低頻穩幅電磁共振給料機的製作方法
2023-07-09 19:13:26 2
專利名稱：低頻穩幅電磁共振給料機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬于振動式輸送機械。
電磁振動給料機是一種把塊狀、顆粒狀及粉狀物料從貯料倉或漏鬥中均勻連續或定量地給到受料裝置中去的傳輸設備。目前國內外產品大都是由單相交流電經可控矽半波整流後供電給電磁振動器，使之驅動料槽振動達到送料之目的，如朝陽振動機械廠生產的GZ系列電磁振動給料機，就是一種代表型式。這種給料機處於低臨界近共振狀態工作，即激振頻率ω與系統的固有頻率ω0之比(調諧值)Z＝ω／ω0＝0.9受電網電源限制振動頻率高，3000次／分，被送物料破碎嚴重，在輸送粉狀物料高粘性物料時效率低，並影響物料輸送的連續性。噪聲大，一般都高於80分貝以上。同時為使給料機處於低臨界近共振狀態工作調諧值保持在0.9左右，彈性元件裝卡調試過程十分繁瑣，給操作帶來不便。
本實用新型的目的是提供一種改進了的低頻穩幅低噪聲共振狀態工作的電磁給料機。
低頻穩幅電磁共振給料機是將結構參數設計為調諧值Z＝ω／ω0＝1即共振狀態工作，主振彈簧採用非線性彈簧元件，並在原可控矽半波整流電路中加入自適應共振系統(專利號85100017)及調幅穩幅電路，控制電磁振動器驅動低頻穩幅電磁共振給料機(可簡稱電振機)在共振狀態平穩地工作。
圖1為電振機原理示意圖，圖2為非線性彈簧特性，圖3為某頻率電振機共振曲線圖4為
圖1中A、B方框所示電路例圖5為
圖1中D、E方框所示電路例圖6為電振機實施例示意圖圖7為
圖1中C方框所示電路例。
圖中1－料槽，2－磁鋼，3－傳感器，4－銜鐵；5－主振彈簧，6－鐵芯7－線包，8－減振器，9－殼體和慣性塊，A－反饋信號電路，B－調幅穩幅電路，C－自適應共振單元及起振電路，D－可控矽控制電路，E－激振器電源，10－運放LM324用作放大器，11－運放LM324用作比較器，12，13，14，18，19，20－電阻，15，16，34－二極體，21－運放LM324用作減法器，17，22，66，77－電位器，23，24，25，26－光電耦合集成塊TIL113，27－大功率可控矽28－激振器，29－運放LM324，30、31、32、33－四或非門CD4001，111，222，333－電路聯結點。電磁振動給料機一般主要由料槽、電磁振動器、減振器和控制箱部分組成。
圖1所示為本實用新型結構示意圖。其中電磁振動器由銜鐵4、線包7、鐵芯6組成。低頻穩幅電磁共振給料機機械結構設計成雙質量共振系統，即Z＝ω／ω0＝1而系統的固有頻率ω0＝C／M，式中C為主振彈簧的總剛度，M＝ (M1·M2)/(M1+M2) 其中料槽1和銜鐵4、磁鋼2的質量、主振彈簧折算質量的一半和料槽中物料的當量質量共同構成質量M1；振動器殼體和慣性塊9、傳感器3、鐵芯6、線包7的質量及主振彈簧折算質量的一半構成質量M2。本實用新型的主振彈簧採用非線性彈簧，例如不等距的非線性螺旋彈簧組以取代現有給料機用的板彈簧。非線性彈簧的特性如圖2所示，縱座標F(X)為彈性力，橫座標X為振動位移，當電振機在某一頻率工作時系統的共振曲線如圖3所示，縱座標表示振幅，橫座標為工作頻率，其共振點附近為一較平坦的曲線，便於調整振動頻率，提高振幅的穩定性。
現有的電磁振動給料機，其電磁振動器由單相交流電經可控矽半波整流後給電的，頻率與電網頻率相同，只能是50HZ，即工作頻率為3000次／分。而理論分析指出，電磁振動給料機理想工作頻率為1250次／分，激振器頻率選在20HZ左右為佳。如用電網電壓加上分頻可控矽半波整流裝置，結構複雜，價格昂貴，無商業推廣價值。低頻穩幅電磁共振給料機採用了自適應共振單元及起振電路和調幅穩幅電路，使電磁振動器可實現在15－24。5HZ頻率範圍內工作。傳感器3與磁鋼2相對運動產生的感應信號經反饋信號電路A和調幅穩幅電路B對信號檢波放大穩幅作為控制信號，另一路逕自適應共振單元自動跟蹤自振頻率亦輸出一控制信號，上述兩控制信號同時作用於可控矽控制電路，使可控矽27給出導角，控制激振器供電的頻率和幅值，以達到共振和限幅的目的。運放29及四或非門30、31、32、33組成自適應單元電路，其中或非門32、33又兼作振蕩器。開機時系統尚未起振，傳感器信號為零，電振機是靠如圖7所示自適應共振單元及起振電路一例中產生的振蕩信號，使電磁振動器起振驅動電振機振蕩電路可通過電位器77調節頻率，當振幅稍大時傳感器3檢測到的信號取代了原振蕩電路的信號，自適應共振單元自動跟蹤，使系統自動步入共振狀態。整個電路為一閉環系統。當電網電壓波動或物料粒度變化較大時，調幅穩幅電路B利用電壓反饋進行雙重補賞自動調節振幅，如外界影響使振幅下降，則控制電壓自動增益，使振幅回升直至穩定；若振幅突然加大以至超過限值，則控制電壓自動降低使振幅下降到允許範圍穩定運轉。圖4所示為A、B方框反饋信號電路及調幅穩幅電路的實施例。運放10、21組成穩幅電路，運放10作為加法器21作為放大器，當電振機在某一負載下正常運行時，由電位器66給定一個振幅值，經運放10、21輸出一個正電位給圖5中電位器22經可控矽控制電路，對應可控矽27－導通角θ，對應電振機一振幅。當外因使電振機振幅改變時，如導致振幅增加，經二極體34輸送給運放10的負值將增加和給定相加後絕對值減小，故輸出亦減小，依次類推電位器22的正電位減小，導通角θ小，使振幅減小趨於原值。電源＋E1、二極體15、16及比較器11(運放11用作比較器)、電位器17及有關電阻12、13、14、18、20組成限幅電路，用於大振幅波動。正常情況下比較器11設計成F點電位絕對值大於G點電位絕對值，當振幅超過限定值後，F點電位絕對值大幅度減小，當低於G點電位時，比較器11輸出由正躍變為負，二極體16導通，運放21的N點電位由零變為負(正常情況下N點電位為零)。運放21用作減法運算，限幅起作用時，由於N點電位為負，運放21的輸出將大幅度減小，導致導通角大幅度減小，使電振機趨於維持原振幅。電源＋E1決定限幅的起始值。(如4mm開始限幅)電位器17決定限幅的終值(如限到3mm)。光電耦合元件在電振機中的應用圖5中23、24、25、26為光電耦合元件，隨著光電耦合集成塊價格下降，用於電振機中以弱電控制強電成為可能。本實用新型利用控制大功率單向可控矽27，對弱電和強電兩不共地電源有很好的隔離作用，抗幹擾能力強，是本實用新型的一個特徵。
實施例如圖6示意，料槽1與銜鐵4磁鋼2固定在一起構成運動部分鐵芯6、線包7、固定檢殼體和慣性塊9中與傳感器3構成另一部分，兩部分用主振彈簧5彈性地聯結在一起，料槽與殼體分別用減振器8吊裝懸掛固定在支架上使電振機周圍有一定遊動間隙。給料過程是利用電磁振動器驅動料槽沿傾斜方向作周期直線往復振動來實現的，當振動的加速度垂直分量大於垂直重加速度時，槽中的物料被拋起，並按拋物線的軌跡向前進行跳躍運動，料槽以每分鐘1250次的頻率振動，物料相應地被連續拋起向前跳躍移動，達到送料的目的。低頻穩幅電磁共振給料機以新型GZ4號機為例，料槽為500×200×1000(mm)，M1＝M2＝150公斤，主振彈簧選用8隻非線性螺旋彈簧，d＝12mm，D2＝70mm，圈數n＝2，使用如
圖1與圖4、5、7的控制電路圖，頻率為22HZ，雙振幅為4.0mm，1個型銜鐵截面積為70×150mm2，線包使用φ2.68mm漆包線55匝2個，整機重量300公斤，物料輸送產量為每小時100噸。
低頻穩幅電磁共振給料機由於使用了調幅穩幅電路及自適應共振(專利)單元及起振電路，使其處於共振狀態工作，節能、效率高，同時低頻穩幅電磁共振給料機實現了在理想的頻率範圍工作，噪聲也從原85分貝下降到70分貝以下，大大改善了工作環境。非線性彈簧系統使電振機性能穩定可靠。控制系統不僅能實現頻率跟蹤、共振，同時排除了電網波動帶來的影響。本實用新型在電路中採用光電耦合元件，以弱電控制強電，用來推動大功率單向可控矽，減小了體積，安全可靠，具有很大的優越性。本實用新型體積小、重量輕，重量只有原有同類型重量的2／3，調試簡單，具有很好的商業推廣價值，可廣泛地用於礦山、冶金、煤炭、建材、輕工、化工、電力、糧食、醫藥等技術領域，是一種理想的輸送裝置。
權利要求1.低頻穩幅電磁共振給料機由料槽和銜鐵線包、鐵芯組成的電磁振動器及主振彈簧、減振器和控制電路部分組成，其特徵是，主振彈簧採用非線性彈簧元件，控制電路部分是傳感器[3]和磁鋼[2]相對運動產生的感應信號經反饋信號電路[A]、調幅穩幅電路[B]對信號檢波、放大、穩幅作為控制信號，另一路逕自適應共振單元及起振電路[C]自動跟蹤自振頻率亦輸出一控制信號，兩信號同時作用於可控矽控制電路[D]、控制激振器[28]的頻率和幅值用以驅動電磁振動器工作的頻率範圍在15HZ-24.5HZ的低頻穩幅閉環電磁共振系統。
2.按照權利要求1所說的低頻穩幅電磁共振給料機其特徵是非線性彈簧元件可以是非線性螺旋彈簧。
3.按照權利要求1所說的低頻穩幅電磁共振給料機，其特徵是所說的可控矽控制電路是採用光電耦合元件集成塊控制大功率單向可控矽〔27〕。
專利摘要低頻穩幅電磁給料機，屬于振動式輸送機械。其主振彈簧採用非線性彈簧，控制及電路部分採用自適應共振(專利)技術及調幅穩幅控制電路和採用光電耦合元件控制大功率單向可控矽的控制電路，使裝置處於低頻共振狀態工作，噪聲低體積小重量輕，調試簡單工作平穩可靠，效率高，可廣泛的用於礦山、冶金、糧食、化工、醫藥等多種領域，是一種理想的傳輸設備。
文檔編號B65G27/10GK2035347SQ8821541
公開日1989年4月5日 申請日期1988年11月7日 優先權日1988年11月7日
發明者陳予恕, 王義昌, 姜正奎, 袁劍平, 金志勝, 穆成棟, 儲景雲 申請人:天津大學