CN101925415A - 具有管形筛的筛分系统及用于操作具有管形筛的筛分系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有管形筛(10，30)的筛分系统(1，2，3)，该管形筛包括至少一个部分设有筛孔的管(11)，筛孔直接设置在管的壁上，和/或该管形筛包括筛架(31)和筛网(32)，筛架至少限定了管的长度和横截面，筛网张紧在筛架上，以使得筛网(32)构成管形筛(10，30)表面的至少一部分。筛分系统(1，2，3)包括至少一个超声变换器(13)和至少一个设置在超声变换器(13)与管(11)或筛架(31)之间的馈线声音传导体(14，24，34)，此外，管(11)或筛架(31)通过超声变换器(13)和馈线声音传导体(14，24，34)能够暴露于超声激励，其中馈线声音传导体(14，24，34)使得或被设计成使得传输到管(11)或筛架(31)的超声激励的振幅包括在与管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量。本发明还涉及用于操作具有所述类型的管形筛(10，30)的筛分系统(1，2，3)的方法，其中，管(11)或筛架(31)通过超声波来激励，管(11)或筛架(31)通过超声激励来激发，其振幅包括在与管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量。

Description

具有管形筛的筛分系统及用于操作具有管形筛的筛分系统的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序的筛分系统和一种根据权利要求13前序的用于操作筛分系统的方法。

背景技术

工业上存在多样化的应用，在这些应用中可根据大小对物质进行分类和/或防止颗粒凝聚，或如果颗粒已经凝聚则将它们粉碎。

为了达到这个目的，人们使用公知的筛分机，这些筛分机应用尤其在所使用的筛结构和方向上不同的筛分系统。当前振动类型和翻滚类型的筛分机中使用的筛具有张紧于支架上的、基本上呈平面的筛网，该筛网基本上与物料的期望流动方向相垂直。不满足由筛网的孔预设的分类条件的筛分物料留在筛上；只有满足分类条件的筛分物料能离开筛。

虽然这些类别的筛分机基于它们所使用的筛分结构能够很好地用于分批给料的筛分物料，但当筛分物料连续供给时不适合使用这些筛分机。尤其在离心式筛分机，也称为涡流式筛分机的这些例子中不适合使用。例如，可从DE 3019113C2中获知一种这样的筛分机。

发明内容

对于本专利申请所称的“离心式筛分机”类型的筛分机，筛分系统具有管形筛，筛分物料被送入该管形筛的内部。管形筛可包括具有筛孔的管，筛孔直接设置在管的壁上；然而，管形筛也可由张紧设置于筛架上的筛网形成，从而筛网构成管形筛表面的一部分，且尤其是筛网被构造成不仅仅处于平面内，该筛架至少限定了管的长度和横截面。此外，也可以想到提供既具有筛孔的管也提供围绕该管的额外的筛网的实施例。

根据本专利正文的管通常是细长的空心体，具有纵向贯通的孔，并且通常具有圆筒形横截面；因此，形容词“管形”描述了一种具有按照先前定义的管的形状的物体。

管形筛实现其筛分动作在于待筛分的物料穿过筛孔和/或穿过形成管壁至少一部分的筛网。为确保大量的物料穿过筛孔和/或筛网，特别引入了两个附件：一种选择，特别应用于待筛分的物料浓度相对低的情况，包括：在管形筛中提供传输物料的流体流动，该流体流动具有能将物料传输通过筛孔和/或筛网的湍流。

另一种选择，尤其应用于待筛分物料浓度高的情况，包括：在管形筛的内部提供所谓的“撞击器系统”，也就是通常由金属制造的旋转齿轮，旋转齿轮沿管形筛的壁被引导并将筛分物料推过筛孔和/或筛网，并且在需要时推过筛架结构的径向孔。

通常筛分系统的问题在于避免筛孔和/或筛网即使是临时性的堵塞，例如由筛分物料颗粒的结块引起的堵塞，及确保筛分物料尽可能高效地通过筛网。对于离心式筛分机中使用的筛分系统，这个问题通常加剧，因为筛分物料通过例如撞击器系统被涂覆在筛孔和/或筛网上。

对于具有平面筛的筛分系统，筛网形成张紧地设置在筛架中的平面，大家知道应用超声激励来减少筛网堵塞的可能性。例如，可从DE4418175中获知这样的筛分系统。然而，不可能简单地将这种方式迁移到具有管形筛的筛分系统中。吞吐量不能显着增加至所期望的值。

基于该现有技术，问题在于提供一种用于离心式筛分机的具有管形筛的筛分系统，及使得数量增加的筛分物料能够通过的用于操作管形筛的方法。

作为本发明基础的知识是：如果超声激励的振幅在管形筛的径向和轴向上都具有分量，则管形筛的超声激励将导致筛分物料的吞吐量大幅增加。

因此，发明具体的筛分系统具有管和/或筛网，该管的至少一部分具有筛孔，筛孔直接排列在管的壁上，该筛网张紧在筛架上，该筛架至少限定了管的长度和横截面，使得筛网构成管形筛的壁的至少一部分，该筛分系统还包括排列在筛架上的至少一个超声变换器和至少一个第二超声变换器和馈线声音传导体，管或筛架被构造成能够通过超声变换器和馈线声音传导体来受到超声激励，传递到管或筛架的超声激励的振幅具有在与管形筛的中心轴线相垂直的方向上的分量和在与管形筛的中心轴线平行的方向上的分量。通过提供这样的振荡振幅的纵向和横向分量，一方面，确保了超声波将会在整个管形筛上传播，另一方面，在每个位置处使得振荡振幅分量在筛分物料与筛孔和/或筛网之间能产生强烈的、提高吞吐量的相互作用。

在优选的实施例中，当超声波激发时，超声激励的振幅的两个分量都在馈线声音传导体与管或筛架之间的单个接触点处传递。这允许只有一个超声变换器且只有一个馈线声音传导体的成本特别低的实施例。

这尤其可以实现，如果这一个馈线声音传导体至少具有一个弯曲的部分。在有利的方式下，弯曲部分的弯曲角度超过0度，最大为90度，弯曲角度为90度时尤其适合于大部分应用。

使用直径为12毫米的馈线声音传导体已经显示为是特别有利的。

在馈线声音传导体与管的表面或筛架的表面之间提供固定连接时，能得到特别强力的、抗干扰的筛分系统实施例。这尤其可通过螺纹连接或焊接实现。

此外，已经显示馈线声音传导体和超声变换器之间的固定连接能提高筛分系统的强力性和抗干扰性。在此，螺纹附件尤其适合产生这样的牢固连接。

如果想得到能将特别大的振荡能量输入筛网的筛分系统，那么可通过提供超过一个的超声变换器和超过一个的馈线声音传导体来实现。

此外，如果具有超过一个的馈线声音传导体，且管或筛分系统能通过馈线声音传导体进行超声激励，则通过区分由不同的馈线声音传导体传递到管或筛网的超声激励的振幅的方向，可产生在与管形筛中心轴线垂直的方向上的分量和在与管形筛中心轴线平行的方向上的分量。本发明的该实施例特别地证明了自身是否有必要刻意调整超声激励的振幅的两个分量的大小。

此外，在操作这样一个筛分系统时，将超声变换器设置在筛分物料流的外面是有意义的，因为一方面，这可在筛分物料内部产生物料变化，另一方面，超声变换器在筛分物料流中会被污染和损坏。如果筛分系统具有能够防止筛分物料泄漏到环境中的壳体，且所有的超声变换器都设置在壳体的外面，就可实现这个目标。

这里描述的具有管形筛的筛分系统尤其适合应用于离心式筛分系统。

对于本发明的具体的用于操作具有管形筛的筛分系统的方法，其中，该管形筛具有设置有筛孔的管，筛孔直接设置在管的壁上和/或设置在筛架上，筛架限定了至少管的长度和横截面的，使得筛网形成管形筛表面的至少一部分，具有筛孔的管或筛架由超声波激励，该超声波的振幅具有在与管形筛中心轴线垂直的方向上的分量和在与管形筛中心轴线平行的方向上的分量。这两个振幅分量确保了：一方面，超声激励产生的振动在整个管形筛上传播，同时，在筛上的每个位置处，用于提高筛分过程效率的好的前提条件得到保证。

如果恰好由一个馈线声音传导体产生具有一个在与管形筛的中心轴线垂直的方向上的分量和一个在与管形筛的中心轴线平行的方向上的分量的振幅，则可花费特别少的材料费用来实现本方法。

如果由超过一个的馈线声音传导体产生具有一个在与管形筛的中心轴线垂直的方向上的分量和一个在与管形筛的中心轴线平行的方向上的分量的振幅，则振幅的两个分量可在大小分布方面得到特别好的控制。

已经证明吞吐量不是在固定的激励频率下操作而是在超声激励的频率变化的情况下可额外地、大幅地增加。通过恰当地使用控制器驱动超声变换器可实现这一点。频率变化的范围优选地在32千赫兹至38千赫兹之间。如果采用扫频也就是频率连续变化的方式进行频率调制，可获得尤其好的效果。

附图说明

利用以下附图来详细讨论本发明的具体实施例。所示为：

图1：根据本发明第一实施例的具有管形筛的筛分系统

图2：根据本发明第二实施例的具有管形筛的筛分系统

图3：根据本发明第三实施例的具有管形筛的筛分系统

如果没有其它的指示，在所有附图中相同的部件采用相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了具有管形筛10的筛分系统1，在该描述的实施例中，该管形筛10为空心圆筒的形式。管形筛10包括具有两个环形端部部分111、112的管11，在两个环形端部部分111、112之间设置有圆筒形部分113。在圆筒形部分113中设置有多个涂成亮色的部分114，在这些部分中管11具有许多小筛孔，由于这些小筛孔尺寸小，所以为了清晰度的原因，没有画出这些小筛孔。此外，管11在圆筒形部分113中具有多条加强筋12，加强筋为深色的，以将它们与具有筛孔的部分区分开。

此外，筛分系统1具有两个超声变换器13和两个馈线声音传导体14。在该实施例中，特别使用两个馈线声音传导体14和两个超声变换器13，用来增加传递到管11的振动能量。管11具有中心轴线A-A。

管11通过馈线声音传导体14与超声变换器13机械连接。馈线声音传导体14设计成弯曲的。如图1中的箭头所示，通过超声转换器13，振荡振幅的方向与中心轴线A-A平行的超声振荡输入到馈线声音传导体14中。馈线声音传导体14弯曲的结果是振荡振幅获得额外的、与中心轴线A-A垂直的分量。分量的确切划分由馈线声音传导体14的几何构造、尤其是由馈线声音传导体的曲率来确定。

超声振荡在接触点115传递到管11。从而，产生的振动在管11上传播。通过超声激励的振幅的纵向分量，超声波的传播在管形筛的整个长度上推进，同时筛分过程的横向分量尤其提高了在管11的每一给定位置处的筛分过程的效率。

图2示出了具有管形筛10的筛分系统2，在该描述的实施例中，该管形筛10为空心圆筒的形式。管形筛10包括具有两个环形端部部分111、112的管11，在两个环形端部部分111、112之间设置有圆筒形部分113。在圆筒形部分113中设置有多个亮色部分114，在这些部分中管11具有许多小筛孔，由于这些小筛孔尺寸小，所以为了清晰度的原因，没有单独画出这些小筛孔。此外，管11在圆筒形部分113中具有多条加强筋12，加强筋为深色的，以将它们与具有筛孔的部分区分开。

另外，观察到为筛分系统2一部分的四个超声变换器13和四个馈线声音传导体24。在该实施例中，特别使用四个馈线声音传导体24和四个超声变换器13，用来增加传递到管11的振动能量。管11具有中心轴线A-A。管形筛围绕有壳体15，馈线声音传导体14被引导穿过该壳体15。超声变换器13置于壳体外侧，从而置于可能与筛分物料相接触的部分的外侧。

管11通过馈线声音传导体14与超声变换器13机械连接。在图2中，馈线声音传导体24设计成具有两个弯曲部分。正如已经用图1解释过的，通过超声变换器13，振荡振幅的方向与中心轴线A-A平行的超声振荡被引入馈线声音传导体24中。馈线声音传导体24弯曲的结果是振荡振幅获得与中心轴线A-A垂直的额外的分量。分量的确切划分由馈线声音传导体24的几何构造、尤其是由馈线声音传导体的曲率确定。因此，在图2所示的实施例中，由于馈线声音传导体24的几何构造与图1中的馈线声音传导体14的几何构造不同，所以超声激励的振幅分量的划分与图1的实施例不同。馈线声音传导体14和24的曲率半径和横截面与曲率角一起对于得到的超声激励振幅的两个分量的大小分布起决定性作用。

超声振荡在接触点115传递到管11。从而，产生的管11的振动在管11上传播出去。通过超声激励的振幅的纵向分量，超声波的传播特别地在管形筛的整个长度上推进，同时横向分量尤其提高了筛分过程的效率。

图3示出了具有管形筛30的筛分系统3。筛30包括筛网32和筛架31。筛架包括四个环形的部分311、312、313、314，这四个环形的部分限定了管形或空心圆筒的横截面，并通过同样作为筛架一部分的两个连接条316、317相互连接，管的长度通过连接条定好。由于筛架的组件，所以以这样的方式预先设定了管的长度和横截面。筛网32张紧地设置在筛架上，使得筛网32构成管形筛30的表面的至少一部分。特别地，筛网32并不仅仅排列在一个平面。也有可能使用更少或更多的环形部分311、312、313、314和/或更少或更多的连接条316、317，只要具有至少两个环形部分311、312、313、314和至少一个连接条316、317就可以了。

此外，图3示出了两个超声变换器13和两个馈线声音传导体34，每个馈线声音传导体都具有两个弯曲的部分。馈线声音传导体与筛架31在接触点315处相连接。在操作筛分系统3时，通过超声变换器13，具有振荡振幅的超声振荡被输入到馈线声音传导体34中，该振荡振幅的方向平行于管形筛30的中心轴线A-A。馈线声音传导体34弯曲的结果是振荡振幅获得了与中心轴线A-A垂直的额外的分量。超声振荡在接触点315传输至筛架31。由此，在接触点315产生的筛架31的振动在整个筛架31上向外传播，同时导致了筛网32的超声激励。超声激励的振幅的纵向分量尤其推进了超声波在管形筛30整个长度上的传播，同时横向分量尤其提高筛分过程的效率和通过筛网32的吞吐量。

附图标记列表

1筛分系统(第一实施例)

2筛分系统(第二实施例)

3筛分系统(第三实施例)

10管形筛

11管

12具有筛孔的管部分

13超声变换器

14馈线声音传导体

15壳体

24馈线声音传导体

30管形筛

31筛架

32筛网

34馈线声音传导体

111端部

112端部

113圆筒形部分

114加强环

115接触点

311筛架的环形部分

312筛架的环形部分

313筛架的环形部分

314筛架的环形部分

315接触点

316连接条

317连接条

Claims (18)

1.一种具有管形筛(10，30)的筛分系统(1，2，3)，所述管形筛(10，30)包括管(11)，所述管(11)的至少一个部分(12)设有筛孔，所述筛孔直接设置在所述管(11)的壁上，和/或所述管形筛(10，30)形成筛架(31)和筛网(32)，所述筛架(31)至少限定了管的长度和横截面，所述筛网(32)张紧在所述筛架(31)上，以使得所述筛网(32)形成所述管形筛(10，30)的壁的至少一部分，

其特征在于，所述筛分系统(1，2，3)包括至少一个超声变换器(13)和设置在所述超声变换器(13)与所述管(11)或所述筛架(31)之间的至少一个馈线声音传导体(14，24，34)，所述管(11)或所述筛架(31)被构造成能够通过所述超声变换器(13)和所述馈线声音传导体(14，24，34)而受到超声激励，使得传递到所述管(11)或所述筛架(31)的超声激励的振幅具有在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量。

2.根据权利要求1所述的筛分系统(1，2，3)，其特征在于，对于超声激励，所述超声激励的振幅在与所述管(11)或与所述筛架(31)的接触点(115，315)处具有在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量。

3.根据权利要求2所述的筛分系统(1，2，3)，其特征在于，所述至少一个馈线声音传导体(14，24，34)具有至少一个弯曲部分。

4.根据权利要求3所述的筛分系统(1，2，3)，其特征在于，所述弯曲部分的弯曲角度大于0度且最大为90度。

5.根据权利要求4所述的筛分系统(1，2，3)，其特征在于，所述弯曲角度为90度。

6.根据前述任一权利要求所述的筛分系统(1，2、3)，其特征在于，所述至少一个馈线声音传导体(14，24，34)的直径为12毫米。

7.根据前述任一权利要求所述的筛分系统(1，2、3)，其特征在于，所述至少一个馈线声音传导体(14，24，34)通过螺纹连接到或焊接到所述管(11)的表面上或所述筛架(31)的表面上。

8.根据前述任一权利要求所述的筛分系统(1，2、3)，其特征在于，所述至少一个超声变换器(13)与所述至少一个馈线声音传导体(14，24，34)通过螺纹相连接。

9.根据前述任一权利要求所述的筛分系统(1，2、3)，其特征在于，具有超过一个的超声变换器(13)和超过一个的馈线声音传导体(14，24，34)。

10.根据权利要求1所述的筛分系统(1，2)，其特征在于，具有超过一个的馈线声音传导体(14，24，34)，并且所述管(11)或所述筛架(31)利用所述超声波经由馈线声音传导体(14，24，34)而被激励，通过使所述馈线声音传导体(14，24，34)不同而使超声激励的振幅变化方向。

11.根据前述任一权利要求所述的筛分系统(1，2，3)，其特征在于，所述筛分系统(1，2，3)具有防止筛分的物料泄漏到环境中的壳体(15)，并且具有的所有超声变换器(13)都设置在所述壳体(15)外侧。

12.一种具有根据前述任一权利要求的筛分系统(1，2，3)的离心式筛分机。

13.一种用于操作具有管形筛(10，30)的筛分系统(1，2，3)的方法，所述管形筛(10，30)包括管(11)，所述管(11)的至少一个部分(12)设有筛孔，所述筛孔直接设置在所述管(11)的壁上，和/或所述管形筛(10，30)包括筛架(31)和筛网(32)，其中所述管(11)或所述筛架(31)由超声波激励而进行振荡，

其特征在于，利用超声激励来激励所述管(11)或所述筛架(31)，所述超声激励的振幅具有在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述具有在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量的振幅恰好由一个馈线声音传导体(14，24，34)产生。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述具有在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)垂直的方向上的分量和在与所述管形筛(10，30)的中心轴线(A-A)平行的方向上的分量的振幅由超过一个的馈线声音传导体(14，24，34)产生。

16.根据前述任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述超声激励的频率是变化的。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述超声激励的频率在32千赫兹和38千赫兹之间的范围内连续变化。

18.一种根据权利要求13至17中任一项所述的方法的应用，用于操作离心式筛分机。

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