量式的配平。电机驱动移动配重配平方法是以电机为动力源，通过螺旋进给装置作为执行元件，驱动配重块沿螺杆进行平移运动，实现动态配平(土工离心机在线动态平衡调节机构专利号：201210112913.3)。液压动配平系统是以液压缸为动力源，通过直接驱动配重块运动实现离心机的动态配平方法(动配平系统及具备动配平系统的离心机专利号：201810581694.0)。这种基于移动配平质量块的方式其配平响应速度较为缓慢，配平能力十分有限，且这种驱动系统难以在高G值的大离心场下可靠工作。专利201320405085.2《土工离心机新型平衡自调节系统》与专利201810843902.X《土工离心机动态平衡调节系统》公开了利用水在离心场下产生的附加离心力来实现动态配平的方法，但是这种基于液体在离心场下自主流动的配平方式配平误差很大，且水仅能够单向放出而无法逆向返回，不具备可逆调节能力，其配平能力也较为有限。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种动态不平衡力调节系统及土工离心机。本技术的目的通过以下技术方案来实现：一种动态不平衡力调节系统，包括第一压力容器和第二压力容器，所述第一压力容器和第二压力容器分别置于旋转装置的转动轴心线两侧，且第一压力容器和第二压力容器以旋转装置的转动轴心线对称分布；所述第一压力容器和第二压力容器的结构相同，包括壳体，所述壳体内设置有活塞将壳体内部腔体隔开形成气体腔和液体腔，所述第一压力容器和第二压力容器的液体腔通过连通器管路连通；还包括控制单元，所述控制单元的输出端连通第一压力容器和第二压力容器的气体腔，控制单元改变所述气体腔内的压力来使第一压力容器和第二压力容器的液体腔内的液体转移。具体的，所述控制单元包括进气支路和排气支路，所述进气支路包括地面供气支路和机载供气支路，所述地面供气支路包括地面供气管道、电气比例阀、第二先导电磁阀和第三先导电磁阀，所述地面供气管道的一端连通电气比例阀的进气端，所述电气比例阀的出气端均与第二先导电磁阀和第三先导电磁阀的进气端连通，所述第二先导电磁阀的出气端连通第一压力容器的气体腔，所述第三先导电磁阀的出气端连通第二压力容器的气体腔；所述机载供气支路的出气端连通电气比例阀的进气端；所述排气支路的进气端与第一压力容器、第二压力容器的气体腔连通。具体的，所述排气支路包括第一先导电磁阀，第四先导电磁阀，所述第一压力容器的气体腔连通第一先导电磁阀的进气端，所述第一先导电磁阀的出气端连通第一排气管道，所述第二压力容器的气体腔连通第四先导电磁阀的进气端，所述第四先导电磁阀的出气端连通第二排气管道。具体的，所述机载供气支路设置在旋转装置上，其包括储气罐、手动截止阀、减压阀，所述储气罐的出气端与手动截止阀的进气端连通，所述手动截止阀的出气端与减压阀的进气端连通，所述的减压阀的出气端与地面供气管道汇合后连通电气比例阀的进气端。具体的，所述活塞与所述壳体的内腔滑动配合，所述活塞与壳体内腔接触的面上设置有密封件。具体的，所述的第一排气管道的输出端连通第一节流阀，所述第一节流阀连通第一消音器；所述第二排气管道的输出端连通第二节流阀，所述第二节流阀连通第二消音器。具体的，储气罐与手动截止阀连通的管道上设置有气压表，所述第一压力容器上设置有用于检测第一压力容器的气体腔压力的第一气压传感器和用于检测第一压力容器的液体腔压力的第一液体压力传感器；所述第二压力容器上设置有用于检测第二压力容器的气体腔压力的第二气压传感器和用于检测第二压力容器的液体腔压力的第二液体压力传感器。具体的，所述连通器管路上设置有防护电磁阀。一种土工离心机，包括转臂、转臂支撑和旋转主轴、动态不平衡力调节系统，所述的转臂固定在转臂支撑上且关于转臂支撑对称设置，所述的转臂支撑与旋转主轴固定连接，所述的动态不平衡力调节系统的第一压力容器和第二压力容器关于转臂支撑对称设置在转臂支撑两侧的转臂上；所述动态不平衡力调节系统的储气罐通过工装固定在旋转主轴上，所述动态不平衡力调节系统的手动截止阀、减压阀、电气比例阀、第一先导电磁阀、第二先导电磁阀、第三先导电磁阀、第四先导电磁阀、第一节流阀、第二节流阀、第一消音器、第二消音器和防护电磁阀集成阀组，且阀组固定设置在转臂支撑上。具体的，第一压力容器和第二压力容器通过连接工装固定在转臂上，所述的动态不平衡力调节系统的连通器管路通过卡箍固定在转臂上。本技术具有以下优点：1、双倍的不平衡力调节能力。两压力容器组成的连通器内的液体总量保持恒定不变，在气体压差作用下进行液体转移的过程使转臂一侧液体量增加、另一侧液体量减少，因此单位质量液体的转移过程可在离心场下产生两倍的配平力效果，配平能力与配平效率显著提高。2、系统快速响应能力。系统的动力源采用了高压气体，高压气体自身具有快速响应的优势。同时系统可在一侧供气的同时进行对侧排气，能够有效降低对供气压力与供气量的指标。系统响应更快，效率更高。3、系统可实现往复连续可逆调节。本系统的液体总量保持恒定不变，且两侧压力容器内的气体压力与气体量可根据需求进行适时供气、排气，因此往复配平过程无累积效应，优于传统的水配平方法可实现往复连续的可逆调节。4、可在大离心场下可靠工作。本技术配平系统利用高压气体作为执行器进行配平工作，避免了使用电机系统无法在大离心场下可靠工作的难题，适用于高G值大离心场下的工作状态，且在大离心场下其配平能力更强。附图说明图1为本技术的动态不平衡力调节系统结构示意图；图2为本技术的第一压力容器和第二压力容器结构示意图；图3为本技术的具有动态不平衡力调节系统的土工离心机结构示意图；图中：1-转臂支撑，2-转臂，3-旋转主轴，4-第一压力容器，5-第二压力容器，6-连通器管路，7-储气罐，8-阀组，9-连接工装，10-壳体，11-气体腔，12-液体腔，13-活塞，14-密封件，15-防护电磁阀，16-第一先导电磁阀，17-第二先导电磁阀，18-第三先导电磁阀，19-第四先导电磁阀，20-电气比例阀，21-减压阀，22-手动截止阀，24-第一节流阀，25-第一消音器，26-第二节流阀，27-第二消音器，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动态不平衡力调节系统，其特征在于：包括第一压力容器（4）和第二压力容器（5），所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）分别置于旋转装置的转动轴心线两侧，且第一压力容器（4）和第二压力容器（5）以旋转装置的转动轴心线对称分布；/n所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的结构相同，包括壳体（10），所述壳体（10）内设置有活塞（13）将壳体（10）内部腔体隔开形成气体腔（11）和液体腔（12），所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的液体腔（12）通过连通器管路（6）连通；还包括控制单元，所述控制单元的输出端连通第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的气体腔（11），控制单元改变所述气体腔（11）内的压力来使第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的液体腔（12）内的液体转移。/n

【技术特征摘要】
1.一种动态不平衡力调节系统，其特征在于：包括第一压力容器（4）和第二压力容器（5），所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）分别置于旋转装置的转动轴心线两侧，且第一压力容器（4）和第二压力容器（5）以旋转装置的转动轴心线对称分布；
所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的结构相同，包括壳体（10），所述壳体（10）内设置有活塞（13）将壳体（10）内部腔体隔开形成气体腔（11）和液体腔（12），所述第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的液体腔（12）通过连通器管路（6）连通；还包括控制单元，所述控制单元的输出端连通第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的气体腔（11），控制单元改变所述气体腔（11）内的压力来使第一压力容器（4）和第二压力容器（5）的液体腔（12）内的液体转移。


2.根据权利要求1所述的一种动态不平衡力调节系统，其特征在于：所述控制单元包括进气支路和排气支路，所述进气支路包括地面供气支路和机载供气支路，所述地面供气支路包括地面供气管道、电气比例阀（20）、第二先导电磁阀（17）和第三先导电磁阀（18），所述地面供气管道的一端连通电气比例阀（20）的进气端，所述电气比例阀（20）的出气端均与第二先导电磁阀（17）和第三先导电磁阀（18）的进气端连通，所述第二先导电磁阀（17）的出气端连通第一压力容器（4）的气体腔（11），所述第三先导电磁阀（18）的出气端连通第二压力容器（5）的气体腔（11）；
所述机载供气支路的出气端连通电气比例阀（20）的进气端；
所述排气支路的进气端与第一压力容器（4）、第二压力容器（5）的气体腔（11）连通。


3.根据权利要求2所述的一种动态不平衡力调节系统，其特征在于：所述排气支路包括第一先导电磁阀（16），第四先导电磁阀（19），所述第一压力容器（4）的气体腔（11）连通第一先导电磁阀（16）的进气端，所述第一先导电磁阀（16）的出气端连通第一排气管道，所述第二压力容器（5）的气体腔（11）连通第四先导电磁阀（19）的进气端，所述第四先导电磁阀（19）的出气端连通第二排气管道。


4.根据权利要求2所述的一种动态不平衡力调节系统，其特征在于：所述机载供气支路设置在旋转装置上，其包括储气罐（7）、手动截止阀（22）、减压阀（21），所述储气罐（7）的出气端与手动截止阀（22）的进气端连通，所述手动截止阀（22）的出气端与减压阀（21）的进气端连通，所述的减压阀（21）的出气端与地面供气管道汇合后连...

【专利技术属性】
技术研发人员：付兴，陈磊，冉光斌，赵世鹏，宋琼，张志强，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：新型
国别省市：四川;51