Вибрационный сепаратор

 

Сущность: устройство содержит станину , на которой закреплены четыре электромагнита 1-4, четыре якоря 5-8, корпус 9, решето 10, датчик расхода материала нижнего класса 11, преобразователь расходнапряжение 12, экстремальный регулятор 13, генераторы импульсов 14,15, кольцевой распределитель импульсов 16, ключевые элементы 17-20, усилители мощности 21,22,23,24. Зил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 07 В 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРи Гкнт сссР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856414/03 (22) 01,08,90 (46) 23.11.92. Бюл. М 43 (71) Воронежский инженерно-строительный институт (72) M À.Áåðìàí, В,Д.Волков, Л.Г.Гольден.— берг и В.Г.Пыльнев (56) Ильевич А.П. Машины и оборудование для заводов по производству керамики и огнеупоров. — M.: Машиностроение, 1968, с.

117-118.

Авторское свидетельство СССР

N 1538934, кл. B 07 В 13/00, 1990, „„. Ы„„1776460 Al (54) ВИБРАЦИОННЦЙ СЕПАРАТОР (57) Сущность: устройство содержит станину, на которой закреплены четыре электромагнита 1-4, четыре якоря 5-8, корпус 9, решето 10, датчик расхода материала нижнего класса 11, преобразователь "расходнапряжение" 12, экстремальный регулятор

13, генераторы импульсов 14,15, кольцевой распределитель импульсов 16, ключевые элементы 17-20, усилители мощности

21,22,23,24. 3 ил. — — -П- 2! - <

QL„

2О-Л-о

1776460

Изобретение относится к вибрационной классификации взвешенных в жидкости твердых материалов по крупности и может быть использовано в промышленности строительных материалов, в химической, пищевой и других отраслях промышленности, Известен вибрационный сепаратор, содержащий станину, установленное на упругих элементах решето и вибропривод (1).

В известном сепараторе вибропривод сообщает решету круговые колебания в горизонтальной плоскости. За счет вибрации мелкие твердые частицы вместе с жидкостью, в которой они взвешены, проходят через решето, а крупные твердые частицы остаются на решете, откуда периодически или непрерывно удаляются.

Недостатком известного сепаратора является низкая эффективность сепарации, Недостаток обусловлен невозможностью изменения траектории решета, которая при любых характеристиках исходного материала является круговой.

Ьолее близким по технической сущности является вибрационный сепаратор, содержащий станину, установленное на упругих элементах решето, вибропривод, включающий два электромагнита с двумя якорями, два усилителя мощности, датчик расхода материала нижнего класса, преобразователь "расход-напряжение". первый генератор импульсов и экстремальный регулятор. причем электромагниты закреплены на станине и расположены вокруг решета, якоря соединены с решетом, выход датчика расхода через преобразователь "расход-напряжение" соединен со входом экстремального регулятора, а выходы усилителей мощности — с соответствующими электромагнитами (2).

В известном сепараторе благодаря управляемому электромагнитному виброприводу устанавливается такая траектория решета (круговая, эллиптическая, прямолинейная), при которой эффективность сепарации максимальна, При этом используется зависимость "расход материала нижнего класса — форма траектории решета", имеющая экстремальный характер.

Известный сепаратор обеспечивает существенное повышение эффективности сепарации твердых частиц, взвешенных в жидкостях незначительной и средней вязкости, Недостатком известного сепаратора является то, что он we обеспечивает существенного повышения эффективности сепарации при классификации по крупности твердых частиц, взвешенных в жидкостях с повышенной вязкостью. Недостаток обусловлен тем, что в вязкой среде скорость перемещения твердых частиц по направлению к решету снижается, и тем, что из-за меньшей текучести прохождение жидкости с повышенной вязкостью через отверстия в решете затруднено.

Целью изобретения является повыше. ние эффективности сепарации твердых материалов, взвешенных в жидкости с повышенной вязкостью.

Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном сепараторе, содержащем станину, установленное на упругих злемен10 тах решето, вибропривод, включающий два электромагнита с двумя якорями, два усилителя мощности, датчик расхода материала нижнего класса, преобразователь "расходнапряжение", первый генератор импульсов и экстремальный регулятор, причем электромагниты закреплены на станине и расположены вокруг решета, якоря соединены с решетом, выход датчика расхода через преобразователь "расход-напряжение" соединен со входом экстремального регулятора, а выходы усилителей мощности — с соответствующими электромагнитами, дополнительно установлены третий и четвертый

25 усилители мощности и электромагниты с якорями, четыре ключевых элемента, второй

30 генератор импульсов и кольцевой распределитель импульсов с четырьмя выходами, причем электромагниты равноудалены друг от друга и установлены с наклоном к решету, выход экстремального регулятора через второй генератор импульсов подсоединен к кольцевому распределителю импульсов, выходы которого подсоединены соответственно к первым входам ключевых элементов, соединенных со входами соответствующих усилителей мощности, причем выходы третьего и четвертого усилителей мощности подсоединены к соответствующим электромагнитам. кроме того, первый генератор импульсов соединен со вторым входом всех ключевых элементов.

На чертеже изображена функциональная схема сепаратора.

Вибрационный сепаратор содержит

45 станину 1; на которой закреплены четыре

50 электромагнита — от первого электромагнита 2 до четвертого электромагнита 3. С зазором относительно электромагнитов установлены якоря 4, которые жестко связастоянии друг от друга. Решето 6 через его корпус 5 и упругие элементы 7 связано со станиной. Корпус 5 снабжен лотками 8 для выхода материала верхнего класса. В труны с корпусом 5 горизонтально расположен55 ного решета 6 и вместе с электромагнитами расположены вокруг решета на равном рас1776460 бопроводе 9 для выхода материала нижнего класса установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса, через преобразователь

11 "расход-напряжение", экстремальный регулятор 12 и второй генератор 13 импульсов связанный со входом кольцевого распределителя 14 импульсов (фиг.2), Кольцевой распределитель 14 импульсов имеет четыре выхода, которые соединены соответственно с первыми входами четырех ключевых элементов 15, вторые входы которых объединены и подключены к первому генератору 16 импульсов. Выходы ключевых элементов 15 через усилители 17 мощности соединены с соответствующими электромагнитами, Электромагниты с якорями установлены с наклоном к решету. Угол наклона обозначен через а.

Вибрационный сепаратор работает следующим образом.

При подключении сепаратора к источнику питания (не показан) на выходе второго генератора 13 импульсов формируется первая последовательность прямоугольных импульсов напряжения, которые поступают на вход кольцевого распределителя 14 импульсов, имеющего четыре выхода. Без изменения частоты следования и длительности импульсы проходят через кольцевой распределитель 14 импульсов, причем на каждом последующем выходе кольцевого распределителя импульс появляется в тот момент времени, когда исчезает импульс на предыдущем выходе. С выходов кольцевого распределителя 14 импульсов импульсы поступают на первые(управляющие) входы ключевых элементов 15 и открывают их, Поскольку выходы кольцевого распределителя импульсов соединены соответственно с первыми входами ключевых элементов 15, происходит их поочередное открывание, Через открывшийся ключевой элемент, например, первый, проходит вторая последовательность прямоугольных импульсов, поступающая на объединенные вторые(сигнальные) входы ключевых элементов 15 с первого генератора 16 импульсов. С выходов ключевых элементов 15 импульсы второй последовательности через усилители мощности 17 поступают на соответствующие электромагниты, Поскольку электромагниты закреплены на станине 1, якоря 4 — на корпусе решета, а упругие элементы 7 установлены глежду станиной и корпусом решета, под действием второй последовательности импульсов возникают колебания системы "якорь 4 — корпус 5 — решето 6".

После закрытия первого ключевого элемента открывается второй, и колебания системе

15

В колеблющийся сепаратор подают

35 жидкость с повышенной вязкостью (напри20

"якорь 4 — корпус 5 — решето 6" сообщает второй электромагнит, В дальнейшем колебания системе сообщают последующие электромагниты. Подключение всех электромагнитов осуществляется периодически, причем каждый электромагнит включается повторно через время, равное 4Т. где Т— длительность времени, в течение которого работает каждый электромагнит (фиг.3).

Частоту следования импульсов, поступающих на электромагниты с первого гене. ратора 16 импульсов, устанавливают такой, чтобы колебания системы "якорь 4 — корпус

5 — решето 6" происходили в околорезонансной области, Такой ре>ким позволяет эффективнее использовать установленную мощность электромагнитов и увеличивает амплитуду колебаний, Период следования импульсов, поступающих на ключевые элементы 15 со второго генератора 13 импульсов, существенно больше периода следования импульсов, поступающих с первого генератора 16 импульсов. Это обусловлено тем, что сепаратор обладает инерционностью и для установления колебаний, возникающих эа счет импульсов, поступающих на электромагниты с первого генератора 16 импульсов, требуется определенное время, а также тем, что для осуществления перетока вязкой жидкости из одной зоны сепаратора в другую требуется определенное время. мер, шликер в керамическом производстве, жидкие полимеры в химическом производстве и т,д.), в которой взвешены подлежащие разделению по крупности твердые частицы, Экспериментальная проверка показывает, что сепаратор обеспечивает разделение твердых частиц по крупности с высокой эффективностью разделения. Повышенная эффективность разделения обусловлена совокупностью характерных особенностей сепаратора, Первая особенность сепаратора состоит в том, что в нем реализован кольцевой принцип переключен и электромагнитов, при котором обеспечивается их поочередная работа. Благодаря этому прсисходитдискретно-непрерывное изменение пространственного поло>кения решета, Дискретное изменение осуществляется при переходе от колебаний, сообщаемых решету 6 одним электромагнитом, к колебаниям, - сообщаемым решету 6 другим электромагнитом. Непрерывное изменение происходит при работе каждого электромагнита в

1776460 отдельности, 8 совокупности возникает сложное пространственное движение решета, при котором повышается вероятность попадания частиц нижнего класса в отверстия решета.

Второй особенностью сепаратора является установка электромагнитов и якорей с наклоном к решету. Благодаря этому, кроме колебаний решета в горизонтальной плоскости, возникают вертикальные колебания решета. Вертикальная составляющая колебаний решета оказывает существенное влияние на увеличение расхода вязкой жидкости через решето, а с увеличением расхода увеличивается количество твердых частиц, прошедших через решето.

Экспериментальная проверка показывает, что оптимальные значения угла наклона электромагнитов и якорей к решету соответствуют диапазону а = 50-55 .

Третьей особенностью сепаратора является автоматическое корректирование длительности Т работы каждого электромагнита при изменении вязкости жидкости, в которой взвешены сепарируемые твердые частицы. Экспериментальная проверка работы сепаратора показывает, что длительность Т работы каждого электромагнита влияет на расход материала. проходящего через решето (расход материала нижнего класса), причем зависимость "расход материала нижнего класса — длительность Т работы каждого электромагнита" характеризуется наличием экстремума. Положение экстремума при изменении вязкости исходного продукта изменяется, однако экстремальный характер зависимости сохраняется. Наличие экстремальной зависимости объясняется тем, что при малых значениях длительности работы каждого электромагнита вязкая жидкость, обладающая малой текучестью, не успевает переместиться из одной зоны решета в другую, а при больших значениях длительности работы каждого электромагнита сокращается количество циклов переключений электромагнитов в единицу времени, т.е, в обоих случаях ухудшаются условия, обеспечивающие повышенный расход материала нижнего класса через решето.

Для использования экстремальной зависимости "расход материала нижнего класса — длительность Т работы каждого электромагнита" в трубопроводе 9 для выхода материала нижнего класса установлен датчик 10 расхода материала нижнего класса. Сигнал с датчика расхода поступает на экстремальный регулятор 12, выходной аналоговый сигнал которого изменяет длительность импульсов на выходе второго генератора 13 импульсов. Соответственно изменяется длительность Т работы каждого электромагнита, которая принимает значение, обеспечивающее достижение экстремальной величины расхода материала нижнего класса, т.е. достижение максимально возможной в данных условиях эффективности сепарации, Четвертой особенностью сепаратора является использование в нем четырех рав10 ноудаленных друг от друга электромагнитов с соответствующими якорями. Экспериментальная проверка работы сепаратора показывает, что использование четырех электромагнитов обеспечивает получение максимального значения расхода материала нижнего класса. Это объясняется тем, что при меньшем количестве электромагнитов на решете возникают мертвые зоны, а при большем количестве электромагнитов приходится сокращать длительность работы каждого электромагнита, поскольку при повышенном количестве электромагнитов и сохранении принятой длительности работы каждого электромагнита сокращается коли25 чество циклов переключений электромагнитов в единицу времени, что снижает расход материала нижнего класса через решето.

Сокращение же длительности работы каждо30

ro электромагнита ухудшает условия сепарации, так как вязкая жидкость, обладающая малой текучестью, не успевает переместиться из одной зоны решета в другую.

Таким образом, для повышения эффективности сепарации твердых частиц, взве35 шенных в жидкости с повышенной вязкостью, необходимо соблюдение нескольких условий, конструктивно отраженных в специфических особенностях

40 сепаратора

Экспериментальная проверка показывает, что совокупность особенностей сепаратора повышает эффективность сепарации твердых материалов, взвешенных в жидко45 сти с повышенной вязкостью, в среднем на

24%.

Формула изобретения

Вибрационный сепаратор, содержащий станину, установленное на упругих элементах решето, вибропривод, включающий два электромагнита с двумя якорями, два усилителя мощности, датчик расхода материала напряжение, первый генератор импульсов и экстремальный регулятор, причем электромагниты закреплены на станине и расположены вокруг решета,. якори соединены с решетом, выход датчика расхода через пре55 нижнего класса, преобразователь расход1776460

1-й &он рор,ииоо и Ьиооны пумой и Бои риироЯтЬлЫннт них

dual Z

Составитель M,Áåðìàí

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Л.Филь

Редактор Т.Иванова

Заказ 40S9 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат."Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 образователь расход-напряжение соединен с входом экстремального регулятора, а выходы усилителей мощности — с соответствующими электромагнитами, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что. с целью повышения эффективности сепарации твердых материалов, взвешенных B жидкости с повышенной вязкостью, в нем дополнительно установлеlbl третий и четвертый усилители мощности .и электромагниты с якорями, четыре ключевых элемента, второй генератор импульсов и кольцевой распределитель импульсов с четырьмя выходами, причем электромагниты равнаудалены друг от друга и установлены с наклоном к решету, выход экстремального регулятора через второй генератор импульсов подсоединен к кольцевому рас5 пределителю импульсов, выходы которого подсоединены соответственно к первым входам ключевых элементов, соединенных с входами соответствующих усилителей мощности, причем выходы третьего и четвертого

10 усилителей мощности подсоединены к соответствующим электромагнитам, кроме того первый генератор импульсов соединен с вторыми входами всех ключевых элементов.