машина для грохочения (варианты), способ грохочения (варианты) и способ устранения закупоривания грохота

Формула изобретения

1. Машина для грохочения, содержащая грохот, усилитель движения, жестко прикрепленный к грохоту, преобразователь, жестко прикрепленный к усилителю движения и сообщающий вибрационное движение грохоту посредством усилителя движения, отличающийся тем, что снабжена источником подачи энергии и цепью управления, преобразователь электрически соединен с выходом источника подачи энергии и снабжен датчиком, соединенным своим выходом со входом цепи управления, выход которой соединен со входом источника подачи энергии с возможностью использования сигнала цепи управления посредством регулирования амплитуды переменного напряжения для регулирования амплитуды вибрации грохота.

2. Машина для грохочения по п.1, отличающаяся тем, что преобразователь содержит пьезоэлектрический материал либо электромагнитный вибратор, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, электрически параллельно соединенных между собой, либо множество преобразователей.

3. Машина для грохочения по п.1, отличающаяся тем, что часть преобразователя используют для восприятия вибрации грохота.

4. Машина для грохочения по п.1, отличающаяся тем, что в качестве источника подачи энергии используют генератор сигналов.

5. Машина для грохочения, содержащая раму, сетку, заключенную внутри рамы и прикрепленную к ней, усилитель движения, жестко прикрепленный к раме, преобразователь, жестко прикрепленный к усилителю движения для сообщения вибрационного движения усилителю движения, усиливающему движение вибрации и сообщающему усиленное движение вибрации раме и сетке, отличающаяся тем, что снабжена источником подачи энергии и цепью управления, преобразователь электрически соединен с выходом источника подачи энергии и снабжен датчиком, соединенным своим выходом со входом цепи управления, выход которой соединен со входом источника подачи энергии с возможностью использования сигнала цепи управления посредством регулирования амплитуды переменного напряжения для регулирования амплитуды вибрации грохота.

6. Машина для грохочения по п.5, рама содержит две первые противоположные краевые части и две вторые противоположные краевые части, перпендикулярные первым краевым частям.

7. Машина для грохочения по п.5, в которой усилитель движения выполнен прямым и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

8. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что усилитель движения имеет С-образную форму и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

9. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что усилитель движения имеет S-образную форму и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

10. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что усилитель движения представляет собой множество С-образных усилителей, связанных между собой, и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

11. Машина для грохочения по п.5, отличающийся тем, что усилитель движения представляет собой прямую балку, заштифтованную по обоим ее концам, преобразователь прикреплен к балке между двумя концами, и рама прикреплена к балке между двумя концами.

12. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что усилитель движения представляет собой по меньшей мере две прямых балки, каждая из которых заштифтована по обоим ее концам, балки жестко соединены посредством соединителя, прикрепленного к каждой из балок между концами соответствующих балок, при этом преобразователь прикреплен к по меньшей мере одной балке между двумя концами, и рама прикреплена к одной балке между двумя концами.

13. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что преобразователь содержит пьезоэлектрический материал либо электромагнитный вибратор, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, электрически параллельно соединенных между собой, либо множество преобразователей.

14. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что часть преобразователя используют для восприятия вибрации грохота.

15. Машина для грохочения по п.5, отличающаяся тем, что в качестве источника подачи энергии используют генератор сигналов.

16. Способ грохочения, содержащий следующие операции: передачу от источника подачи энергии к преобразователю переменного напряжения, которое приводит к созданию преобразователем вибрации на выходе, усиление вибрации на выходе преобразователя, осуществляемое посредством жесткого крепления преобразователя к усилителю движения, вибрацию грохота, осуществляемую посредством сообщения грохоту усиленной вибрации на выходе за счет жесткого крепления усилителя движения к грохоту, использование части преобразователя в качестве датчика, передачу контрольного сигнала, являющегося показателем амплитуды вибрации грохота, от датчика к цепи управления, передачу сигнала управления от цепи управления к источнику подачи энергии, использование сигнала управления для регулирования амплитуды переменного напряжения, передаваемого к преобразователю, и, следовательно, амплитуды вибрации грохота.

17. Способ грохочения по п.16, в котором для преобразователя используют пьезоэлектрический материал или электромагнитный вибратор.

18. Способ грохочения по п.16, при котором усиление вибрации на выходе преобразователя осуществляют посредством использования прямого усилителя движения.

19. Способ грохочения по п.16, при котором усиление вибрации на выходе преобразователя осуществляют посредством использования С-образного усилителя движения.

20. Способ грохочения по п.16, при котором усиление вибрации на выходе преобразователя осуществляют посредством использования S-образного усилителя движения.

21. Способ грохочения по п.16, при котором усиление вибрации на выходе преобразователя осуществляют посредством использования множества С-образных усилителей движения, связанных между собой.

22. Способ грохочения, содержащий следующие операции: передачу от генератора сигналов к преобразователю переменного напряжения, которое приводит к созданию преобразователем вибрации на выходе, усиление вибрации на выходе преобразователя посредством жесткого крепления преобразователя к усилителю движения, вибрацию грохота, осуществляемую посредством сообщения грохоту усиленной вибрации на выходе за счет жесткого крепления усилителя движения к грохоту, использование части преобразователя в качестве датчика, передачу контрольного сигнала, являющегося показателем, по меньшей мере, амплитуды или частоты вибрации грохота, от датчика к цепи управления, передачу сигнала управления от цепи управления к генератору сигналов, использование сигнала управления для регулирования амплитуды переменного напряжения, передаваемого к преобразователю, и, следовательно, по меньшей мере амплитуды или частоты вибрации грохота.

23. Способ устранения закупоривания грохота, содержащий следующие операции: получение контрольного сигнала в цепи управления от датчика, составляющего часть преобразователя, когда преобразователь сообщает первое движение вибрации грохоту в результате первого переменного сигнала, передаваемого к нему от генератора сигналов, и когда контрольный сигнал указывает, что грохот закупорен, осуществление оценки контрольного сигнала в цепи управления, осуществление передачи сигнала управления генератору сигналов, который вызывает наложение генератором сигналов второго переменного сигнала на первый переменный сигнал, передачу наложенных друг на друга первого и второго переменных сигналов к преобразователю, который сообщает вибрационное движение грохоту, содержащее наложение друг на друга первого и второго вибрационных движений в результате наложенных друг на друга первого и второго переменных сигналов.

24. Способ по п.23, в котором дополнительно осуществляют устранение закупоривания грохота, используя вибрационное движение, содержащее наложение друг на друга первого и второго вибрационных движений.

25. Способ по п.23, при котором второй переменный сигнал имеет по меньшей мере большую амплитуду и меньшую частоту, чем первый переменный сигнал.

26. Машина для грохочения, содержащая основание, грохот, соединенный с основанием для сортировки материала по размеру, вибрационный двигатель, содержащий пьезоэлектрические элементы, усилитель вибрации, расположенный между пьезоэлектрическими элементами и грохотом.

27. Машина для грохочения по п.26, в которой пьезоэлектрические элементы выбраны из группы, содержащей по существу плоские соединения и дискретные элементы.

28. Машина для грохочения по п.26, в которой усилитель вибрации имеет форму, выбранную из группы, содержащей прямую, С-образную и S-образную формы.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение, в общем, относится к области физического просеивания материалов и, в частности, к вибрационным грохотам.

Вибрационные грохоты используют в ряде отраслей промышленности, например, в горнодобывающей промышленности, в технологии производства продуктов, при производстве песчано-гравийных материалов, чтобы отделять мелкую часть разнородных материалов от крупной части. Так, в горнодобывающей промышленности (например, в процессе обработки таконита) используют вибрационные грохоты после дробления руды, чтобы отделить мелкую руду от крупной. Типичные процессы грохочения включают размещение неоднородного вещества, которое содержит крупные и мелкие части, на верхней поверхности грохота. Затем грохот подвергают вибрации, так чтобы мелкая часть проходила через грохот, а крупная часть оставалась на верхней поверхности грохота.

Обычно для вибрации грохота используют электрический двигатель с неуравновешенным вращением. Неуравновешенные электрические двигатели обычно имеют большой вес и массивны, причем для них требуется проведение значительного технического обслуживания, а также тяжелая опорная конструкция. Другой недостаток заключается в том, что такая компоновка обычно предполагает использование нескольких подвижных частей, многие из которых тяжелы и массивны, а также определенного количества подшипников. Эти подвижные части и подшипники требуют проведения значительного технического обслуживания и создают тепло, а также сильный шум. Кроме того, существенная часть выходной энергии электродвигателя расходуется на бесполезную упругую деформацию тяжелой опорной конструкции, а также на создание тепла и шума.

Для рассмотрения этого вопроса можно в качестве примера обратиться к использованию грохотов вышеупомянутого типа при обработке таконита. Многие из операций грохочения, используемых в течение обработки таконита, предполагают вибрацию двигателем нагрузки, которая по меньшей мере в 17 раз превышает нагрузку от таконита, подвергаемого грохочению. Кроме того, шум, создаваемый вибрационными грохотами, используемыми при обработке таконита, может повлиять на безопасность выполнения работы. В промышленности по обработке таконита считают, что вибрационные грохоты приводят к значительным затратам на их обслуживание и к производственным потерям.

По указанным выше причинам, а также по другим причинам, указанным ниже, которые будут очевидны для квалифицированных специалистов из настоящего описания, в этой отрасли существует необходимость в меньших и более легких вибрационных грохотах, которые имели бы меньшее количество подвижных частей и меньшее количество подшипников и, следовательно, создавали бы меньше шума, требовали бы меньшего технического обслуживания, меньше находились бы в простое и были бы более эффективны в отношении энергии, чем обычные вибрационные грохоты.

В публикации WO 92/12807 от 6.08.1992 раскрыта машина для грохочения, содержащая опорную раму, сетку, заключенную внутри рамы и прикрепленную к ней, электроакустический преобразователь, жестко прикрепленный к раме посредством соединительной тяги, жестко присоединенной к опорной раме в точках вибрации соединительной тяги с максимальной амплитудой, и сообщающий вибрационное движение опорной раме посредством соединительной тяги, являющейся усилителем движения. Усиление движения посредством соединительной тяги является усилением ускорения в связи с вибрацией рамы на ультразвуковой частоте, а не усилением смещения движения до уровня, необходимого для совершения операций грохочения.

Известный способ грохочения раскрыт, например, в авторском свидетельстве СССР 787111 А от 15.12.1980, и известный способ устранения закупоривания грохота раскрыт, например, в авторском свидетельстве СССР 1134244 А от 15.01.1985.

Для решения вышеупомянутых проблем, касающихся обычных вибрационных грохотов, а также других проблем, разработаны варианты конструкции согласно настоящему изобретению, что будет очевидно из приведенного далее описания. В вариантах конструкции согласно настоящему изобретению создана машина для грохочения.

Точнее, в одном из вариантов создана машина для грохочения, содержащая грохот, усилитель движения, жестко прикрепленный к грохоту, преобразователь, жестко прикрепленный к усилителю движения и сообщающий вибрационное движение грохоту посредством усилителя движения. Согласно изобретению машина снабжена источником подачи энергии и цепью управления, преобразователь электрически соединен с выходом источника подачи энергии и снабжен датчиком, соединенным своим выходом со входом цепи управления, выход которой соединен со входом источника подачи энергии с возможностью использования сигнала цепи управления посредством регулирования амплитуды переменного напряжения для регулирования амплитуды вибрации грохота.

Преобразователь может содержать пьезоэлектрический материал, либо электромагнитный вибратор, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, электрически параллельно соединенных между собой, либо множество преобразователей.

Часть преобразователя можно использовать для восприятия вибрации грохота.

В качестве источника подачи энергии можно использовать генератор сигналов.

В другом варианте машина для грохочения содержит раму, сетку, заключенную внутри рамы и прикрепленную к ней, усилитель движения, жестко прикрепленный к раме, преобразователь, жестко прикрепленный к усилителю движения для сообщения вибрационного движения усилителю движения, усиливающему движение вибрации и сообщающему усиленное движение вибрации раме и сетке. Согласно изобретению машина снабжена источником подачи энергии и цепью управления, преобразователь электрически соединен с выходом источника подачи энергии и снабжен датчиком, соединенным своим выходом со входом цепи управления, выход которой соединен со входом источника подачи энергии с возможностью использования сигнала цепи управления посредством регулирования амплитуды переменного напряжения для регулирования амплитуды вибрации грохота.

Рама может содержать две первые противоположные краевые части и две вторые противоположные краевые части, перпендикулярные первым краевым частям.

Усилитель движения может быть выполнен прямым и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

Усилитель движения может иметь С-образную форму и иметь два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

Усилитель движения может иметь S-образную форму и иметь два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

Усилитель движения может представлять собой множество С-образных усилителей, связанных между собой, и имеет два конца, один из которых прикреплен к раме, а другой - к преобразователю.

Усилитель движения может представлять собой прямую балку, заштифтованную по обоим ее концам, преобразователь прикреплен к балке между двумя концами, и рама прикреплена к балке между двумя концами.

Усилитель движения может представлять собой по меньшей мере две прямых балки, каждая из которых заштифтована по обоим ее концам, балки жестко соединены посредством соединителя, прикрепленного к каждой балке между концами соответствующих балок, при этом преобразователь прикреплен к, по меньшей мере одной балке, между двумя концами, и рама прикреплена к одной балке между двумя концами.

Преобразователь может содержать пьезоэлектрический материал, либо электромагнитный вибратор, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, либо множество собранных в пакет пьезоэлектрических слоев, электрически параллельно соединенных между собой, либо множество преобразователей.

Часть преобразователя можно использовать для восприятия вибрации грохота.

В качестве источника подачи энергии можно использовать генератор сигналов.

Согласно изобретению создан способ грохочения, содержащий следующие операции:

передачу от источника подачи энергии к преобразователю переменного напряжения, которое приводит к созданию преобразователем вибрации на выходе;

усиление вибрации на выходе преобразователя, осуществляемое посредством жесткого крепления преобразователя к усилителю движения;

вибрацию грохота, осуществляемую посредством сообщения грохоту усиленной вибрации на выходе за счет жесткого крепления усилителя движения к грохоту;

использование части преобразователя в качестве датчика;

передачу контрольного сигнала, являющегося показателем амплитуды вибрации грохота, от датчика к цепи управления;

передачу сигнала управления от цепи управления к источнику подачи энергии;

использование сигнала управления для регулирования амплитуды переменного напряжения, передаваемого к преобразователю, и, следовательно, амплитуды вибрации грохота.

Для преобразователя можно использовать пьезоэлектрический материал или электромагнитный вибратор.

Усиление вибрации на выходе преобразователя можно осуществлять посредством использования прямого усилителя движения.

Усиление вибрации на выходе преобразователя можно осуществлять посредством использования С-образного усилителя движения.

Усиление вибрации на выходе преобразователя можно осуществлять посредством использования S-образного усилителя движения.

Усиление вибрации на выходе преобразователя можно осуществлять посредством использования множества С-образных усилителей движения, связанных между собой.

В другом варианте выполнения изобретения создан способ грохочения, содержащий следующие операции:

передачу от генератора сигнала к преобразователю переменного напряжения, которое приводит к созданию преобразователем вибрации на выходе;

усиление вибрации на выходе преобразователя, осуществляемое посредством жесткого крепления преобразователя к усилителю движения;

вибрацию грохота, осуществляемую посредством сообщения грохоту усиленной вибрации на выходе за счет жесткого крепления усилителя движения к грохоту;

использование части преобразователя в качестве датчика;

передачу контрольного сигнала, являющегося показателем по меньшей мере амплитуды или частоты вибрации грохота, от датчика к цепи управления;

передачу сигнала управления от цепи управления к генератору сигналов;

использование сигнала управления для регулирования по меньшей мере амплитуды или частоты переменного напряжения, передаваемого к преобразователю, и, следовательно по меньшей мере амплитуды или частоты вибрации грохота.

Согласно изобретению создан также способ устранения закупоривания грохота, содержащий следующие операции:

получение контрольного сигнала в цепи управления от датчика, составляющего часть преобразователя, когда преобразователь сообщает первое движение вибрации грохоту в результате первого переменного сигнала, передаваемого к нему от генератора сигналов, и когда контрольный сигнал указывает, что грохот закупорен;

осуществление оценки контрольного сигнала в цепи управления;

осуществление передачи сигнала управления к генератору сигналов, который вызывает наложение генератором сигналов второго переменного сигнала на первый переменный сигнал;

передачу наложенных друг на друга первого и второго переменных сигналов к преобразователю, который сообщает вибрационное движение грохоту, содержащее наложение друг на друга первого и второго вибрационных движений в результате наложенных друг на друга первого и второго переменных сигналов.

В описанном способе можно дополнительно осуществлять устранение закупоривания грохота, используя вибрационное движение, содержащее наложение друг на друга первого и второго вибрационных движений.

Второй переменный сигнал может иметь по меньшей мере большую амплитуду и меньшую частоту, чем первый переменный сигнал.

В другом варианте выполнения создана машина для грохочения, содержащая основание, грохот, соединенный с основанием для сортировки материала по размеру, вибрационный двигатель, содержащий пьезоэлектрические элементы, усилитель вибрации, расположенный между пьезоэлектрическими элементами и грохотом.

Пьезоэлектрические элементы могут быть выбраны из группы, содержащей по существу плоские соединения и дискретные элементы.

Усилитель вибрации может иметь форму, выбранную из группы, содержащей прямую, С-образную и S-образную формы.

Далее изобретение будет более подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено следующее:

фигура 1 представляет вид сверху варианта конструкции машины для грохочения, выполненной согласно настоящему изобретению;

фигура 2 представляет увеличенный вид части фигуры 1;

фигура 3а представляет боковой вид варианта конструкции преобразователя, предназначенного для создания вибрации грохота;

фигура 3b представляет преобразователь, имеющий ряд дискретных компонентов;

фигуры 4a-4d представляют боковые виды различных вариантов конструкции усилителя движения, предназначенного для усиления вибраций, сообщаемых грохоту преобразователем;

фигуры 5а и 5b представляют боковые виды других вариантов конструкции усилителей движения для усиления вибраций, сообщаемых грохоту преобразователем;

фигура 6 представляет блок-схему варианта устройства управления, предназначенного для управления вибрациями, сообщаемыми грохоту преобразователем;

фигура 7 представляет блок-схему другого варианта управляющего устройства, предназначенного для управления вибрациями, сообщаемыми грохоту преобразователем;

фигура 8 представляет блок-схему способа устранения закупоривания грохота;

фигура 9 представляет пример наложения форм волн, передаваемых к преобразователю в течение работы по способу устранения закупоривания грохота.

В приведенном далее подробном описании сделаны ссылки на прилагаемые фигуры, которые составляют его часть и демонстрируют определенные иллюстративные варианты конструкции, в виде которых изобретение может быть осуществлено на практике. Эти варианты описаны достаточно подробно, чтобы квалифицированные специалисты в этой отрасли могли на практике осуществить изобретение, причем понятно, что могут быть использованы и другие варианты и что без отклонения от существа и объема изобретения могут быть выполнены логические механические и электрические изменения. Поэтому приведенное далее подробное описание не следует рассматривать как налагающее какие-либо ограничения на объем изобретения.

В вариантах конструкции согласно настоящему изобретению произведена замена электродвигателя и неуравновешенности при вращении, используемых в обычных вибрационных грохотах, на сочетание преобразователей и усилителей движения, поэтому не будут использованы соответствующие обычным грохотам тяжелая опорная конструкция и ряд подвижных частей и подшипников. Преобразователи могут представлять собой пьезоэлектрические соединения, дискретные пьезоэлектрические компоненты или электромагнитные вибрационные устройства. В вариантах согласно настоящему изобретению эти преобразователи крепят к грохоту и используют для создания вибрации грохота.

Первый вариант осуществления конструкции согласно настоящему изобретению представлен на фигуре 1 в упрощенном виде сверху машины 100 для грохочения. Машина 100 включает основание 101 и грохот 102. Преобразователи 104 по существу жестко прикреплены к грохоту 102. Далее грохот 102 и преобразователи 104 будут описаны более подробно. Грохот используют для отделения мелкого материала от крупного материала. Грохот монтируют на основании, используя монтажные устройства 103 пружинного типа. Монтажные устройства 103 пружинного типа обеспечивают возможность движения грохота независимо от монтажного основания.

Грохот 102 включает раму 106, имеющую две противоположные краевые части 108 и две противоположные краевые части 110, которые перпендикулярны краевым частям 108. Краевые части 108 и 110 могут быть выполнены сплошными или полыми. Краевые части 108 и 110 имеют форму поперечного сечения, которая может быть круглой, прямоугольной, квадратной, идущей под углом или подобной им. Краевые части 108 и 110 могут быть изготовлены из стали, пластика, керамики, алюминия или чего-то подобного. Краевые части 108 могут быть прикреплены к краевым частям 110 посредством сварки, приклеивания, болтовых соединений, путем использования крепежных винтов или чего-то подобного. Как вариант, рама 106 может быть образована в виде одиночного компонента посредством литья или чего-то подобного, при этом краевые части 108, 110 будут выполнены как одно целое. Квалифицированные специалисты в этой отрасли смогут оценить, что фигура 1 упрощена, чтобы сосредоточить внимание на настоящем изобретении, при этом ряд отличительных признаков не показан. Например, механизмы для входа и выхода материала, а также управляющие компоненты на фигуре 1 не представлены.

Грохот 102 включает сетку 112, которая охвачена рамой 106. Сетка 112 может быть изготовлена из стали, пластика, керамики, алюминия, уретана, резины или чего-то подобного. Сетка 112 может быть прикреплена к раме 106 посредством сварки, приклеивания, болтовых соединений, использования крепежных винтов или чего-то подобного. Размер сетки может быть изменен в соответствии с размером материала, который должен быть просеян.

В одном из вариантов преобразователи 104 выполнены из пьезоэлектрического материала, например, с композицией, состоящей из свинца, магния и ниобата, с композицией, состоящей из свинца, цирконата и титаната либо с подобной композицией. В другом варианте преобразователи 104 представляют собой электромагнитные вибраторы или неуравновешенные двигатели. Еще в одном варианте преобразователи 104 включают выполненные как одно целое части, представляющие собой преобразователь и датчик, причем обе они, например, содержат пьезоэлектрические материалы. Еще в одном варианте преобразователи 104 включают отдельные, смежные части в виде преобразователя и датчика, при этом преобразовательная часть представляет собой электромагнитный вибратор, а часть, являющаяся датчиком, выполнена из пьезоэлектрического материала, либо обе части содержат пьезоэлектрические материалы или представляют собой что-то подобное.

Когда к пьезоэлектрическому материалу, например, на преобразователь 104 подают переменное напряжение, пьезоэлектрический материал будет поочередно расширяться и сжиматься. Когда поочередно расширяющийся и сжимающийся пьезоэлектрический материал прикреплен к объекту, например, к грохоту 102, поочередные расширения и сжатия приводят к вибрации объекта. Напротив, когда вибрирующий объект, например, грохот 102, оказывает на пьезоэлектрический материал периодически действующую силу, пьезоэлектрический материал будет поочередно расширяться и сжиматься, при этом такой материал будет создавать переменное напряжение, которое является показателем вибрации. Таким образом, пьезоэлектрический материал может быть использован как датчик. Эти явления могут быть использованы при конструировании преобразователей, обладающих чувствительной способностью. Например, преобразователь может включать смежные пьезоэлектрические части, из которых одна часть содержит концевые выводы, используемые в качестве входа для получения переменного напряжения, а другая часть содержит концевые выводы, используемые в качестве выхода напряжений, являющихся показателем вибраций.

Еще в одном варианте, в котором преобразователь 104 представляет собой электромагнитный вибратор, прикрепленный к грохоту 102, этот вибратор сообщает грохоту 102 вибрационное движение.

На фигуре 2 представлен увеличенный вид обведенной кружком зоны 114 машины 100 для грохочения. На фигуре 2 показано, что один вариант конструкции преобразователя 104 включает соединения 104а и 104b, каждое из которых содержит пьезоэлектрический материал с композицией из свинца, магния и ниобата или с композицией из свинца, цирконата и титаната, либо с подобной композицией. В другом варианте по меньшей мере одно из соединений 104а и 104b представляет собой электромагнитный вибратор. Соединения 104а и 104b, как показано, по существу жестко прикреплены к усилителю движения 116 посредством болтовых соединений, винтовых соединений, приклеивания или чего-то подобного, при этом усилитель движения 116 будет расположен между ними. В дальнейшем вместо фразы "по существу жестко прикреплены" будет использовано слово "прикреплены", которое будет предполагать эти способы крепления либо другие способы, которые квалифицированные специалисты в этой отрасли считают приемлемыми эквивалентными способами. Преобразователи прилагают к грохоту боковые силы, как показано стрелкой 107. Эти силы могут быть увеличены, как описано ниже, чтобы обеспечить вибрацию грохота.

В одном из вариантов соединения 104а и 104b соответственно включают электрические выводы 104 с и 104d. В одном из вариантов выводы 104 с и 104d используют для подвода переменного напряжения, чтобы обеспечить сообщение соответствующим соединением вибрационного движения усилителю движения 116. Еще в одном варианте один из вводов 104 с и 104d используют для выхода напряжения, которое является показателем вибрационного движения усилителя движения 116, и таким образом соответствующее соединение действует в качестве датчика.

В этой отрасли хорошо известны конструкция и работа пьезоэлектрического и электромагнитного вибратора. Поэтому подробное обсуждение характерных конструкций и их работы здесь не приведено. С помощью приведенного описания будет очевидно, что электрическое управление преобразователями 104 осуществляют, чтобы обеспечить физическое движение. Как описано ниже, при согласованном использовании множества преобразовательных элементов и/или при размещении усилителя между преобразовательными элементами и грохотом можно усилить физическое движение.

Как вариант, рама 106 может включать удлинение 118, расположенное вблизи от каждого из ее углов. Усилитель движения 116 прикреплен к раме 106 у каждого удлинения 118. В другом варианте конструкции рама 106 включает удлинения 118, расположенные в промежутке между углами рамы 106 (не показано). В этих вариантах усилитель движения 116 может быть прикреплен к раме у каждого их этих удлинений 118, при этом каждый усилитель движения имеет прикрепленный к нему преобразователь (преобразователи) 104. Усилитель движения 116 может быть выполнен из стали, алюминия, пластмассы, композита, слоистой структуры, усиленной волокном, либо из чего-то подобного.

При работе преобразователь 104 прилагает вибрационное действие к усилителю движения 116 (стрелка 107). Усилитель 116 движения усиливает вибрацию (то есть смещение и ускорение при вибрации) и сообщает усиленную вибрацию раме 106, тем самым обеспечивая вибрацию грохота 102. Усилие повышается при увеличении расстояния между преобразователем 104 и местом крепления усилителя движения 116 к раме 106, например, расстояния между преобразователем 104 и удлинением 118.

Еще в одном варианте преобразователь 104 сообщает вибрационное действие усилителю 116 движения по существу с частотой резонанса усилителя движения 116, и в этом случае усилитель движения 116 можно называть резонатором. При по существу резонансных условиях усилитель движения 116 не только усиливает смещение на выходе преобразователя, но и энергию на выходе.

Еще в одном варианте преобразователи 104 используют для отклонения энергии от конкретных зон грохота 102, чтобы сконцентрировать энергию в других зонах, где она более полезна, тем самым делая систему более эффективной. Концентрированная энергия может быть использована непосредственным образом или после усиления, чтобы обеспечить вибрацию грохота 102. Подробное описание того, как энергия может быть отклонена от одной зоны и сконцентрирована в другой зоне, приведено в патенте США № 6116389, озаглавленном "Способ и устройство для ограничения и демпфирования вибрационной энергии", выпущенном 12 сентября 2000 г., в патенте США № 6032552, озаглавленном "Управление вибрацией путем ограничения вибрационной энергии", выпущенном 7 марта 2000 г., которые введены сюда посредством ссылки на них, а также в одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент в США № 09/721102, озаглавленной "Активное управление вибрацией посредством ее ограничения", поданной на рассмотрение 22 ноября 2000 г., которая введена сюда посредством ссылки на нее.

На фигуре 3 представлен наборный вариант конструкции преобразователя 104, прикрепленного к усилителю 116. В этом варианте преобразователь 104 содержит пьезоэлектрические слои от 104-1 до 104-N, налагаемые друг на друга. Каждый из пьезоэлектрических слоев от 104-1 до 104-N представляет собой композицию из свинца, магния и ниобата, композицию из свинца, цирконата и титаната или подобную композицию. В одном из вариантов пьезоэлектрические слои от 104-1 до 104-N электрически параллельно связаны друг с другом. Наложение друг на друга слоев от 104-1 до 104-N усиливает вибрацию за счет увеличения силы или вибрационного смещения, обеспечиваемого определенным количеством слоев. В одном из вариантов один или несколько слоев от 104-1 до 104-N могут быть использованы в качестве датчика. То есть пьезоэлектрические элементы можно использовать для выполнения движения в ответ на прилагаемое напряжение, либо для создания напряжения в ответ на физическое смещение.

На фигуре 3b представлен боковой вид преобразователя 104, прикрепленного к усилителю 116 движения. Преобразователь включает ряд дискретных пьезоэлектрических элементов 117. Каждый элемент обеспечивает физическое движение усилителя или непосредственно грохота в ответ на прилагаемые напряжения. Вновь один или несколько элементов могут быть подсоединены в качестве датчика.

На фигурах 4a-4d представлены боковые виды различных вариантов конструкции усилителя 116 движения. На фигуре 4а представлен прямой усилитель 116 движения. На фигуре 4b представлен С-образный усилитель 116 движения, а на фигуре 4 с представлен S-образный усилитель 116 движения. Для квалифицированных специалистов в этой отрасли будет очевидно, что варианты осуществления конструкции усилителя 116 движения, представленные на фигурах 4а-4с, могут быть объединены различными способами, чтобы образовать другие варианты конструкции усилителя 116 движения. Например, на фигуре 4d представлен вариант усилителя 116 движения, который включает несколько С-образных усилителей движения, связанных друг с другом.

В вариантах конструкции усилителей 116 движения, представленных на фигурах 4a-4d, преобразователь 104 прикреплен к одной из концевых зон 116-1 или 116-2, а усилитель 116 движения прикреплен к раме 106 у другой из концевых зон 116-1 или 116-2. При работе преобразователь 104 сообщает вибрационное движение одной из концевых зон 116-1 или 116-2. Усилитель 116 движения усиливает вибрацию между преобразователем 104 и другой из концевых зон 116-1 или 116-2, где вибрация будет сообщена раме 106.

Варианты конструкции усилителей 116 движения, представленные на фигурах 4a-4d, основаны на базовой консольной балке, к свободному концу которой крепят преобразователь. Однако размер и форма усилителя движения могут быть выбраны таким образом, чтобы увеличить или уменьшить перемещение грохота на основе инженерных требований, при этом настоящее изобретение не ограничено какими-либо конкретными размерами, длиной, формой поперечного сечения или общей геометрической конфигурацией усилителя. Например, на фигуре 5а представлен вариант конструкции усилителя 116 движения, который содержит балку, заштифтованную по обоим ее концам. На фигуре 5b представлен вариант конструкции усилителя 116 движения, который содержит пару балок, каждая из которых заштифтована по обоим ее концам, и фактически жесткий соединитель 116-3, который соединяет две балки друг с другом. Согласно фигуре 5а преобразователь 104 прикреплен к балке между концевыми опорами, а усилитель 116 движения прикреплен к раме 106 в зоне 116-1. Согласно фигуре 5b преобразователь 104 может быть прикреплен по меньшей мере к одной из балок между концевыми опорами, а усилитель 116 движения прикреплен к раме 106 в зоне 116-1.

На фигуре 6 представлена блок-схема, иллюстрирующая управляющее устройство 600, предназначенное для управления вибрацией на выходе 602 из преобразователя 104 и, следовательно, вибрацией грохота 102. Выход источника 606 подачи энергии электрически соединен со входом преобразователя 104 и передает к нему напряжение переменного тока. Преобразователь 104 имеет датчик, электрически соединенный со входом цепи 608 управления и обеспечивающий передачу к ней контрольного сигнала, являющегося показателем вибрации грохота 102. Выход цепи 608 управления подсоединен к входу источника 606 подачи энергии и передает к нему сигнал управления. В одном из вариантов сигнал управления регулирует амплитуду напряжения вверх и вниз, и, следовательно, амплитуду на выходе 602.

При работе источник 606 подачи энергии передает переменное напряжение на преобразователь 104. Переменное напряжение приводит к созданию преобразователем вибрации на выходе 602, которая сообщает вибрационное движение грохоту 102 через усилитель 116 движения. Датчик преобразователя передает контрольный сигнал к цепи 608 управления, который является показателем вибрации грохота 102.

В одном из вариантов контрольный сигнал является показателем амплитуды вибрации грохота 102. Цепь 608 управления сравнивает амплитуду с заданной амплитудой и передает сигнал управления к источнику 606 подачи энергии. Сигнал управления регулирует амплитуду напряжения переменного тока, передаваемого источником 606 подачи энергии к преобразовательной части, тем самым регулируя амплитуду вибрации грохота 102. В одном из вариантов заданная амплитуда представляет собой амплитуду, требуемую для сохранения потока мелкой части вещества, просеиваемого через сетку 112.

На фигуре 7 представлена блок-схема, иллюстрирующая еще одно управляющее устройство 700 для управления вибрационного выходного сигнала 702 преобразователя 104 и, следовательно, вибрацией грохота 102. Генератор 706 сигналов электрически соединен с преобразователем 104 и передает ему напряжение переменного тока. Генератор 706 содержит усилитель для усиления генерируемого им сигнала. Преобразователь 104 имеет датчик, электрически соединенный с входом цепи 708 управления и передающий к ней контрольный сигнал, являющийся показателем вибрации грохота 102. Выход цепи 708 управления соединен с входом генератора 706 сигналов и передает к нему управляющий сигнал.

При работе генератор 706 сигналов передает переменное напряжение на преобразователь 104. Переменное напряжение обеспечивает создание преобразователем вибрационного выходного сигнала 702, который передает вибрационное движение грохоту 102 через усилитель 116 движения. Датчик преобразователя передает к цепи 708 управления контрольный сигнал, который является показателем вибрации грохота 102.

В одном из вариантов конструкции контрольный сигнал является показателем амплитуды вибрации грохота 102. Цепь 708 управления сравнивает амплитуду с заданной амплитудой и передает управляющий сигнал к генератору 706 сигналов. Управляющий сигнал регулирует амплитуду напряжения переменного тока, передаваемого посредством генератора 706 сигналов к преобразовательной части, посредством чего будет обеспечено регулирование амплитуды вибрации грохота 102. В одном из вариантов заданная амплитуда представляет собой амплитуду, требуемую для сохранения потока мелкой части вещества, просеиваемого через сетку 112.

Еще в одном варианте конструкции сигнал является показателем частоты вибрации грохота 102. Цепь 708 управления сравнивает частоту с заданной частотой и передает управляющий сигнал к генератору 706 сигналов. Управляющий сигнал регулирует частоту напряжения переменного тока, передаваемую посредством генератора 706 сигналов к преобразователю, тем самым регулируя частоту вибрации грохота 102. В одном из вариантов заданная частота представляет собой частоту, требуемую для сохранения потока мелкой части вещества, просеиваемого через сетку 112.

Еще в одном варианте контрольный сигнал является показателем частоты и амплитуды вибрации грохота 102. Цепь 708 управления сравнивает частоту и амплитуду с заданными частотой и амплитудой и передает сигнал управления к генератору 706 сигналов. Управляющий сигнал регулирует частоту и амплитуду напряжения переменного тока, передаваемого посредством генератора 706 сигналов к преобразователю, тем самым регулируя частоту и амплитуду вибрации грохота 102. В одном из вариантов заданные частота и амплитуда представляют собой частоту и амплитуду, требуемые для сохранения потока мелкой части вещества, просеиваемого через сетку 112.

Еще в одном варианте используют устройство 700 для устранения закупоривания грохота 102, применяя способ 800, приведенный в качестве примера на блок-схеме согласно фигуре 8. В отрасли, занимающейся грохочением, закупоривание грохота называют "забиванием грохота". Блок 810 способа 800 включает получение контрольного сигнала от датчика преобразователя 104 цепью 708 управления, когда контрольный сигнал является показателем нагрузки на грохот. Блок 820 включает оценку контрольного сигнала в цепи управления. Оценка предполагает сравнение контрольного сигнала с заданной величиной, указывающей на закупоривание грохота. Если контрольный сигнал указывает на то, что нагрузка ниже заданной величины, то грохот не закупорен, и выполнение способа 800 продолжается по пути "нет" от блока 830 к блоку 840, где никакого действия не будет выполнено. С другой стороны, если контрольный сигнал указывает, что нагрузка превышает заданную величину, то грохот закупорен, и выполнение способа 800 продолжается по пути "да" от блока 830 к блоку 850.

Блок 850 включает цепь 708 управления, передающую управляющий сигнал к генератору 706 сигналов. Управляющий сигнал приводит к тому, что генератор 706 сигналов будет налагать импульсную волну с высокой энергией на вибрационное движение преобразователя 104. Пример этого для одного из вариантов конструкции представлен на фигуре 9. В этом варианте y(t) характеризует вибрационное движение, a h(t) характеризует импульсную волну с высокой энергией. В данном примере h(t) имеет более низкую частоту и более высокую амплитуду, чем y(t). Импульсная волна с высокой энергией вызывает сообщение преобразовательной частью импульсов, обладающих высокой энергией, грохоту 102. При этом сообщенные импульсы, обладающие высокой энергией, обеспечивают встряхивание засорений грохота 102 и их удаление с него, посредством чего будет устранено засорение грохота.

Описаны варианты настоящего изобретения. В одном из вариантов описана машина для грохочения, которая может быть использована для замены шумных, массивных машин для грохочения, в которых используют неуравновешенные двигатели. В предлагаемой машине используют электрически управляемые преобразователи для вибрации сортировочного грохота. Преобразователи могут представлять собой пьезоэлектрические соединения, дискретные пьезоэлектрические компоненты или электромагнитные вибраторы. Кроме того, преобразователи могут быть соединены непосредственно с грохотом или через усилитель вибрации. Описаны различные места крепления преобразователей и/или усилителей к грохоту. В одном из вариантов один или несколько преобразователей используют в качестве датчиков, чтобы обеспечить обратную связь для осуществления операционного контроля.

Хотя в этом описании представлены и охарактеризованы определенные варианты конструкции, квалифицированные специалисты в этой отрасли смогут оценить, что любая компоновка, которая, как предполагается, позволяет добиться той же самой цели, может заменить конкретный показанный вариант. Предполагается, что такая возможность применения охватывает любые усовершенствования или варианты согласно настоящему изобретению. Так, грохот может иметь разнообразные формы, например, круглую, квадратную, овальную или какую-то подобную форму.