Аппараты для грохочения, использующие Smart-технологии. Мотивация и команда smart-грохота. Описание прототипа, страница 4

Концепция  smart- грохота реализует две ключевые технологии, а именно smart-материалы и smart-управление. Эти две ключевых области и общий подход описываются в этой статье. Под  выражением  smart- материалы понимаются пьезометрические керамические материалы (такие как PMN- свинцово-магниевый кобальт и свинцово- магниевый титанат) особенно хорошо пригодные для принятия динамических воздействий и передачи встряхивающего действия на сита. Кроме того, эти PZT материалы функционируют как направленные датчики и возбудители для активного управления встряхивающим действием и автоматизации процесса. Мы используем пьезометрические возбудители для одновременного улавливания вибраций в структуре в период приложения силового воздействия на структуру. Этот подход реализует система, содержащая замкнутый контур управления, который выделяет управляющий потенциал из потенциала, индуцируемого в пьезоэлектрическом материале при вибрации структуры.                                  Пьезоэлектрические датчики и возбудители для этой программы могут быть использованы  в виде наклеек(patches) , монолитных образований или многослойных стеков. Монолитные образования изготавливаются в виде различных геометрических фигур. Уравнение для блокировки силы показывает, когда поверхность возбудителя будет как можно большей, а толщина как можно меньшей. Действительно, возбудитель- наклейка наиболее оптимален при прочих равных условиях. Это обеспечивает значительные усилия в направлении поверхности и генерирует относительно большие напряжения, когда сила прикладывается по длине. Многослойный стек состоит из тонких слоёв материала, соединённых электрически в спираль. Эти стеки увеличивают усилие или растяжение на величину числа слоёв, обеспечивая более высокие силы или деформации, чем многослойное образование тех же размеров.

Датчики могут быть выполнены в виде PMN стеков, которые уже появились на рынке. PMN датчики были разработаны для высокотехнологичных военных применений.  Они могут быть изготовлены  в виде множества типоразмеров. Например 50 мм диаметром и 115мм длинной стержнеобразные стеки были изготовлены и применяются. Эти стеки имеют способность образования блокирующей силы в 7250кг или 7.2кн свободного измещения. Действительная блокирующая сила определяется материалом , размером и потенциалом нагружения. Установка датчиков/ генераторов на основе PMN технологии используется в связи со state-of-the-stadial processing и алгоритмами управления. Switched Copecitive Amplifies (SCAMP) могут быть использованы для получения точных нагрузок.  Они могут работать с временем задержки не более чем в одну микросекунду и напряжением в диапазоне от150 до 1000 вольт.

Smart и эффективные PZT и PMN генераторы могут быть использованы как главный двигатель (мотор) для генерирования требуемых вибраций. Многостадиальный    резонатор может быть использован  для усиления перемещений и ускорений так, чтобы оптимизировать процесс грохочения. Например вибрирующие балансиры на кронштейнах могут быть как предварительная конструкция многостадиальных резонаторов. Комбинация многостадиальных резонаторов и smart-материалов обеспечивает полный контроль функций вибрации.

В дополнение к их небольшому размеру и высокой blocking force, они могут работать на частотах от DC до мегагерц. Эта особенность была предложена для точной регулировки(настройки) грохотов на наилучшие производительность и эффективность. На пике вибраций установившегося состояния мы получаем импульс высокой энергии для того, чтобы предотвратить забивку сит.

Движущей силой  smart- грохотов являются четыре пьезоэлектрических мотора  ( по одному на каждом из углов сита ) , как показано на рисунке 1. Они установлены на раме грохота. Для обычных вибрационных грохотов в связи с особенностями их конструкции существует ограничение в скорости, нагружении и величине отделений. Эти ограничения объясняются плохим реагированием системы на блокировку или забивку сит. Не случайно, что до 50 % блокировок возникают за 24 часа работы обычных грохотов. Технология управления потоком энергии в smart- грохотах даёт возможность регулировать параметры вибрации сита в зависимости от состояния PLC. Эта особенность увеличивает возможности оператора по минимизации забивок и увеличивает срок службы сит.