Спосіб резонансного збудження просіваючих сіток грохота і резонансний грохот для його здійснення

1. Спосіб резонансного збудження просіваючої сітки, що передбачає її статичне натягнення і C2 2 (19) 1 3 чення частоти). В процесі ж експлуатації грохоту відбуваються зміни параметрів його динамічної системи за рахунок ряду змінних факторів (зміна частоти живильного струму, зміна натягнення сітки унаслідок її розтягнення, зміна маси сітки за рахунок налипання матеріалу або її зносу, реакція на взаємодію з матеріалом, що просівається, і т.п.). В результаті, для підтримки резонансних коливань необхідне використання додаткових пристроїв. Наприклад, в грохоті [за патентом RU №2268785] використовується частотний перетворювач в поєднанні з датчиком коливань, які взаємодіють в режимі зворотного зв'язку. В грохоті «Ultimate Screener™» (ідеальний грохот) застосовується спеціальний адаптерний пристрій, який перетворює початкове моногармонійне збудження в багаточастотну дію [див. міжнародну заявку № WO 98/26863]. Іншим недоліком лінійного резонансу є висока чутливість до дисипативних втрат, яка знижує амплітуди коливань робочого органу. В той же час, відомий і достатньо добре вивчений інший вид резонансу динамічних систем, визначуваний як «параметричний резонанс» [див. Шмидт Г. «Параметрические колебания», переклад з німецької під ред. М.З.Литвина-Седого. М. Изд. Мир. 1978г.]. Хоча основний об'єм практичного використання (наприклад, параметричні генератори) цього виду коливань відноситься до електричних систем, параметричний резонанс може бути ефективно використаний і в механічних варіантах, зокрема для збудження просіваючих сіток грохотів. Цей вид коливань відрізняє широкий діапазон резонансних частот (інтервал несталості), який може сягати десятків відсотків від середнього значення, що гарантовано перекриває всі можливі зміни власної частоти, що виникають при виготовленні або експлуатації грохоту. Іншою перевагою параметричного резонансу є слабка чутливість до внутрішніх опорів системи (при достатній силі збудження) і більш високі, через нелінійність, значення прискорень при заданій амплітуді коливань. У зв'язку з цим, реальним обмеженням потужності коливань при параметричному резонансі стає міцність збуджуваної просіваючої сітки. Пропонований винахід направлений на використання переваг параметричного резонансу (в поєднанні з деякими іншими факторами) для генерації коливань робочого органу грохоту. Відомий спосіб резонансного збудження просіваючих сіток грохоту, що включає статичне натягнення сітки і вібраційну на неї дію з частотою близької до резонансної, причому ця дія направлена переважно з площини сітки, сама сітка кріпиться до рами грохоту жорстко, а підтримка заданої частоти коливань забезпечується частотним перетворювачем, що взаємодіє з датчиком коливань [див. патент RU №2268785, МПК В07В1/40, 1/42, 1/28] прототип. Одним з недоліків прототипу є складність підтримки частоти коливань близької до резонансної (величина якої міняється в певних межах за рахунок мінливості ряду експлуатаційних факторів), для чого у відомому способі використовується частотний перетворювач, що взаємодіє з датчиком коливань, що знижує надійність його експлуатації. 87369 4 Далі, відомий спосіб, як було відзначено вище, характеризується збудженням лінійного резонансу, при якому прискорення сітки мають обмежену величину (при даній амплітуді коливань), що може ускладнити розсівання липких матеріалів. В той же час, при інтенсивних коливаннях навіть в режимі лінійного резонансу, коли прискорення коливань з площини сітки значно перевищують прискорення вільного падіння, розсіюваний матеріал, практично, не може переміщатися по сітці. Це призводить до того, що просівається переважно частинки, розміри яких значно менше розміру чарунки сітки, тоді як вірогідність просівання частинок близьких за розміром до чарунок стає малою (необхідне «пряме попадання» в отвір сітки). В основу винаходу (способу) встановлена задача удосконалення відомого способу резонансного збудження просіваючих сіток, в якому за рахунок зміни режимів деяких операцій з'явилася можливість забезпечення роботи грохоту в режимі параметричного резонансу, що приводить до потужних нелінійних коливань сітки в широкому діапазоні збуджуючих, частот, що дозволить спростити конструкцію грохоту і підвищити ефективність розділення сипких матеріалів, у тому числі і вологих з підвищеною липкістю. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі резонансного збудження просіваючої сітки, що передбачає її статичне натягнення і вібраційну дію з частотою, близькою до резонансної, згідно винаходу здійснюють стабілізацію статичного натягнення просіваючої сітки відносно зустрічних зсувів її країв, а вібраційну дію виконують переважно в площині просіваючої сітки поперечно згаданим її краям. Крім того, вказану вібраційну дію можуть здійснювати за допомогою різночастотних джерел. Відоме також резонансне сито, яке включає станину, раму, встановлену за допомогою амортизаторів, закріплені на рамі ситові полотна (просіваюча сітка), пристрій зміни кута нахилу рами, подаючий жолоб, вібратор, встановлений на балці, прикріпленій до боковин рами, при цьому між вібратором і балкою встановлена пружина, жорсткість якої разом з жорсткістю амортизаторів у напрямку вектора коливань рами і маса рами зв'язані певним математичним співвідношенням, причому обмотки вібратора підключені до живильної мережі через перетворювач частоти, виконаний з можливістю зміни частоти електричного струму, а на рамі встановлений датчик коливань, сполучений з пристроєм управління перетворювачем частоти, вихід якого сполучений з каналом управління перетворювача частоти, а пристрій управління перетворювачем частоти виконаний з можливістю роботи в двох режимах: режимі ручної настройки коливань рами і режимі автоматичної підтримки заданих коливань рами [див. патент RU №2268785, МПК В07В1/40, 1/42, 1/28] - прототип. Недоліком цього пристрою є необхідність підтримки частоти коливань близької до резонансної (величина якої змінюється в певних межах за рахунок ряду експлуатаційних факторів), для чого в його конструкції передбачено частотний перетворювач, що взаємодіє з датчиком коливань, що 5 ускладнює конструкцію пристрою, знижує надійність його експлуатації і точність розсівання. В основу винаходу (пристрою) поставлено задачу удосконалення відомого пристрою резонансного збудження просіваючих сіток грохоту, в якому завдяки конструктивним змінам з'явилася можливість забезпечення роботи грохоту в режимі параметричного (нелінійного) резонансу, що дозволить підвищити ефективність розділення будь-яких сипких матеріалів, у тому числі і вологих, (липких) матеріалів без їх залипання, а також підвищити точність розсівання. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому резонансному грохоті, що має станину, сполучену з рамою до якої подовжніми краями закріплена просіваюча сітка, принаймні один вібратор, згідно винаходу, рама виконана у вигляді незв'язаних між собою розташованих з протилежних сторін сітки частин, причому принаймні одна із згаданих частин сполучена із станиною за допомогою принаймні одного стабілізуючого пристосування, виконаного у вигляді пружного елемента, розташованого в площині сітки, і забезпечена вібратором. Крім того, вібратори, встановлені на різних частинах рами мають різні частоти збудження. Крім того, під сіткою встановлений упор, що є обмежуючим упором. Винахід пояснюється графічними матеріалами, де на Фіг.1 зображений грохот в плані, на Фіг.2 - поперечний переріз А-А, на Фіг.3 - вид Б з варіантами розташування вібраторів. Пристрій включає просіваючу сітку 1, закріплену подовжніми краями до окремих відносно одне одного частин рами 2, які сполучені із станиною 5 за допомогою стабілізуючих пристосувань - пружних елементів, наприклад замкнутих пневмоциліндрів 3, розташованих в площині сітки 1. На частинах рами 2 встановлені вібратори 4 з віссю 6 обертання дебалансів. Під сіткою уздовж всієї її довжини із зазором до неї встановлений упор 7, виконаний у даному конкретному випадку у вигляді трьох стрижнів. Стрижні можуть футеруватися м'яким матеріалом, наприклад гумою, або цілком виконуватися з натягнутих гумових шнурів. Реалізація способу резонансного збудження просіваючих сіток грохоту забезпечується резонансним грохотом, що заявляється. Працює пристрій таким чином. При зустрічному синхронному включенні вібраторів 4, встановлених по різних сторонах просіваючої сітки 1, виникають зустрічні зусилля в площині сітки. Оскільки пневмоциліндри 3 стабілізують натягнення кріплення сітки до станини 5 відносно зустрічного зближення її країв, а сама сітка є жорсткою в своїй площині, то вказані зусилля передаються на сітку і змінюють її натягнення з частотою обертання дебалансів вібраторів 4. У випадку, якщо ця частота близька до резонансної, то в результаті таких коливань натягнення виникає параметричний резонанс, який веде до нестійкості поперечного (з площини) руху сітки. Ширина смуги резонансних частот залежить від 87369 6 відношення амплітуди коливань натягнень сітки до її початкового натягнення, яке може бути достатнім для забезпечення постійного резонансу при природних відхиленнях параметрів динамічної системи в процесі експлуатації грохоту. Вібратори 4 можуть встановлюватися з вертикальним розташуванням осі 6 обертання дебалансів (мал. 3а), тому що в результаті нестійкості наявність збудження з площини сітки не є обов'язковою. Для більш швидкого зростання поперечних коливань можлива установка вібраторів 4 з нахилом осі (Фіг.3б і в). Цей же режим може бути забезпечений одним вібратором за рахунок інерційного опору мас кріплення протилежної сторони сітки, а у разі жорсткого кріплення протилежної сторони - за рахунок жорсткості цього кріплення. Виникаючі потужні коливання параметричного резонансу забезпечують дезинтеграцію зерен, що злиплися, розсіюваного матеріалу (грохоченння вологих матеріалів) і запобігають залипанню сітки. У разі обертання дебалансів вібраторів, встановлених на різних частинах рами з різними частотами (різниця мала порівняно з частотою) матиме місце биття, що включає періодичну зміну зустрічної і попутної дії вібраторів на сітку. В період зустрічної дії виникає параметричний резонанс, а у разі попутної дії виникнуть коливання сітки в її площині. В останньому випадку розсіюваний матеріал ковзає по сітці, що забезпечує високу точність розсівання відповідно до параметрів сітки. В цілому, матеріал по мірі руху уздовж сітки буде послідовно зазнавати як потужний вплив параметричного резонансу, так і знаходились в умовах оптимального розсіву. У разі, коли параметричному резонансу піддаватиметься холоста сітка, розмір амплітуди її поперечних коливань зростає до зіткнення з упорами 7. Удари сітки в упори приводять до втрати енергії коливань, що перешкоджає подальшому зростанню амплітуди. Це зберігає сітку від перевантажень щодо розтягування і вигину. Пристрій для реалізації способу, що заявляється, може працювати і в режимі лінійного резонансу з вертикальними, горизонтальними або змішаними коливаннями сітки. Для цього вібратори повинні встановлюватися з поперечним щодо подовжніх країв сітки орієнтуванням осі обертання дебалансів. При вібраторах з направленим збудженням матимуть місце вертикальні або горизонтальні коливання сітки, при круговому збудженні виконуватиметься змішаний режим. Приведена конструкція не вичерпує можливості виконання пристрою для реалізації способу, що заявляється. Наприклад, сітка може бути виконана у вигляді натягнутих струн, що збуджуються, на які укладається саме сітка з чарунками, крім того, пневмоциліндри можуть бути замінені пружинами або іншими пружними елементами, наприклад ресорами або гумовими шнурами, що лежать в площині сітки, можлива підвіска вантажів (поняття «лежачі в площині сітки» означають, що пружні елементи діють в площині сітки, самі ж елементи можуть розміщуватися іншим чином, наприклад, ресори можуть встановлюватися в перпендикулярній площині, але діяти, тобто деформуватися, в 7 87369 площині сітки). Загальною вимогою до стабілізуючих пристроїв є те, що вони повинні мати достатньо малу жорсткість, щоб зусилля натягнення в них мало змінювались при деформаціях, що виникають під час робочих зсувів подовжніх країв сітки. Можливі варіанти виконання пристрою з використанням одного або декількох вібраторів. Можливий варіант виконання пристрою, в якому одна з частин рами жорстко прикріплена до Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 8 станини грохоту, а інша - за допомогою пружних елементів. Проведені експериментальні дослідження повністю підтвердили очікувані результати, зокрема, вдалося виконати сухе розсівання матеріалів, які раніше розсіювалися тільки в режимі мокрого грохочення з подальшим зневодненням, а в інших випадках - підвищити питому (на 1м2 просіваючої поверхні) продуктивність грохочення в 2,5-3 рази. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601