Вибрационный сепаратор

 

Изобретение относится к вибрационной технике и может быть использовано для классификации сыпучих или взвешенных в жидкости твердых материалов по крупности. Цель изобретения - повышение эффективности сепарации путем изменения траектории движения решета. На станине 1 закреплены перпендикулярно один другому электромагниты /ЭМ/ 2 и 3 вибропривода, и решето 4, расположенное горизонтально на упругих элементах. К нему прикреплены якоря 6 и 7 ЭМ 2 и 3. В трубопроводе 9 под решетом установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса, выход которого через преобразователь 11 расход-напряжение, экстремальный регулятор 12, модулятор 13, фазосмещающий блок 14, формирователи 16, 18 управляющих импульсов и усилители 17, 19 мощности подключен к ЭМ 2, 3. По сигналу с датчика 10 экстремальный регулятор 12 формирует сигнал, который после преобразования в модуляторе 13 поступает на управляющий вход фазосмещающего блока 14, другой вход которого соединен с источником 15 переменного напряжения. За счет этого производится фазовый сдвиг и решето 4 осуществляет различные перемещения от линейного до кругового в зависимости от состава классифицируемого материала. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 07 В 13 00

36ГГ3""""

g )Á3! !,.Р < —

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4389897/25-03 (22) 10.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. № 4 (71) Воронежский инженерно-строительный институт (72) М. А. Берман, В. 3. Волков, Л. Г. Гольденберг и В. Г. Пыльнев (53) 622.767.555 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 326001, кл. В 07 В 13/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

¹ 831223, кл. В 07 В 13/00, 1981. (54) ВИБРАЦИОННЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение относится к вибрационной технике и м.б. использовано для классификации сыпучих или взвешенных в жидкости твердых материалов по крупности.

Цель изобретения — повышение эффективности сепарации путем изменения траектории движения решета. На станине 1 закреплены перпендикулярно один другому

„„Я0„„1538934 А 1 электромагниты (ЭМ) 2 и 3 вибропривода и решето 4, расположенное горизонтально на упругих элементах. К нему прикреплены якоря 6 и 7 ЭМ 2 и 3. В трубопроводе 9 под решетом установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса, выход которого через преобразователь 11 расход — напряжение, экстремальный регулятор 12, модулятор

13, фазосмещающий блок 14, формирователи 16 и 18 управляюших импульсов и усилители 17 и 19 мощности подключен g ЭМ

2, 3. По сигналу с датчика 10 экстремальный регулятор 12 формирует сигнал. который после преобразования в модуляторе

13 поступает на управляюший вход фазосмещаюшего блока 14, другой вход которого соединен с источником 15 переменного напряжения. 3а счет этого производится фазовый сдвиг и решето 4 осуществляет различные перемещения от линейного до кругового в зависимости от состава классифицируемого материала. 5 ил.

1538934

Изобретение относится к вибрационной классификации сыпучих или взвешенных в жидкости твердых материалов по крупности и может быть использовано в сельскохозяйственном машиностроении, в литейном производстве, в порошковой металлургии, в огнеупорной, химической, пищевой и других отрасл я х и ром ы шлеи ности.

Целью изобретения является повышение эффективности сепарации путем изменения траектории движения решета.

На фиг. 1 изображена функциональная хема устройства; на фиг. 2 — — пример выполнения сепаратора с вертикальной установкой упругих элементов; на фиг. 3 — статическая характеристика фазосмещающего устройства; на фпг. 4 и 5 — временные !

rиаграммы работы сепаратора.

Вибряционный сепаратор (фиг. 1) содержит станину 1, на которой закреплены перпендикулярно друг другу первый 2 и второй 3 электро м а гниты. Гор изо итал ьно рас положенное решето 4 связано со станиной 1 упругими элементами 5, которые могут быть расположены как горизонтально (фиг. 1), так и вертикально (фиг. 2). С решетом жестко связаны первый 6 и второй 7 якоря, которые расположены с зазором относительно электромагнитов, а также лотки 8 для выхода материала верхнего класса. В трубопроводе 9 для выхода материала нижнего класса установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса через преобразователь 11 расход — напряжение и экстре."4яльный регулятор 2, связанный с первым входом модулятора 13. BbrxoJ, модулятора

13 соединен с первым входом фязосмещающего устройства !4, второй вход которого подключен к источнику 15 переменного напряжения и через первый формирователь !

6 управляюв их импульсов и первый усилитель 17 мощности связан с первым электромагнитом 2. Выход фазосмещающего блока 14 через второй формирователь 18 управляющих импульсов и второй усилитель

19 мощности соединен с вторым электроvагнитом 3, я выход первого формирователя 16 управляющих импульсов через одновибратор 20 подключен к второму входу м о, !,л HTоря 13.

Ня фиг. 3 обозначено: Ur — напряжение на первом входе фазосмещающего устройства 14; r(: фазовый сдвиг между напряжениями на втором входе и выходе фазосмещяющего блока 14.

На фиг. 4 обозначено: Q -- расход материала нижнего класса; 0 --- напряжеllI

Up экстремального регулятора 12; Tr — период поисковых колебаний экстремального регулятора 12; Т вЂ” период следования импульсов, поступающих на электромагниты 2 и 3; 3 — время.

На фиг. 5 обозначено: Q — расход материала нижнего класса; U — напряжение и а выходе экстремального регулятора 12; (l . — оптимальное значение этого напряжения; U — напряжение на выходе первого формирователя 16 управляющих импульсов; U4 — напряжение на выходе одновибратора 20; Ui — напряжение на первом входе фазосмещающего устройства 14 при частотной модуляции выходного напряжения Uq экстремального регулятора 12 и

I отсутствии напряжения U4, Ur — напряжение на первом входе фазосмещающего блока 14 при частотной модуляции выходного напряжения (/ экстремального регулятора

12 и наличии напряжения U<, Tr — период поисковых колебаний экстремального регулятора 12; Т -- период следования импульсов, поступающих на электромагниты 2 и 3;

t -- время.

Вибрационный сепаратор работает следующим образом.

На первый электромагнит 2 (фиг. 1) с первого усилителя 17 мощности и на второй электромагнит 3 с второго усилителя 19 мощности поступают последовательности однополярных импульсов напряжения, имеющие одинаковую. частоту следования импульсов.

Амплитуды импульсов в обеих последовательностях также одинаковы, однако импульсы второй последовательности сдвинуты относительно импульсов первой последовательности на некоторый фазовый угол (:. В первом 2 и втором 3 электромагнитах возникают импульсы тягового усилия, за счет которых первый 6 и второй 7 якоря стремятся сместиться в сторону уменьшения зазора между ними и электромагнитами 2 и 3. При отсутствии механической связи между якорями и наличии упругой подвески каждый якорь совершал бы гармонические колебания. Поскольку в сепараторе первый 6 и втойрой 7 якоря и решето 4 механически связаны между собой, т. е. образуют единую конструкцию, установленную на упругих элементах 5, связанных со станиной 1, а электромагниты 2 и 3 расположены перпендикулярно друг другу, якоря с решетом совершают периодические колебания по траектории, форма которой зависит от величины фазового сдвига р между последовательностями импульсов, поступающими на первый 2 и второй 3 электромагниты. При r(.=0 и =л траектория движения будет прямолинейной, при =л)2 — круговой, при остальных значениях угла р — эллиптический, при этом форма эллипса будет зависеть от величины угла Ч:.

1538934

20

При этом упругие элементы 5 могут быть расположены как горизонтально (фиг. 1), так и вертикально (фиг. 2). Во втором случае эффективность сепарации несколько возрастает за счет появления вертикальной составляющей в движении решета, обусловленной работой упругих элементов 5 на изгиб. Однако во втором случае возрастает объем производственных помещений, занимаемый сепаратором.

Питание электромагнитов 2 и 3 последовательностями однополярных импульсов по сравнению с питанием гармоническим напряжением позволяет улучшить их работу (уменьшает постоянную составляющую в колебаниях якоря, увеличивает амплитуду колебаний якоря).

Для формирования двух последователь.ностей однополярных импульсов, сдвинутых по фазе, используются источник 15 переменного напряжения, фазосмещающий блок

14, первый 16 и второй 18 формирователи управляющих импульсов, первый 17 и второй 19 усилители мощности. Источник 15 переменного напряжения определяет частоту колебаний решета. При использовании. в качестве источника переменного напряжения сети переменного тока колебания решета

4 будут происходить с частотой сети. При использовании в качестве источника переменного напряжения отдельного регулируемого по частоте генератора гармонических колебаний частота колебаний решета будет определяться настройкой генератора.

Второй вариант предпочтительнее, так как позволяет выбрать частоту колебаний решета, близкую к его резонансной частоте, что повышает амплитуду колебаний решета и эффективность сепарации.

С выхода источника 15 переменного напряжения сигнал, изменяющийся по гармоническому закону, поступает на вход первого формирователя 16 управляющих импульсов и через фазосмешающий блок 14 на вход второго формирователя 18 управляющих импульсов. На выходах формирователей появляются сдвинутые по фазе последовательности однополярных прямоугольных импульсов напряжения, частота следования которых равна частоте входных гармонических сигналов. В усилителях 17 и 19 мощности, в качестве которых используются, например, трехфазные мостовые тирцсторные коммутаторы, импульсы усиливаются по мощности и поступают на электромагниты 2 и 3. В зависимости от сдвига сигнала по фазе, осуществляемого в фазосмещающем блоке 14, якоря 6 и 7 с решетом 4 совершают периодические колебания по определенной траектории.

При подаче на колебающееся решето 4 исходного материала, подлежащего сепарации, происходит его разделение на классы по крупности. Нижний класс транспортируется по трубопроводу 9, верхний класс по лоткам 8 (фиг. I).

Для осуществления экстремального регулирования в трубопроводе 9 (фиг. 1) установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса и введены преобразователь 11 расход — напряжение и экстремальный регулятор 12. Выбор датчика 10 расхода определяется особенностями исходного материала, например, при классификации сыпучих материалов используется подпружиненный лоток. Экстремальный регулятор может использоваться с любым принципом действия.

Выходной сигнал экстремального регулятора 12 после дополнительного преобразования в модуляторе 13 поступает на управляющий вход фазосмещающего блока 14, другой вход которого соединен с источником

15 переменного напряжения. Фазосмещающее устройство выполнено управляемым, т. е. фазовый сдвиг ср сигнала, поступающего на его второй вход с источника 15 переменного нг пряжения, пропорционален величине напряжения Ut на его управляющем входе (фиг. 3). При этом диапазон изменения напряжения U выбран таким, чтобы фазовый сдвиг rp мог изменяться в пределах от 0 до л/2, т. е. чтобы траектория движения решета могла изменяться от прямолинейной до круговой. Экстремальный регулятор 12 при работе сепаратора установит такой фазовый сдвиг, т. е. такую траекторию движения решета 4, которая обеспечит получение максимально возможного в данных условиях расхода материала нижнего класса.

Характерной особенностью сепаратора является введение «пульсаций» траектории движения решета.

Для осуществления «пульсаций» траектории используется модулятор 13 (фиг. 1), включенный между выходом экстремального регулятора 12 и первым входом фазосмещающего блока 14, и одновибратор 20, со стороны входа подключенный к выходу первого формирователя 16 управляющих импульсов, а со стороны выхода — к второму входу модулятора 13.

Вид модуляции (по уровню, по частоте) выходного напряжения экстремального регулятора 2 определяется характеристикой исходного материала, поступающего на решето.

Экспериментальная проверка показывает, что при классификации твердых сыпучих материалов наиболее эффективна модуляция выходного напряжения экстремального регулятора по уровню, а при классификации взвешенных в жидкости твердых материалов — по частоте.

Построение модулятора 13 как при уровневой, так и при частотной модуляции

1538934 выходного напряжения экстремального регулятора 12 осуществляется известными техническими средствами.

Для осуществления уровневой модуляции (фиг. 4) модулятор 13 выполняется в виде сумматора двух сигналов — выходного напряжения U2 экстремального регулятора 12, поступающего на первый вход модулятора

13, и напряжения U4 (фиг. 4), поступаюшего с выхода одновибратора 20 на второй вход модулятора 13. Напряжение U2 (фиг. 4) представляет собой поисковые колебания экст11емального регулятора, а напряжение (/ в последовательность импульсов фиксированной длительности и фиксированного уровня, пОявление которых синхронизировано с появлением импульсов Uq (фиг. 4) на выходе ш)рвого формирователя 16 управляющих импульсов. Синхронизация необходима в связй с тем, что напряжение, поступающее на эЛектромагниты, является дискретным (последовательность однополярных импульсов) и, следовател ьно, сигнал, заставляющий

«пульсировать» траекторию движения решета, должен поступать на интервалах времени, когда электромагнитами можно управлятьь, т. е. когда имеются импульсы (I з. 25

При этом из-за инерционности сепаратора период Ti (фиг. 4) поисковых колебаний экстремального регулятора существенно больше периода Т (фиг. 4) следования импульсов Uq, поступающих на электромагннты, т. е. в течение одного периода по- З0 исковых колебаний будут происходить часть|е изменения по уровню напряжения

/ (/1 (фиг. 4) на входе фазосмеШаюШего блока 14. Соответственно происходят изменения фазового сдвига р, т. е. возникают «пульсации» траектории движения решета 4 от- 35 насител ьно «базовой» траектории, способствуюшие повышению эффективности сепарации.

Для осуществления частотной модуляции (фиг. 5) модулятор 13 выполняется в виде управляемого по двум входам генератора пилообразного напряжения. При этом напряжение Uz (фиг. 5) с выхода экстремального регулятора 12 поступает на первый вход модулятора 13 и приводит к тому, что на выходе модулятора возника- 45 ет пилообразное напряжение Ui (фиг. 5) постоянного уровня, но с частотой, пропорциональной уровню напряжения U а напряжение U4 с выхода одновибратора 20 поступает на второй вход модулятора 13 и приводит к тому, что на выходе модулято- 50 ра 13 напряжение появляется только на интервалах времени, в течение которых имеются импульсы U4 (фиг. 5, кривая U 1 ),.

Таким образом, при частотной модуляции напряжение на входе фазосмешаюшего блока 14 (фиг. 5, кривая Ui) будет иметь вид последовательности импульсов, вершина которых имеет различный наклон. Поскольку напряжение между импульсами равно нулю, траектория движения решета будет прямолинейной с «пульсациями», частота которых равна частоте следования импульсов U3 на выходе первого формирователя 16 управляюших импульсов. Особенно эффективным такой режим движения является при классификации взвешенных в жидкости твердых частиц.

Формула изобретения

Вибрационный сепаратор, содержащий станину, источник переменного напряжения, вибропривод с электромагнитами и якорем и установленное на упругих элементах решето, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации путем изменения траектории движения решета, устройство снабжено преобразователем расход — напряжение, датчиком расхода материала нижнего класса, экстремальным регу- . лятором, одновибратором, фазосмешаюшим блоком, двумя формирователями управляюших импульсов, двумя усилителями мошности и модулятором, причем электромагниты вибропривода закреплены на станине перпендикулярно друг другу, а их якоря соединены с решетом, в нижней части которого установлен датчик расхода материала нижнего класса, выход которого через последовательно соединенные преобразователь расход — напряжение и экстремальный регулятор подключен к первому входу модулятора, к второму входу которого подключен одновибратор, а выход модулятора подключен к первому входу фазосмешаюшего блока, источник переменного напряжения подключен к второму входу фазосмешаюшего блока и к входу первого формирователя управляющих импульсов, выход которого подключен к входу одновибратора и через первый усилитель мощности к первому электромагниту, а выход фазосмешаюшего блока через последовательно соединенные второй формирователь управляюших импульсов и второй усилитель мошности подключен к второму электромагниту.!

538934

1538934

Л.

\

"2оеп Zonm (!/(1

Составитель Л. Виноградов

Редактор E. Конча Техред И. Верес Корректор Н. Король

Заказ 178 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101