PL248993B1

PL248993B1 - Semi-active suspension of the vibrating screen

Info

Publication number: PL248993B1
Application number: PL431713A
Authority: PL
Inventors: Szymon Ogonowski; Piotr Krauze
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2026-02-16
Also published as: PL431713A1

Abstract

Półaktywne zawieszenie przesiewacza wibracyjnego zbudowanego z rzeszota (1), które dla sit przesiewacza (2) stanowi sztywną konstrukcję w postaci ramy zawieszonej lub podpartej na zawieszeniu podporowym za pomocą mocowania (5) z wykorzystaniem elementów sprężystych (6), i ze wzbudników drgań (3) połączonych mechanicznie z rzeszotem (1), przeznaczone do zawieszenia lub podparcia przesiewacza na podporach (4) charakteryzuje się tym, że pomiędzy rzeszotem (1), a podporą (4), osadzony jest co najmniej jeden tłumik półaktywny (7) o tłumieniu sterowanym przez układ kontrolno - pomiarowy tłumika (8), korzystnie tłumik magnetoreologiczny, elektroreologiczny lub wyposażony w serwozawory.A semi-active suspension of a vibrating screen composed of a riddle (1), which for the screen sieves (2) constitutes a rigid structure in the form of a frame suspended or supported on a support suspension by means of a mounting (5) using elastic elements (6), and of vibration exciters (3) mechanically connected to the riddle (1), intended to suspend or support the screen on supports (4), is characterized in that at least one semi-active damper (7) is mounted between the riddle (1) and the support (4) with damping controlled by the damper control and measurement system (8), preferably a magnetorheological, electrorheological damper or a damper equipped with servo valves.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest półaktywne zawieszenie przesiewacza wibracyjnego, przeznaczonego do rozdzielania mieszanin sypkich, ziarnistym zawiesin pozostających w stanie sypkim, w stanie upłynnionym lub przy formowaniu na sucho produktów włóknistych, mającego zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu tj.: w przeróbce surowców skalnych do produkcji kruszyw mineralnych, w przetwórstwie spożywczym, paszowym, w nasiennictwie, w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. Niezależnie od zastosowania przesiewaczy, poszukuje się rozwiązań zmniejszających energochłonność i podnoszących efektywność procesu przesiewania.The invention concerns a semi-active vibrating screen suspension designed for separating bulk mixtures, granular suspensions in a loose or fluid state, or for dry forming fibrous products. It has applications in numerous industries, including: processing rock raw materials for the production of mineral aggregates, food and feed processing, seed production, and the chemical and pharmaceutical industries. Regardless of the screen application, solutions are sought that reduce energy consumption and increase the efficiency of the screening process.

Wśród najczęstszych problemów występujących dla przesiewaczy wibracyjnych pracujących z częstotliwością nadrezonansową jest ich podatność na znaczne amplitudy drgań podczas rozruchu i zatrzymania wibratorów rotacyjnych oraz konieczność zmiany trajektorii ruchu sit przesiewacza w zależności od zmiennego przepływu i typu przesiewanego materiału.Among the most common problems encountered by vibrating screens operating at overresonant frequency is their susceptibility to significant vibration amplitudes during start-up and stop-up of the rotating vibrators and the need to change the trajectory of the screen sieves depending on the variable flow and type of material being screened.

Z polskiego opisu patentowego nr PL167019 znany jest przesiewacz wibracyjny składający się ze sztywnego rzeszota z rozpiętymi sitami, zawieszonego sprężyście na zawieszeniu podporowym. W przypadku zawieszenia sprężystego stosowane są najczęściej sprężyny stalowe, pneumatyczne lub gumowe.Polish patent no. PL167019 describes a vibrating screen consisting of a rigid riddle with interspersed sieves, suspended elastically from a support suspension. Elastic suspension most often uses steel, pneumatic, or rubber springs.

Z brytyjskiego opisu patentowego nr GB1335107 znany jest tłumik drgań ciernych, zastosowany w przesiewaczu w celu ograniczenia nadmiernych drgań podczas rozruchu i zatrzymania wibratorów. Cechą przedstawionego tłumika ciernego jest oddziaływanie na przesiewacz jedynie w przypadku nadmiernych drgań i możliwość regulacji docisku materiału ciernego, a tym samym siły tarcia za pomocą śruby obrotowej. Niedogodnością powyższego rozwiązania jest brak możliwości regulacji maksymalnej dopuszczalnej amplitudy drgań, ponadto nie jest również możliwa modyfikacja trajektorii ruchu sit przesiewacza w dopuszczalnym zakresie amplitudy drgań, dla którego przedstawiony element wykazuje właściwości sprężyste, a nie tłumiące drgania. Dla powyższej konstrukcji utrudniona jest realizacja układu pozwalającego na ciągłą regulację tłumienia charakteryzującą się szybkim czasem odpowiedzi w zakresie odziaływania siły tłumiącej drgania.British patent no. GB1335107 describes a stick-slip damper used in a screen to reduce excessive vibration during start-up and stop of the vibrators. A feature of this friction damper is that it affects the screen only in the event of excessive vibration and allows for adjustment of the friction material pressure, and thus the friction force, using a rotary screw. A disadvantage of this solution is the inability to adjust the maximum permissible vibration amplitude. Furthermore, it is impossible to modify the trajectory of the screen sieves within the permissible vibration amplitude range, for which the presented element exhibits elastic, rather than vibration-damping, properties. The above design makes it difficult to implement a system that allows for continuous damping adjustment with a fast response time to the vibration-damping force.

Ponadto znana jest konstrukcja układu tłumienia drgań mająca zastosowanie między innymi dla przesiewaczy wibracyjnych, wykazana w brytyjskim opisie patentowym nr GB1339693, w której zastosowano tłumiki o stałych parametrach w celu ograniczenia amplitudy drgań podczas rozruchu i zatrzymania wzbudników drgań. Cechą powyższego rozwiązania jest znaczące oddziaływanie tłumików n a drgający układ jedynie w przypadku nadmiernej amplitudy drgań. Podobne rozwiązanie przedstawiające zastosowanie tłumików drgań mających liniową lub nieliniową charakterystykę w przesiewaczu wibracyjnych wykazano również w brytyjskim opisie patentowy nr GB798560. Wadą powyższych rozwiązań jest brak możliwości regulacji tłumienia pozwalającej na zmianę dopuszczalnej amplitudy drgań lub zmianę trajektorii ruchu sit przesiewacza.Furthermore, a vibration damping system design is known for applications including vibrating screens, as described in British Patent No. GB1339693. It utilizes fixed-parameter dampers to limit the vibration amplitude during start-up and stop-start of the vibration exciters. A feature of this design is that the dampers only significantly impact the vibrating system when the vibration amplitude is excessive. A similar design, using vibration dampers with linear or nonlinear characteristics in a vibrating screen, is also described in British Patent No. GB798560. A disadvantage of these designs is the inability to adjust the damping to change the permissible vibration amplitude or the trajectory of the screen's sieves.

Z innych amerykańskich opisów patentowych nr US9010542 i nr US2015108046 znane są przesiewacze wibracyjne o zmiennym kącie nachylenia sit przesiewacza, w których dodatkowe mechaniczne ograniczniki pozwalają uniknąć nadmiernych drgań, w szczególności w czasie rozruchu i zatrzymania wibratorów.Other US patent descriptions No. US9010542 and No. US2015108046 describe vibrating screens with a variable angle of inclination of the screen sieves, in which additional mechanical limiters make it possible to avoid excessive vibrations, in particular during the start-up and stop-up of the vibrators.

Również z amerykańskiego opisu patentowego nr US2380013 znane są cierne tłumiki drgań przeznaczone dla przesiewaczy wibracyjnych, których konstrukcja powoduje tłumienie drgań tylko w przypadku przekroczenia ich dopuszczalnej amplitudy. Niedogodnością powyższego rozwiązania jest brak możliwości ciągłej zmiany siły ograniczającej drgania oraz brak możliwości uzależnienia tej siły od chwilowych warunków pracy przesiewacza i wymagań technologicznych, wynikających na przykład z założeń jakościowych procesu.Also known from U.S. Patent No. US2380013 are friction vibration dampers designed for vibrating screens, whose design only dampens vibrations when their permissible amplitude is exceeded. A disadvantage of this solution is the inability to continuously change the vibration-limiting force and the inability to make this force dependent on the screen's current operating conditions and technological requirements, such as those resulting from process quality assumptions.

Celem wynalazku jest zapewnienie odpowiedniej trajektorii ruchu przesiewacza wynikającej z wymagań technologicznych procesu przesiewania, oczyszczanie oczek sit przesiewacza zatkanych materiałem przesiewanym lub zmniejszenie niekorzystnych drgań, w szczególności spowodowanych przez wymuszenie częstotliwości rezonansowej przesiewacza w czasie rozruchu lub zatrzymania wzbudników drgań. Cel ten osiągnięto przez zastosowanie w zawieszeniu przesiewacza, oprócz klasycznie wykorzystywanych elementów sprężystych, tłumików o sterowanym tłumieniu, korzystnie tłumików magnetoreologicznych, elektroreologicznych lub wyposażonych w serwozawory.The purpose of the invention is to ensure the appropriate trajectory of the screen movement resulting from the technological requirements of the screening process, to clear screen meshes clogged with screened material, or to reduce unfavorable vibrations, particularly those caused by forcing the screen's resonant frequency during start-up or stop-up of vibration exciters. This goal is achieved by using controlled dampers in the screen suspension, in addition to the classically used elastic elements, preferably magnetorheological, electrorheological, or servo-valve dampers.

Półaktywne zawieszenie przesiewacza wibracyjnego zbudowanego z rzeszota, które dla sit przesiewacza stanowi sztywną konstrukcję w postaci ramy zawieszonej lub podpartej na zawieszeniu podporowym za pomocą mocowania z wykorzystaniem elementów sprężystych, i ze wzbudników drgań połączonych mechanicznie z rzeszotem, przeznaczone do zawieszenia lub podparcia przesiewacza na podporach charakteryzuje się tym, że pomiędzy rzeszotem, a podporą, osadzony jest co najmniej jeden tłumik półaktywny o tłumieniu sterowanym przez układ kontrolno-pomiarowy tłumika, korzystnie tłumik magnetoreologiczny, elektroreologiczny lub wyposażony w serwozawory.A semi-active suspension of a vibrating screen constructed from a riddle, which for the screen sieves constitutes a rigid structure in the form of a frame suspended or supported on a support suspension by means of a fastening using elastic elements, and from vibration exciters mechanically connected to the riddle, intended to suspend or support the screen on supports, is characterized in that at least one semi-active damper is mounted between the riddle and the support, with damping controlled by a damper control and measurement system, preferably a magnetorheological, electrorheological damper or a damper equipped with servo valves.

Korzystnie półaktywne zawieszenie według wynalazku ma układ kontrolno-pomiarowy tłumika, który steruje wartością tłumienia do kontroli trajektorii ruchu sit przesiewacza, wprowadzenia skokowej zmiany trajektorii do czyszczenia zatkanych sit, ciągłej kompensacji zmian obciążenia przesiewacza, lub eliminacji drgań rezonansowych przesiewacza wraz z półaktywnym zawieszeniem w trakcie rozruchu lub zatrzymania przesiewacza.Preferably, the semi-active suspension according to the invention has a damper control and measurement system that controls the damping value to control the trajectory of the screen sieves, to introduce a step change in trajectory to clean clogged sieves, to continuously compensate for changes in the screen load, or to eliminate resonant vibrations of the screen along with the semi-active suspension during start-up or stoppage of the screen.

W półaktywnym zawieszeniu przesiewacza według wynalazku wartość tłumienia zastosowanych tłumików sterowana jest przez dedykowany system kontrolno-pomiarowy w celu uzyskania zadanej ciągłej lub chwilowej zmiany tłumienia zawieszenia przesiewacza charakteryzującej się szybkim czasem odpowiedzi.In the semi-active screen suspension according to the invention, the damping value of the dampers used is controlled by a dedicated control and measurement system in order to obtain a set continuous or momentary change in the damping of the screen suspension characterized by a fast response time.

Półaktywne zawieszenie przesiewacza wibracyjnego według wynalazku zostało przedstawione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przesiewacz zawieszony sprężyście na zawieszeniu podporowym widok z boku, a Fig. 2 przedstawia przesiewacz oparty sprężyście na zawieszeniu podporowym widok z boku.The semi-active suspension of the vibrating screen according to the invention is shown in an embodiment in the drawing, where Fig. 1 shows a side view of the screen resiliently suspended on the support suspension, and Fig. 2 shows a side view of the screen resiliently supported on the support suspension.

Poniższe rysunki stanowią zilustrowane przykłady postaci wykonania wynalazku. Specjalista w dziedzinie uzna, że liczne modyfikacje i zmiany, takie jak rozpatrywanie innej niż cztery liczby tłumików lub elementów sprężystych, rozpatrywanie innego niż równoległe wzajemnego ułożenia elementów sprężystych i tłumików, rozpatrywanie przesiewaczy jedno- i wielopoziomowych i/lub rozpatrywanie wzbudników wykonanych w postaci wielu elementów umożliwiających wymuszanie ruchu okresowego mogą być wykonywane bez zmiany ducha lub zakresu niniejszego wynalazku. Takie modyfikacje i zmiany znajdują się w zakresie wynalazku. Przykłady w żaden sposób nie ograniczają wynalazku.The following drawings are illustrative examples of embodiments of the invention. One skilled in the art will recognize that numerous modifications and changes, such as considering other numbers of dampers or resilient elements than four, considering other than parallel arrangements of resilient elements and dampers, considering single- and multi-level screens, and/or considering inductors formed as multiple elements capable of imparting periodic motion, may be made without changing the spirit or scope of the present invention. Such modifications and changes are within the scope of the invention. The examples are not intended to limit the invention in any way.

Przesiewacz wibracyjny według wynalazku składa się z rzeszota (1) stanowiącego sztywną ramę, w której zamontowane są sita przesiewacza (2) oraz ze wzbudników drgań (3), które zapewniają wymaganą trajektorię ruchu przesiewacza, np. liniową lub eliptyczną. Rzeszoto (1) zawieszone (Fig. 1) lub oparte (Fig. 2) jest na podporach (4) za pomocą półaktywnego zawieszenia połączonego z rzeszotem (1) z wykorzystaniem mocowań (5). Półaktywne zawieszenie składa się z elementów sprężystych (6) i tłumików półaktywnych (7) o sterowanym tłumieniu. Wartość tłumienia tłumików półaktywnych (7) sterowana jest z wykorzystaniem układu kontrolno-pomiarowego tłumików (8).The vibrating screen according to the invention consists of a riddle (1), which is a rigid frame in which the screen sieves (2) are mounted, and vibration exciters (3), which ensure the required trajectory of the screen movement, e.g., linear or elliptical. The riddle (1) is suspended (Fig. 1) or supported (Fig. 2) on supports (4) by means of a semi-active suspension connected to the riddle (1) using mounts (5). The semi-active suspension consists of elastic elements (6) and semi-active dampers (7) with controlled damping. The damping value of the semi-active dampers (7) is controlled using a damper control and measurement system (8).

Zawieszenie z tłumikami półaktywnymi (7) według wynalazku umożliwia chwilową zmianę tłumienia i częstotliwości rezonansowej układu mechanicznego przesiewacza i półaktywnego zawieszenia, na przykład w celu zmniejszenia niekorzystnych drgań spowodowanych przez wymuszenie częstotliwości rezonansowej przesiewacza nadrezonansowego w przypadku jego uruchomienia lub zatrzymania. Taka chwilowa zmiana umożliwia również skokową modyfikację trajektorii ruchu rzeszota (1), wprowadzając pobudzenie niezbędne do oczyszczania oczek sit przesiewacza (2) zatkanych materiałem przesiewanym. Zawieszenie według wynalazku umożliwia ciągłą zmianę tłumienia, tak by korygować trajektorię ruchu rzeszota (1) i sit przesiewacza (2) w przypadku zmiany przepływu materiału do przesiewacza lub modyfikować jej kształt w zależności od rodzaju przesiewanego materiału lub kąta pochylenia przesiewacza. Półaktywne zawieszenie przesiewacza wibracyjnego według wynalazku stanowi punkt podparcia lub zawieszenia rzeszota (1) i sit przesiewacza (2) wzbudzanego do drgań poprzez dedykowane wzbudniki drgań, zapewniające wymaganą trajektorię ruchu przesiewacza.The suspension with semi-active dampers (7) according to the invention enables momentary changes in the damping and resonance frequency of the mechanical system of the screen and the semi-active suspension, for example, to reduce unfavorable vibrations caused by forcing the resonance frequency of the over-resonant screen when it is started or stopped. Such momentary change also enables abrupt modification of the movement trajectory of the sieve (1), introducing the excitation necessary to clear the meshes of the sieve screens (2) clogged with screened material. The suspension according to the invention enables continuous modification of the damping so as to correct the movement trajectory of the sieve screen (1) and sieve screens (2) in the event of a change in the material flow to the screen or to modify its shape depending on the type of material being screened or the screen inclination angle. The semi-active suspension of the vibrating screen according to the invention constitutes a support or suspension point for the riddle (1) and the screen sieves (2) excited to vibrations by dedicated vibration exciters, ensuring the required trajectory of the screen movement.

Claims

Patent claims

1. Semi-active suspension of a vibrating screen composed of a riddle (1), which for the screen sieves (2) constitutes a rigid structure in the form of a frame suspended or supported on a support suspension by means of a mounting (5) using elastic elements (6), and of vibration exciters (3) mechanically connected to the riddle (1), intended to suspend or support the screen on supports (4), characterized in that between the riddle (1) and the support (4), at least one semi-active damper (7) is mounted with damping controlled by the damper control and measurement system (8), preferably a magnetorheological, electrorheological damper or a damper equipped with servo valves.

PL 248993 Β1

2. Semi-active suspension of a vibrating screen according to claim 1, characterized in that the damper control and measurement system (8) controls the damping value to control the trajectory of the screen sieves (2), to introduce a step change in the trajectory to clean clogged sieves, to continuously compensate for changes in the screen load, or to eliminate resonance vibrations of the screen together with semi-active suspension during start-up or stoppage of the screen.