CN102214981B - 振动装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动装置，包括固定组件和振动组件，所述固定组件和所述振动组件中一者包括磁性部件(1)，另一者包括导体(2)，且所述导体(2)位于所述磁性部件(1)的磁场中。该振动装置采用安培力代替了激振器和电动机等动力部件提供的动力来源，减少了激振器和电动机等动力部件的能耗，使振动装置不仅结构简单，造价低，而且有效减小能量损耗，提高振动装置的工作效率。

Description

振动装置

技术领域

本发明涉及工业机械领域，特别是涉及一种振动装置。

背景技术

振动装置是当前应用非常广泛的工业机械之一。以振动筛为例，振动筛主要用于矿山、煤炭、冶炼、建材、耐火材料、轻工、化工、医药、食品等行业。

现有技术中，振动筛主要由筛体、激振器、悬挂装置或支承装置及电动机等组成。电动机经传动系统带动激振器的主轴回转，由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用，使筛体振动；并通过改变激振器偏心重，可获得不同振幅。

振动筛工作时，电机带动激振器旋转使激振器产生激振力，迫使筛体带动筛网做一定方向的运动，使筛网上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程，完成物料筛分作业。

上述的振动筛结构中，筛体的驱动装置包括电动机、传动系统和激振器，使得振动筛必须设计有支承这些设备的承重结构，导致振动筛非常笨重，筛体安装、使用都极不方便，也不便于维护，从而显著增加了振动筛的使用成本。

另外，电能通过电动机、传动系统和激振器等设备几级传递，其能量损失严重，根据统计得知，光激振器上就有50％的电能在使用过程中损失，加上电动机能量的损失和传动过程中能量的损失，使得超过70％的电能在振动筛使用过程中流失，形成很大的浪费，增加了物料的筛分成本。

因此，如何使振动筛等振动装置结构更简洁，振动更灵活，并提高振动装置的可维护性，降低振动装置的能耗，提高振动装置的经济性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种振动装置，该振动装置结构简单，能耗较低，同时振动灵活，可维护性较好，使用成本低。

为实现上述发明目的，本发明提供一种振动装置，包括固定组件和振动组件，所述固定组件和所述振动组件中一者包括磁性部件，另一者包括导体，且所述导体位于所述磁性部件的磁场中。

优选地，所述导体的电源为交流电电源。

优选地，还包括用于调节所述交流电电源频率的变频器。

优选地，具体为振动筛，所述固定组件包括磁性部件，所述振动组件包括所述振动筛的筛体和与所述筛体固定连接的所述导体。

优选地，所述磁性部件具体为U型磁铁，所述导体具体为铜棒，该铜棒位于所述U型磁铁开口部分的内侧。

优选地，还包括与所述筛体固定连接的绝缘座，所述铜棒与所述筛体通过所述绝缘座连接。

优选地，所述铜棒的外部设有绝缘套。

优选地，所述U型磁铁的数目为多个，各所述U型磁铁形成近似均匀的磁场。

优选地，还包括用于安装所述U型磁铁的支架，各所述U型磁铁均与所述支架固定连接。

优选地，所述支架的数目至少为两个，各所述支架和其上安装的U型磁铁分别对称地安装于所述筛体的前侧和后侧。

本发明所提供的振动装置，包括固定组件和振动组件，两者中一者包括磁性部件，另一者包括通电的导体，且导体位于磁性部件的磁场中。由于通电的导体在磁场内要受到安培力的作用，所以，导体和磁性部件之间将产生安培力，由于两者中一者固定，另一者可以振动，所以，磁性体和导体中两者中必有一者因为安培力的作用而发生移动。根据左手定则可知，当导体中电流的方向和大小发生变化，导体的受力方向和大小发生变化；同时，当磁力线的方向和强度发生变化，导体的受力方向和大小也发生变化。因此，调整导体中的电流的大小和方向或磁力线的方向，都可以改变导体受力的大小和方向。这样，通电导体可以在安培力的作用下向不同方向移动，当安培力的方向交错改变，即可实现通电导体的振动；将可以振动的物体与有振动需求的事物固定连接，使之一起振动，即可实现振动效果。该振动装置采用安培力代替了激振器和电动机等动力部件提供的动力来源，减少了激振器和电动机等动力部件的能耗，使振动装置不仅结构简单，造价低，而且有效减小能量损耗，提高振动装置的工作效率。

在一种优选的实施方式中，所述振动装置为振动筛，所述固定组件包括磁性部件，所述振动组件包括所述振动筛的筛体和与所述筛体固定连接的所述导体。导体通电后，在磁性部件的磁场中受安培力的作用，发生移动，进而带动与导体固定连接的筛体发生移动。当导体受安培力来回移动时，与之固定连接的筛体也来回移动，形成筛体振动。该振动筛没有激振器和电动机等动力部件，使其结构简单，造价低，能耗小，性价比高。

在另一种优选的实施方式中，所述磁性部件的数目为多个，各所述U型磁铁形成均匀的磁场。由于导体在每一个磁性部件的磁场中的受力有限，而且磁性部件的磁场密度是渐变的，为了使导体在磁场中能稳定运动，可以在筛体的两侧设置多个磁性部件，并按磁场的形成规律分布，使筛体的两侧形成多个磁场，且多个磁场叠合为一个近似均匀的磁场，以提高筛体振动的稳定性，同时提高振动筛的可靠性。

附图说明

图1为通电导体在磁场中受力示意图；

图2为本发明所提供振动筛第一种具体实施方式的立体视图；

图3为图2所示振动筛的侧视图；

图4为图2所示振动筛的俯视图；

图5为一种具体实施方式中导体中电流的大小随时间变化趋势图；

图6为图5所示导体受安培力的大小随时间变化趋势图；

图7为图2所示振动筛中支架和磁性部件的结构示意图；

图8为本发明所提供振动筛第二种具体实施方式的立体视图；

图9为图8所示振动筛中支架和磁性部件的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于振动装置，该振动装置结构简单，能耗较低，同时振动灵活，可维护性较好，使用成本低。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面以下以振动筛为例，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。应当说明的是，本发明所提供的振动装置包括但不限于振动筛，也可以用于其它需要振动的结构中，在此不再一一描述。

请参考图1，图1为通电导体在磁场中受力示意图。

根据左手定则可知：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入掌心，四指指向导体中电流的方向，则大拇指的方向就是导体受力方向。即通电导体放在垂直于导体的磁场中，受到的安培力F垂直于导体中电流和磁场的平面。由于通电导体在磁场中受安培力作用，该安培力可以使通电导体在磁场中产生运动，其受力公式如下：

F＝BIL

其中，F为通电导体受到的安培力；B为导体在磁场中受到的磁场强度；I为导体中的电流强度。

本发明所提供的振动装置，就是以上述的左手定则为原理的基础上研发而成的。该振动装置包括固定组件和振动组件，两者中一者包括磁性部件1，另一者包括通电的导体2，且导体2位于磁性部件1的磁场中。由于通电的导体2在磁场内要受到安培力的作用，所以，导体2和磁性部件1之间将产生安培力，由于两者中一者固定，另一者可以振动，所以，磁性部件1和导体2中必有一者因为安培力的作用而发生移动。

根据左手定则可知，当导体2中电流的方向和大小发生变化，导体2的受力方向和大小发生变化；同时，当磁力线的方向和强度发生变化，导体2的受力方向和大小也发生变化。因此，调整导体2中的电流的大小和方向或磁力线的方向，都可以改变导体2受力的大小和方向。这样，通电导体2可以在安培力的作用下向不同方向移动，当安培力的方向交错改变，即可实现通电导体2的振动；将可以振动的物体与有振动需求的事物固定连接，使之一起振动，即可实现振动效果。

本发明所提供的振动装置采用安培力代替了激振器和电动机等动力部件提供的动力来源，减少了激振器和电动机等动力部件的能耗，使振动装置不仅结构简单，造价低，而且有效减小了能量损耗，提高了振动装置的工作效率。

请参考图2至图4，图2为本发明所提供振动筛第一种具体实施方式的立体视图；图3为图2所示振动筛的侧视图；图4为图2所示振动筛的俯视图。

以振动筛为例，磁性部件1可以为U型磁铁，导体2可以是铜棒，铜棒可以与振动筛的筛体3固定连接，且铜棒位于U型磁铁开口部分的内侧，在U型磁铁形成的均匀磁场中作往复运动。即U型磁铁为固定组件，铜棒和振动筛的筛体3为振动组件，通过改变铜棒中电流的大小和方向，可以实现铜棒的往复运动，并带动筛体3作往复运动，形成振动，实现对物料的筛分。同样，由于该振动筛没有激振器和电动机等动力部件，使其结构简单，造价低，而且能耗小，因此性价比更高。

需要说明的是，可以是U型磁铁与筛体3固定连接，铜棒设于U型磁铁的磁场内，且处于固定状态，即可以是U型磁铁属于振动组件，铜棒属于固定组件。导体通电后，产生的安培力作用于铜棒和U型磁铁，由于铜棒处于固定状态，而力的作用是相互的，势必推动U型磁铁产生移动，进而带动筛体3移动。应当理解，这样的结构也能实现本发明的目的，也应该在本发明的保护范围之内。

另外，磁性部件1可以不是U型磁铁，而是其它能提供磁场的物体；导体2也可以不是铜棒，而是其它能通电流的导体。

请参考图5和图6，图5为一种具体实施方式中导体中电流的大小随时间变化趋势图；图6为图5所示导体受安培力的大小随时间变化趋势图。

在一种具体的实施方式中，本发明所提供的振动筛可以使用交流电电源，使铜棒中流通交流电。这样，由安培力计算公式可以理解，磁场强度没有变化，在磁场中的铜棒没有变化，变化的只有电流的方向，交流电的方向一个为正向，另一个为反向，筛体3的受力也是正向受力和反向受力。铜棒中电流I的方向随时间T呈正弦变化，铜棒受到的安培力F也随时间T呈正弦变化，即铜棒受到的安培力F的方向发生变化，这样实现了筛子的振动。交流电是现代工业中的常见能源，由交流电提供易于实现，有利于提高振动装置的适用性，降低振动装置的成本。

同时，筛子运动的频率就是通电电流的频率，此发明中可以包括变频器，通过变频器控制导体中电流的频率，即通电导体中的电流为由变频器输出不同频率的电流。这样，振动筛的振动频率可以通过变频器调节，以满足振动装置不同的振动需求，进一步提高振动装置的适用性。

显然，铜棒中的电流可以是直流电，电流方向不变时，铜棒中在磁场中受到一个方向的安培力作用。此时振动筛中可以设置换向装置，通过换向装置使导体中的电流换向，即在铜棒向一侧移动时，改变铜棒中电流的方向，使铜棒受到另一个方向的安培力，推动导体向另一侧移动，到另一侧后，将铜棒中的电流改为原来的方向，如此反复，使铜棒在相反的安培力作用下作往复运动，实现振动，同时带动筛体3振动，完成物料筛分。

具体地，上述铜棒可以通过绝缘座5与筛体3连接。市场上的筛体3很多由金属制成，容易导电。为了防止铜棒中的电流传导给筛体3，在筛体3上固定安装绝缘座5，通过绝缘座5与铜棒连接，以减小电量损失，同时提高振动筛的安全可靠性。

进一步地，铜棒的外部可以设置绝缘套，以进一步提高铜棒与筛体3间的绝缘效果，提高设备的安全可靠性。同时也防止操作工人受伤，保障生产安全。

在一种具体的实施方式中，U型磁铁的数目可以有多个，各U型磁铁形成近似均匀的磁场。由于铜棒在每一个U型磁铁的磁场中的受力有限，而且U型磁铁的磁场是一个渐变的不均匀场，为了使铜棒能保持稳定的运动速度，可以在筛体3的两侧设置多个U型磁铁，并按磁场的形成规律分布，使筛体3的四周形成多个磁场，且多个磁场叠合为一个近似均匀的磁场，使筛体3受力更均匀，以提高筛体3振动的稳定性，同时提高振动筛的可靠性。

请参考图7至图9，图7为图2所示振动筛中支架和磁性部件的结构示意图；图8为本发明所提供振动筛第二种具体实施方式的立体视图；图9为图8所示振动筛中支架和磁性部件的结构示意图。

在进一步的技术方案中，上述振动筛还可以包括支架4，各U型磁铁均安装于支架上，以提高磁场的稳定性。同时，在一种具体的实施方式中，本发明所提供的振动筛可以有两个支架4或多个支架4，且各支架4对称地安装于筛体3的前侧和后侧，并在筛体3的前侧和后侧均安装有铜棒，均受到安培力的作用，使筛体3受力更均匀，可靠性更高。

本文所涉及的前侧、后侧、内侧等方位词，是以筛体3振动的方向为基准来定义的，筛体3受到导体的安培力后的运动方向，一者为前侧，与之相反的方向即为后侧；同时，在U型磁铁中，靠近弯曲部分为内侧，靠近开口部分为外侧。应当理解，本文中所采用的方位词不应当限制本专利的保护范围。

以上对本发明所提供的振动装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种振动装置，包括固定组件和振动组件，其特征在于，具体为振动筛，所述固定组件包括多个U型磁性部件（1），所述振动组件包括所述振动筛的筛体（3），和与所述筛体（3）固定连接的铜棒（2），该铜棒（2）位于所述U型磁性部件（1）的磁场中。

2.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述铜棒（2）的电源为交流电电源。

3.根据权利要求2所述的振动装置，其特征在于，还包括用于调节所述交流电电源频率的变频器。

4.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，还包括与所述筛体（3）固定连接的绝缘座（5），所述铜棒与所述筛体（3）通过所述绝缘座（5）连接。

5.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，所述铜棒的外部设有绝缘套。

6.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，各所述U型磁性部件（1）形成近似均匀的磁场。

7.根据权利要求1所述的振动装置，其特征在于，还包括用于安装所述U型磁性部件（1）的支架（4），各所述U型磁性部件（1）均与所述支架（4）固定连接。

8.根据权利要求7所述的振动装置，其特征在于，所述支架（4）的数目至少为两个，各所述支架（4）和其上安装的所述U型磁性部件（1）分别对称地安装于所述筛体（3）的前侧和后侧。

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