Modulational instability in nonlocal Kerr-type media with random parameters

Modulational instability of continuous waves in nonlocal focusing and defocusing Kerr media with stochastically varying diffraction (dispersion) and nonlinearity coefficients is studied both analytically and numerically. It is shown that nonlocality with the sign-definite Fourier images of the medium response functions suppresses considerably the growth rate peak and bandwidth of instability caused by stochasticity. Contrary, nonlocality can enhance modulational instability growth for a response function with negative-sign bands.Comment: 6 pages, 12 figures, revTeX, to appear in Phys. Rev.

Modulational instability and nonlocality management in coupled NLS system

The modulational instability of two interacting waves in a nonlocal Kerr-type medium is considered analytically and numerically. For a generic choice of wave amplitudes, we give a complete description of stable/unstable regimes for zero group-velocity mismatch. It is shown that nonlocality suppresses considerably the growth rate and bandwidth of instability. For nonzero group-velocity mismatch we perform a geometrical analysis of a nonlocality management which can provide stability of waves otherwise unstable in a local medium.Comment: 15 pages, 12 figures, to be published in Physica Script

Підвищення точності процесу автоматизованого відліку тонких довгих виробів

Vibrating hopper feeders with an electromagnetic drive for automating the process of counting parts have become widely used. This process is necessary when transferring them to another workshop for the next technological operation. Also, it is necessary to count artificial products on the lot when packing them for packaging. Vibrating feeders are used to feed miniature, small, or medium-sized parts to the counting position of counting or packing machines. In this case, the parts supplied to these positions should be arranged in one layer. In addition, they should have a certain gap between them for reliable operation of the counting device. Basically, counters for such machines are made on the basis of photoelectric or inductive sensors. The disadvantage of inductive sensors is that they can only be used for metal objects. Photoelectric sensors are more versatile, so they have gained the most distribution for counting or filling machines. The principle of operation of the automatic counting position is that when the object to be counted is applied to it, it crosses the working area of the counting position and the sensor sends an impulse to the counting device. When using photoelectric sensors, parts or products cross the beam of the sensor and it supplies a counting pulse to the electronic counter at each crossing of the working beam. Basically, when using vibrating hopper feeders, the counting position is located either directly at the exit part of the transporting tray, or at the exit from it of the transported objects. The speed of transporting parts or products increases when moving up, because the amplitude of the horizontal component of oscillations increases when the diameter of the transporting tray increases. This is because the hopper of the vibratory feeder has a conical shape. This allows the parts to be refined in one layer. In addition, before the counting position, the parts must be separated from each other to create the necessary gap between them. This is necessary for the reliable operation of the photoelectric sensor. This system works reliably when the dimensions of the parts to be counted are larger than the diameter of the working beam of the sensor. But, when automating the counting of thin, long parts or products whose thickness is close to the size of the working beam of the sensor, the latter may cross it several times when passing through the zone of the counting position. This sharply reduces the accuracy of the counting process. This happens because the parts on the conveyor tray move with a small bounce due to the vertical component of the hopper's vibrations. Therefore, it became necessary to develop a new counting position system in order to increase the accuracy of the counting device for counting long thin parts or products (pins for electrical connectors, needles, matches, etc). The work considers a set of elements that affect the productivity and efficiency of counting devices based on vibrating hopper feeders with electromagnetic drives, for counting long thin parts or products of this shape.При автоматизації процесу рахування деталей під час передачі їх до іншого цеху для наступної технологічної операції  або відліку штучних виробів на партії при фасуванні їх для упаковки – широкого застосування набули вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом. Застосовуються вони для подавання мініатюрних, дрібних, або середніх деталей до лічильної позиції лічильних або фасувальних автоматів. В цьому випадку деталі, що подаються на ці позиції, мають бути розташовані в один шар і, крім того, вони повинні мати між собою певний проміжок для надійної роботи лічильного пристрою. Лічильні пристрої для таких автоматів, в основному, зроблені на базі фотоелектричних або індуктивних датчиків. Недоліком індуктивних датчиків є те, що їх можна застосовувати тільки для металевих об’єктів, а фотоелектричні датчики більш універсальні, тому вони отримали найбільше розповсюдження для лічильних або фасувальних автоматів. Принцип дії лічильної позиції автоматів у тому, що при подаванні на неї об’єкту, що має бути порахованим, він перетинає робочу зону лічильної позиції і датчик подає імпульс до лічильного пристрою. При використанні фотоелектричних датчиків деталі або вироби перетинають промінь датчика і він подає лічильний імпульс на електронний лічильник при кожному перетині робочого променю. В основному при застосуванні вібраційних бункерних живильників, лічильна позиція розташовується або безпосередньо на вихідній частині транспортуючого лотка, або на виході з нього об’єктів, що транспортуються. Завдяки тому, що бункер віброживильника має конічну форму – швидкість транспортування деталей або виробів збільшується при русі догори, тому що амплітуда горизонтальної складової коливань збільшується при збільшенні діаметру транспортуючого лотка. Це дає змогу деталям розміститися в один шар. Перед лічильною позицією деталі, крім того, мають відділятись одна від одної щоби утворити необхідний проміжок між ними для надійної роботи фотоелектричного датчика. Ця система працює надійно, коли розміри деталей, що рахуються, є більшими за діаметр робочого променю датчика. Але при автоматизації рахунку тонких довгих деталей або виробів, товщина яких близька до розміру робочого променю датчика, – останні при проходженні через зону лічильної позиції можуть перетинати його декілька разів, що різко знижує точність рахунку. Це відбувається тому, що деталі по транспортуючому лотку рухаються з невеликим підкиданням завдяки вертикальній складовій коливань бункера. Тому виникла необхідність розробити нову систему лічильної позиції, щоби підвищити точність роботи лічильного пристрою для рахування тонких довгих деталей або виробів (штирів для електричних роз’ємів, голок, сірників тощо). В роботі розглянуто комплекс елементів, що впливають на продуктивність, точність та ефективність роботи лічильних пристроїв на базі вібраційних бункерних живильників з електромагнітними приводами, для рахування тонких довгих деталей або виробів такої форми

Підвищення продуктивності та точності сепарування на фракції суміші різнорозмірних дископодібних виробів

During collection and counting of coins or tokens, the mixture must be divided into fractions by denomination. Methods of separating coins and existing designs of equipment for separation are considered. It is revealed that the existing designs of vibration devices for sorting disc-shaped parts have low productivity, as well as a fairly large sorting error. A set of elements affecting the performance and efficiency of vibration separators with electromagnetic drives is considered. A new separator design based on a vibrating hopper feeder is proposed. Changed the geometry of the working body and parameters of other elements that affect the accuracy of the separation process and its performance. A prototype of the vibration separator was made according to the project of the proposed design. Experimental studies of the separation process on this separator were carried out to identify the parameters of the accuracy of separation of a mixture of coins with a nominal value of one and two kopecks at different speeds of the process. The research was conducted on two batches of 1000-piece coins with a nominal value of one and two kopecks. Both batches were mixed, the mixture was loaded into the separator hopper in bulk and the separation process was carried out, at the end of which the number of coins of both denominations was determined, which were not in their own separate batches. For each transport speed, fifty measurements were made and the arithmetic mean value of the indicator was determined. It was found that the absolute accuracy of separation on this device is achieved at a speed of vibration transport up to 0.5 m/s. When upgrading the separation zone using compressed air jets, absolute separation accuracy is achieved at a speed of up to 1 m/s. It is established that the new design of the vibration separator proposed by the authors significantly increases the productivity of the sorting process by denominations (diameters) of the coin mixture into fractions with absolute separation accuracy. This device can also be used for sorting small parts or products that have the shape of disks (washers, rondels, buttons, etc.).Під час інкасації та обліку монет або касових жетонів часто виникає необхідність розділити їх суміш на фракції за номіналами. Розглянуто способи сепарування монет та існуючі конструкції обладнання для розділу суміші об’єктів на фракції за розмірами. Виявлено, що існуючі конструкції вібраційних пристроїв для сортування дископодібних деталей мають невисоку продуктивність, а також достатньо велику похибку сортування. Розглянуто комплекс, елементів, що впливають на продуктивність та ефективність роботи вібраційних сепараторів з електромагнітними приводами. Запропоновано нову конструкцію сепаратора на основі вібраційного бункерного живильника, де змінено геометрію робочого органа та деяких параметрів інших його елементів, що впливають на точність процесу сепарування та його продуктивність. За проектом запропонованої конструкції виготовлено дослідний взірець вібраційного сепаратора. Проведено експериментальні дослідження процесу сепарування на цьому сепараторі з метою виявлення параметрів точності сепарування суміші монет номіналом одна та дві копійки при різних швидкостях процесу. Дослідження проводились на двох партіях монет розміром по 1000 штук номіналом у одну та дві копійки. Обидві партії змішувались, суміш завантажувалась у бункер сепаратора навалом і проводився процес сепарування, по закінченню якого визначалась кількість монет обох номіналів, що потрапили не в свої відсепаровані партії. Для кожної швидкості транспортування було проведено по п’ятдесят вимірів і визначено середньоарифметичне значення показника. З’ясовано, що абсолютна точність сепарування на цьому пристрої досягається при швидкості вібротранспортування до 0,5 м/с. При невеликій модернізації зони сепарування з використанням струменів стисненого повітря абсолютна точність сепарування досягається при швидкості вібротранспортування до 1 м/с. Встановлено, що запропонована авторами нова конструкція вібраційного сепаратора значно збільшує продуктивність процесу сортування за номіналами (діаметрами) суміші монет на фракції при абсолютній точності сепарації. Цей пристрій також може бути застосований для сортування дрібних деталей або виробів, що мають форму дисків (шайб, ронделів, ґудзиків тощо)

Універсалізація пружної системи віброживильників з вертикальним електромагнітним вібраційним приводом

Vibrating feed bins with electromagnetic drive are widely used in the automation of production processes in mechanical engineering and instrument engineering. They are used for feeding miniature, small, or medium-sized parts to automated production equipment. This equipment is used in automatic lines, automated complexes, or any other flexible automated production facilities. These devices are most widely used for loading parts to assembly positions in automated assembly complexes. In this case, the parts fed to these positions must be located in a certain stable position. Various orientation tools are used for this purpose. They are located directly on the transport trays in the bins of these devices. Therefore, for reliable operation of orientation devices, the movement of parts on the trays should be smooth without sensitive tossing. The designs of vibrating hopper feeders with a hopper connected to a reactive plate by a directional elastic system in the form of a lattice torsion bar are considered. An electromagnetic vibration exciter is placed between the torsion flanges. The disadvantage of such vibration feeders is low productivity in operating modes, especially when there are increased requirements for the smooth movement of transported parts. An increase in the productivity of such feeders is carried out by increasing the amplitude of hopper vibrations in the direction of movement of parts, that is, the horizontal component of vibrations. However, this also leads to an increase in the vertical component, since vibrations are carried out at an angle to the feeder transport tray. When the vertical component of vibrations increases, the transportation of parts switches to the intensive tossing mode. A further increase in the oscillation amplitude leads to a violation of the normal mode of vibrational transport. Modern production involves the modernization of existing structures, as well as the creation of new models of machines with high technical and economic indicators Therefore, the universalization of existing equipment and the development of new machine schemes is an important task for developers and manufacturers of technological equipment, since even a minimal improvement in its technological or operational indicators can lead to a significant economic effect. The paper considers a complex of additional elements used that make it possible to universalize the design of vibrating hopper feeders with electromagnetic drives having a directional elastic system. These changes make it possible to adjust the horizontal component of the device hopper vibrations at a constant vertical one. Additional structural elements are proposed that increase the range of application of such feeders.Широкого застосування вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом набули при автоматизації виробничих процесів у машинобудуванні та приладобудуванні. Застосовуються вони для подавання мініатюрних, дрібних або середніх деталей до автоматизованого виробничого обладнання, яке застосовується в автоматичних лініях, автоматизованих комплексах або у будь-яких інших гнучких автоматизованих виробництвах. Найбільше розповсюдження ці пристрої набули для завантаження деталей на позиції складання у складальних автоматизованих комплексах. В цьому випадку деталі, що подаються на ці позиції, мають бути розташовані у певному стійкому положенні. Для цього застосовуються різні засоби орієнтування, що розташовані безпосередньо на транспортувальних лотках у бункерах цих пристроїв. Тому, для надійної роботи орієнтувальних пристроїв, рух деталей на лотках має бути плавним без чутливого підкидання. Розглянуто конструкції вібраційних бункерних живильників, що мають бункер, який пов’язаний з реактивною плитою, спрямованою пружною системою у вигляді ґратчастого торсіону, між фланцями якого розміщено електромагнітний віброзбуджувач. Недоліком таких віброживильників є низька продуктивність на робочих режимах, особливо, коли висуваються підвищені вимоги до плавності переміщення деталей, що транспортуються. Збільшення продуктивності таких живильників здійснюється збільшенням амплітуди коливань бункера у напрямку руху деталей, тобто горизонтальної складової коливань. Однак це призводить до збільшення і вертикальної складової, оскільки коливання здійснюються під кутом до транспортуючого лотка живильника. При збільшенні вертикальної складової коливань транспортування деталей переходить до режиму інтенсивного підкидання, а подальше збільшення амплітуди коливань призводить до порушення нормального режиму вібротранспортування. Сучасне виробництво передбачає модернізацію існуючих конструкцій а також створення нових зразків машин з високими техніко-економічними показниками, тому універсалізація існуючого обладнання і розробка нових схем машин є важливим завданням для розробників та виробників технологічного обладнання, оскільки навіть мінімальне поліпшення його технологічних або експлуатаційних показників може привести до суттєвого економічного ефекту. В роботі розглянуто комплекс застосованих додаткових елементів, що дають можливість універсалізувати конструкцію вібраційних бункерних живильників з електромагнітними приводами, що мають направлену пружну систему. Ці зміни дають можливість регулювати горизонтальну складову коливань бункера пристрою при постійній вертикальній. Запропоновано додаткові конструкційні елементи, що збільшують діапазон застосування таких живильників

Development of encapsulated extracts on the basis of meadowsweet (Filipendula ulmaria) in the composition of functional foods with oncoprotective properties

ArticleMeadowsweet (Filipendula ulmaria) is a quite common plant throughout the European countries, including Russia. Therapeutic and prophylactic properties of the meadowsweet are mainly associated with the action of biologically active substances (BAS), in particularly tannins, phenolic compounds, phenolcarboxylic acids, catechins, flavonoids, essential oils etc. The main substances with proven clinical effects are salicylates and flavonoids, what allows to consider meadowsweet as an anti-inflammatory, immunostimulating, antioxidant, hepatoprotective, nootropic, adaptogenic and antihypoxic agent. The aim of this study was to analyze the content of BAS in water and 70% ethyl alcohol extract of F. ulmaria flowers from different regions of Russia and develop their encapsulated forms for further use as an ingredient for functional food products. To increase the shelf life of meadowsweet extracts and create a stable form for their delivery to the human body with various food products, encapsulated forms of extracts in the form of microand nanosized capsules were developed. The method of encapsulation was carried out using a spray dryer. It was shown that encapsulated meadowsweet BAS can be added to a chicken pate without negative effect on the organoleptic properties of the finished product. The calculation of the cost of the meat product with the complex functional dry mixture showed a slight increase in the cost of the final product compared to the traditional analogue. This study shows that encapsulated meadowsweet BAS can be used for inclusion in various food products, to ensure the functional properties of food and optimize the population's rations

Pattern generation by dissipative parametric instability

Nonlinear instabilities are responsible for spontaneous pattern formation in a vast number of natural and engineered systems, ranging from biology to galaxy buildup. We propose a new instability mechanism leading to pattern formation in spatially extended nonlinear systems, which is based on a periodic antiphase modulation of spectrally dependent losses arranged in a zigzag way: an effective filtering is imposed at symmetrically located wave numbers k and -k in alternating order. The properties of the dissipative parametric instability differ from the features of both key classical concepts of modulation instabilities, i.e., the Benjamin-Feir instability and the Faraday instabiltyity. We demonstrate how the dissipative parametric instability can lead to the formation of stable patterns in one- and two-dimensional systems. The proposed instability mechanism is generic and can naturally occur or can be implemented in various physical systems

Fusion in the entwined category of Yetter--Drinfeld modules of a rank-1 Nichols algebra

We rederive a popular nonsemisimple fusion algebra in the braided context, from a Nichols algebra. Together with the decomposition that we find for the product of simple Yetter-Drinfeld modules, this strongly suggests that the relevant Nichols algebra furnishes an equivalence with the triplet W-algebra in the (p,1) logarithmic models of conformal field theory. For this, the category of Yetter-Drinfeld modules is to be regarded as an \textit{entwined} category (the one with monodromy, but not with braiding).Comment: 36 pages, amsart++, times, xy. V3: references added, an unnecessary assumption removed, plus some minor change

Оптимізація структури віброживильників з електромагнітним вібраційним приводом і комбінованою коливальною системою

Vibration loading devices are widely used in various branches of mechanical engineering to load piece blanks of automatic machines and automatic lines as well as robotic systems, automated systems and flexible automated production. Vibration devices for transportation and loading of miniature, small and medium-sized products are the most widely used. In the study of vibration transport, one of the most important issues is the study of the dependence of the average transport speed on the parameters of the oscillation of the carrier tray. It is most convenient to conduct a study in dimensionless quantities when expressing the speed of transportation through the speed coefficient, which shows how much the real speed of the part is close to the maximum speed of the transporting surface. For vibration conveyors and vibratory feeders with non-separable transportation parts using modes that are implemented mainly elliptical or asymmetric longitudinal vibrations of the bearing plane. Asymmetric laws of motion of vibration conveyors provide the highest performance in a non-invasive mode of movement of billets, but such conveyors have found a very limited distribution due to the complexity of the implementation of asymmetric vibrations by simple means. To implement the asymmetric laws of oscillation of the working body and thereby increase the speed coefficient used as power sources generators asymmetric types of oscillations, which have a very high cost. Modern production involves the creation of new models of machines with high technical and economic indicators, therefore, improving the efficiency of existing equipment and the development of new schemes of machines is an important task for designers and manufacturers of technological equipment, as the minimum improvement of its technological and operational performance can lead to a tangible economic effect. To solve this problem, the authors developed a new design of vibration hopper feeder, which carries out the transportation of products in the mode without throwing with an asymmetric law of oscillation of the carrier tray when connected directly to the AC network without using an asymmetric pulse generator and conducted an experimental study of its design to determine the speed coefficient during vibration transportation.Вібраційні завантажувальні пристрої отримали широке розповсюдження в різноманітних галузях машинобудування для завантажування штучними заготовками верстатів-автоматів та автоматичних ліній а також робототехнічних систем, автоматизованих комплексів та гнучких автоматизованих виробництв. Найбільше розповсюдження отримали вібраційні пристрої для транспортування та завантаження мініатюрних, дрібних та середніх виробів. При вивченні вібраційного транспортування одним з найбільш важливих питань є дослідження залежності середньої швидкості транспортування від параметрів коливання несучого лотка. Зручніше всього проводити дослідження в безрозмірних величинах при вираженні швидкості транспортування через коефіцієнт швидкості, який показує наскільки реальна швидкість вібротранспортування деталі наближена до максимальної швидкості транспортуючої поверхні. Для вібротранспортерів та віброживильників з безвідривним транспортуванням деталей використовують режими, які реалізуються переважно еліптичними або асиметричними поздовжними коливаннями несучої площини. Найвищу продуктивність в безвідривному режимі переміщення заготовок забезпечують асиметричні закони руху вібраційних транспортерів, але такі транспортери знайшли дуже обмежене розповсюдження завдяки складності реалізації асиметричних коливань простими засобами. Для реалізації несиметричних законів коливань робочого органу і тим самим збільшення коефіцієнту швидкості використовують у якості джерел живлення генератори несиметричних видів коливань, які мають дуже велику вартість. Сучасне виробництво передбачає створення нових зразків машин з високими техніко-економічними показниками, тому, підвищення ефективності роботи існуючого обладнання і розробка нових схем машин є важливим завданням для проектантів та виробників технологічного обладнання, оскільки мінімальне покращання його технологічних та експлуатаційних показників може привести до відчутного економічного ефекту. Для вирішення поставленої проблеми авторами було розроблено нову конструкцію вібраційного бункерного живильника, що здійснює вібротранспортування виробів у безвідривному режимі з несиметричним законом коливання несучого лотка при підключенні його безпосередньо до мережі змінного струму без використання генератора несиметричних імпульсів і проведено експериментальне дослідження його конструкції з метою визначення коефіцієнту швидкості при вібротранспортуванні

Дослідження динамічної моделі коливальної системи віброживильників з еліптичною траєкторією руху робочого органу

Vibrating feed bins with electromagnetic drive are widely used in the automation of production processes in mechanical engineering and instrument engineering. They are used for feeding miniature, small, or medium-sized parts to automated production equipment. These parts must be located in a certain stable position, that is, oriented in space, when using these feeders to feed component parts to the assembly position in assembly machines. Different means of orientation may be applied, which are directly located in the bunkers of these devices, in this case. The parts must be transported without sensitive tossing on trays of vibratory feeders for reliable operation of such orientation devices. A vibratory feeders with an elliptical trajectory of vibrations of the working body should be used in this case. A vibrating feeder with independent oscillations can be used in such a case. Vertical and horizontal component oscillations are excited by separate drives in it. It is necessary to apply a device for shifting phases in the power supply system of vibration drives to obtain elliptical oscillations. However, existing designs of vibrobunker feeders with an independent oscillation system have a number of significant disadvantages. They require the presence of independent vibrators: an axial vibrator to excite vertical vibrations and two or more tangential vibrators to excite horizontal (angular) vibrations. In addition, it is necessary to have a device for shifting the phases between them. Therefore, there was a need to create a new design of a vibrating bunker feeder with a system of elliptical oscillations, which will not have the listed disadvantages. Such a vibrating hopper feeder was developed and an experimental sample of this design was made. However, for the successful implementation of such feeders, a preliminary calculation of the parameters of their oscillating system is required, the methodology of which differs from the existing one. In the presented work, a mathematical study of the dynamics of the oscillating system of such vibratory feeders was carried out and a calculation method for its calculation was developed.При автоматизації процесів виробництва на машинобудівних або приладобудівних підприємствах широко використовують вібраційні бункерні живильники з електромагнітним приводом. Їх застосовують для подавання мініатюрних, дрібних або середніх деталей до різного типу автоматизованого виробничого обладнання. При використанні цих живильників для подачі комплектуючих деталей на позиції складання у складальних автоматах або у автоматизованих комплексах, – ці деталі мають бути розташовані у певному стійкому положенні, тобто зорієнтовані у просторі. У цьому випадку можуть бути застосовані різні засоби орієнтування, що безпосередньо розташовані у бункерах цих пристроїв. Тому для надійної роботи таких орієнтувальних пристроїв деталі на лотках мають транспортуватись без чутливого підкидання, тобто рух має бути плавним. Найкраще для цього застосувати віброживильник з еліптичною траєкторією коливань робочого органу. Для цього випадку можна застосувати віброживильник з незалежними коливаннями, тобто такий, у якому вертикальна та горизонтальна складові коливання збуджуються окремими приводами, що робить їх незалежними одна від одної. Для досягнення еліптичних коливань в системі електроживлення віброприводів необхідно застосувати пристрій для зсуву фаз. Однак наявні конструкції вібробункерних живильників з незалежною системою коливань мають цілу низку суттєвих недоліків. Вони вимагають незалежних віброзбудників: осьового вібратора для збудження вертикальних коливань і двох або більше тангенційних вібраторів для збудження горизонтальних (кутових) коливань. Окрім цього, необхідна наявність пристрою для зсуву фаз між ними. Тому виникла необхідність у створенні нової конструкції вібраційного бункерного живильника з системою еліптичних коливань, яка не буде мати перелічених недоліків. Такий вібраційний бункерний живильник був розроблений і створено експериментальний взірець цієї конструкції. Однак для успішного впровадження таких живильників потрібен попередній розрахунок параметрів їхньої коливальної системи, методика якого відрізняється від існуючої. В даній роботі зроблено математичне дослідження динаміки коливальної системи таких віброживильників і розроблена методика її розрахунку