专利名称：立式对称振动研磨机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立式对称振动研磨机，尤其是涉及一种相对一参考对称面对称安装的立式对称振动研磨机。
背景技术：
振动装置用在运输、挤压、清洁、抛光、材料分类领域已经为人们所熟知。进来，振动装置也被用于机械化学领域。这个领域包括机械加工，如机械激活或机械合成，该机械加工可引起某些材料特性的化学变化。
典型的传统振动装置包括有用于填装研磨介质的腔体且该腔体支撑在弹簧和/或震动吸收器上。传统振动装置通过振动组件来达到振动。在振动的腔体内，装在其中的物质由振动研磨介质作用，研磨介质作用到物质上的冲击和摩擦力使得物质被磨碎、研成粉末、机械激活等。
磨碎物质的质量和性质，如尺寸分布、表面种类、粒子分布等，由各种因素决定。如，这些因素可能是被研磨材料的种类、研磨介质的硬度、所用的振动力的强度和方向、研磨过程的持续时间、加入试剂的化学成分或其他因素。
现在已有多种不同种类的振动装置在使用。例如，美国专利号No.2,882,024描述了一种用于研磨粒状物的非对称振动装置。该装置被环绕的弹簧支撑且在其容器中心有一个振动元件。美国专利号No.4,161,848还描述了一种类似装置，该装置使用同样的原理工作，只是用于物质的表面处理。
美国专利号No.2,760,729描述了另外一种传统振动装置。该专利尤其描述了一种多腔水平安置的振动研磨机，该研磨机中，外连接的马达驱动偏心轴转动而传递圆振动。德国专利号No.DE3,442,499描述了另外一种传统振动装置。在该参考文件中振动装置由三个水平腔体组成，该装置通过带有平衡物的轴获得圆振动的能量，该轴位于一等边三角形的中心且在其顶点具有圆柱腔体。美国专利号No.5,570,848描述了一种单圆柱体管，该管具有不同的腔体和不同的侧振动马达，向研磨介质传递线性、圆和椭圆运动。
其他传统振动装置可能包含立式结构。如，美国专利号No.2,922,588描述了一种用于处理水悬浮液中的纤维的立式结构、非对称研磨机。美国专利号No.3,687,379也描述了一种在各腔体中使用槌和砧作为研磨介质的立式结构、非对称研磨机。在该参考文件中，振动力由外部连接在振动管上的激励器提供。
但是，上述这些以及其他传统振动装置都不能令人满意地研磨物质，也不能以一种令人满意的有效方式运转。
因此，需要改进振动装置。
发明内容
根据各种实施例，本发明涉及一种立式对称振动研磨机。该立式对称振动研磨机包括上振动管和下振动管。上振动管和下振动管连接构成一完整振动体。该完整振动体通过一支撑元件支撑和/或悬挂。上振动管和下振动管位于一对称参考面的相反侧且大致对称。上振动管和下振动管各自具有一与对称参考面垂直的共同轴。在操作时，振动研磨机最好设置为使上振动管和下振动管的共同轴导向设置与重力方向一致。
该振动研磨机还具有多个激励元件，上振动管和下振动管各自至少连接有一个激励元件。每个激励元件设置为都能在与振动管大致切线方向引起振动管激励。有利地是，每个激励元件都被设置成以同一同步频率转动和摆动。更为有利地是，提供给每个激励元件的功率与激励元件和对称参考面的距离成正比。
在一个实施方式中，立式对称振动研磨机中每个激励元件的振动频率，如转动或摆动，设置为一常数。在另一个实施方式中，立式对称振动研磨机中每个激励元件的振动频率，如转动或摆动，设置为一变量。激励元件可成组出现，如成对或成套，且这些成组出现的激励元件最好处在与对称参考面平行的平面上。此外，每个上振动管和下振动管可包含几对或/和几套激励元件，相应对或/和套的激励元件位于对称参考面的对面且与对称参考面的距离相等。此外，激励元件可在对称参考面的一边或两边彼此对齐。另一种选择，激励元件也可在对称参考面的一边或两边彼此不对齐。更进一步，激励元件可沿上振动管和下振动管的圆周等距间隔。
图1是根据本发明的一个实施例来说明立式对称振动研磨机的侧视图；图1(b)是图1所示的立式对称振动研磨机的上振动管和下振动管连接关系侧视图；图2是图1所示的立式对称振动研磨机的立体图；图3是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的侧剖视图；图4是根据本发明的一个实施例，激励元件的立体图；图5是根据本发明的一个实施例，激励元件的立体图；图6是根据本发明的另一个实施例，激励元件的立体图；图7是根据本发明的一个实施例来说明的格网；图8是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的局部透视图；图9是图11所示的立式对称振动研磨机的上振动管沿线9-9方向的俯视图；图10是图11所示的立式对称振动研磨机的下振动管沿线10-10方向的剖视图；图11是图8所示立式对称振动研磨机的侧视图；图12是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的局部透视图；图13是图14所示的立式对称振动研磨机的上振动管沿线13-13方向的俯视图；图14是图12所示立式对称振动研磨机的侧视图；图15是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的局部透视图；图16是图17所示的立式对称振动研磨机的上振动管沿线16-16方向的俯视图；图17是图15所示立式对称振动研磨机的侧视图；
图18是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的局部透视图；图19是图21所示的立式对称振动研磨机的上振动管沿线19-19方向的俯视图；图20是图21所示的立式对称振动研磨机的下振动管沿线20-20方向的剖视图；图21是图18所示立式对称振动研磨机的侧视图；图22是根据本发明的一个实施例，立式对称振动研磨机的局部透视图；图23是图25所示的立式对称振动研磨机的上振动管沿线23-23方向的俯视图；图24是图25所示的立式对称振动研磨机的下振动管沿线24-24方向的剖视图；图25是图22所示立式对称振动研磨机的侧视图；图26是根据本发明的一个实施例，说明立式对称振动研磨机使用电动马达驱动激励元件的能量供给装置；图27是根据本发明的另一个实施例，说明立式对称振动研磨机使用液压马达驱动激励元件的能量供给装置；图28是根据本发明的另一个实施例，说明立式对称振动研磨机使用风动马达驱动激励元件的能量供给装置；图29是根据本发明的一个实施例，代表常量频率摆动分布的圆锥说明图；图30是根据本发明的一个实施例，代表变量频率摆动分布的伪圆锥说明图；图31是根据本发明的一个实施例，三个平面所示代表变量频率摆动分布的伪圆锥说明图；图32是根据本发明的一个实施例，说明供给各振动平面的相关功率。
具体实施例方式
根据不同的实施例，本发明涉及一种立式对称振动研磨机，用于把物质，如干物质，研磨、研细，或把水溶液中的物质研成毫微粒。例如，本发明立式对称振动研磨机可用于生产水泥，或任何一种需要研磨、研细、研小的产品。
图1所示为根据本发明一个实施例的立式对称振动研磨机。具体地，图1是立式对称振动研磨机100的侧视图。另一方面，图2是图1所示立式对称振动研磨机100的立体图。立式对称振动研磨机100包括一上振动管102和下振动管104。上振动管102和下振动管104彼此连接，例如通过连接棒118a，构成一完整振动体106。完整振动体106由支撑元件108支撑。有利的是，完整振动体106和支撑元件108这样配置完整振动体106的一部分由支撑元件108支撑，完整振动体106的一部分由支撑元件108悬挂。例如，在一优选实施例中，完整振动体106和支撑元件108设置为上振动管102由支撑元件108支撑，下振动管104由支撑元件108悬挂。
支撑元件108可包含一阻尼元件118，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，用来抑止振动传递到支撑元件108。在一个实施例中，阻尼元件118可位于完整振动体106的外圆周内。在另一个实施例中，阻尼元件118可位于完整振动体106的外圆周外。图1(b)是图1所示立式对称振动研磨机的上振动管和下振动管的连接设置的侧视图。
如图1所示，立式对称振动研磨机100还规定了一对称参考面110。对称参考面110定义为一平面，上振动管102和下振动管104对称设置于对称参考面110的相反面。图1说明上振动管102位于对称参考面110的上方，而下振动管104位于对称参考面110的下方，且上振动管102和下振动管104大致与对称参考面110对称。
此外，上振动管102和下振动管104各自规定一纵向轴。有利地是，上振动管102和下振动管104各自规定的纵向轴同轴形成一共同轴，如共同轴112，该轴与对称参考面110垂直。运转时，立式对称振动研磨机100最好设置为上振动管102和下振动管104的共同轴112导向与重力方向一致。
立式对称振动研磨机100还包含许多激励元件114。在一个实施例中，立式对称振动研磨机100至少包含一个与上振动管102连接的，如侧面连接的激励元件114，至少包含一个与下振动管104连接的，如侧面连接的激励元件114。但是，立式对称振动研磨机100至少包含一对114a激励元件1141、1142与上振动管102连接；至少包含一对114b激励元件1143、1144与下振动管104连接。每个激励元件114可引起一个方向或一个与振动管102、104大致相切的轴向的激励，如移动或振动。例如，如图1所示的实施例中，每个激励元件114分别一端与上振动管102和下振动管104的外壁连接，另一端与支撑元件108连接，在振动管102、104大致切线方向上分别造成上振动管102和下振动管104激励。
可使用不同种类的激励元件。在一个实施例中，激励元件114设置为通过转动造成激励。在另一个实施例中，激励元件114设置为通过摆动造成激励。激励元件114可为电磁振动器。每个激励元件114最好以同步频率运动。换句话说，激励对114a的激励元件1141、1142彼此同步，以同一频率运动，激励对114b的激励元件1143、1144彼此同步，以同一频率运动。此外，与上振动管102连接的激励元件1141、1142和与下振动管104连接的激励元件1143、1144可彼此同步，以同一频率运动。在一个实施例中，每个激励元件114的运动频率是一个常数。在其他实施例中，每个激励元件114的运动频率是一个不定频率。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，立式对称振动研磨机100可这样设置，一对激励元件114的一个激励元件与另一个激励元件沿各自振动管102、104的圆周等距间隔。如在对114a中，激励元件1141、1142相对于对方沿上振动管102的圆周等距间隔。类似地，在对114b中，激励元件1143、1144相对于对方沿下振动管104的圆周等距间隔。
此外，在本发明的一个实施例中，如图1所示，立式对称振动研磨机100可这样设置，激励元件114位于与对称参考面110平行的平面。例如，在激励对114a中，激励元件1141、1142位于与对称参考面110平行的平面120上。类似地，在激励对114b中，激励元件1143、1144位于与对称参考面110平行的平面122上。
有利地是，立式对称振动研磨机100可这样设置，包括连接在上振动管的第一对激励元件的平面与对称参考面间的距离和包括连接在下振动管的第二对激励元件的平面与对称参考面的距离相等，或至少大致相等。例如，如图1所示，包含第一激励对114a的激励元件1141、1142的平面120与对称参考面110间的距离和包含第二激励对114b的激励元件1143、1144的平面122与对称参考面110间的距离相等。
为使激励元件114工作，每个激励元件114都供给了能量。在本发明的一个实施例中，供给个每个激励元件114的能量根据激励元件114和对称参考面110间的距离决定。例如，供给个每个激励元件114的能量与激励元件114和对称参考面110间的距离成正比。此外，立式对称振动研磨机100可这样设置，相等的能量供给相应的激励元件114，如位于对称参考面110对面且于对称参考面110的距离相等的激励元件。应该明白，在其他实施例中，供给每个激励元件114的能量可能不是根据激励元件114和对称参考面110间的距离决定，但是根据一种不同的安排方式，供给的能量可能相等或不等。
立式对称振动研磨机100可设置为，激励元件114的旋转轴可与穿过上振动管102和下振动管104的共同轴112的平面成一0°到180°的角a。因此，立式对称振动研磨机100可这样设置，上振动管102的激励元件1141、1142的转轴124a、124b与穿过上振动管102的共同轴112的平面可成一0°到180°的角。类似地，立式对称振动研磨机100可设置为，下振动管104的激励元件1143、1144的转轴124c、124d与穿过下振动管104的共同轴112的平面可成一0°到180°的角。在所示实施例中，立式对称振动研磨机100可设置为，上振动管102的激励元件1141、1142的转轴124a、124b，下振动管104的激励元件1143、1144的转轴124c、124d与穿过共同轴112的平面成一近似80°的角。最好是，立式对称振动研磨机100设置为，相对于穿过上振动管102的共同轴112的平面的上振动管102的激励元件1141、1142的转轴124a、124b同相对于穿过下振动管104的共同轴112的平面的下振动管104的激励元件1143、1144的转轴124c、124d最好相等。但是，在其他实施例中，立式对称振动研磨机100可设置为，相对于穿过上振动管102的共同轴112的平面的上振动管102的激励元件1141、1142的转轴124a、124b同相对于穿过下振动管104的共同轴112的平面的下振动管104的激励元件1143、1144的转轴124c、124d不相等。
激励元件114可全部相对彼此沿同一方向转动，如顺时针或逆时针，或者一些激励元件可以相对其他激励元件相反的方向转动。但是，位于对称参考面110特定侧的每个激励元件114最好设置为与对称参考面110那个特定侧的每个激励元件114的转动方向相同。例如，位于对称参考面110上方的每个激励元件1141、1142相对彼此设置为同一转动方向(顺时针)。类似地，位于对称参考面110下方的每个激励元件1143、1144相对彼此设置为同一转动方向(逆时针)。在一个实施例中，立式对称振动研磨机100设置为，上振动管102的激励元件1141、1142与下振动管104的激励元件1143、1144设置为以同一方向转动。作为选择，另外一个实施例中，立式对称振动研磨机100设置为，上振动管102的激励元件1141、1142与下振动管104的激励元件1143、1144设置为以相反方向转动。在一个实施例中，激励元件114可在0°到90°的角Ω之间摆动。
在一个实施例中，上振动管102的激励元件114沿圆周与下振动管104的激励元件114对齐。作为选择，振动管102的激励元件114沿圆周与下振动管104的激励元件114不对齐。例如，图2说明上振动管102的激励元件1141、1142位于0°和180°的相对圆周位置，下振动管104的激励元件1143、1144位于90°和270°的相对圆周位置。因此，本实施例中，上振动管102的激励元件1141、1142与下振动管104的激励元件1143、1144沿圆周错开90°，不对齐。但是，应该明白，在其它的实施例中，上振动管102的激励元件1141、1142与下振动管104的激励元件1143、1144沿圆周可以不是呈90°错开。
图3是根据本发明的一个实施例立式对称振动研磨机100的一个侧剖视图。图3所示为立式对称振动研磨机100，其中，上振动管102和下振动管104各形成一腔体130。例如，上振动管102形成一上腔体130a，而下振动管104形成一下腔体130b。每个腔体130中装有用于研磨置于腔体130中的研磨物质的研磨介质132。例如，上腔体130a中装有用于研磨装在上腔体130a中的研磨物质的研磨介质132a，下腔体130b中装有用于研磨装在下腔体130b中的研磨物质的研磨介质132b。装在上腔体130a中的研磨介质132a可以与装在下腔体130b中的研磨介质132b相同或不同。此外，装在上腔体130a和下腔体130b的研磨介质的重量可相等。
在每个腔体130a、130b的底部分别是格网134a、134b。图7为根据本发明的一个实施例说明格网，如格网134a、134b。每个格网134a、134b在其上有开口，该开口小于装在腔体130a、130b的研磨介质的最小尺寸。例如，格网134a位于上腔体130a的底部，其上有比装在腔体130a的研磨介质132a的最小尺寸还要小的开口。类似地，格网134b位于腔体130b的底部，其上有比装在腔体130b的研磨介质132b的最小尺寸还要小的开口。网134a、134b可为根据选择进行关闭，以防止物质从其中流出。
激励元件114可由电动马达140驱动。例如，图4为根据本发明的一个实施例，激励元件114的立体图。图4所示激励元件114包含有一电动马达140a，电动马达140a相对于激励元件114位于激励元件114的外部。如图所示，电动马达140a与激励元件114通过一连接元件111联结。图4还示出一偏轴配重142，配重142能使激励元件114在由电动马达140a驱动时发生振动。激励元件114还包括一安装支架144，用于把激励元件114安装在上振动管102或下振动管104。
作为选择，激励元件114可由装在内部的电动马达140b驱动。例如，图5为根据本发明的一个实施例，激励元件114的立体图，该图中激励元件114包含有一电动马达140b，电动马达140b相对于激励元件114位于激励元件114的内部。图5说明装在内部的电动马达140b使激励元件114运动，如以转动方式振动。相反，图6为根据本发明的一个实施例，激励元件114的立体图，该图中激励元件114包含有一电动马达140c，电动马达140c相对于激励元件114位于激励元件114的内部，其中装在内部的电动马达140c使激励元件114以线性方式运动，如以线性方式振动。
应该明白，图4至图6各激励元件114的实施例包含一电动马达140，在其他实施例中，激励元件114可由其它马达，如液压马达、风动马达等驱动。使用液压马达、风动马达驱动激励元件的实施例分别结合图27和28在下面详细说明。
根据本发明的另一实施例，图8到10图示了立式对称振动研磨机。具体地，图8是立式对称振动研磨机200的局部透视图。而图11则为图8所示立式对称振动研磨机200的侧视图。立式对称振动研磨机200包括上振动管202和下振动管204。上振动管202和下振动管204彼此连接构成一完整振动体206，该完整振动体206由支撑元件208支撑(局部图示)，如图1所示的支撑元件。有利地是，支撑元件208和完整振动体206设置为上振动管202支撑在支撑元件208上，下振动管204悬挂在支撑元件208下。支撑元件208可包括一阻尼元件218，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，以抑止振动向支撑元件208传递。
如图8所示，立式对称振动研磨机200还规定了一对称参考面210。对称参考面210为一平面，上振动管202和下振动管204位于，如对称设置于对称参考面210的相反面。如图8所示，对称参考面210为由+x和+y轴构成的平面。图8说明上振动管202位于对称参考面210的上方，而下振动管204位于对称参考面210的下方，且上振动管202和下振动管204大致关于对称参考面210对称。
此外，上振动管202和下振动管204各自规定一纵向轴，图8所示为+z轴。有利地是，上振动管202和下振动管204各自规定的纵向轴同轴形成一共同轴，如共同轴212，该轴与对称参考面210垂直。运转时，立式对称振动研磨机200最好放置为使上振动管202和下振动管204的共同轴212导向与重力方向一致。
立式对称振动研磨机200包括三对214a、214b、214c激励元件214与上振动管202连接，其中第一激励对214a包含激励元件2141、2142，第二激励对214b包含激励元件2143、2144，第三激励对214c包含激励元件2145、2146。此外，立式对称振动研磨机200包括三对214d、214e、214f激励元件与下振动管204连接，其中第一激励对214d包含激励元件2147、2148，第二激励对214e包含激励元件2149、2150，第三激励对214f包含激励元件2151、2152。每个激励元件214设置为可引起一个方向或一个与振动管202、204大致相切的轴向的激励，如移动或振动。
在本发明的一个实施例中，供给每个激励元件214的能量根据激励元件214和对称参考面210间的距离决定。例如，供给每个激励元件214的能量与激励元件214和对称参考面210间的距离成正比。此外，立式对称振动研磨机200可设置为，相等的能量供给相应的激励元件214，如位于对称参考面210对面且与对称参考面210的距离相等的激励元件。图32图示说明供给不同振动平面的相关功率。如图32所示，供给不同振动平面的功率可与振动平面和对称参考平面的距离成正比或不成正比。此外，供给不同振动平面的功率可由方程z＝f(x)表示，其中f(x)可包含任何方程，因此，f(x)可在图32中表示为任何线、曲线。
图9是图11所示立式对称振动研磨机200的上振动管202沿线9-9的俯视图。图10是图11所示的立式对称振动研磨机的下振动管204沿线10-10方向的剖视图。如图9和图10所示，立式对称振动研磨机200可设置为，一对激励元件214的一个激励元件与另一个激励元件沿各自振动管202、204的圆周等距间隔。如在对214a中，2141、2142相对于对方沿上振动管202的圆周等距间隔，在对214b中，2143、2144相对于对方沿上振动管202的圆周等距间隔，等等。
此外，立式对称振动研磨机200可这样设置至少其中一些，但最好是全部，激励元件214相对于其他激励元件214沿各自振动管的圆周等距间隔。例如，如图9所示，沿上振动管202的圆周，激励对214a的激励元件2141、2142，激励对214b的激励元件2143、2144，激励对214c的激励元件2145、2146沿圆周呈60°角间隔。类似地，如图10所示，沿下振动管204的圆周，激励对214d的激励元件2147、2148，激励对214e的激励元件2149、2150，激励对214f的激励元件2151、2152沿圆周呈60°角间隔。
在一个实施例中，上振动管202的激励元件214沿圆周与下振动管的激励元件214对齐。作为选择，上振动管202的激励元件214沿圆周与下振动管的激励元件214不对齐。更具体地，立式对称振动研磨机200可设置为至少其中一些，但最好是全部，位于对称参考面210一侧的激励元件214不与位于对称参考面210另一侧的其他激励元件214沿各自振动管202、204的圆周对齐。例如，如图9所示，沿上振动管202的圆周，激励对214a的激励元件2141、2142沿圆周分别位于0°和180°角，激励对214b的激励元件2143、2144沿圆周分别位于120°和300°角，激励对214c的激励元件2145、2146沿圆周分别位于60°和240°角。类似地，如图10所示，沿下振动管204的圆周，激励对214d的激励元件2147、2148沿圆周分别位于90°和270°角，激励对214e的激励元件2149、2150沿圆周分别位于30°和210°角，激励对214f的激励元件2151、2152沿圆周分别位于150°和330°角。
如图11所示，立式对称振动研磨机200可设置为激励元件214激励对位于与对称参考面210平行的平面上。例如，上振动管202中，在激励对214a中，激励元件2141、2142位于平面220，而在激励对214b中，激励元件2143、2144位于平面222，激励对214c中，激励元件2145、2146位于平面224。平面220、222、224均与对称参考面210平行。类似地，下振动管204中，在激励对214d中，激励元件2147、2148位于平面226，而在激励对214e中，激励元件2149、2150位于平面228，激励对214f中，激励元件2151、2152位于平面230。平面226、228、230均与对称参考面210平行。
有利地是，立式对称振动研磨机200可设置为上振动管的振动平面与对称参考面的距离和下振动管的振动平面与对称参考面的距离相等，或至少大致相等。例如，如图11所示，包括激励对214a的激励元件2141、2142的平面220与对称参考面210间的距离和包括激励对214d的激励元件2147、2148的平面226与对称参考面210间的距离相等。类似地，包括激励对214b的激励元件2143、2144的平面222与对称参考面210间的距离与包括激励对214e的激励元件2149、2150的平面228与对称参考面210间的距离相等。进一步，包括激励对214c的激励元件2145、2146的平面224与对称参考面210间的距离与包括激励对214f的激励元件2151、2152的平面230与对称参考面210间的距离相等。
图12到图14表示根据本发明的另一实施例的立式对称振动研磨机。具体地，图12是立式对称振动研磨机300的局部透视图。图14是图12所示立式对称振动研磨机的侧视图。立式对称振动研磨机300包括一上振动管302和下振动管304，上振动管302和下振动管304彼此连接，构成一完整振动体306。完整振动体306由支撑元件308支撑(局部图示)，如图1所示的支撑元件。有利的是，完整振动体306和支撑元件308配置为上振动管302支撑在支撑元件308上，下振动管304悬挂在支撑元件308下。支撑元件308可包括一阻尼元件318，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，用以抑止振动传递到支撑元件308。
如图12所示，立式对称振动研磨机300还规定了一对称参考面310。上振动管302和下振动管304位于，如对称设置于对称参考面310的相反面。图12说明上振动管302位于对称参考面310的上方，而下振动管304位于对称参考面310的下方，且上振动管302和下振动管304大致关于对称参考面310对称。
立式对称振动研磨机300包括三对激励元件314激励对314a、314b、314c与上振动管302连接，其中第一对314a包括激励元件3141、3142，第二对314b包括激励元件3143、3144，第三对314c包括激励元件3145、3146。此外，立式对称振动研磨机300包括三对激励元件314激励对314d、314e、314f与下振动管304连接，其中第一对314d包括激励元件3147、3148，第二对314e包括激励元件3149、3150，第三对314f包括激励元件3151、3152。每个激励元件314设置为可引起一个方向或一个与振动管302、304大致相切的轴向的激励，如移动或振动。
图13是图14所示的立式对称振动研磨机300的上振动管302沿线13-13方向的俯视图。如图13所示，立式对称振动研磨机300可设置为每对激励元件314中的一个与另一个激励元件314沿各自振动管302、304的圆周等距间隔。例如，在对314a中，激励元件3141、3142相对于对方沿上振动管302的圆周等距间隔，在对314b中，激励元件3143、3144相对于对方沿上振动管302的圆周等距间隔，等等。
在图12到图14所示的实施例中，每个上振动管302的激励元件314沿圆周与每个其他上振动管302的激励元件314对齐。类似地，每个下振动管304的激励元件314沿圆周与每个其他下振动管304的激励元件314对齐。进一步，图12到14说明一实施例，上振动管302的激励元件314与下振动管304的激励元件314沿圆周不对齐。例如，如图13所示，沿上振动管302圆周，激励元件3141、3143、3145均沿圆周位于0°角，激励元件3142、3144、3146均沿圆周位于180°角。类似地，如图13所示，沿下振动管304圆周，激励元件3147、3149、3151均沿圆周位于90°角，激励元件3148、3150、3152均沿圆周位于270°角。应该明白，在其他实施例中，激励元件314可以与上述不同的设置方式对齐或不对齐。
在本发明的一个实施例中，供给每个激励元件314的能量根据激励元件314和对称参考面310间的距离决定。例如，供给每个激励元件314的能量与激励元件314和对称参考面310间的距离成正比。
图15到17根据本发明的另一实施例说明立式对称振动研磨机。具体地，图15是立式对称振动研磨机400的局部透视图。而图17是图15所示立式对称振动研磨机的侧视图。立式对称振动研磨机400包括一上振动管402和下振动管404，上振动管402和下振动管404彼此连接，构成一完整振动体406。完整振动体406由支撑元件支撑，如图1所示的支撑架，但图15中所示仅为支撑元件408的一部分。有利的是，完整振动体406和支撑元件408配置为上振动管402支撑在支撑元件408上，下振动管404悬挂在支撑元件408下。支撑元件408可包含一阻尼元件418，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，用来抑止振动传递到支撑元件408。
如图15所示，立式对称振动研磨机400还规定了一对称参考面410。上振动管402和下振动管404位于，如对称设置于对称参考面410的相反面。图15说明上振动管402位于对称参考面410的上方，而下振动管404位于对称参考面410的下方，且上振动管402和下振动管404大致关于对称参考面410对称。
立式对称振动研磨机400包括两对激励元件414激励对414a、414b与上振动管402连接，其中第一对414a包括激励元件4141、4142，第二对414b包括激励元件4143、4144。此外，立式对称振动研磨机400包括两对激励元件414激励对414d、414e与下振动管404连接，其中第一对414d包括激励元件4147、4148，第二对414e包括激励元件4149、4150。每个激励元件414设置为可引起一个方向或一个与振动管402、404大致相切的轴向的激励，如移动或振动。
图16是图17所示的立式对称振动研磨机400的上振动管402沿线16-16方向的俯视图。如图16所示，立式对称振动研磨机400可这样设置每对激励元件414中的一个与另一个激励元件414沿各自振动管402、404的圆周等距间隔。例如，在对414a中，4141、4142相对于对方沿上振动管402的圆周等距间隔，在对414b中，4143、4144相对于对方沿上振动管402的圆周等距间隔。
在图15到17所示的实施例中，上振动管402的激励元件414沿圆周与其他上振动管402的激励元件414对齐。类似地，下振动管404的激励元件414沿圆周与其他下振动管404的激励元件414对齐。进一步，图15到17中，上振动管402的激励元件414与下振动管404的激励元件414沿圆周不对齐。例如，如图16所示，沿上振动管402圆周，激励元件4141、4143均沿圆周位于0°角，激励元件4142、4144均沿圆周位于180°角。类似地，如图16所示，沿下振动管404圆周，激励元件4147、4149均沿圆周位于90°角，激励元件4148、4150均沿圆周位于270°角。
在本发明的一个实施例中，供给每个激励元件414的能量根据激励元件414和对称参考面410间的距离决定。例如，供给每个激励元件414的能量与激励元件414和对称参考面410间的距离成正比。
图18到21根据本发明的另一实施例说明立式对称振动研磨机。具体地，图18是立式对称振动研磨机500的局部透视图。而图21是图18所示立式对称振动研磨机500的侧视图。立式对称振动研磨机500包括一上振动管502和下振动管504，上振动管502和下振动管504彼此连接，构成一完整振动体506。完整振动体506由支撑元件支撑(部分图示)，如图1所示的支撑架。有利的是，完整振动体506和支撑元件508配置为上振动管502支撑在支撑元件508上，下振动管504悬挂在支撑元件508下。支撑元件508可包含一阻尼元件518，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，用来抑止振动传递到支撑元件508。
如图18所示，立式对称振动研磨机500还规定了一对称参考面510。上振动管502和下振动管504位于，如对称设置于对称参考面510的相反面。图18说明上振动管502位于对称参考面510的上方，而下振动管504位于对称参考面510的下方，且上振动管502和下振动管504大致关于对称参考面510对称。
立式对称振动研磨机500包括两对激励元件514激励对514a、514b与上振动管502连接，其中第一对514a包括激励元件5141、5142，第二对514b包括激励元件5143、5144。此外，立式对称振动研磨机500包括两对激励元件514激励对514d、514e与下振动管504连接，其中第一对514d包括激励元件5147、5148，第二对514e包括激励元件5149、5150。每个激励元件514设置为可引起一个方向或一个与振动管502、504大致相切的轴向的激励，如移动或振动。
图19是图21所示的立式对称振动研磨机500的上振动管502沿线19-19方向的俯视图。图20是图21所示的立式对称振动研磨机500的下振动管504沿线20-20方向的剖面图。如图19、20所示，立式对称振动研磨机500可设置为每对激励元件514中的一个激励元件与另一个激励元件514沿各自振动管502、504的圆周等距间隔。例如，在图19中，在对514a中，激励元件5141、5142相对于对方沿上振动管502的圆周等距间隔，在对514b中，激励元件5143、5144相对于对方沿上振动管502的圆周等距间隔。
在如图18到21所示的实施例中，上振动管502的激励元件514沿圆周与其他上振动管502的激励元件514不对齐。例如，激励对514b的激励元件5141、5142沿圆周与激励对514b的激励元件5143、5144不对齐。类似地，下振动管504的激励元件514沿圆周与其他下振动管504的激励元件514不对齐。例如，激励对514d的激励元件5147、5148沿圆周与激励对514e的激励元件5149、5150不对齐。
进一步，图18到21中，上振动管502和下振动管504的对应的激励元件514沿圆周不对称。例如，与上振动管502连接的激励对514a的激励元件5141、5142，例如，位于与对称参考面距离相等的对面，同与下振动管504连接的激励对514d的激励元件5147、5148相对应。沿上振动管502圆周，激励元件5141、5142沿圆周分别位于90°角和270°角，沿下振动管504圆周，激励元件5147、5148沿圆周分别位于0°角和180°角。类似地，沿上振动管502圆周，激励元件5143、5144沿圆周分别位于0°角和180°角，沿下振动管504圆周，激励元件5149、5150沿圆周分别位于90°角和270°角。
在本发明的一个实施例中，供给每个激励元件514的能量根据激励元件514和对称参考面510间的距离决定。例如，供给每个激励元件514的能量与激励元件514和对称参考面510间的距离成正比。
图22到25根据本发明的另一实施例说明立式对称振动研磨机。具体地，图22是立式对称振动研磨机600的局部透视图。而图25是图22所示立式对称振动研磨机600的侧视图。立式对称振动研磨机600包括一上振动管602和下振动管604，上振动管602和下振动管604彼此连接，构成一完整振动体606。完整振动体606由支撑元件支撑，如图1所示的支撑元件，但图22中所示仅为支撑元件608的局部。有利的是，完整振动体606和支撑元件608配置为上振动管602支撑在支撑元件608上，下振动管604悬挂在支撑元件608下。支撑元件608可包含一阻尼元件618，如一套弹簧和/或一套弹性隔离器，用来抑止振动传递到支撑元件608。
如图22所示，立式对称振动研磨机600还规定了一对称参考面610。上振动管602和下振动管604位于，如对称设置于对称参考面610的相反面。图22说明上振动管602位于对称参考面610的上方，而下振动管604位于对称参考面610的下方，且上振动管602和下振动管604大致关于对称参考面610对称。
立式对称振动研磨机600包括一套激励元件614激励组614a与上振动管602连接，激励组614a包括四个激励元件6141、6142、6143和6144。激励组614a的每个激励元件均在平面620a上。此外，立式对称振动研磨机600包括一套激励元件614激励组614b与下振动管604连接，激励组614d包括四个激励元件6147、6148、6149和6150。每个激励元件614设置为可引起一个方向或一个与振动管602、604大致相切的轴向的激励，如移动或振动。
图23是图25所示的立式对称振动研磨机600的上振动管602沿线23-23方向的俯视图。图24是图25所示的立式对称振动研磨机600的下振动管604沿线24-24方向的剖面图。如图23、24所示，立式对称振动研磨机600可设置为特定组中的每个激励元件614与该组中的其他激励元件614沿圆周等距间隔。例如，在图23中，在组614a中，6141、6142、6143和6144相对于对方沿上振动管602的圆周，如相隔90°，等距间隔。类似地，在组614b中，6147、6148、6149和6150相对于对方沿下振动管604的圆周，如相隔90°，等距间隔。
在图22到25所示的实施例中，上振动管602和下振动管604的激励元件614沿圆周相互对齐。例如，激励组614a中，激励元件6141、6142、6143和6144沿上振动管602圆周分别位于0°、90°、180°和270°。类似地，激励组614b中，激励元件6147、6148、6149和6150沿下振动管604圆周分别位于0°、90°、180°和270°。应该明白，其他实施例中，上振动管602和下振动管604的激励元件614可沿圆周相互不对齐。
在本发明的一个实施例中，供给每个激励元件614的能量根据激励元件614和对称参考面610间的距离决定。例如，供给每个激励元件614的能量与激励元件614和对称参考面610间的距离成正比。
本发明中可采用多种能量供应方式。如前详述，供应给每个激励元件的能量，如114、214等，可与激励元件同对称参考面的距离相应，如成正比。根据本发明实施例，图26说明表示本发明的一个实施例中，应用于使用电动马达，如图4所示的电动马达140，来驱动激励元件的立式对称振动研磨机700的能量供应方式。例如，电动马达740a用于驱动激励元件7141。每个激励元件，如激励元件7141，其电动马达，如电动马达740a，连接至各自的变速驱动单元715，如变速驱动单元715a。此外，每个电动马达，如电动马达740a，连接至各自的编码单元711，如编码单元711a，该编码单元可为感应式传感器。每个变速驱动单元715连接至一控制器717(此后为“PLC”)。PLC717连接至电源装置719。PLC717还连接至转换器721，转换器721反过来连接至一用户接口，如计算装置723。通过这种方式，PLC717可编程，如由计算装置723的用户，来控制变速驱动单元715，如通过电压。这种方式中，供给每个激励元件714的电功率受到控制，以对应激励元件714与对称参考面710间的距离，如成正比。此外，通过这种方式，PLC717编程操作变速驱动单元715，以使供给相应激励元件714的电功率等量，如位于对称参考面710两侧且距对称参考面710的距离相同的激励元件714。编码器711得到的数据，如电动马达740的速度等，送给PLC717，PLC717通过转换器721把该数据送给计算装置723。通过这种方式，电动马达740的运转，包括电动马达740的同步，可通过用户接口723监视。
根据本发明实施例，图27还说明了另外一种应用于使用液压马达来驱动激励元件的立式对称振动研磨机800的能量供应方式。例如，液压马达840a用于驱动激励元件8141。每个激励元件，如激励元件8141，其液压马达，如液压马达840a，连接至各自的比例阀815，如比例阀815a。此外，每个液压马达，如液压马达840a，连接至各自的编码单元811，如编码单元811a。每个比例阀815连接至一液压动力供给装置813。此外，比例阀815连接至一控制器817(此后为“PLC”)。每个PLC817连接至电源装置819。PLC817还连接至转换器821，转换器821反过来连接至一用户接口823。通过这种方式，PLC817可编程，如由计算装置823的用户编程，如用调制的电压来控制比例阀815。这种方式中，供给每个激励元件814的液压功率受到控制，以对应激励元件814与对称参考面810间的距离，如成正比。此外，通过这种方式，PLC817编程操作比例阀815，以使供给相应激励元件814的液压功率等量，如位于对称参考面810两侧且距对称参考面810的距离相同的激励元件814。编码器811得到的操作数据送给PLC817，PLC817通过转换器821把该数据送给计算装置823达到监视液压马达840工作的目的。
根据本发明的一个实施例，图28还说明了另外一种应用于使用风动马达来驱动激励元件的立式对称振动研磨机900的能量供应方式。例如，风动马达940a用于驱动激励元件9141。每个激励元件，如激励元件9141，其风动马达，如风动马达940a，连接至各自的比例阀915，如比例阀915a。此外，每个风动马达940，如风动马达940a，连接至各自的编码单元911，如编码单元911a。每个比例阀915连接至一风动动力供给装置913。此外，比例阀915连接至一控制器917(此后为“PLC”)。每个PLC917连接至电源装置919。PLC917还连接至转换器921，转换器921反过来连接至一用户接口923。通过这种方式，PLC917可编程，如通过用户接口923，来控制比例阀915，使供给每个激励元件914的风动功率对应激励元件914与对称参考面910间的距离，如成正比。此外，通过这种方式，PLC917编程操作比例阀915，以使供给相应激励元件914的风动功率等量，如位于对称参考面910两侧且距对称参考面910的距离相同的激励元件914。编码器911得到的操作数据送给PLC917，PLC917通过转换器921把该数据送给计算装置923达到监视风动马达940工作的目的。
通过提供在立式对称振动研磨机上更为均匀分布的振动力，本发明改进了立式对称振动研磨机的工作。例如，由激励元件产生的力的分布和方向可导致位移呈圆锥形式分布的摆动运动。此外，通过控制前述激励元件的工作，可得到能量分布更为有效的振动力。图29是代表常数频率摆动分布的圆锥说明图，如当激励元件工作时，以常数频率振动。图30是代表变量频率摆动分布的伪圆锥说明图，如当激励元件工作时，以变量频率振动。此外，图31代表在三个平面上的变量频率摆动分布的伪圆锥说明图，如当激励元件工作时，以变量数频率振动。
此处详细说明了本发明的数个实施例。但是，在不偏离本发明的精神和意图下可对本发明进行修改和变动。
权利要求
1.一种立式对称振动研磨机，其包括一上振动管和一下振动管，上振动管和下振动管连接构成一完整振动体，该完整振动体由支撑元件支撑和悬挂，其中上振动管和下振动管位于对称参考面的相反侧，且其中上振动管和下振动管各具有一与对称参考面垂直的共同轴；多个激励元件，上振动管和下振动管至少各连接有一个激励元件，每个激励元件均可导致振动管在与振动管大致切线方向的激励，每个激励元件以同一同步频率转动或摆动，其中供给每个激励元件的功率与激励元件距对称参考面的距离成比例。
2.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为上振动管和下振动管的共同轴导向与重力方向一致。
3.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为每个激励元件设置为使其转动或摆动频率是常量或变量。
4.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为每个激励元件连接在一个振动管的侧面。
5.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为激励元件成对分组安装。
6.如权利要求5所述的振动研磨机，其特征为在一对激励元件中，激励元件沿各自振动管圆周等距间隔。
7.如权利要求6所述的振动研磨机，其特征为激励元件置于与对称参考面平行的平面上。
8.如权利要求7所述的振动研磨机，其特征为包括连接到上振动管的第一对激励元件的平面与对称参考面之间的距离同包括连接到下振动管的第二对激励元件的平面与对称参考面之间的距离相等。
9.如权利要求8所述的振动研磨机，其特征为上振动管的激励元件的转轴相对于上振动管和下振动管的共同轴成一范围在0度到180度的角。
10.如权利要求8所述的振动研磨机，其特征为下振动管的激励元件的转轴相对于上振动管和下振动管的共同轴成一范围在0度到180度的角。
11.如权利要求9所述的振动研磨机，其特征为每个激励元件同向转动。
12.如权利要求10所述的振动研磨机，其特征为每个激励元件同向转动。
13.如权利要求12所述的振动研磨机，其特征为上振动管的激励元件设置为与下振动管的激励元件同向转动。
14.如权利要求12所述的振动研磨机，其特征为上振动管的激励元件设置为与下振动管的激励元件反向转动。
15.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为振动管分成两个腔体。
16.如权利要求15所述的振动研磨机，其特征为每个腔体具有包含研磨介质的格网。
17.如权利要求16所述的振动研磨机，其特征为格网具有开口，其小于研磨介质的最小尺寸。
18.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为激励元件以电磁方式工作。
19.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为振动器包含有偏心配重。
20.如权利要求19所述的振动研磨机，其特征为激励元件由电动马达驱动。
21.如权利要求20所述的振动研磨机，其特征为激励元件由相对于激励元件位于内部的电动马达驱动。
22.如权利要求20所述的振动研磨机，其特征为激励元件由相对于激励元件位于外部的电动马达驱动，激励元件和马达通过一滑动元件和万向节联结。
23.如权利要求19所述的振动研磨机，其特征为激励元件由液压马达驱动。
24.如权利要求19所述的振动研磨机，其特征为激励元件由风动马达驱动。
25.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为支撑元件位于对称参考面上。
26.如权利要求25所述的振动研磨机，其特征为支撑元件设置为上振动管支撑在对称参考面上，下振动管悬挂在对称参考面下。
27.如权利要求1所述的振动研磨机，其特征为支撑元件至少包含一套弹簧或一套弹性隔离器。
28.如权利要求18所述的振动研磨机，其特征为激励元件是电磁振动器。
29.如权利要求28所述的振动研磨机，其特征为上、下振动管的激励元件的摆动轴成一0度到90度的倾角。
30.如权利要求28所述的振动研磨机，其特征为上振动管的激励元件与下振动管的激励元件对齐。
31.如权利要求28所述的振动研磨机，其特征为上振动管的激励元件与下振动管的激励元件不对齐。
32.如权利要求8所述的振动研磨机，其特征为包含第一对激励元件和第二对激励元件的各平面的激励元件的功率与该平面与对称参考平面的距离成正比。
33.如权利要求20所述的振动研磨机，其特征为电驱动激励元件通过由控制装置控制的变速驱动单元操作。
34.如权利要求33所述的振动研磨机，其特征为控制装置为可编程逻辑控制器。
35.如权利要求33所述的振动研磨机，其特征为控制装置联结至用户接口，为控制装置提供数据或接受向用户显示的操作数据。
36.如权利要求35所述的振动研磨机，其特征为操作数据由编码器产生。
37.如权利要求23所述的振动研磨机，其特征为液压驱动的激励元件通过与液压动力供给装置连接的比例阀操作，比例阀由控制装置控制。
38.如权利要求37所述的振动研磨机，其特征为控制装置为一可编程逻辑控制器。
39.如权利要求37所述的振动研磨机，其特征为控制装置联结至用户接口，为控制装置提供数据或接受向用户显示的操作数据。
40.如权利要求39所述的振动研磨机，其特征为操作数据由编码器产生。
41.如权利要求24所述的振动研磨机，其特征为汽动驱动的激励元件通过与风动动力供给装置连接的比例阀操作，比例阀由控制装置控制。
42.如权利要求41所述的振动研磨机，其特征为控制装置为一可编程逻辑控制器。
43.如权利要求41所述的振动研磨机，其特征为控制装置联结至用户接口，为控制装置提供数据或接受向用户显示的操作数据。
44.如权利要求43所述的振动研磨机，其特征为操作数据由编码器产生。
45.一种研磨物质的方法，包括以下步骤备有一立式对称振动研磨机，该立式对称振动研磨机包括一上振动管和一下振动管，上振动管和下振动管连接构成一完整振动体，该完整振动体由支撑元件支撑和悬挂，其中上振动管和下振动管位于对称参考面的相反侧，且其中上振动管和下振动管各具有一与对称参考面垂直的共同轴，该立式对称振动研磨机还包括多个激励元件，上振动管和下振动管至少各连接有一个激励元件，每个激励元件设置为均可导致振动管在与振动管大致切线方向的激励，每个激励元件设置为以同一同步频率转动或摆动；把物质装在上振动管或下振动管；由供给每个激励元件的功率与激励元件距对称参考面的距离成比例，激励这些激励元件，使装在上振动管或下振动管的研磨介质研磨物质，
46.如权利要求45所述的方法，进一步包含放置立式对称振动研磨机的步骤，使上振动管和下振动管的共同轴导向与重力方向一致。
47.如权利要求45所述的方法，进一步包含多个激励元件以常量或变量频率转动或摆动的步骤。
48.如权利要求45所述的方法，进一步包含把每个激励元件连接在其中一个振动管的侧面。
49.如权利要求45所述的方法，其中激励元件位于与对称参考面平行的平面上。
50.如权利要求49所述的方法，其特征为包含连接至上振动管的第一对激励元件的平面与对称参考平面的距离同包含连接至下振动管的第二对激励元件的平面与对称参考平面的距离相等。
全文摘要
一种包含上振动管和下振动管的立式对称振动研磨机。上振动管和下振动管连接构成一完整振动体。该完整振动体由支撑元件支撑或悬挂。上振动管和下振动管位于对称参考面的相反侧且大致关于该对称参考面对称。上振动管和下振动管各具有一与对称参考面垂直的共同轴。工作时，振动研磨机设置为最好使上振动管和下振动管的共同轴导向与重力方向一致。立式对称振动研磨机还包括许多激励元件，上振动管和下振动管至少连接一个激励元件。每个激励元件均可导致振动管在与振动管大致切线方向的激励。每个激励元件以同一同步频率转动或摆动。供给每个激励元件的功率与激励元件距对称参考面的距离成正比。
文档编号B02C17/00GK1774298SQ200480010001
公开日2006年5月17日 申请日期2004年2月19日 优先权日2004年2月19日
发明者菲利克斯·阿图罗·格迈兹·萨彻兹 申请人:菲利克斯·阿图罗·格迈兹·萨彻兹