Лабораторная установка, описанная в статье, обладает достаточ­ной мощностью для выполнения работ по очистке и сортировке, по фракциям, сыпучих материалов объемом до тысячи литров в сутки. Применение данной установки возможно при проведении строи­тельных работ на дачном участке или возведении загородного дома.

                            Технология вибротранспортной сортировки сыпучих материалов

Вибротранспортные системы предназначены для автоматической транспортировки и сортировки сыпучих материалов типа гравийно-песчаная смесь, щебень, опилки и иные материалы. Во время транспортиров­ки выполняются процессы сепариро­вания мелких фракций от более круп­ных с их разделением по приемным бункерам.

В начальный момент материалы загружаются в питательный бункер достаточной емкости, который осна­щен, в нижней части, выходным ши­бером с ручной или автоматической заслонкой.

Из питательного бункера сыпучие материалы поступают на вибростол, поверхность которого имеет отвер­стия разного диаметра.

По мере продвижения сыпучего материала по столу он частично про­ходит отсев через отверстия соот­ветствующего диаметра и попадает в приемные бункера в нижней части вибротранспортной системы.

При необходимости, при нали­чии в смеси включений металла, дополнительно устанавливается - магнитный уловитель.

Прототипов данной установки по вибротранспортной сортировке материалов существует множество.  Вибростол и питательный бункер  оснащены электрическими вибра­торами для соблюдения и ускоре­ния технологии транспортировки и сортировки сыпучих материалов.

Вибростол имеет регулируе­мый наклон для снижения затрат электроэнергии установки и облегчения продвижения сыпучих материалов. Частота колебаний вибростола устанавливается в за­висимости от исходного материа­ла: при мелких фракциях частота вибратора устанавливается выше, чем при крупных.

Схема

Для оповещения аварийных ситу­аций в виде перегрузки в работе виб­ротранспортной системы схема уст­ройства (рис. 1) оснащена светоди­одными индикаторами перегрузки HL1, HL2, датчиком перегрузки слу­жит снижение напряжения на катуш­ке вибростола, которое с помощью микросхемы DD2.2 преобразуется в чередование световых импульсов зеленого и красного свечения.

Дополнительно схема устройства имеет два режима отсева: непре­рывный и прерывистый, что позво­ляет в процессе сепарации устра­нять возможные перегрузки систе­мы кратковременным встряхивани­ем вибротранспортного стола. Схе­ма прерывистого встряхивания ма­териала на столе выполнена на циф­ровой микросхеме DD3.

Катушки L1 вибростола питают­ся импульсным током от выходного мощного усилителя на полевых транзисторах VT1, VT2.

Катушка L2 питателя подключе­на к однополупериодному выпрями­телю постоянного тока с регулято­ром мощности на полевом транзис­торе VT3.Питание схемы вибростола и питателя выполнено на сетевом трансформаторе Т1, с двумя выход­ными напряжениями 12 В и 24 В.

На логических элементах DD1.1. DD1.3 собран генератор прямоугольных импульсов. Часто­та устанавливается резистором R1 в пределах 2...10 Гц. Мультивибра­тор прерывания частоты вибрато­ра выполнен на микросхеме DD3.1 ...DD3.3. Скважность им­пульса прерывания устанавливает­ся резисторами R2, R3. Триггер на микросхеме DD2.1 позволяет со­здать на выходах 1 и 2 разные уровни напряжения при очередном поступлении прямоугольного им­пульса с выхода 8 DD1 3 на вход С триггера. Элементы DD1.4 и DD3.4 выполняют роль сумматоров сигна­ла с генератора вибратора и гене­ратора прерывания; при совпаде­нии высоких уровней сигналов на входах на выходе 11 DD1.4 или 11 DD3.4 уровень близок к нулю, при иных состояниях уровней на выхо­де этих элементов появляется вы­сокий уровень. Появление высоких уровней одновременно на выходах обеих элементов включает в рабо­ту обе катушки L1 вибростола од­новременно. Мощность вибрации возрастает вдвое, что дает воз­можность разрыхлить возможные комки сыпучего материала.

Элемент таймера DD2.2 позво­ляет контролировать падение на­пряжения питания. Уровень сраба­тывания зависит от положения движка резистора R7. При пониже­нии напряжения микросхема DD2.2 срабатывает по входу D, светодиоды перегрузки начнут переключаться с периодом, зависящим от частоты импульсов генератора прерывания тока вибростола.

Обмотка L2 питателя в рабочем состоянии позволяет создавать вибрацию частиц сыпучего матери­ала, что освобождает их от совме­стного слипания при минимальных размерах или повышенной влажности.Использование питания ка­тушки от однополупериодного вып­рямителя позволяет избавиться от специального генератора с допол­нительными усилителями.

Мощность импульсного тока ре­гулируется полевым транзистором VT3, что позволяет ускорить или замедлить "течь" сыпучего матери­ала из бункера подачи. Питание микросхем и усилителя вибросто­ла выполнено от источника 12 В, а питателя - от вывода 13 Т1 напря­жением 24 В.

Диоды VD6 VD8 защищают обмотки вибростола и питателя от пробоя обратным напряжением при переключении тока в обмотках.

Генераторы вибратора и преры­вания выполнены на м/с серии К561ЛА7 - инверторах с напряже­нием питания 3...15 В с небольшим током потребления, так как в осно­ве имеют полевые переключающие транзисторы, на входах таких эле­ментов установлены внутренние защитные диоды.

Логика элементов микросхем такова, что низкий уровень возни­кает на выходе микросхемы толь­ко в случае высоких уровней на обоих входах. Иные комбинации уровней на входах приводят толь­ко к высокому уровню на выходе.

Для создания двухтактного сиг­нала на катушке вибратора, меж­ду мультивибратором на микросхе­ме DD1 и выходным усилителем мощности на полевых транзисто­рах VT1, VT2 установлен триггер, и при чередовании импульсов сче­та уровни напряжения на выходах кольцевого триггера меняются.

Монтаж, детали

Схему устройства выполнить печатным монтажом, полевые транзисторы снабдить радиатора­ми 50*30*20 мм.

Ручки переменных резисторов, для удобства регулирования, необ­ходимо вывести на переднюю па­нель. При недостаточной мощнос­ти устройства или его недостаточ­ной производительности, схему следует усилить заменой полевых транзисторов и силового транс­форматора на более мощные, или установить дополнительные вибра­торы.

Катушки вибростола и питате­ля выполнены из силовых транс­форматоров мощностью не менее 100 Вт с Ш-образным железом, со­бранном без пластин перекрытия. При прохождении импульса тока по обмотке катушки металлическая основа вибростола притягивается к магнитной системе трансформа­тора, а при отсутствии тока возвра­щается в исходное состояние с воз­никновением колебаний. Исходные параметры обмоток - 120 витков провода ПЭЛ диаметром 1,6 мм каждая.

Печатная схема устройства и силовой трансформатор закрепля­ются в металлическом корпусе, подключение катушек выполняет­ся изолированным проводом сече­нием не менее 2 мм.

Все металлические части - виб­ростол и корпус прибора - должны быть заземлены и подключены к нулевому проводу питания, монтаж выполняется с соблюдением пра­вил техники безопасности.

Эксплуатация

При выполнении работ по сор­тировке сыпучих материалов регу­лятором R17 "Мощность" подать с бункера подачи на вибростол не­большое количество сыпучего ма­териала, регулятором частоты виб­рации установить скорость движе­ния частиц материала с последо­вательным поступлением в прием­ные бункеры в зависимости от се­чения ячеек .При недостаточной подаче сыпучего материала на виб­ростол мощность питателя следу­ет плавно увеличить. При перегруз­ке вибростола излишней подачей материала светодиод зеленого свечения должен потухнуть и заго­реться красный; точность установ­ки режима нужно подкорректиро­вать резистором R7.

Скважность прямоугольного им­пульса с генератора на мультивиб­раторе DD3 в режиме "Прерывисто" устанавливается резисторами R2, R3 по полному устранению возмож­ных комков материала.                           

Литература

1. Шило В.Л. Популярные цифро­вые микросхемы. Справочник. (Мас­совая радиобиблиотека. Выпуск 1111) - М. Металлургия, 1988 г., 352 с.

Владимир Коновалов, Александр Вантеев

г. Иркутск-43, а/я 380 Лаборатория "Автоматика и телемеханика"