一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法
【专利摘要】本发明涉及一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法，属于高频振动筛技术领域。技术方案是：通过电流来控制高频筛振幅的大小，通过控制器（6）对振动器（4）的电流加以采样、分析、调整、控制，达到自动根据物料量的多少来调节振幅的目的。所以本发明在满足根据物料量调节振幅的同时，还采用三个质量弹簧系统的结构，两级传递振动并且振动两级放大的振动方式，使筛网的振动加大，而其它部件的振动不超承受范围，从而保证了整机的可靠性。本发明具有振幅在线自动可调、运行可靠、工艺效果好、能耗低等优点，解决了高频振动筛领域长期渴望解决的技术难题，促进了高频振动筛的发展，也具有显著的经济效益和社会效益。
【专利说明】
一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法，属于高频振动筛技术领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，高频振动筛已经被广泛应用在粗煤泥脱水、尾矿脱水、砂石脱水、化工及建 材原料分级等细粒物料的脱水或分级作业中。高频振动筛分为电磁振动高频筛、机械振动 高频筛和电磁与机械复合振动的高频筛三种类型，它们各有优缺点。振动筛主要参数是振 幅和振动频率，一般细粒物料选择较高的振动频率，大粒物料选择较低的振动频率，在设计 时根据振动筛应用范围进行参数确定。
[0003] 高频振动筛的振幅在设计时也会根据不同情况选择一个比较适宜的工作振幅，但 是，在生产实践中，高频振动筛入料量难以控制，当物料量增大时，参振质量增大，筛机振幅 反而变小。因此，物料不能得到及时处理，会形成堆料现象，影响正常生产。为了克服上述问 题，人们将高频振动筛设计在亚共振状态，当物料增大时会产生大振幅，但是，此种设计不 能根据物料量自动调整振幅，不能调整到满足物料量所需振幅，运行可靠性差，工作状态不 稳定，达不到需要的振幅;不能根据筛面上料量的多少，自动调整振幅的大小，筛面上料量 大时仍会出现堵料现象，筛面上料量少时会在大振幅状态下工作。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是提供一种自动调节振幅的高频筛及自动调节方法，能根据物料量自 动调整振幅，能调整到满足物料量所需振幅，运行可靠，即高频振动筛的振幅是随筛面上物 料量的多少，实时加以调整，不仅达到物料量多时调整到较大振幅，还可以达到在物料量少 时调整到较小的振幅，使高频振动筛处于最佳、高效的振动状态;及时处理筛面上的物料， 防止出现堵料现象，同时也防止料量少时在大振幅状态下工作的现象，工作可靠，不出故 障，解决【背景技术】中存在的上述问题。
[0005] 本发明的技术方案是： 一种自动调节振幅的高频筛，包含筛框、筛网、振动轴、振动器、接线管和控制器，筛网 通过筛网弹簧安装在筛框上，同时与振动轴相搭接;振动轴安装在筛框上，振动轴一端与筛 网搭接，另一端与振动器铰接;振动器安装在筛框上，振动器输出端与振动轴铰接;接线管 将振动器和控制器的信号线连接起来;控制器安装在筛框上;筛网、筛网弹簧、振动轴和振 动器构成一个激振单元，多个激振单元通过一个控制器控制； 所述控制器包含电流采样单元、放大器、Μ⑶(微控制单元)和驱动单元，电流采样单元 的输出连接放大器，放大器的输出连接MCU (微控制单元），MCU (微控制单元）的输出连接驱 动单元;电流采样单元对振动器的自然电流进行采样，通过放大器输入MCU进行分析，判断 筛面上的物料量多少，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给振动 器，振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅；当高频筛在需用振幅状态下工作一个 设定时段后，无论筛面上的物料量是否发生变化，MCU解除所需强制电流，恢复到自然电流 状态，电流采样单元重新进行自然电流采样，重新经放大器输入MCU进行分析控制，如此循 环，实时控制调整高频筛振幅，使得高频筛在需用振幅的最佳状态下工作。
[0006] 所述振动器由振动器座、上磁铁、电磁线圈、下磁铁、振动器弹簧、振动杆和传振杆 组成，振动器座安装在筛框上，上磁铁固定在振动器座上，并设有电磁线圈，下磁铁与上磁 铁匹配布置，下磁铁与振动器弹簧、振动杆和传振杆依次连接，传振杆与振动轴连接;控制 器的电流采样单元采集电磁线圈中的自然电流信号，通过放大器输入MCU进行分析，判断 筛面上的物料量多少，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给电磁 线圈，在上磁铁和下磁铁间产生激振力，并通过振动器弹簧的回复作用，使振动杆产生振动 并传递给传振杆，传振杆将振动再传递给振动轴。
[0007] 所述振动轴由轴体、振动轴筋板和打击板构成，振动轴的轴体通过振动轴弹簧和 轴承座安装在筛框上，振动轴弹簧套在轴体上并设置在轴承座内，轴承座固定在筛框上;轴 体与振动器的传振杆连接;轴体上设有多个振动轴筋板，振动轴筋板连接打击板，打击板与 筛网搭接;轴体的振动通过打击板将振动传递给筛网。
[0008] 所述筛网与筛网弹簧组成第一个质量弹簧系统，所述振动器的下磁铁、振动杆与 振动器弹簧组成第二个质量弹簧系统，所述振动轴的轴体与振动轴弹簧组成第三个质量弹 簧系统；由于高频筛振幅不断变化，而且在物料量较多时，会在较大振幅状态下工作，本发 明采用了三个质量弹簧系统、两级振动传递的振动方式，振动器产生振动传递给振动轴，振 动轴产生振动再传递给筛网，保证高频筛在较大振幅状态下的可靠性;在振动器振幅传递 给振动轴、振动轴的振幅传递给筛网时，两个过程均会对振幅进行放大，即具有两级放大作 用，一般放大1.2~3倍。
[0009] -种自动调节振幅的高频筛的自动调节方法，采用上述一种自动调节振幅的高频 筛，包含如下步骤： ① 建立振动器的自然电流与筛面上物料量的对应关系，建立该筛面上物料量与需用振 幅之间的对应关系，建立需用振幅与所需要强制电流之间的对应关系； ② 控制器通过电流采样单元采集振动器的自然电流，根据该自然电流与筛面上物料量 的对应关系来判定筛面上物料的量，根据筛面上的物料量与需用振幅之间的对应关系来确 定需用振幅，根据需用振幅与强制电流之间的对应关系来确定所需要强制电流;MCU对上述 信息进行分析判断，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给振动器， 振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅，高频筛在需用振幅状态下保持工作； ?当高频筛在需用振幅状态下工作一个设定时段后，无论筛面上的物料量是否发生 变化，MCU解除供给振动器的强制电流，回到自然电流振动状态；电流采样单元再采集振动 器自然电流，再经MCU分析判断，发出指令，如此循环，使高频筛根据筛面上的物料量多少来 自动调节其相应的需用振幅，使高频筛处于高效、可靠的工作状态之中； i'D所述高频筛的筛网与筛网弹簧组成第一个质量弹簧系统，振动器的下磁铁、振动杆 与振动器弹簧组成第二个质量弹簧系统，振动轴的轴体与振动轴弹簧组成第三个质量弹簧 系统;三个质量弹簧系统构成两级振动传递的振动方式，振动器产生振动传递给振动轴，振 动轴产生振动再传递给筛网；由于高频筛振幅不断变化，而且在物料量较多时，会在较大振 幅状态下工作，上述两级振动传递的振动方式，保证高频筛在较大振幅状态下的可靠性。
[0010] 所述的两级振动传递中，均有放大效果，即筛网的振幅大于振动轴，振动轴的振幅 大于振动器;在筛网获得较大振幅时，其它部件的振幅并不太大，从而保证整机的可靠性， 筛网的振幅是振动器振幅的1.2~3倍。
[0011] 本发明采用磁电式振动的振动器，通过控制电流来控制振幅；高频筛振幅按空载 振幅、20%载荷振幅、40%载荷振幅、60%载荷振幅、80%载荷振幅、100%载荷振幅、120%载荷振 幅、140%载荷振幅、160%载荷振幅、180%载荷振幅、200%载荷振幅设计，经计算或测试确定各 载荷下的自然振幅和自然电流;然后再分别计算或测试各载荷下的需用振幅和强制电流。
[0012] 本发明的有益效果是： 1、 本发明通过自动监测和控制电流来调整振幅，工艺简单，易于实现。本发明不直接监 测振幅，不直接监测物料量，所以不用位移传感器，也不用皮带秤，通过监测和控制电流就 能实现对振幅的调整，工艺布置与实现比较容易； 2、 本发明自动调整振幅准确可控，保证本发明在高效可靠的状态下工作。本发明调整 的振幅是调整到本发明需要多大振幅，就调整到多大振幅，振幅调整的大小是可控的，不会 出现振幅不够或在振幅过大的情况;这样，保证了本发明的振动状态是准确的，高效的，同 时也避免本发明受到振幅过大的损害。【背景技术】有的振幅虽能调整，但不能实现在线调整 或不能实现按需调整； 3、 本发明在较大振幅工作状态下，仍能保证可靠性。本发明采用两级传递并放大的振 动模式，这样，在筛网具有较大振幅时，其它部位振幅仍不超允许范围，保证了本发明的可 靠性。本发明达到根据筛面上的物料量多少，自动调整振幅的大小，及时处理筛面上的物 料，防止出现堵料现象，同时也防止物料量少时在较大振幅状态下工作的现象，而且，无论 在较大振幅状态下，还是在较小振幅状态下，高频筛均能工作可靠，不出故障，解决了本领 域长期渴望彻底解决的技术难题，促进高频振动筛的技术发展。
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的结构示意图； 图2是本发明中振动器的结构示意图； 图3是本发明中振动轴的结构示意图； 图4是本发明中振动轴的A向示意图； 图5是本发明中控制器的结构示意图； 图中：筛框1、筛网2、振动轴3、振动器4、接线管5、控制器6、筛网弹簧7、振动器座8、上磁 铁9、电磁线圈10、下磁铁11、振动器弹簧12、振动杆13、传振杆14、轴承座15、振动轴弹簧16、 轴体17、振动轴筋板18、打击板19、电流采样单元20、放大器21、MCU(微控制单元)22、驱动单 元23〇
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
[0015] -种自动调节振幅的高频筛，包含筛框1、筛网2、振动轴3、振动器4、接线管5和控 制器6,筛网2通过筛网弹簧7安装在筛框1上，同时与振动轴3相搭接;振动轴3安装在筛框1 上，振动轴3-端与筛网2搭接，另一端与振动器4铰接;振动器4安装在筛框1上，振动器4输 出端与振动轴3铰接;接线管5将振动器4和控制器6的信号线连接起来;控制器6安装在筛框 1上;筛网2、筛网弹簧7、振动轴3和振动器4构成一个激振单元，多个激振单元通过一个控制 器6控制； 所述控制器6包含电流采样单元20、放大器21、M⑶(微控制单元)22和驱动单元23,电流 采样单元20的输出连接放大器21，放大器21的输出连接MCU(微控制单元），MCU(微控制单 元)22的输出连接驱动单元23;电流采样单元对振动器的自然电流进行采样，通过放大器输 入MCU进行分析，判断筛面上的物料量多少，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所 需强制电流供给振动器，振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅；当高频筛在需用 振幅状态下工作一个设定时段后（例如:设定1分钟），无论筛面上的物料量是否发生变化， MCU解除所需强制电流，恢复到自然电流状态，电流采样单元重新进行自然电流采样，重新 经放大器输入MCU进行分析控制，如此循环，实时控制调整高频筛振幅，使得高频筛在需用 振幅的最佳状态下工作。
[0016] 所述振动器4由振动器座8、上磁铁9、电磁线圈10、下磁铁11、振动器弹簧12、振动 杆13和传振杆14组成，振动器座8安装在筛框1上，上磁铁9固定在振动器座8上，并设有电磁 线圈10，下磁铁11与上磁铁9匹配布置，下磁铁11与振动器弹簧12、振动杆13和传振杆14依 次连接，传振杆14与振动轴3连接;控制器的电流采样单元采集电磁线圈中的自然电流信 号，通过放大器输入MCU进行分析，判断筛面上的物料量多少，发出所需强制电流到驱动单 元，驱动单元按所需强制电流供给电磁线圈，在上磁铁9和下磁铁11间产生激振力，并通过 振动器弹簧12的回复作用，使振动杆13产生振动并传递给传振杆14,传振杆14将振动再传 递给振动轴3。
[0017] 所述振动轴3由轴体17、振动轴筋板18和打击板19构成，振动轴3的轴体17通过振 动轴弹簧16和轴承座15安装在筛框1上，振动轴弹簧16套在轴体17上并设置在轴承座15内， 轴承座15固定在筛框1上;轴体17与振动器4的传振杆14连接;轴体17上设有多个振动轴筋 板18，振动轴筋板18连接打击板19，打击板19与筛网搭接;轴体17的振动通过打击板19将振 动传递给筛网2。
[0018] 所述筛网2与筛网弹簧7组成第一个质量弹簧系统，所述振动器的下磁铁11、振动 杆13与振动器弹簧12组成第二个质量弹簧系统，所述振动轴的轴体17与振动轴弹簧16组成 第三个质量弹簧系统；由于高频筛振幅不断变化，而且在物料量较多时，会在较大振幅状态 下工作，本发明采用了三个质量弹簧系统、两级振动传递的振动方式，振动器产生振动传递 给振动轴，振动轴产生振动再传递给筛网，保证高频筛在较大振幅状态下的可靠性;在振动 器振幅传递给振动轴、振动轴的振幅传递给筛网时，两个过程均会对振幅进行放大，即具有 两级放大作用，一般放大1.2~3倍。
[0019] -种自动调节振幅的高频筛的自动调节方法，采用上述一种自动调节振幅的高频 筛，包含如下步骤： ① 建立振动器的自然电流与筛面上物料量的对应关系，建立该筛面上物料量与需用振 幅之间的对应关系，建立需用振幅与所需要强制电流之间的对应关系； ② 控制器通过电流采样单元采集振动器的自然电流，根据该自然电流与筛面上物料量 的对应关系来判定筛面上物料的量，根据筛面上的物料量与需用振幅之间的对应关系来确 定需用振幅，根据需用振幅与强制电流之间的对应关系来确定所需要强制电流;MCU对上述 信息进行分析判断，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给振动器， 振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅，高频筛在需用振幅状态下保持工作； ?当高频筛在需用振幅状态下工作一个设定时段后（例如：设定时段1分钟），无论筛 面上的物料量是否发生变化，MCU解除供给振动器的强制电流，回到自然电流振动状态；电 流采样单元再采集振动器自然电流，再经MCU分析判断，发出指令，如此循环，使高频筛根据 筛面上的物料量多少来自动调节其相应的需用振幅，使高频筛处于高效、可靠的工作状态 之中； ?所述高频筛的，筛网与筛网弹簧组成第一个质量弹簧系统，振动器的下磁铁、振动 杆与振动器弹簧组成第二个质量弹簧系统，振动轴的轴体与振动轴弹簧组成第三个质量弹 簧系统;三个质量弹簧系统构成两级振动传递的振动方式，振动器产生振动传递给振动轴， 振动轴产生振动再传递给筛网；由于高频筛振幅不断变化，而且在物料量较多时，会在较大 振幅状态下工作，上述两级振动传递的振动方式，保证高频筛在较大振幅状态下的可靠性。
[0020] 所述在两级振动传递中，均有放大效果，即筛网2的振幅大于振动轴3,振动轴3的 振幅大于振动器4;在筛网2获得较大振幅时，其它部件的振幅并不太大，从而保证的整机的 可靠性，筛网2的振幅是振动器4振幅的1.2~3倍。
[0021] 本发明采用磁电式振动的振动器，通过控制电流来控制振幅；高频筛振幅按空载 振幅、20%载荷振幅、40%载荷振幅、60%载荷振幅、80%载荷振幅、100%载荷振幅、120%载荷振 幅、140%载荷振幅、160%载荷振幅、180%载荷振幅、200%载荷振幅设计，经计算或测试确定各 载荷(筛网上的物料量)下的自然振幅和自然电流;然后再分别计算或测试各载荷下的需用 振幅和所需强制电流。
[0022] 本发明控制器6具有不断生成脉冲时序，通过脉冲时序控制可控硅的导通时机，产 生预期的脉冲直流基本功能，还具有对振动器4电流采集、电流分析、电流控制、电流恢复的 功能。本发明高频筛采用了三个质量弹簧系统的结构，在设计时，可以通过对三个质量弹簧 系统分别选取适应的弹簧刚度，达到理想的振幅放大目的。
【主权项】
1. 一种自动调节振幅的高频筛，其特征在于:包含筛框（1)、筛网（2)、振动轴（3)、振动 器(4)、接线管(5)和控制器(6)，筛网（2)通过筛网弹簧(7)安装在筛框(1)上，同时与振动轴 (3) 相搭接;振动轴(3)安装在筛框（1)上，振动轴(3)-端与筛网（2)搭接，另一端与振动器 (4) 铰接;振动器(4)安装在筛框(1)上，振动器(4)输出端与振动轴(3)铰接;接线管(5)将振 动器(4)和控制器(6)的信号线连接起来;控制器(6)安装在筛框（1)上;筛网（2)、筛网弹簧 (7)、振动轴(3)和振动器(4)构成一个激振单元，多个激振单元通过一个控制器(6)控制； 所述控制器(6)包含电流采样单元(20)、放大器(21)、M⑶(22)和驱动单元(23)，电流采 样单元(20)的输出连接放大器(21)，放大器(21)的输出连接MCU，MCU( 22)的输出连接驱动 单元(23);电流采样单元对振动器的自然电流进行采样，通过放大器输入MCU进行分析，判 断筛面上的物料量多少，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给振 动器，振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅；当高频筛在需用振幅状态下工作一 个设定时段后，无论筛面上的物料量是否发生变化，MCU解除所需强制电流，恢复到自然电 流状态，电流采样单元重新进行自然电流采样，重新经放大器输入MCU进行分析控制，如此 循环，实时控制调整高频筛振幅，使得高频筛在需用振幅的状态下工作。2. 根据权利要求1所述的一种自动调节振幅的高频筛，其特征在于:所述振动器(4)由 振动器座(8)、上磁铁(9)、电磁线圈（10)、下磁铁（11)、振动器弹簧（12)、振动杆（13)和传振 杆（14)组成，振动器座(8)安装在筛框（1)上，上磁铁(9)固定在振动器座(8)上，并设有电磁 线圈（10)，下磁铁（11)与上磁铁(9)匹配布置，下磁铁（11)与振动器弹簧（12)、振动杆（13) 和传振杆（14 )依次连接，传振杆(14 )与振动轴(3 )连接;控制器的电流采样单元采集电磁线 圈中的自然电流信号，通过放大器输入MCU进行分析，判断筛面上的物料量多少，发出所需 强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给电磁线圈，在上磁铁(9)和下磁铁(11) 间产生激振力，并通过振动器弹簧（12)的回复作用，使振动杆（13)产生振动并传递给传振 杆(14)，振动杆(14)将振动再传递给振动轴(3)。3. 根据权利要求1或2所述的一种自动调节振幅的高频筛，其特征在于:所述振动轴(3) 由轴体（17 )、振动轴筋板（18 )和打击板（19 )构成，振动轴（3 )的轴体（17 )通过振动轴弹簧 (16)和轴承座（15)安装在筛框（1)上，振动轴弹簧（16)套在轴体（17)上并设置在轴承座 (15)内，轴承座（15)固定在筛框(1)上;轴体(17)与振动器(4)的传振杆(14)连接;轴体(17) 上设有多个振动轴筋板（18)，振动轴筋板（18)连接打击板（19)，打击板（19)与筛网搭接;轴 体(17)的振动通过打击板(19)将振动传递给筛网（2)。4. 一种自动调节振幅的高频筛的自动调节方法，采用权利要求1、2、3所限定的高频筛， 其特征在于:包含如下步骤： ① 建立振动器的自然电流与筛面上物料量的对应关系，建立该筛面上物料量与需用振 幅之间的对应关系，建立需用振幅与所需要强制电流之间的对应关系； ② 控制器通过电流采样单元采集振动器的自然电流，根据该自然电流与筛面上物料量 的对应关系来判定筛面上物料的量，根据筛面上的物料量与需用振幅之间的对应关系来确 定需用振幅，根据需用振幅与强制电流之间的对应关系来确定所需要强制电流;MCU对上述 信息进行分析判断，发出所需强制电流到驱动单元，驱动单元按所需强制电流供给振动器， 振动器按所需强制电流进行振动，达到需用振幅，高频筛在需用振幅状态下保持工作； 当高频筛在需用振幅状态下工作一个设定时段后，无论筛面上的物料量是否发生变 化，MCU解除供给振动器的强制电流，回到自然电流振动状态；电流采样单元再采集振动器 自然电流，再经MCU分析判断，发出指令，如此循环，使高频筛根据筛面上的物料量多少来自 动调节其相应的需用振幅，使高频筛处于高效、可靠的工作状态之中； 繼所述高频筛，筛网与筛网弹簧组成第一个质量弹簧系统，振动器的下磁铁、振动杆与 振动器弹簧组成第二个质量弹簧系统，振动轴的轴体与振动轴弹簧组成第三个质量弹簧系 统;三个质量弹簧系统构成两级振动传递的振动方式，振动器产生振动传递给振动轴，振动 轴产生振动再传递给筛网。5.根据权利要求4所述的一种自动调节振幅的高频筛的自动调节方法，其特征在于:所 述在两级振动传递中，均有放大效果，即筛网（2)的振幅大于振动轴(3)，振动轴(3)的振幅 大于振动器(4);筛网（2)的振幅是振动器(4)振幅的1.2~3倍。
【文档编号】B07B1/42GK105855160SQ201610410476
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】卢笛
【申请人】卢笛