PL245170B1

PL245170B1 - Anti-resonance vibration conveyor

Info

Publication number: PL245170B1
Application number: PL434041A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Michalczyk
Original assignee: Jerzy Michalczyk
Priority date: 2020-05-23
Filing date: 2020-05-23
Publication date: 2024-05-27
Also published as: PL434041A1

Abstract

Antyrezonansowy przenośnik wibracyjny charakteryzuje się tym, że korpus (2) posiada sztywną konstrukcję bramową, a rynna (1) pełniąca rolę masy eliminatora dynamicznego, posiada konstrukcję samonośną i na odcinku centralnym jest podwieszona wewnątrz korpusu (2) z luzem umożliwiającym jej roboczy ruch drgający, zaś środek masy rynny (1) oraz środek masy korpusu (2) z wibratorami (5) i listwami resorującymi (3) pokrywają się ze sobą, a ponadto rynna (1) jest podwieszona wewnątrz korpusu (2), na zespołach listew resorujących (3), zamocowanych parami symetrycznie względem płaszczyzny symetrii wzdłużnej przenośnika, w otoczeniu punktów węzłowych pierwszej postaci drgań własnych rynny (1).The anti-resonance vibrating conveyor is characterized by the fact that the body (2) has a rigid gate structure, and the chute (1) acting as the mass of the dynamic eliminator, has a self-supporting structure and is suspended in the central section inside the body (2) with clearance enabling its operational vibrating movement, and the center of mass of the gutter (1) and the center of mass of the body (2) with the vibrators (5) and the shock strips (3) coincide with each other, and moreover, the gutter (1) is suspended inside the body (2) on the sets of shock strips (3). ), mounted in pairs symmetrically in relation to the longitudinal symmetry plane of the conveyor, in the vicinity of the nodal points of the first mode of natural vibrations of the chute (1).

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem rozwiązania jest antyrezonansowy przenośnik wibracyjny, mający zastosowanie we wszystkich gałęziach przemysłu, gdzie realizuje się transport surowców, półproduktów lub produktów finalnych, zwłaszcza nadawy sypkiej lub małych elementów, na niewielkie odległości, np. w przemyśle szklarskim, tytoniowym lub zakładach przeróbki surowców mineralnych.The subject of the solution is an anti-resonant vibrating conveyor, applicable in all industries where raw materials, semi-finished products or final products are transported, especially loose feed or small elements, over short distances, e.g. in the glass industry, tobacco industry or mineral raw material processing plants.

Z amerykańskiego opisu patentowego US989958A znane jest rozwiązanie eliminatora dynamicznego Frahma. Znane są również antyrezonansowe, przenośniki wibracyjne wykorzystujące ideę eliminatora dynamicznego Frahma. Na przykład z amerykańskiego opisu patentowego US6161680A znany jest przenośnik wibracyjny z rynną jako masą eliminatora, podpartą na korpusie za pomocą układu skośnych listew resorujących, zamocowanych parami symetrycznie względem płaszczyzny symetrii wzdłużnej przenośnika, zaś korpus podparty jest na układzie sprężyn śrubowych, pełniących rolę elementów wibroizolujących. Wymuszenie realizowane jest przez układ przeciwbieżnie obracających się wibratorów, połączonych z korpusem. Wzbudzanie drgań korpusu, wzbudza drgania robocze rynny, a amplituda drgań rynny samoczynnie ustala się na takim poziomie i w takiej fazie, że wywierana przez drgania rynny siła w listwach resorujących równoważy oddziaływanie wibratorów i praktycznie zatrzymuje ruch drgający korpusu, co wygasza siły przekazywane na podłoże za pośrednictwem sprężyn śrubowych. Warunkiem poprawnej pracy tych maszyn jest aby częstotliwość f_r drgań własnych rynny o masie m_r, podpartej na układzie resorów o łącznym współczynniku sprężystości k_r, była równa częstotliwości roboczej wibratorów f_w = fr, gdzie:The solution of the dynamic Frahm eliminator is known from the American patent description US989958A. There are also known anti-resonant vibration conveyors using the idea of a dynamic Frahm eliminator. For example, from the American patent description US6161680A there is known a vibrating conveyor with a chute as the eliminator mass, supported on the body by a system of diagonal spring bars, mounted in pairs symmetrically in relation to the plane of longitudinal symmetry of the conveyor, and the body is supported by a system of helical springs acting as vibration-isolating elements. The forcing is performed by a system of counter-rotating vibrators connected to the body. Excitation of vibrations of the body induces operating vibrations of the gutter, and the amplitude of vibrations of the gutter is automatically set at such a level and in such a phase that the force exerted by the vibrations of the gutter in the spring bars balances the impact of the vibrators and practically stops the vibrating movement of the body, which extinguishes the forces transmitted to the ground via coil springs. The condition for the correct operation of these machines is that the natural frequency f _r of the gutter with mass m _r , supported on a system of springs with a total elasticity coefficient k _r , is equal to the operating frequency of the vibrators f _w = fr, where:

f =— Ef =— E

2π lm_r 2π lm _r

Podobne rozwiązanie techniczne przedstawia amerykański opis patentowy US6659267B2, w którym dodatkowo kierunek działania siły wypadkowej przechodzi przez środek masy rynny oraz przez środek masy korpusu przenośnika.A similar technical solution is presented in the American patent description US6659267B2, in which, additionally, the direction of the resultant force passes through the center of mass of the chute and through the center of mass of the conveyor body.

Celem wynalazku jest opracowanie antyrezonansowego przenośnika wibracyjnego o prostej i kompaktowej konstrukcji, który nie przenosi na podłoże znacznych sił dynamicznych oraz momentów dynamicznych i posiada dużą sztywność na zginanie przy ograniczonej masie, umożliwiającą budowanie dłuższych i lżejszych maszyn niż obecnie produkowane.The aim of the invention is to develop an anti-resonant vibrating conveyor with a simple and compact design, which does not transfer significant dynamic forces and dynamic moments to the ground and has high bending stiffness with limited weight, enabling the construction of longer and lighter machines than those currently produced.

Istota antyrezonansowego przenośnika wibracyjnego, zawierającego korpus podparty na elementach wibroizolujących oraz rynnę, stanowiącą masę eliminatora dynamicznego, połączoną z korpusem za pośrednictwem zespołów listew resorujących o kierunku skośnym do kierunku wzdłużnego rynny, zamocowanych parami symetrycznie względem płaszczyzny symetrii wzdłużnej przenośnika, a także zespół co najmniej dwóch wibratorów, sztywno połączonych z korpusem, w taki sposób, że kierunek działania ich wymuszającej siły wypadkowej, przechodzi przez środek masy rynny oraz środek masy korpusu przenośnika, polega na tym, że korpus posiada sztywną konstrukcję bramową, a rynna posiada sztywną konstrukcję samonośną i na odcinku centralnym jest podwieszona wewnątrz korpusu z luzem umożliwiającym jej roboczy ruch drgający, zaś środek masy rynny oraz środek masy korpusu z wibratorami i listwami resorującymi pokrywają się ze sobą, a ponadto zespoły listew resorujących, zamocowane są w otoczeniu punktów węzłowych pierwszej postaci drgań własnych rynny.The essence of an anti-resonant vibrating conveyor, consisting of a body supported on vibro-isolating elements and a gutter constituting the mass of the dynamic eliminator, connected to the body via sets of spring bars with a direction oblique to the longitudinal direction of the gutter, mounted in pairs symmetrically in relation to the longitudinal symmetry plane of the conveyor, as well as a set of at least two vibrators, rigidly connected to the body in such a way that the direction of action of their forcing resultant force passes through the center of mass of the chute and the center of mass of the conveyor body, is that the body has a rigid gate structure, and the chute has a rigid self-supporting structure and on the section the central one is suspended inside the body with a clearance enabling its operational vibrating movement, and the center of mass of the gutter and the center of mass of the body with the vibrators and shock absorbers coincide with each other, and, moreover, the sets of shock strips are mounted in the vicinity of the nodal points of the first mode of natural vibrations of the gutter.

Korzystnym jest, gdy podwieszenie rynny wewnątrz korpusu zrealizowane jest w ten sposób iż, dolne końce listew resorujących przytwierdzone są do dolnej części rynny, zaś górne końce listew resorujących przytwierdzone są w górnej części korpusu do jego ścian bocznych lub do ściany górnej.It is advantageous if the gutter is suspended inside the body in such a way that the lower ends of the spring bars are attached to the lower part of the gutter, and the upper ends of the spring bars are attached in the upper part of the body to its side walls or to the upper wall.

Również korzystnym jest, gdy korpus w ścianach bocznych posiada zagłębienia lub okna, w których znajdują się listwy resorujące, a także korzystnym jest, gdy konstrukcja bramowa korpusu jest związana w dolnej części za pomocą profili zamkniętych.It is also advantageous if the body in the side walls has recesses or windows in which the spring bars are located, and it is also advantageous if the gate structure of the body is connected in the lower part with closed profiles.

Ponadto, korzystnym jest, gdy rynna ma postać blachownicy o profilu zamkniętym o ścianach bocznych w kształcie trójkąta o ściętych wierzchołkach, a także korzystnym jest, gdy ściany boczne rynny posiadają perforacje powyżej poziomu transportowanej nadawy. Podwieszenie rynny wewnątrz korpusu, oprócz ograniczenia gabarytów przenośnika, pozwoliło wyeliminować efekt sumowania się wysokości poszczególnych elementów układu. Dzięki temu konstrukcja ma większą sztywność na zginanie i nie posiada tendencji do przechyłu przy zmianie obciążenia nadawą. Dodatkową zaletą jest to, że listwy resorujące są rozciągane, co przyczynia się do wzrostu ich sztywności na kierunku roboczym, wpływając na zmniejszenie potrzebnej grubości tych resorów i poprawę ich stateczności.Moreover, it is advantageous if the gutter has the form of a closed profile plate girder with triangular side walls with truncated vertices, and it is also advantageous if the gutter side walls have perforations above the level of the transported feed. Suspending the chute inside the body, in addition to limiting the dimensions of the conveyor, eliminated the effect of adding up the heights of individual elements of the system. Thanks to this, the structure has greater bending stiffness and does not tend to tilt when the feed load changes. An additional advantage is that the spring bars are stretched, which increases their stiffness in the working direction, reducing the necessary thickness of the springs and improving their stability.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku przenośnika z wibratorami usytuowanymi w układzie bocznym, fig. 2 - przedstawia widok z boku przenośnika z wibratorami usytuowanymi w układzie pionowym, a fig. 3 - rynnę w widoku z boku, z przykładem perforacji w ścianach bocznych.The subject of the invention is shown in a schematic drawing, in which Fig. 1 shows a side view of the conveyor with vibrators located in a lateral arrangement, Fig. 2 - shows a side view of the conveyor with vibrators located in a vertical arrangement, and Fig. 3 - a view from side, with an example of perforation in the side walls.

Przenośnik wg wynalazku posiada samonośną rynnę 1 o ścianach bocznych w kształcie trójkąta o ściętych wierzchołkach, wykonaną jako blachownica skrzynkowa - o profilu zamkniętym, o zmiennym przekroju, podwieszoną na czterech zespołach listew resorujących 3 pod korpusem 2. Samonośność rynny oznacza, że posiada wystarczającą do poprawnej pracy sztywność na zginanie. Korpus 2 posiada konstrukcję bramową, spiętą u dołu elementami tworzącymi kratownicę i obejmuje rynnę 1 z trzech stron z luzem zapewniającym jej roboczy ruch drgający. W ścianach bocznych korpusu 2 znajdują się okna, w których znajdują się zespoły listew resorujących 3 (fig. 1). Górne końce listew resorujących 3 zamocowane są w górnej części korpusu 2, zaś ich dolne końce zamocowane są do rynny 1 w jej dolnej części. Listwy resorujące 3 podzielone są na cztery zespoły, które zamocowane są parami symetrycznie po obu stronach rynny 1, w otoczeniu punktów węzłowych pierwszej postaci drgań własnych rynny 1. Korpus 2 podparty jest na elementach wibroizolujących 4, które stanowią sprężyny śrubowe i wprawiany jest w ruch drgający za pomocą dwóch zamocowanych do niego symetrycznie po obu stronach wibratorów 5, które stanowią przeciwbieżne elektrowibratory, dla których kierunek działania γ wymuszającej siły wypadkowej jest nachylony pod kątem zbliżonym do 30° do poziomu i przechodzi przez punkt Cg środka masy układu przenośnika, z którym ponadto pokrywają się środki masy rynny 1 oraz środek masy korpusu 2 z wibratorami 5 i listwami resorującymi 3. Zamknięta konstrukcja rynny 1, stanowiącej jednocześnie masę eliminatora dynamicznego, ogranicza wydobywanie się do środowiska szkodliwych pyłów i gazów, a równocześnie wpływa korzystnie na poziom hałasu emitowanego podczas wzajemnych zderzeń ziaren nadawy.The conveyor according to the invention has a self-supporting gutter 1 with side walls in the shape of a triangle with truncated vertices, made as a box girder - with a closed profile, variable cross-section, suspended on four sets of spring strips 3 under the body 2. The self-supporting nature of the gutter means that it has sufficient working bending stiffness. The body 2 has a gate structure, fastened at the bottom with elements forming a grid, and covers the gutter 1 on three sides with clearance ensuring its working oscillation. In the side walls of the body 2 there are windows containing assemblies of spring bars 3 (fig. 1). The upper ends of the spring bars 3 are attached to the upper part of the body 2, and their lower ends are attached to the gutter 1 in its lower part. The spring bars 3 are divided into four units, which are mounted in pairs symmetrically on both sides of the gutter 1, in the vicinity of the nodal points of the first mode of natural vibrations of the gutter 1. The body 2 is supported on vibro-isolating elements 4, which constitute coil springs and is set in vibrating motion. by means of two vibrators 5 attached symmetrically to it on both sides, which constitute counter-rotating electrovibrators, for which the direction of action γ of the exciting resultant force is inclined at an angle close to 30° to the horizontal and passes through the point Cg of the center of mass of the conveyor system, with which they also coincide the center of mass of the gutter 1 and the center of mass of the body 2 with the vibrators 5 and the shock absorbers 3. The closed structure of the gutter 1, which is also the mass of the dynamic eliminator, limits the release of harmful dust and gases into the environment, and at the same time has a positive effect on the level of noise emitted during mutual collisions. feed grains.

W kolejnym przykładzie realizacji wynalazku (fig. 2), wibratory 5 usytuowane są w układzie pionowym poza obrysem korpusu 2. W jeszcze innym przykładzie, wibratory 5 usytuowane są wewnątrz obrysu korpusu 2 - w ten sposób zmniejszając sumaryczną wysokość przenośnika, natomiast wypadkowa siła wymuszająca, działa na tym samym kierunku γ, jak w przykładzie pierwszym.In another embodiment of the invention (Fig. 2), the vibrators 5 are located in a vertical arrangement outside the outline of the body 2. In yet another example, the vibrators 5 are located inside the outline of the body 2 - thus reducing the total height of the conveyor, while the resultant forcing force, acts in the same γ direction as in the first example.

W innym przykładzie realizacji wynalazku, zastosowana została rynna 1 (fig. 3) z dodatkowymi perforacjami 1a w ścianach bocznych, wykonanymi powyżej poziomu transportowanej nadawy. Zamknięta konstrukcja rynny, po zaślepieniu otworów bocznych otwieranymi, lekkimi denkami plastykowymi, ogranicza wydobywanie się do środowiska szkodliwych pyłów i gazów, a równocześnie wpływa korzystnie na poziom hałasu emitowanego podczas wzajemnych zderzeń ziaren nadawy.In another embodiment of the invention, a gutter 1 (Fig. 3) was used with additional perforations 1a in the side walls, made above the level of the transported feed. The closed design of the gutter, after plugging the side holes with openable, light plastic bottoms, limits the release of harmful dust and gases into the environment, and at the same time has a positive effect on the noise level emitted during mutual collisions of feed grains.

Przenośnik według rozwiązania, przy tej samej masie może mieć długość o ok. 40-60% większą niż przenośnik antyrezonansowy tradycyjny. Pozwala to na szerszy zakres zastosowań i powoduje, że koszt maszyny odniesiony do 1 m odległości transportowania jest niższy niż dla konstrukcji typowych. Mniejsze zużycie materiałów na jednostkę długości czyni maszynę tańszą i bardziej przyjazną dla środowiska na etapie realizacji. Ponadto, przyjęte rozwiązanie stwarza możliwość sprowadzenie środków mas rynny, korpusu z wibratorami i zespołami listew resorujących do jednego punktu, leżącego na kierunku działania siły wymuszającej, co eliminuje generowanie momentów dynamicznych oddziałujących na podłoże, zmniejszając ingerencję w środowisko podczas eksploatacji, jak również poprawia statyczną stateczność obrotową maszyny eliminując przechyły rynny przy zmianach obciążenia nadawą.The conveyor according to the solution, with the same weight, can be approximately 40-60% longer in length than a traditional anti-resonance conveyor. This allows for a wider range of applications and causes the cost of the machine per 1 m of transport distance to be lower than for typical structures. Less material consumption per unit length makes the machine cheaper and more environmentally friendly at the implementation stage. Moreover, the adopted solution makes it possible to bring the centers of mass of the gutter, the body with vibrators and the sets of spring bars to one point, located in the direction of the excitation force, which eliminates the generation of dynamic moments affecting the ground, reducing interference in the environment during operation, and improves static stability rotation of the machine, eliminating chute tilts when the feed load changes.

Claims

1. Anti-resonant vibrating conveyor containing a body supported on vibro-isolating elements and a gutter constituting the mass of the dynamic eliminator, connected to the body via sets of spring bars with a direction oblique to the longitudinal direction of the gutter, mounted in pairs symmetrically in relation to the longitudinal symmetry plane of the conveyor, as well as a set of at least two vibrators, rigidly connected to the body in such a way that the direction of action of their forcing resultant force passes through the center of mass of the chute and the center of mass of the conveyor body, characterized in that the body (2) has a rigid gate structure and the chute (1) has a rigid structure self-supporting and in the central section it is suspended inside the body (2) with clearance enabling its operational oscillating movement, and the center of mass of the gutter (1) and the center of mass of the body (2) with the vibrators (5) and the shock absorbers (3) coincide with each other, and, moreover, the sets of shock strips (3) are mounted in the vicinity of the nodal points of the first mode of natural vibrations of the gutter (1).

2. Anti-resonant vibrating conveyor according to claim. 1, characterized in that the suspension of the gutter (1) inside the body (2) is carried out in such a way that the lower ends of the shock strips (3) are attached to the lower part of the gutter (1), and the upper ends of the shock strips (3) are attached in the upper part of the body (2) to its side walls or to the upper wall.

3. Anti-resonant vibrating conveyor according to claim. 1, characterized in that the body (2) in the side walls has recesses or windows in which the spring bars (3) are located.

4. Anti-resonant vibration conveyor according to claim. 1, characterized in that the gate structure of the body (2) is connected in the lower part with closed profiles.

5. Anti-resonant vibrating conveyor according to claim. 1, characterized in that the gutter (1) has the form of a closed-profile plate girder with side walls in the shape of a triangle with truncated vertices.

6. Anti-resonant vibrating conveyor according to claim. 5, characterized in that the side walls of the gutter (1) have perforations above the feed level.