[发明专利]一种气动高频激振设备及系统

说明书

本发明提供一种气动式激振设备，它包括一个刚性的外壳；所述外壳内部纵向设置进气管；所述进气管与所述外壳间形成环形的气旋腔；在所述的气旋腔上段，所述进气管外套设一环状的合金振动件，所述合金振动件内径大于所述进气管外径，且与所述进气管间无连接；所述的气旋腔下段围绕所述进气管设有螺旋气道；所述的螺旋气道一端与所述进气管底端相通，另一端开口于所述气旋腔上段；所述的外壳顶部设置排气孔，连通所述气旋腔与外部空间；所述进气管上端用于连接生产压缩空气的设备。本发明还提供基于所述气动式激振设备的高频激振系统。本发明的激振设备和系统能输出更高的振动频率而且不会产生过多的热量，具有更长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种提供高频振动的机械设备，尤其涉及一种气动式激振设备及系统。

背景技术

激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能使被激物件获得一定形式和大小的振动量，激振器可作为激励部件组成振动机械，用以实现物料或物件的输送、筛分、密实、成型、搅拌和土壤砂石的捣固等工作。按激励型式的不同，激振器分为惯性式电动式、电磁式、电液式、气动式和液压式等型式。

目前市场上常用的激振器不仅振动频率低而且在使用过程中经常出现故障，主要表现为激振器轴承损坏，齿轮拆齿或齿面损坏，基础螺丝断损等。激振器轴承损坏问题主要由激振器轴承工作环境特殊引起，与一般设备轴承相比，激振器轴承工作环境相对于外圈形成旋转载荷区，具有重载荷、高速(通常速度范围都在750-1500r/min内)、高加速度、高温(激振器轴承运行温度一般都在60-85℃)等特点，高温导致的热膨胀会引起轴承轴向移动，使得设备的整体寿命较短，使用领域受到极大限制。

随着人们对振动作用力越来越广泛地研究和利用，激振设备逐渐地被应用到越来越多的领域中。除了传统的建筑面的夯实捣固、物料的密实或筛分处理外，人们发现激振力在微细颗粒物料的搅拌和活化中也发挥着至关重要的作用。以水泥物料为例，高频的激振力会为水泥物料的搅拌带来意外的效果。水泥颗粒因表面能量不足而被范德华力所互引而形成微小的颗粒团。在混凝土搅拌过程中，水泥颗粒团与水接触时，表层水化反应后产生的毛细力是范德华力的三倍，它们使水化反应后的水泥颗粒团外壳硬化。单纯搅拌作用无法克服水泥颗粒的团聚，导致水化后的水泥颗粒团就像一个具备弹性、塑性、粘性和胶性的微型物体，阻碍了水进入颗粒团内部，水泥细小颗粒无法被水化并发挥其粘接力，所以搅拌后水泥达不到其应有的强度。但如果在混凝土搅拌中将激振力作用于搅拌机构，且激振力的振动频率接近或等同于水泥颗粒的振动波，则能使被搅拌的水泥物料中的颗粒团在激振力的作用下变成一个共振体，从而分裂为单一的颗粒，被充分水化。由此实现了混凝土的充分搅拌和活化，激振力辅助搅拌后的混凝土可达到非常理想的使用强度。

但水泥等微细物料的搅拌和活化过程对激振设备的要求非常高，对振动频率、输出稳定性以及设备耐用性的要求都超出现有的绝大多数激振设备的性能。现有的激振器在如此高的振动频率下很难保证合理的使用寿命，给实际生产带来高昂的维护和更新成本。

现有技术中，也有一些以延长气动式激振设备寿命为目的做出的新研发，例如专利文献CN201702097U、CN101943629A以及CN108562417A等公开的方案。这些激振设备的结构中都以缸筒和活塞为核心部件，其原理是活塞在气体驱动下在缸体或缸筒内做往复运动击打垫块来提供激振力。这种气动式激振设备不仅需要对缸体、活塞和垫块等核心激振部件进行复杂的固定，而且工作中形成的温度梯度会影响活塞的运动效率，整体振动频率和激振力偏低，因此仍然不适合需要高激振力的工业领域的广泛应用。

鉴于上述背景，有必要研发一种新式激振设备，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种气动式激振器，核心振动部件不需要轴承等固定连接，并能达到更高的振动频率而且不会产生过多的热量，具有更长的使用寿命。

本发明的上述目的是通过以下方案实现的：