Устройство для вибрационной очистки стенок емкостей

 

Сущность изобретения: устройство содержит вибратор 3, возбудитель 4, датчик 5 вибрации, усилитель 6, амплитудный детектор 7, формирователь 8 импульсов, блок. 9 умножения, два фильтра 10,14 нижних частот , электродный ключ 11, генератор 12, компаратор 15, таймер 16.1 ил.

(!9) (! Ц

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яи В 08 В 7/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ П:Т

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф 17 092

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

9ВЗКДЯ ЛА НТИО «т, Фи,е.". ес".:;„::

SA 9ТР - .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 481 994/12 (22) 23.64.90 (46) 15.07.92. Бюл. М 26 (71) Уральский научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "Унипромедь" (72) В.А; Мухамедов, Н.П.Мамонтов, А.П.Вяткин, П.М.Софьин, Н.В.Демин и

В.Б.Халезина (53) 621.89.067.776 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 997301, кл. В 65 О 88/64, 1982.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОЙ

ОЧИСТКИ СТЕНОК ЕМКОСТЕЙ (57) Сущность изобретения; устройство содержит вибратор 3, возбудитель 4, датчик 5 вибрации, усилитель 6. амплитудный детектор 7, формирователь 8 импульсов, блок,9 умножения, два фильтра 10, 14 нижних частот, электродный ключ 11, генератор 12, компаратор 15, таймер 16. 1 ил.

1747212 с постоянной амплитудой Ро, воэдействукщие на очищаемую стенку 2. Для предотвращения механического разрушения объекта очистки амплитуда должна удовлетворять условию К Ао K Аиакс,;

Ро

Р Н (2) где Ao — амплитуда колебаний очищенной стенки;

A xc — предельно допустимая амплитуда; р — коэффициент динамичности системы на резонансной частоте.

Коэффициент р показывает, во сколько раз амплитуда Ао под действием гармонической силы больше статического прогиба под действием постоянной силы Ро.

Колебания a(t) очищаемой стенки 2 в результате воздействия на нее силы P(t) описываются выражением где О- коэффициент затухания;

A(t) — текущее значение амплитуды вибрации. .3 га .:ение A(t) определяется по формуле

Иэ (1) и (4) видно. что в выражении (3) изменение частоты и амплитуды A(t) во времени определяется законом изменения Ь e(t).

Экспериментально установлено, что скрость очистки налипшей масси пропорциональна ее коли яству. В произвольный момент времени At отделяется масса Ь(Л в).

Л(Лт

Отношение есть средняя скорость аЛ очистки. Предел этого отношения при Ь - О есть скорость очистки в момент времени t.

Так как скорость очистки пропорциональна налипшей массе и при увеличении времени она убывает, то до

pi<

Независимо от амплитуды сигнала дат-чика 5 вибрации по его частотному параметру усилитель 6 формирует гармонический 55 или электрический сигнал с постоянной амплитудой и частотой e(t), который в вибровоэбудителе 4 и вибраторе 3 преобразуется в

: механические колебания P(t) - Po з1п в(с) гдв а- коэффициент пропорцис нальности.

Изобретение относится к технике механической, в частности вибрационной, очистки стационарных и транспортных средств от налипшего материала.

Цель изобретения — повышение произ- 5 водительности и экономичности путем определения момента окончания очистки по анализу параметров колебания.

На чертеже црфставлена функциональная.схема устройства. 10 устройство состоит из вибровозбуждаемой электромеханической системы 1, в кото. рую входят очищаемая стенка 2 с налипшим материалом, вибратор 3, возбудитель 4, датчик 5 вибрации и усилитель 6. Кроме того, в 15 . состав устройства входят амплитудный детектор 7, формирователь 8 импульсов, блок 9 умножения, первый и второй фильтры t0 и 14 нижних частот соответственно, электронный ключ 11, генератор 12, операционный усили- 20 тель 13, компаратор 15 и таймер 16.

Устройство работает следующим образом;

При включении устройства в последовательно замкнутый вибровозбуждаемойсисте- 25 ме 1 устанавливаются электромаханические гармонические колебания на резонансной частоте вибрации очищаемой стенки 2, так как она является частотно-задающим элементом системы 1. Текущее значение частоты колеба- 30 ния определяется параметрами очищаемой стенки 2:

® е + .- » где К вЂ” коэффициент жесткости стенки;

mo — собственйая масса стенки;

Л m(t) — текущее значение налипшей ма:сы, имеющее значение Ь m(t " О) - Ь mo на начало очистки.

Соответственно, и собственная резо. нансная частота колебания очищаемой стенки изменяется от

a(t) - A(t)(1-å ) sin m(t) t, (3)

1747212 (6) 5

sin

Щt

a(t) =

Так как

ht1

2л

a(t) =Ao(1 — е ) 25 например, 1,8л

Г1-.

x sin й3о t

ЗО Блок 9 умножения представляет собой ключ, управляемый импульсами формирователя 8. Нэ выходе блоке 9 умножения:.олучается импульсная последовательность с . амплитудой A(t). длительностью Ar> и часЗБ тотой Щ- . Первым фильтром 1О нижних частот выделяется постоянная составляющая

ЗИМ

Ою-Sef А() Art ÂA() f(i) и, 0Й

Ао когда закончится переходной процесс(е ф в .ай 4 системе 1, вызванный реакцией стенки 2 на воздействие силы P(t).

Практически это происходит после нескольких периодов колебания стенки 2.

С учетом описанного колебания очищаемой стенки 2 в процессе очистки в.зависимости от величины оставшейся налипшей массы описываются формулой или с учетом закона изменения налипшей

48 массы сигнал на выходе фильтра равен

Л+ е.

ПЩ

69 ю где Sgo- коэффициент передачи фильтра 16. . Тэк как требуется зафиксировать окончание изменения параметров очищаемой стенки 2 во времени, то произведение сигф@ иалов дэвт большую достоверность результата и больший диапазон изменения

: произведения по сравнению с отдельно взятым сигналом. Первая производная произведения больше в

Решение дифференциального уравнения (5) дает зависимость изменения налипшей массы как функции времени

-eg4

Ьв(т)- Amo e

Таким образом, значение ф) в формуле (3) с учетом (4) и (6) можно записать как то формула (7) преобразуется к виду

После включения устройства очистка начнется только после достижения амплитудой колебания очищаемой стенки 2 своего установившегося значения (9) иэ которой видно, что амплитуда и частота колебаний изменяются по одному закону

Для контроля процесса очистки достаточно контролировать изменение во времени амплитуды илй частоты и прекращение их изменения фиксировать как окончание очистки.

8 устройстве с целью расширения динамического диапазона измерения и повышения информативности сигнала об изменении параметров вибрации сигналы Q выходов амплитудного детектора 7 и формирователя 8. импульсов предварительно перемножаются в блоке 9 умножения. Длительность импульсов htt, формируемых в формирователе импульсов 8, не должна превышать периода их следования при максимальной частоте а >, т.е.

1747212

5 ma

Составитель В.Мухамедов

Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор O.Кравцова

Редактор А.Огар

Заказ 2459 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул. Гагарина, 101 раз производной отдельно взятого сигнала

А(т) или и (1), .. Выход фильтра 10 через ключ 11. управляемый генератором 12, подключается поочередно к прямому и инверсному входам . операционного усилителя 13. На выходе операционного усилителя 13 получаются разнополярные импульсы, частота следования которых определяется частотой генератора 12, а их амплитуда изменяется.по закону сигнала на выходе фильтра 10. Сиг нал с выхода операционного усилителя 13 подается на вход второго фильтра 14 нижних частот, который выделяет постоянную составляющую. Как только сигнал на выходе фильтра 10 перестанет изменяться, что свидетельствует о том, что амплитуда и частота вибрации очищаемой стенки 2 остаются постоянными. т.е. очистка закончилась, то по стоянная составляющая на.выходе фильтра становится равной нулю. Компаратор 15 срабатывает при нулевом входном сигнале и запускает таймер 16, который через время

Ьwg, если за это время на входе компаратора . 15остается нулевойсигнал, выключаетусилитель 6.

Если окажется, что таймер 16 запущен си налом с выхода компаратора 15 случайным сигналом в результате действия помех, то он вернется в исходное состояние и будет ожидать следующего запуска.

: Таким образом; в устройстве очистка производится на резонансной частоте. Контроль. процесса очистки и его окончание производятся по результатам анализа параметров вибрации, что важно при очистке закрытых емкостей, где недоступны другие виды контроля. Параметры вибрации предва. рительно преобразуются (перемножаются), что повышает достоверность результата. Вы5 ключение устройства в каждом цикле производится практически сразу по окончании очистки.

В результате этого повышается производительность очистки и снижаются энерго10 затраты на единицу очищаемой поверхности.

Формула изобретения

Устройство для вибрационной очистки стенок емкостей, содержащее последова.15 тельно подключенные датчик вибрации, усилитель, возбудитель и вибратор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения производительности и экономичности путем определения момента окончания очист20 ки по анализу параметров колебания, в него введены амплитудный детектор, формиро...ватель импульсов, блок умножения, первый и второй фильтры нижних частот, электронный ключ, генератор импульсов, онерацион25 ный усилитель, компаратор, таймер, при этом первый и второй входы блока умножения подключены соответственно через амплитудный детектор и формирователь ..импульсов к выходу датчика вибрации, вход 30 электронного ключа через первый фильтр нижних частот подключен к выходу блока умножения, управляющий вход электронного ключа подключен к генератору, а первый и второй выходы электронного ключа под35 ключены соответственно к первому и второму входам операционного усилителя, выход которого через второй фильтр нижних час-, тот и компаратор подключен к входу таймера, а выход таймера подключен к второму

40 входу усилителя.