Вибрационни транспортьори

• Конвейерните системи с вибриращ механизъм имат ключово предимство пред аналогични технологии за пренос на насипни вещества в индустрията и то е заложено в наименованието и дизайна им
  
  
• Типично това са пасивни механични системи със сравнително ниски изисквания за поддръжка, но в тях могат да бъдат интегрирани и комплексни технологии за управление в зависимост от приложението.
  
  
• Специализираните системи за интензивен работен режим са предназначени за транспорт на по-тежки и поначало по-трудни за пренос материали, които изискват по-висока скорост и мощност

Технологиите за конвейерен транспорт на различни обекти и материали в индустрията, включително компоненти, готови изделия, твърди, течни, прахообразни субстанции и др., непрекъснато се развиват и еволюират заедно с приложенията. Богатият асортимент от технически решения на съвременния пазар е способен да покрие нуждите на всякакви стандартни и специализирани сценарии. В редица отрасли и производства се използват приоритетно вибрационни транспортьори поради специфичните характеристики на премествания продукт или материал.

Конвейерните системи с вибриращ механизъм имат ключово предимство пред аналогични технологии за пренос на насипни вещества в индустрията и то е заложено в наименованието и дизайна им. Енергията от генерираните вибрации влияе върху статичните и динамичните сили при инертните материали и ги принуждава да се повдигат от повърхността със съответната честота, да се събират на едно място, да се разстилат на по-тънък слой и/или да се придвижват нагоре или надолу по транспортьора.

Устройство и функции

Предаващата движението повърхност традиционно е равна и гладка, като е възможно да бъде изработена от широка гама различни материали, да е с плоско или релефно дъно, със или без странични кантове, да е непрекъсната лента или на сегменти, да има или няма отвори и спомагателни приспособления и т. н. Възможни са множество различни конфигурации в зависимост от типа на материала и приложението. Традиционно отдолу на основната равнина на конвейера или встрани на него са монтирани генериращи вибрации механизми. Вибрациите са с определена честота и амплитуда и могат да се разпростират по площта на транспортьора напречно или надлъжно според това какво е необходимо да се случи с частиците на материала или обектите.

Подходящи за транспортиране чрез подобни системи са насипни строителни материали, въглища, пясък, чакъл, варовик, таблетки, гранули, прахове, пудри и други сухи субстанции в химическата промишленост, фармацията, козметичния и хранително-вкусовия сектор, ядки, сухи варива, зърнени култури, почвени смеси и т. н. Продуктите могат да са с еднородна зърнеста структура или пък съставени от хетерогенни по форма, вид или размери частици.

Когато вибрациите са с висока честота за единица време, транспортьорите от този тип могат да придвижват дори дебели слоеве насипен материал. Традиционно дизайнът им е с хоризонтална равнина на движение или с лек наклон по посоката на преместване.

Работата на вибрационните конвейери е силно зависима от конструкцията и задвижването им, при които на пазара се наблюдава огромно разнообразие, поради което е трудно да се обобщи работният принцип на тези системи. Съществуват няколко основни типа, които ще разгледаме по-подробно малко по-нататък в материала.
Ходът на дъното на едно корито, вана или сегмент на транспортьора традиционно е равен на два пъти амплитудата на вибрациите.

Основна цел за проектантите на решения за вибрационен транспорт в съвременната индустрия е да минимизират амплитудата и да увеличат максимално честотата. Всеки конкретен дизайн се базира на сложни предварителни математически изчисления, тъй като всеки отделен вид материал (и дори различните партиди от една и съща субстанция) реагира по различен начин на заложената честота и амплитуда.

Типично това са пасивни механизми с ниски изисквания за поддръжка, но в тях могат да бъдат интегрирани и технологии за управление или самите те да бъдат внедрени в по-мащабни системи за автоматизиран транспорт.

Част от вибрационните конвейерни механизми, обикновено за специализирани приложения, се считат за управляеми, тъй като честотата и амплитудата на вибрациите могат да бъдат регулирани според приложението. Съществуват системи с т. нар. естествена честота на вибриране, при които се използват пружини или други сходни прости механизми. Те карат дъното на транспортьора да трепти с присъщите им честоти, което намалява потреблението на енергия и равномерно разпределя вибрациите по площта на коритото или сегмента.

Според приложението вибрационните транспортьори могат да бъдат в различно специално изпълнение – с устойчиви на агресивни условия материали, усилени уплътнения, неръждаеми повърхности, хигиенен дизайн и т. н.

Типове технологии и задвижвания

Има три основни типа механизми, които се използват за генериране на вибрации при транспортьорите в този клас – манивела/колянов вал или пружина, въртяща се тежест или електромагнит. При първия вид прътов механизъм се завърта от двигател, придавайки на системата еластична сила, която провокира синусоидално движение. Въртящите се тежести и електромагнитите постигат същата крайна цел, но го правят чрез използване съответно на ротационни ексцентрични тежести или въртящи се магнитни полета. Предимствата на всеки тип задвижваща система пред друга са силно променливи, тъй като всички дизайни се доказват като ефикасни в различни сценарии, а поведението и ефективността им зависят силно от параметрите на приложението и работната среда.

Ключови сфери на използване на вибрационните транспортьори са хигиенни приложения и такива с ниски изисквания за поддръжка. Сред тях са предприятия в химическия сектор, хранително-вкусовата промишленост, каучуковата индустрия, металолеенето и др. Модели в специално изпълнение могат безпроблемно да функционират при интензивно запрашаване, висока влажност, екстремни температури и корозивни среди. Предимство на системите от този тип е, че могат да транспортират както твърди и компактни обекти, така и крехки изделия, например картофен чипс, печива и др. без да ги повредят или да причинят начупването им при почистване, тъй като поначало могат да се самопочистват при обичайното си действие.

Вибрационните транспортьори не представляват почти никакъв риск за персонала и оборудването, дори при неправилно използване, тъй като са относително прости като конструкция и работен принцип. Основното им ограничение е свързано с типа на обектите или материалите, които могат да пренасят.

Огромното разнообразие от конфигурации с различни функции и технически характеристики подлежи на класификация по голям брой показатели, включително по хоризонтален или вертикален тип конструкция, лек или тежък режим на работа, метален и неметален материал, специализирани системи за конкретни приложения и т. н.

Насоки за избор

Стандартните вибрационни транспортьори типично са конструирани от материали със средна до ниска плътност, като пластмаса, дърво и др. Капацитетът им обикновено варира в порядъка от 1 до 40 тона на час при скорости до над 18 – 20 метра в минута. Могат да бъдат както статично фиксирани, така и модулни, а също и в преносим вариант в зависимост от нуждите. Транспортьорите в стандартно изпълнение обикновено имат дълъг живот и почти не подлежат на износване, което ги прави надежден и безопасен вариант за пренос на широк кръг от инертни материали. Тези системи намират приложения в хранително-вкусовата и химическата индустрия, производството и редица други сектори.

Специализираните системи за интензивен работен режим са предназначени за транспорт на по-тежки и поначало по-трудни за пренос материали, които изискват по-висока скорост и мощност. Такива са например натрошени камъни и чакъл, метални стружки и частици и големи обеми продукти с голяма маса. Работният капацитет при тези модели надвишава 500 тона на час при скорости до около 30 метра в минута.

Типично тези транспортьори изискват стационарен монтаж и специални подпори, амортисьори, стойки и др. Управлението им се осъществява чрез двигатели с повишени изисквания относно мощността в сравнение със задвижванията при моделите за стандартен режим на работа. Сред водещите приложения на тези системи са леярни, големи производствени цехове, включително в дървообработката, каучуковата промишленост и други мащабни отрасли.

Популярни в практиката са и т. нар. осцилиращи конвейери. Специалното при тях е, че работят при относително по-ниска честота и с по-голяма амплитуда от стандартните. Използват се предимно за различни насипни материали, например в дърводобивната промишленост или управлението на отпадъци/рециклирането. За разлика от конвенционалните системи за стандартни приложения, при които материалите се пренасят малко по-плавно, тук движението им е по-грубо и насечено.

В редица приложения се използват вибрационни подаващи системи или фидери, сходни по функцията и устройството си на стандартните транспортньори с вибриращ механизъм. Отличава ги това, че са предназначени да подават съответния материал равномерно към друга система или контейнер. Фидерите са предпочитани например при непрекъснато теглоизмерване на продукти и материали на поточна линия, при която са необходими определени обеми и скорости на придвижване на материалите с цел коректното отчитане на теглото им.

Различни вариации и комбинации от тези основни типове се срещат в редица специализирани приложения, като персонализиране на системата може да се направи основно по товарния капацитет, обема на материала или броя на продуктите за единица време. На индивидуализиране подлежат още параметри, като размери на отделните тави/сегменти (основно дължина) и дебелина на дъното. В първата фаза на проектирането обикновено се определя и разстоянието, на което трябва да бъдат транспортирани товарите, както и необходимият брой (честота) на вибрациите за преноса на съответния обем материал. Изборът на оптимално решение включва още съобразена с конкретното приложение мощност, тип на задвижващата технология и, разбира се, материал.