SU1680368A1

SU1680368A1 - Device for sorting loose materials

Info

Publication number: SU1680368A1
Application number: SU894717384A
Authority: SU
Inventors: Pavel N Tsylev; Aleksandr D Korotaev; Evgenij M Ogarkov; Valerij A Rusov; Leonid G Sidelnikov; Vasilij B Moshev; Aleksandr Yu Nikolaev
Original assignee: Perm Ts Nt Tvorchestva Molodez
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1991-09-30

Description

Изобретение относится к сортировке сыпучих материалов в сельскохозяйственной, строительной, горной и др. отраслях народного хозяйства. Цель - снижение потребляемой мощности и повышение качества сортировки путем обеспечения возможности регулирования параметров колебаний короба и резонансного режима работы. Короб 22 с ситами 23 закреплен на стержне (С) 7, шарнирно подвешенном по-The invention relates to the sorting of bulk materials in the agricultural, construction, mining and other sectors of the economy. The goal is to reduce power consumption and improve the quality of sorting by providing the ability to regulate the oscillation parameters of the duct and the resonant mode of operation. The box 22 with the screens 23 is fixed on the rod (C) 7, hingedly suspended

1680368 А11680368 A1

33

16803681680368

4four

средством вала 5 и подшипника 6. На С 7 закреплена регулирующая масса 8, перемещая которую по С 7, задают собственную частоту колебаний С 7 с коробом 22. Вибровозбудитель, выполненный в виде асинхронного электродвигателя (ЭД) 1, взаимодействует с коробом 22 через С 7 путем создания знакопеременного крутящего момента на валу 5. Время и направление действия крутящего момента задается системой управления, выполненной из последовательно соединенных датчиков 11 и 12 амплитуды колебаний, блока (Б) 16 датчиков амплитуды, Б 17 формирования импульсов заданной длительности, Б 18 направления и длительности действия магнитного и реверсивногопускового блока 19. выход которого подключен к Д 1, а второй вход - к трехфазному источнику 20 питания. Датчики 11 и 12 расположены по дуге качания их подвижной части - пластины 10 на расстоянии, задающем амплитуду колебаний С 7. При качаниях С 7 с амплитудой, при которой пластина 10 не входит в зону срабатывания датчиков 11 и 12,сигналы на реверсирование ЭД 1 подаются с Б 17 с частотой, подстроенной под частоту собственных колебаний С 7. При достижении пластиной 10 зоны датчиков 11 и 12 сигналы на реверсирование ЭД 1 подаются с них через Б 16, который одновременно блокирует работу Б 17, 2 з. п. ф-лы, 7 ил,means of shaft 5 and bearing 6. On C 7, an adjusting mass 8 is fixed, moving which along C 7, sets its own oscillation frequency C 7 with a duct 22. A vibration exciter made in the form of an asynchronous electric motor (ED) 1 interacts with the duct 22 through C 7 by creating alternating torque on the shaft 5. The time and direction of the torque action is set by the control system made of series-connected sensors 11 and 12 of the oscillation amplitude, block (B) of 16 amplitude sensors, B 17 of the formation of impulses duration, B 18 direction and duration of the magnetic and reversing start block 19. The output of which is connected to D 1 and the second input to the three-phase power supply 20. Sensors 11 and 12 are located along the swing arc of their movable part - plate 10 at a distance, which specifies the amplitude of oscillations C 7. When swings C 7 with an amplitude at which plate 10 does not enter the pickup zone of sensors 11 and 12, signals for reversing ED 1 are sent with B 17 with a frequency adjusted to the frequency of natural oscillations C 7. When the plate 10 reaches the zone of sensors 11 and 12, signals for reversing the ED 1 are fed through them through B 16, which simultaneously blocks the operation of B 17, 2 h. the item of f-ly, 7 silt,

Изобретение относится к устройствам для сортировки сыпучих материалов и может найти применение в сельскохозяйственной, строительной, горной, пищевой и др, отраслях народного хозяйства.The invention relates to devices for sorting bulk materials and can be used in the agricultural, construction, mining, food, etc., branches of the national economy.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и повышение качества сортировки путем обеспечения возможности регулирования параметров колебаний короба и резонансного режима работы.The aim of the invention is to reduce power consumption and improve the quality of sorting by providing the ability to regulate the parameters of oscillations of the box and the resonant mode of operation.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг.FIG. 1 shows the device, a general view; in fig. 2 - the same, side view; in fig.

3 - устройство, вариант исполнения; на фиг.3 - device, variant; in fig.

4 - то же, вид сбоку; на фиг. 5 - устройство, вариант исполнения; на фиг. 6 - то же, вид сбоку; на фиг. 7 - короб с ситами.4 - the same, side view; in fig. 5 - device option; in fig. 6 - the same, side view; in fig. 7 - box with sitami.

Устройство (фиг. 1 и 2) состоит из вибровозбудителя в виде электродвигателя 1, вал 2 ротора которого посредством полумуфт 3 и 4 соединен с валом 5, вращающимся в опорном подшипнике 6. С валом 5 жестко соединен стержень 7, на нижнем конце которого закреплена регулирующая масса 8, имеющая возможность перемещения вдоль стержня 7 за счет выполнения в нем профильной канавки 9. На противоположном массе 8 конце стержня 7 закреплена пластина 10, изготовленная из немагнитного материала, например алюминия. Пластина 10 является подвижной частью датчиков 11 и 12 амплитуды колебаний, установленных на неподвижно закрепленной траверсе 13, Для регулирования заданной амплитуды колебаний посредством изменения расстояния между датчиками 11 и 12 на траверсе 13 выполнен паз 14. Выходы датчиков 11 и 12 , амплитуды колебаний подключены на входThe device (Fig. 1 and 2) consists of a vibration exciter in the form of an electric motor 1, the rotor shaft 2 of which is connected by a coupling half 3 and 4 to a shaft 5 rotating in a support bearing 6. A shaft 7 is rigidly connected to the shaft 5, the regulator is fixed at its lower end mass 8, having the ability to move along the rod 7 due to the implementation in it of the profile groove 9. On the opposite mass 8 end of the rod 7 fixed plate 10, made of non-magnetic material, such as aluminum. The plate 10 is the movable part of the sensors 11 and 12 of the amplitude of oscillations installed on the fixedly fixed yoke 13. To regulate a given amplitude of oscillations by changing the distance between the sensors 11 and 12, the groove 14 is made on the yoke 13. The outputs of the sensors 11 and 12, the amplitudes of the oscillations are connected to the input

системы управления 15 работой устройства, содержащей последовательно соединенные блок 16 датчиков амплитуды, блок 17 формирования импульсов заданной длительности, блок 18 направления и длительности действия магнитного поля и реверсивный пусковой блок 19, выходом подключенный к обмотке электродвигателя 1. Блоки 18 и 19 имеют вторые входы, соединенные соответственно со вторым выходом блока 16 и источником питания 20. На стержне 7 закреплен стол 21 с коробом 22, в котором размещены сита 23 и выполнены карманы 24 готовой продукции с отверстиями 25 в донной части для отвода готовой продукции в контейнер 26. Подача исходной продукции в короб 22 осуществляется с бункера 27, соединенного с коробом 22 посредством гофрированного рукава 28. Для регулирования объема подачи исходной продукции в короб 22 на выходе бункера 27 установлен шибер 29.control system 15 operation of the device containing a series of amplitude sensor unit 16, a pulse shaping unit 17 of a given duration, a direction unit 18 and a magnetic field duration and a reversing starting unit 19, the output connected to the motor winding 1. The units 18 and 19 have second inputs, connected, respectively, with the second output of the block 16 and the power source 20. On the rod 7, a table 21 is fixed with a box 22 in which the sieves 23 are placed and the pockets 24 of finished products are made with holes 25 in the bottom parts for removal of finished products into the container 26. The supply of the original products to the box 22 is carried out from the bunker 27 connected to the box 22 by means of a corrugated sleeve 28. To control the volume of supply of the initial products to the box 22, the gate 29 is fitted with a gate 29.

В варианте исполнения устройства для сортировки сыпучих материалов ротор электродвигателя 1 выполняется в виде биметаллической пластины 30, имеющей форму дуги, прикрепленной к нижнему (фиг. 3 и 4) или верхнему (фиг. 5 и 6) концам стержня 7, а статор электродвигателя 1 при этом выполняется в виде ферромагнитного шихтованного сердечника 31, отделенного от биметаллической пластины 30 равномерным воздушным зазором 32, выполненным с пазами на поверхности, обращенной к пластине 30 (на фиг. 3-6 не показаны), в которых размещены катушки 33 обмотки трехфазного переменного тока. Биметаллическая пластина 30 состоит из двух слоев.In the embodiment of the device for sorting bulk materials, the rotor of the electric motor 1 is made in the form of a bimetallic plate 30 having the shape of an arc attached to the lower (Fig. 3 and 4) or upper (Fig. 5 and 6) ends of the rod 7, and the stator of the electric motor 1 at This is done in the form of a ferromagnetic laminated core 31, separated from the bimetallic plate 30 by a uniform air gap 32, made with grooves on the surface facing the plate 30 (not shown in Fig. 3-6) in which the coils 33 of the three-phase winding are placed AC line current. Bimetallic plate 30 consists of two layers.

16803681680368

один из которых, обращенный к сердечнику 31, выполнен из материала с высокой электрической проводимостью, например меди или алюминия, а второй слой выполнен из ферромагнитного материала, например стали. Слой, выполненный из ферромагнитного материалаЧ^составлен из тонких пластин электротехнической стали, изолированных друг от друга, цапример слоем лака.one of which, facing the core 31, is made of a material with high electrical conductivity, such as copper or aluminum, and the second layer is made of a ferromagnetic material, such as steel. A layer made of ferromagnetic material is composed of thin plates of electrical steel, isolated from each other, such as a layer of varnish.

Устройство\»аботает следующим образом.The device works as follows.

При включении системы управления 15 автоматически запускается блок 17, а блок 18 магнитного поля выДает команду блоку 19, по поступлении которой блок 19 подключает обмотку статора электродвигателя 1 к трехфазному источнику питания 20. Возникающее в электродвигателе 1 вращающееся магнитное поле обуславливает создание на валу 2 ротора электромагнитного момента, под действием которого ротор и соединенный с ротором вал 5 и закрепленный на нем стержень 7 поворачивается, например, в направлении часовой стрелки (фиг. 2). В этом же направлении поворачивается стол 21 с коробом 25. Если за определенный промежуток времени пластина 10, закрепленная на стержне 7, не достигает рабочей зоны датчика 11 амплитуды колебаний, что может иметь место в первоначальный период работы устройства, то блок 17 выдает на вход блока 18 последовательность импульсов, по поступлении которых последний сначала вырабатывает команду блоку 19 на отключение обмотки статора электродвигателя 1 от источника питания 20, а затем на подключение обмотки статора электродвигателя 1 к источнику питания 20 с обратной по отношению к предыдущему подключению последовательностью фаз.When the control system 15 is turned on, block 17 automatically starts, and the magnetic field block 18 issues a command to block 19, on arrival of which block 19 connects the stator winding of the electric motor 1 to a three-phase power source 20. The rotating magnetic field in the electric motor 1 causes the electromagnetic rotor to form on the shaft 2 of the rotor the moment under the action of which the rotor and the shaft 5 connected to the rotor and the rod 7 fixed on it rotate, for example, in the clockwise direction (Fig. 2). In the same direction, the table 21 with the box 25 rotates. If within a certain period of time the plate 10 fixed on the rod 7 does not reach the working area of the sensor 11 of the oscillation amplitude, which can occur in the initial period of operation of the device, then the block 17 outputs to the block 18 a sequence of pulses, on receipt of which the latter first generates a command to block 19 to disconnect the stator winding of the electric motor 1 from the power source 20, and then to connect the stator winding of the electric motor 1 to the power source 20 reverse with respect to the previous phase connection sequence.

Направление действия электромагнитного момента электродвигателя 1 при этом изменяется на противоположное, что обуславливает его реверсирование и движение стержня 7 в направлении против часовой стрелки. Движение в данном направлении осуществляется не только под действием электромагнитного момента электродвигателя 1, но и за счет потенциальной энергии, запасенной в предыдущемотклонении массы 8 от положения равновесия.The direction of the electromagnetic moment of the electric motor 1 is changed to the opposite, which causes its reversal and the movement of the rod 7 in the counterclockwise direction. The movement in this direction is carried out not only under the action of the electromagnetic moment of the electric motor 1, but also due to the potential energy stored in the previous deviation of the mass 8 from the equilibrium position.

Одновременно со сменой направления вращения магнитного поля статора электродвигателя 1 блок 17 вновь запускается и если за определенный промежуток времени, устанавливаемый блоком 17, немагнитная пластина 10 не достигает зоны действия датчика 12, то блок 17 выдает последовательность импульсов, по поступлении которых на вход блока 18 блок 19 сначалаSimultaneously with changing the direction of rotation of the magnetic field of the stator of the electric motor 1, the block 17 starts up again and if during a certain period of time set by the block 17 the non-magnetic plate 10 does not reach the range of the sensor 12, then the block 17 outputs a sequence of pulses, upon arrival of which to the block 18 19 first

отключает обмотку статора электродвигателя 1 от источника питания 20, а затем подключает ее с обратной по отношению к предыдущему подключению последовательностью фаз. Электродвигатель 1 реверсируется и стержень 7 под действием электромагнитного момента электродвигателя 1 и за счет запасенной потенциальной энергии начинает движение в направлении часовой стрелки.disconnects the stator winding of the motor 1 from the power source 20, and then connects it with the reverse of the phase sequence relative to the previous connection. The motor 1 is reversed and the rod 7 under the action of the electromagnetic torque of the motor 1 and due to the stored potential energy begins to move in the clockwise direction.

Таким образом, на валу 2 ротора электродвигателя 1 действует знакопеременный электромагнитный момент, под действием которого подвижная часть устройства изменяет направление своего движения с частотой, равной собственной частоте колебаний стержня 7 с закрепленными на нем коробом 22 и массой 8. Точная подстройка на резонансную частоту осуществляется посредством времязадающих параметров блока 17.Thus, on the shaft 2 of the rotor of the electric motor 1, an alternating electromagnetic moment acts, under the action of which the mobile part of the device changes its direction of movement with a frequency equal to the natural frequency of oscillation of the rod 7 with the box 22 and mass 8 fixed on it. Exact adjustment to the resonant frequency is carried out by block timing parameters 17.

В некоторый момент времени амплитуда колебаний устройства достигает величины, при которой пластина 10 достигает зоны срабатывания датчика 11 раньше времени, установленного блоком 17. При этом вступает в действие датчик 11 амплитуды колебаний, на его выходе появляется импульс, который после преобразования в блоке 16 выдает команду блоку 18 поля на отключение посредством блока 19 обмотки статора электродвигателя 1. Одновременно блокируется подача импульсов с блока 17. Электромагнитный момент электродвигателя 1 при этом становится равным нулю, но колеблющиеся массы, двигаясь по инерции, проходят еще некоторый путь, после чего останавливаются, а затем начинают движение в обратном направлении, т. е. в направлении против часовой стрелки под действием запасенной потенциальной энергии. При Движении в данном направлении пластина 10 вновь оказывается в зоне срабатывания датчика 11. На его выходе появляется импульс, который после преобразования в блоке 16 передается блоку 18 на подключение обмотки статора электродвигателя 1 посредством блока 19 с обратной по отношению к предыдущему подключению последовательностью фаз. Под действием электромагнитного момента электродвигателя 1 и запасенной энергии колеблющиеся массы устройства осуществляют движение в направлении против часовой стрелки и спустя некоторый промежуток времени пластина 10 оказывается в зоне действия датчика 12. Возникающий на его выходе импульс в блоке 16 преобразуется в команду, которая при поступлении на вход блока 18 обуславливает отключение посредством блока 19 электродвигателя 1 отисточ1680368At some point in time, the oscillation amplitude of the device reaches the value at which plate 10 reaches the pickup zone of sensor 11 ahead of the time set by block 17. At the same time, sensor 11 of oscillation amplitude comes into effect, a pulse appears at its output, which, after conversion, issues a command in block 16 block 18 field off by block 19 of the stator winding of the motor 1. Simultaneously, the supply of pulses from the block 17. The electromagnetic moment of the electric motor 1 becomes zero, but the oscillating masses, moving by inertia, travel some more way, after which they stop, and then start moving in the opposite direction, i.e. in the counterclockwise direction under the action of stored potential energy. When moving in this direction, the plate 10 is again in the zone of sensor 11 triggering. A pulse appears at its output, which, after conversion in block 16, is transmitted to block 18 to connect the stator winding of electric motor 1 through block 19 with a reverse phase sequence. Under the action of the electromagnetic moment of the electric motor 1 and the stored energy, the oscillating masses of the device move in the counterclockwise direction and after a certain period of time the plate 10 is in the range of the sensor 12. The pulse generated at its output in the block 16 is converted into a command, which when entering the input block 18 causes the shutdown by block 19 of the electric motor 1 otistoch1680368

ника питания 20. Электромагнитный момент электродвигателя 1 при этом становится равным нулю, но колеблющиеся массы устройства, двигаясь по инерции, пройдут еще некоторый путь, после чего останавливаются, азатем под действием запасенной энергии начинают движение в противоположном направлении, т. е. по часовой стрелке. При движении в этом направлении пластина 10 вновь оказывается в зоне срабатывания датчика 12, Импульс, возникающий на его выходе, в блоке 16 преобразуется в команду, которая при поступлении на вход блока 18 обуславливает подключение посредством блока 19 обмотки статора электродвигателя 1 к источнику питания с противоположной по отношению к предыдущему подключению последовательностью фаз. Электродвигатель 1 реверсируется и спустя определенный промежуток времени пластина 10 оказывается в зоне срабатывания датчика 11. Цикл окончен. Дальнейшая работа устройства осуществляется аналогично описанной.power supply 20. The electromagnetic moment of the electric motor 1 thus becomes equal to zero, but the oscillating masses of the device, moving by inertia, will pass some more way, then stop, then, under the action of stored energy, start moving in the opposite direction, i.e., clockwise . When moving in this direction, the plate 10 is again in the zone of pickup of the sensor 12. The impulse that occurs at its output in block 16 is converted into a command, which when the block 18 arrives at the input causes the stator winding unit 19 to connect the electric motor 1 to a power source with the opposite in relation to the previous connection phase sequence. The motor 1 is reversed and after a certain period of time, the plate 10 is in the zone of operation of the sensor 11. The cycle is over. Further operation of the device is carried out as described.

Таким образом, в предлагаемом устройстве стержень 7 с коробом 22 совершают колебательное движение с резонансной частотой и амплитудой колебаний, величина которой задается расстоянием между датчиками 11 и 12. Сита 23 (фиг. 7) в направлении, перпендикулярном плоскости колебаний, имеют наклон, обуславливающий перемещение отсепарированной продукции к карманам 24. При этом исходная продукция за счет многократного перемещения сит 23 интенсивно перемешивается, что обуславливает высокую производительность и качество сепарирования.Thus, in the proposed device, the rod 7 with the duct 22 makes an oscillatory motion with a resonant frequency and amplitude of oscillation, the value of which is determined by the distance between the sensors 11 and 12. The sieve 23 (Fig. 7) in the direction perpendicular to the plane of oscillation, have an inclination that causes movement separated products to the pockets 24. At the same time, the initial products due to the repeated movement of the 23 screens are intensively mixed, which causes high performance and quality of separation.

Резонансный режим работы устройства обеспечивает высокую экономичность его работы, при котором потребляемая от источника питания электрическая энергия необходима лишь для покрытия потерь, идущих на процесс сепарирования. Изменение амплитуды колебаний сит 23, осуществляемое посредством перемещения датчиков 11 и 12 в пазу 14 траверсы 13, а также регулирование резонансной частоты колебаний, за счет перемещения массы 8 по стержню 7 обеспечивают оптимальный процесс сепарирования широкого круга материалов, что приводит к повышению производительности устройства и повышению качества продукции.The resonant mode of operation of the device ensures high efficiency of its operation, in which the electrical energy consumed from the power source is only needed to cover the losses resulting from the separation process. The change in the amplitude of oscillations of screens 23, carried out by moving the sensors 11 and 12 in the groove 14 of the crosspiece 13, as well as the regulation of the resonant frequency of oscillations, due to the movement of mass 8 along the rod 7 provide the optimal process of separation of a wide range of materials, which leads to improved performance product quality.

Выполнение электродвигателя. 1 в виде совокупности дугового статора и дугового ротора, прикрепленного к нижнему концу стержня 7 (фиг. 3 и 4), позволяет за счет значительного увеличения плеча действия электромагнитного усилия существенноThe performance of the electric motor. 1 as a combination of an arc stator and an arc rotor attached to the lower end of the rod 7 (FIGS. 3 and 4), due to a significant increase in the arm of the electromagnetic force, significantly

уменьшить требуемую его величину, что обеспечивает уменьшение мощности приводного электродвигателя 1 и снижение его весогабаритных показателей. Одновременно при этом устраняются подшипники, что приводит к уменьшению потерь энергии и повышению надежности работы устройства. Кроме того, дуговой ротор, прикрепленный к нижнему концу стержня 7, частично заменяет собой массу 8, что ведет к уменьшению веса всего устройства.to reduce the required value, which provides a reduction in the power of the drive motor 1 and a reduction in its weight and size parameters. At the same time, bearings are eliminated, which leads to a decrease in energy loss and an increase in the reliability of the device. In addition, the arc rotor attached to the lower end of the rod 7 partially replaces the mass 8, which leads to a decrease in the weight of the entire device.

Размещение дугового ротора электродвигателя 1 на верхнем конце стержня 7 (фиг. 5 и 6) позволяет полезно использовать силы магнитного притяжения, возникающие между дуговым статором и дуговым ротором в процессе работы устройства. Силы магнитного тяжения направлены вверх по продольной оси стержня 7 и компенсируют силу тяжести как самого стержня 7, так и массы 8 и короба 22. При этом достигается разгрузка подшипников 6, что ведет к повышению их долговечности и увеличению надежности работы устройства.The placement of the arc rotor of the electric motor 1 at the upper end of the rod 7 (Fig. 5 and 6) allows you to use the magnetic attraction forces arising between the arc stator and the arc rotor during operation of the device. The forces of magnetic tension are directed upward along the longitudinal axis of the rod 7 and compensate for the gravity of both the rod 7 and the mass 8 and the box 22. This achieves the unloading of the bearings 6, which leads to an increase in their durability and an increase in the reliability of the device.

Claims

Claim

1. Device for sorting bulk materials, including a box with sieves, installed with the possibility of vibrations, vibration exciter, installed with the possibility of interaction with the box, which is different in that with the aim of reducing power consumption and improving the quality of sorting by ensuring the possibility of controlling the parameters of oscillations of the box and resonant mode of operation, the device is equipped with a regulating mass associated with the duct, and a control system for setting the time and direction of the driving force of vibratory driver made from series-connected sensors of oscillation amplitude, sensor unit, amplitude, pulse shaping unit of specified duration, directional unit and duration of the magnetic field and reversing starting unit, the output of which is connected to the exciter, and the second input - to the power source, while the unit the direction and duration of the magnetic field is made with the second input directly from the sensor unit.

2. Device pop. 1, characterized in that the exciter is made in the form of a fixed stationary arc-shaped stator and a rotor separated from it by an air gap made in the form of an arc-shaped bimetallic plate. fixed to the end of the rod,

9

1680368

ten

suspended by a hinge, while on the rod is fixed box and installed with the possibility of longitudinal movement of the regulating mass.

3. The device according to claim 1 and 2, about t l and c with the fact that the rotor is fixed on the upper end of the rod, and the stator is mounted above the rotor.

Fig.c

1680368

FIG. five

1680368