Электромагнитный вибропривод транспортирующего устройства

 

ЭЛЕКТРШАГНИТНЫЙ ВИБРОПРИВОД ТРАНСПОРТИРУЮПЩРО УСТРОЙСТВА, содержащий электромагнитный вибровоэбудитель и установленный на нем вибродатчик, подключенный к первому входу тиристорного преобразователя, второй вход которого соединен с выходом редуктора амплитуды колебаний, а выход - с вибровозбудителем, о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью стабилизации производительности в широком диапазоне изменения свойств транспортируемых грузов, снабжен электропневматическим преобразователем , регулятором частоты колебаний, задатчиком предельного значения амплитуды колебаний, нульорганом , пороговые элементом, двумя интеграторами, двумя ключами, формирователем сигнала, логическим блоком управления ключами, регулируемыми упругими элементами и датчиком расхода , подключенным к первьм входам первого и второго ключей и к входу формирователя сигнала, выход которого подключен к первому входу логического блока управления ключами, первый выход которого подсоединен к второму входу в торого ключа, а JBTOрой выход т к второму входу первого ключа, выход которого через первый интегратор подключен к вkoдy регулятора амплитуды колебаний и к первому (Л входу нуль-органа, к второму входу которого подключен задатчик предельного значения амплитуды колебаний, а выход нуль-органа подключен к второму входу логического блока управления ключами, выход второго ключа через второй интегратор подключен к входам порогового элемента и регулятора частоты, выход которого подключен к входу электропневматического преобразователя, выход которого подключен к регулируемым упругим элементам, а выход порогового элемента подключен к третьему входу логического блока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l 9) (11) 4 (5 I) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОЬРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3674615/27-03 (22) 20;12.83 (46) 07.04.85. Бюл. В 13 (72) Л.Г.Голъденберг, А.И.Куцовский и В.М.Ям (71) Воронежский инженерно-строительный институт и Всесоюзный институт огнеупоров (53). 621.86.067.2(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 481885, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 776961, кл, В 65 С 27/24, 1980 (прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОИАГНИТНЫЙ BHBPOIIPH-ВОД ТРАНСПОРТИРУЮЩКГО УСТРОЙСТВА, содержащий электромагнитный вибровоэбудитель и установленный на нем вибродатчик, подключенный к первому входу тиристорного преобразователя, второй вход которого соединен с выходом редуктора амплитуды колебаний, а выход — с вибровоэбудителем, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации производительности в широком диапазоне изменения свойств транспортируемых грузов, снабжен электропневматическим преобразователем, регулятором частоты колебаний, задатчиком предельного . значения амплитуды колебаний, нульорганом, пороговьм элементом, двумя интеграторами, двумя ключами, формирователем сигнала, логическим блоком управления ключами, регулируемыми упругими элементами и датчиком расхода, подключенным к первым входам первого н второго ключей и к входу формирователя сигнала, выход которого подключен к первому входу логического блока управления ключами, первый выход которого подсоединен к второму входу второго ключа, а,второй выход †. к второму входу первого ключа, выход которого через первый интегратор подключен к входу регулятора амплитуды колебаний и к первому входу нуль-органа,. к второму входу которого подключен задатчик предельного значения амплитуды колебаний, а выход нуль-органа подключен к второму входу логического блока управления ключами, выход второго ключа через второй интегратор подключен к входам порогового элемента и регулятора частоты, выход которого подключен к входу электропневматического преобразователя, выход которого подключен к регулируемьвк упругим элементам, а выход порогового элемента подключен к третьему входу логического блока.

1148821

Изобретение относится к вибрационным транспортирующим машинам конвейерам, питателям, грохотам, подьемникам, дозаторам и т.п.

Известен электромагнитный вибропривод транспортирующего устройства, содержащий электромагнитный вибровоз- будитель и регулятор амплитуды колебаний вибровозбудителя. В электромагнитном виброприводе регулятор ам- 10 плитуды колебаний изменяет величину тока, протекающего через виброеозбудитель, и, следовательно, амплитуду его колебаний $1) .

Недостатком известного электро- 15 магнитного вибропривода является отсутствие стабилизации резонансного режима колебаний, обеспечивающего оптимальные энергетические показате— ли привода. 20

Наиболее близким к предлагаемому является электромагнитный вибропривод транспортирующего устройства, содержащий электромагнитный вибровозбудитель и установленный на нем виб- 25 родатчик,. подключенный к первому входу тиристорного преобразователя, вторОй вход которого соединен с выходом регулятора амплитуды колебаний, а выход с вйбровоэбудителем.

Электромагнитный вибропривод позволяет изменять амплитуду колебаний вибровоэбудителя и связанного с ним транспортирующего устройства, а так- 35 же стабилизирует-резонансный режим колебаний привода прн изменении нагрузки на него. Изменение амплитуды колебаний позволяет изменять скбрость транспортирования грузов в относи- 40 тельно небольшом диапазоне изменения механических>гранулометрических, физико-химических и других свойств грузов (2) .

Недостатком известного электромаг- 45 нитного вибропривода транспортирующего устройства является невозможность обеспечения стабилизации массо.вого расхода транспортируемых грузов с отличающимися в широких пределах 50 механическими,гранулоиетрическиии, физико-химическими и другими свойствами. Особенно сильно это проявляется при транспортировании мелкодисперсных материалов, сельскохозяйст.— венных продуктов и других грузов, .имеющих большой разброс указанных выше свойств.

Недостаток обусловлен тем, что для обеспечения стабилизации массового расхода требуется изменение скорости транспортирования в широких пределах, особенно при переходе от транспортирования одного груза к другому. Изменение же скорости транспортирования в широком диапазоне только за счет изменения амплитуды колебаний, как это осуществляется в известном виброприводе, невозможно.

Цель изобретения — стабилизация производительности в широком диапазоне изменения свойств транспортируемых грузов.

Поставленная цель достигается тем, что электромагнитный вибропривод транспортирующего устройства, содержащий электромагнитный вибровозбудитель и установленный на нем вибродатчик, подключенный к первому входу тиристорного преобразователя, втброй вход которого соединен с выходом регулятора амплитуды колебаний, а выход — с вибровозбудителем, снабжен электропневматическим преобразоват елем, регулятором частоты колебаний, задатчиком предельного значения амплитуды колебаний, нульорганом, пороговым элементом, двумя интеграторами, двумя ключами, формирователем сигнала, логическим блоком управления ключами, регулируемыми упругими элементами и датчиком расхода, подключенным к первым входам первого и второго ключей и к входу формирователя сигнала, выход которо--рого подключен к первому входу логического блока управления ключами, первый выход которого подсоединен к второму входу второго ключа, а вто- рой выход — к второму входу первого ключа, выход которого через первый интегратор подключен к входу регуля". тора амплитуды колебаний и к первому входу нуль-органа, к второму входу которого подключен задатчик предельного значения амплитуды колебаний, а выход нуль-органа подключен к второму входу логического блока управления ключами, выход второго ключа через второй интегратор подключен к входам порогового элемента и регу-, лятора частоты, выход которого подключен к входу электропневматического преобразователя, выход которого подключен к регулируемым упругим элемен1148821. м, а выход порогового элемента подключен к третьему входу логического блока.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 эпюры напряжений на элементах функциональной схемы, поясняющие его работу.

На транспортирующем устройстве 1 (фиг. 1) установлен электромагнитный !О вибровозбудитель 2 с регулируемыми упругими .элементами 3 и вибродатчиком 4. Вибродатчик 4 соединен с первым входом тиристорного преобразователя 5, второй вход которого соедн- 15 нен с выхопом регулятора 6 амплитуды колебаний. а выход — с электромагнитным вибровозбудителем 2. Peryasryop 7 частоты колебаний соединен с входом электропневматического 20 преобразователя 8, выход которого соединен с регулируемыми упругими элементами 3, датчик 9 расхода сое- . динен с формирователем 10 сигнала и первыми входами первого и второго 25 ключей 1t и t2. Выход формировате" ля 10 сигйала соединен с вторым

Входом логического блока 13 управления кдочами, первый вход которого соединен с выходом нуль-органа 14, третий вход — с.выходом порогового элемента 15, а первый и второй выходы — соответственно с вторыми входами первого и второго ключей 11 и 12.

Вых9д первого ключа 11 через первый 35 интегратор 16 соединен с входом регулятора 6 амплитуды колебаний и с первым входом нуль-органа 14, второй вход которого соединен с задатчиком 17 предельного значения амплиту- 40 ды колебаний. Выход второго ключа 12 через второй интегратор 18 соединен с входами регулятора 7 частоты колебаний и порогового элемента 15., На фиг. 2 обозначено: U — напря- 45: жение, пропорциональное рассогласова- . нню между заданным и текущим значениями массового расхода; U - напряжение на выходе формирователя 10 сигнала; 0 — напряжение на выходе нуль-органа 14; U — напряжение на выходе порогового элемента 15; U5— напряжение на первом выходе логического блока 13 управления ключами; напряжение на Втором Выходе логического блока 13 управления ключами; U< — напряжение на выходе первого интегратора 16; Ug — напряжение на выходе задатчика 1? предельного значения амплитуды колебаний; U9— напряжение на выходе второго интегратора 18.

Устройство работает следующим образом.

Функционирование устройства основано на том, что скорость транспортирования груза и, следовательно, и массовый расход зависят как от амплитуды колебаний, так.и от частоты колебаний электромагнитного вибровозбудителя и связанного с ним транспортирующего устройства.

При этом алгоритм функционирования строится таким образом, что увеличение скорости транспортирования вначале осуществляется sa счет увеличения амплитуды колебаний транспортирующего органа при постоянной частоте колебаний до предельного для данного вибровозбудителя значения, а затем, при достижении некоторой максимальной амплитуды колебанийэа счет увеличения частоты колебанийа

Уменьшение скорости транспортирования вначале осуществляется за счет уменьшення частоты колебаний транспортирующего органа вплоть до ее минимального значения, а эатем— за счет уменьшения амплитуды колебаний.

Такой. алгоритм позволяет при транспортировании многих грузов уменьшить верхнее значение частотного диапазона, что увеличивает долговечность,упругих элементов приво- да.

Транспортируемый груз перемещается транспортирующим устройством 1 за счет колебаний, создаваемых электромагнитным вибровозбудителем 2 с регулируемыми упругими элементами 3 (например пневмобаллонами). На электромагнитном вибровозбудителе 2 установлен вибродатчик 4 (например индукционного типа), соединенный с первым входом первого тиристорного преобразователя 5, выход которого соединен с электромагнитным вибровозбудителем 2. В образованном этими элементами замкнутом электромеханическом контуре благодаря положительной обратной связи на частоте резонанса колебательной системы стабилизируется резонансный режим колебаний транспортирующего устройства

1148821 при любых изменениях массы и свойств, транспортируемого груза. !

Для управления амплитудой колебаний на резонансной частоте к второму входу первого преобразователя 5 питания подключен регулятор 6 амплитуды колебаний. Для управления частотой колебаний используется регулятор 7 частоты, воздействующий через электропневматический преобразователь 8 на регулируемые упругие,элементы 3 вибровозбудителя 2. При этом изменение жесткости упругих элементов 3 приводит к изменению собственной частоты колебаний вибровбзбудителя 2 с транспортирующим органом 1, а благодаря воздействию замкнутого электромеханического контура с положительной обратной связью устанавливается резонанснь1й режим колебаний на новой частоте.

Функционирование электромагнитного вибропривода осуществляется в зависимости от величины и знака рассогласования между заданным и текущим значениями массового расхода, поступающего в виде напряжения U1 (фиг. 2) с датчика 9 расхода.

Напряжение U1 с датчика 9 расхода поступает на вход формировате- ЗО ля 10 сигнала и на сигнальные входы первого и второго ключей 11 и 12.

При этом, если текущее значение массового расхода меньше заданного, то

U > О, а если текущее значение мас- 3S сового расхода больше заданного, то U ñ0.

На выходе формирователя 10 формируется сигнал в виде напряжения Uq, которое принимает значение логичес- 40 кого"0", если напряжение О,> О, и значение логической "1", если напряжение О,сО. Напряжение U поступает на второй вход логического блока 13 управления, на первый вход 45 которого поступает напряжение U с выхода нуль-органа 14, а на трегий вход - напряжение 3у с. выхода порогового элемента 15. Напряжение 0 с первого выхода логического бло- Я ка 13 управления ключами поступает на управляющий вход первого ключа 11, а напряжение 0 со второго выхода логического блока 13 — на управляющий вход второго ключа 12. 55

Если напряжение Ос дринимает значение логической "1", то первый ключ 11 включается, и напряжение U1 поступает на вход первого интегратора 16, формируя на его выходе напряжение U, которое, поступая на первый вход нуль-органа 14, сравнивается с напряжением U>, поступающим на его второй вход с задатчика 17 предельного значения амплитуды колебаний, формируя на выходе напряжение U>.

Если напряжение U< принимает значение логической "1", то второй

Ф ключ 12 включается, и напряжение U поступает на вход второго интегратора 18, формируя íà его выходе напряжение U9, которое, поступая на вход порогового элемента 15, формирует на его выходе напряжение U4.

Напряжение 04 прин ает значение логической "1", если напряжение U =О, тт rr

9 и логического 0, если напряжение 09 О.

Логический блок 13 управления ключами функционирует таким образом, что напряжения U<, U и U4, поступающие в виде логических "1" или "0" соответственно на второй, первый и третий входы, формируют на первом и втором выходах этого блока напряжения U и Ug (также в виде логических "1" или "0") в соответствии с таблицей.

0 0 0

1 1 1

0 1 1 1 0

1 1 0 0 1 1

1 О

0 0 1 1

1 1 0 О

0 1

Дальнейшее рассмотрение работы электромагнитного вибропривода транспортирующего устройства целесообразно выполнить для двух характерных случаев.

А). Текущее значение массового расхода меньше или равно заданному, напряжение U1 0 (фиг. 2g).

При этом напряжение U< принимает значениИ логического "0".

Пусть для определенности вибропривод функционирует в режиме, при котором амплитуда колебаний меньше

i 1148 предельного значения, а частота колебаний равна базовому значению.

В этом случае напряжение Uy принимает значение логического "0", а напряжение Ug — значение логической".1". S

В соответствии с алгоритмом функционирования логического блока (см. таблицу) напряжение U q на первом выходе логического блока 13 управления ключами принимает значение логической "1", а напряжение U на втором выходе значение логического "0".

Напряжение U в виде логической "1", поступая на управляющий вход первого ключа 11, открывает его и напряже- 15 ние U поступает на вхоп первого интегратора 16.

В случае, если напряжение U >О, напряжение U на выходе первого интегратора 16 начнет увеличиваться, 20 что через регулятор 6 амплитуды колебаний и первый преобразователь 5 питания приведет к увеличению амплитуды колебаний вибровозбудителя 2 с транспортирующим устройством 1, и, следовательно, к увеличению массового расхода. Увеличение массового расхода, в свою очередь, приведет к уменьшению напряжения Uf.

Если напряжение U1 станет рав- 30

1ным нулю до того, как увеличивающее ся напряжение U на выходе первого интегратора 16 достигнет значения напряжения ПВ с выхода задатчика 17 предельного значения амплитуды колебаний, то напряжение U перестанет увеличиваться, и в виброприводе возникнет установившийся режим на базовой частоте и с новым увеличенным значением амплитуды колеба- i0 ний.

Если же увеличивающееся напряжение П7 достигнет значения напряжения U8 до того, как напряжение U станет равным нулю, то напряжение 0> 45 на выходе нуль-органа 14 примет значение логической "1" что в соответствии с алгоритмом функционирования логического блока 13 управления ключами, приведет к установлению на ф первом выходе логического блока 13 управления ключами напряжения U в виде логического "0", а на втором выходе — напряжения 06 в виде логической "1". При этом первый ключ 11 напряжением U> выключается, а второй ключ 12 напряжением 0 ° включается.

Напряжение U на выходе первого ин821 тегратора 16 прекратит изменяться, оставаясь равным напряжению Us, чтс обеспечивает режим работы вибропривода с максимально возможной амплитудой колебаний. Напряжение Uf через открытый второй ключ 11 поступает на вход второго интегратора 18, вызывая возрастание напряжения Пя на его выходе. Напряжение П через регулятор 7 частоты воздействует на электропневматический преобразователь 8, который увеличивает давление в упру" гих элементах 3, что приводит к увеличению их жесткости и, следователь". но, к увеличению собственной частоты колебаний вибропривода, а благодаря воздействию замкнутого электромеханического контура с положительной обратной связью устанавливается резонансный режим колебаний вибропривода на новой частоте.

Напряжение U> одновременно поступает на вход порогового элемента 15 и, поскольку П > О, на выходе порогового элемента 15 напряжение Uq примет значение логического "0".

Согласно алгоритму функционирования

I логического блока 13 управления ключами напряжения U и 06 сохранят свои значения (U< — значение логической "1", U6 — значение логического "0"), т.е. первый ключ 11 оста-.

1 нется выключенным, а второй ключ 12включенным .

Увеличение частоты колебаний вибропривода происходит до тех пор, пока увеличивающийся массовый расход не приведет к уменьшению напряжения U> до нуля. При этом напряжение U> перестанет возрастать, и в виброприводе наступит установившийся резонансный режим колебаний иа новой частоте с максимально sosMmной амплитудой колебаний.

Б) Текущее значение массового расхода больше заданного, напряжение

01(0 (фиг. 23 ) ..

При этом напряжение П принимает значение логической "1".

Если вибропривод функционирует в режиме, при котором амплитуда колебаний равна предельному значению, а частота колебаний больше базового значения, напряжение П принимает значение логической "1", а напряжение U< — значение логического "0".

В соответствии с алгоритмом функционирования логического блока 13

1148821

10 управления ключами напряжение U на его первом выходе принимает значение логического "О", а напряжение U на втором выходе - значение логической "1". Напряжение U выключает 5 первй кoч 11. Напряжение U6 B Nчает второй ключ 12; напряжение 01 поступает на вход второго интегратора 18. Поскольку напряжение 01(О, напряжение U на выходе второго ин- 10

9 тегратора 18 начнет уменьшаться. Напряжение U через регулятор 7 часто9 ты колебаний воздействует на второй преобразователь 8 питания, который уменьшает давление в упругих элемен- l5 тах 3, что приводит к уменьшению их жесткости и, следовательно, к уменьшению собственной частоты колебаний вибропривода, а благодаря воздействию замкнутого электромеханического 20 контура с положительной обратной связью устанавливается резонансный режим колебаний вибропривода на новой уменьшенной частоте с максимально возможной амплитудой колебаний. -:. 25

Уменьшение частоты колебаний приводит к уменьшению массового расхода, что приводит и к уменьшению абсолютного значения напряжения 01.

Если напряжение 0 станет равным 36 нулю до того, как уменьшающееся напряжение U> достигнет нулевого значения, то напряжение U перестанет умень9 шаться и в виброириводе возникнет установившийся режим иа новой умень.- З5 шенной, частоте колебаний с максимально возможной амплитудой.

Если же уменыдаещееся напряже-. ние U> постигнет нулевого значения 46 до того, как напряжение Ut станет равным нулю, то напряжение U< на вы:ходе порогового элемента 15 примет значение логической "1" что в соответствии с алгоритмом функционирова- 45 ния логического блока 13 управления ключами приведет к установлению на первом выходе логического блока 13 напряжения 0 в виде логичес- . кой "1", а на втором выходе — напря- 5О жения U в виде логического "0". При этом первый ключ 11 напряжением U . включается, а второй ключ 12 напряжением Б выключается. Напряжение 0 на выходе второго интегратора 18 55 останется равным нулю, что обеспечивает режим работы вибропривода на базовой частоте колебаний.

Напряжение U через открытый первый ключ 11 поступает на вход первого интегратора 16, вызывая уменьшение напряжения U íà его вы7 ходе, что через регулятор 6 амплитуды колебаний и тиристорный преобразователь 5 приведет к уменьшению амплитуды колебаний вибропривода и, следовательно, к уменьшению массового расхода. Уменьшение массового расхода приведет к дальнейшему уменьшению абсолютного значения напряжения Н

Поскольку напряжение U > становится меньше напряжения Us с выхода задатчика 17 предельного значения амплитуды колебаний, напряжение U> на выходе нуль-органа 14 примет значение логического "0",.что, в соответствии с алгоритмом функционирования логического блока 13 управления ключами, сохранит значение напряжения U в виде логической "1" и напряжения U в виде логического "О".

Уменьшение напряжения U и ампли7 туды колебаний вибропривода будет происходить до тех пор, пока уменьшающийся массовый расход не приведет к уменьшению напряжения U< до нуля.

При этом напряжение U перестанет изменяться и в виброприводе наступит установившийся резонансный режим колебаний на базовой частоте с уменьшенной амплитудой колебаний.

Логический блок 13 управления ключами может быть вЫполнен в виде элемента И 19, двух элементов НЕТ 20 и, 2 1 и элемента .ИЛИ 22, причем первый вход элемента И 19 соединен с выходом формирователя 10, а второй вход и первый вход первого элемента НЕТ 20 — с выходом порогового элемента 15, второй (запрещающий) вход первого элемента HET 20 и первый вход второго элемента НЕТ 21 соединены с выходом нуль-органа 14, выход элемента И 19 соединен с вторым (запрещающим) входом второго элемента НЕТ 21 и первым входом элемента ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ 20, а выход — с управляющим входом первого ключа 11, выход второго элемента НЕТ 21 соединен с управляющим входом второго ключа 12. Такое выполнение логического блока 13 управления ключами °

ll

12

1148821 обеспечивает его функционирование в полном соответствии с таблицей.

Введение новых элементов и .связей между ними позволяет стабилизировать производительность в широком диапазоне изменения свойств транспортируемых грузов, что позволяет расширить области применения предлагаемого вибропривода. Представляется возможным одним и тем же транспортирующим

5 устройством с предлагаемым виброприводом транспортировать грузы от мелкодисперсных до кусковых.

1148821

U)

Фиг.2

Составитель И.Назаркина

Редактор Е.Лушникова Техред О.Вещишка Корректор А.Зимокосов Заказ 1810/13 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб ., д. 4/5

Филиал ППП "Па тент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4