Вибрационный сепаратор

(51)5 В 07 В 13/О ТЕТРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР ЕЛ ЬСТВ строительный(56) Ильевич А.П. Машиныдля заводов по производсогнеупоров. - М.; Машиност117-118.Авторское свидетельствМ 1538934, кл. В 07 В 13/00(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 "расход- напряжение" 12, экстремальный регулятор 13, генераторы импульсов 14,15, кольцевой распределитель импульсов 16, кл 1 очевые элементы 17-20, усилители мощности 2,23,24. 3 ил.-- -П-Я 1- 1Изобретение 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 13.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.Более 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 не обеспечивает существенного повышения эффективности сепарации при классификации по крупности твердых частиц, взвешенных в жидкостях с повышенной вязкостью. Недостатокобусловлен 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 врешете затруднено.Целью изобретения является повышение эффективности сепарации твердых материалов, взвешенных в жидкости с повышенной вязкостью.Поставленная цель достигается тем, что в вибрационном сепараторе, содержащем станину, установленное на упругих злемен 10 тах 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, дополнительно установлены третий и четвертый 20 25 усилители мощности и электромагниты с якорями, четыре ключевых элемента, второй30 генератор импульсов и кольцевой распределитель импульсов с четырьмя выходами, причем электромагниты равноудалены друг от друга и установлены с наклоном к рещету, 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 40 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 тру ны с корпусом 5 горизонтально расположен 55 ного решета 6 и вместе с электромагнитами расположены вокруг решета на равном рас 1776460бопроводе 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 системе10 15 фективнее 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,20 25 30 В колеблющийся сепаратор подают35 жидкость с повышенной вязкостью (например, 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 положения 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 40 45 50"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 4 Т. где Т - длительность времени, в течение которого работает каждый электромагнит (фиг,3),Частоту следования импульсов, поступающих на электромагниты с первого генератора 16 импульсов, устанавливают такой, чтобы колебания системы "якорь 4 - корпус 5 - решето 6" происходили в околорезонансной области, Такой режим позволяет эф 1776460отдельности, В 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. Вертикал ьна я составл я ющая 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 второготвердых материалов, взвешенных в жидкости с повышенной вязкостью, в среднем на24 О/. 45 Формула изобретения 50 Вибрационный сепаратор, содержащийстанину, установленное на упругих элементах решето, вибропривод, включающий два электромагнита с двумя якорями, два усилителя мощности, датчик расхода материала 55 нижнего класса, преобразователь расходнапряжение, первый генератор импульсов и экстремальный регулятор, причем электромагниты закреплены на станине и расположены вокруг решета,. якори соединены с решетом, выход датчика расхода через прегенератора 13 импульсов. Соответственноизменяется длительность Т работы каждогоэлектромагнита, которая принимает значение, обеспечивающее достижение экстре 5 мальной величины расхода материаланижнего класса, т.е. достижение максимально возможной в данных условиях эффективности сепарации,Четвертой особенностью сепаратора10 является использование в нем четырех равноудаленных друг от друга электромагнитовс соответствующими якорями. Экспериментальная проверка работы сепаратора показывает, что использование четырех15 электромагнитов обеспечивает получениемаксимального значения расхода материала нижнего класса. Это объясняется тем, чтопри меньшем количестве электромагнитовна решете возникают мертвые зоны, а при20 большем количестве электромагнитов приходится сокращать длительность работыкаждого электромагнита, посколькупри повышенном количестве электромагнитов исохранении принятой длительности работы25 каждого электромагнита сокращается количество циклов переключений электромагнитов в единицу времени, что снижает расходматериала нижнего класса через решето,Сокращение же длительности работы каждо 30 го электромагнита ухудшает условия сепарации, так как вязкая жидкость, обладающаямалой текучестью, не успевает переместитьсяиз одной зоны решета в другую.Таким образом, для повышения эффек 35 тивности сепарации твердых частиц, взвешенных в жидкости с повышеннойвязкостью, необходимо соблюдение нескольких условий, конструктивно отраженных в специфических особенностях40 сепаратора,Экспериментальная проверка показывает, что совокупность особенностей сепаратора повышает эффективность сепарации1776460 10аймрор,ииоойр ЬиоФгьприют и дляргарюйЬлЫнюию Фм оставитель М,Берманехред М.Моргентал дактор Т.Иванов рректар Л.Филь 3 4089 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Прои ственна-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 образователь расход-напряжение соединен с входам 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 в жидкости с повышенной вязкостью, в нем дополнительно установлены 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 рас пределителю импульсов, выходы которогоподсоединены 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.