DE102021214176A1

DE102021214176A1 - Schwingrinne mit in Clustern angeordneten Unwuchterregereinheiten

Info

Publication number: DE102021214176A1
Application number: DE102021214176.5A
Authority: DE
Inventors: Guido Leuschen; Hendrik Hölscher
Original assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schwingrinne 10, wobei die Schwingrinne 10 wenigstens zwei Cluster 60, 70, 80, 90 von Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster 60, 70, 80, 90 wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster 60, 70, 80, 90 jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Schwingrinne 10 mit Schwingungen ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwingrinne.
Schwingrinnen werden üblicherweise mit Linearschwingern angetrieben und fördern Material auf der Oberseite durch die erzeugten Schwingungen.
Da die Schwingrinnen üblicherweise oberhalb von Vorrichtung zur Weiterverarbeitung des transportierten Materials angeordnet sind, sind diese in den entsprechenden Anlagen regelmäßig vergleichsweise weit oben in der Konstruktion angeordnet. Da im regelmäßigen Betrieb die Schwingrinne oft eingeschaltet und ausgeschaltet wird, um den Materialstrom zu regeln, durchläuft die Schwingrinne während dieser Prozesse alle Schwingungen unterhalb der Betriebsfrequenz. Aufgrund der relativ hohen Anordnung innerhalb der Gesamtkonstruktion kommt es dadurch zu einer Belastung der tragenden Struktur, da bei jedem Anschalten oder Abschalten auch wenigstens einige der Eigenfrequenzen der tragenden Struktur durchlaufen wird. Dieses führt wiederum dazu, dass die tragende Struktur ausreichend stabil ausgeführt sein muss, um diesen Belastungen dauerhaft zu widerstehen, was jedoch vergleichsweise aufwändige und teure tragende Strukturen erfordert.
Aus der DE 10 2017 218 371 B3 und aus der DE 10 2018 205 997 A1 sind Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt. Diese gruppenweise Anordnung ermöglicht eine starke Anpassungsfähigkeit der Betriebsweise der Siebvorrichtung, welche bei den klassischen Linearschwingern, Ellipsenschwingern oder Kreisschwingern nicht möglich ist. Diese Gruppe von Siebvorrichtungen ermöglicht damit ganz neue Ansteuerschemata.
Aus der DE 10 2019 204 845 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen und Regeln wenigstens einer Schwingungsmode einer Siebvorrichtung bekannt.
Aus der DE 10 2019 214 864 B3 ist ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung bekannt.
Aus den nachveröffentlichten DE 10 2021 204 377 , DE 10 2021 204 388 , DE 10 2021 204 390 , DE 10 2021 204 391 , DE 10 2021 204 392 , DE 10 2021 204 393 , DE 10 2021 204 394 und DE 10 2021 204 396 sind verschiedene Steuerungsverfahren für Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt.
Aus den nachveröffentlichten DE 10 2021 206 530 , DE 10 2021 206 531 , DE 10 2021 206 532 und DE 10 2021 206 533 sind weitere Steuerungsverfahren für Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schwingrinne bereitzustellen, welche eine geringe Belastung für die tragende Struktur darstellt und damit eine leichtere und günstigere Konstruktion der tragenden Struktur ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schwingrinne mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Die erfindungsgemäße Schwingrinne weist wenigstens zwei Cluster von Unwuchterregereinheiten auf. Jeder Cluster weist wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten auf. Weiter ist jeder Cluster jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Schwingrinne mit Schwingungen ausgebildet.
Der Effekt ist, dass die jeweils wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten eines Clusters eine gemeinsame Schwingung durch Überlagerung erzeugen, welche durch den Kopplungspunkt in die Schwingrinne eingekoppelt wird. Durch die gezielte Ansteuerung der Unwuchterregereinheiten, insbesondere den Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten, ist es möglich, die somit auf die Schwingrinne aufgeprägte Anregung gezielt anzupassen.
Während dieses Prinzip für Siebe bereits bekannt ist, so erscheint die Lösung für eine Schwingrinne, bei der nur ein einfacher Transport über eine ebene Fläche erreicht werden soll, als unnötig. Der Vorteil ist jedoch, dass hierdurch der Transportvektor für das zu fördernde Material gezielt eingestellt und damit die Transportgeschwindigkeit geregelt werden kann. Hierdurch kann die Menge des transportierten Materials eben nicht nur über ein binäres Einschalten und Ausschalten gesteuert werden. Dieses wiederum führt dazu, dass die Schwingrinne kontinuierlich betrieben werden kann, ein ständiges Hochfahren und Runterfahren kann entfallen. Dadurch wird die Belastung der tragenden Struktur reduziert, weshalb die tragende Struktur, welche eine erfindungsgemäße Schwingrinne trägt, wesentlich einfacher und leichter ausgeführt sein kann.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Anlage, wobei die Anlage wenigstens eine erfindungsgemäße Schwingrinne und einen Bunker aufweist. Der Bunker ist oberhalb der Schwingrinne angeordnet. Damit kann Material aus dem Bunker auf die Schwingrinne aufgetragen und mittels der Schwingrinne transportiert werden. Die Schwingrinne weist einen Schwingrinnenrahmen auf. Der Schwingrinnenrahmen ist die tragende Konstruktion, welche theoretisch starr ist. Der Schwingrinnenrahmen ist starr mit dem Bunker verbunden. Durch diese starre Verbindung wird eine Schwingung, welche von der Anregung der Schwingrinne auf den Schwingrinnenrahmen übertragen wird auch durch die Masse des Bunkers beeinflusst, Hierdurch wird eine Reduzierung der an eine tragende Struktur abgegebenen Schwingung erreicht.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Schwingrinne. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten jedes Clusters gegenläufig betrieben werden. Besonders bevorzugt werden die zwei Unwuchterregereinheiten mit der gleichen Frequenz betrieben. Insbesondere werden alle Unwuchterregereinheiten der Schwingrinne mit der gleichen Frequenz betrieben. Durch das gegenläufige Betreiben mit gleicher Frequenz wird ein Linearschwinger simuliert, wobei über den Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten eines Clusters der Winkel des effektiven Kraftvektors gezielt eingestellt werden kann. Und über die Einstellung dieses Winkels wird die Transportgeschwindigkeit des Materials über die Schwingrinne eingestellt.
Dadurch kann der Materialfluss gezielt eingestellt werden und die Schwingrinne muss nicht ständig ein- und ausgeschaltet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters gesteuert, sodass der resultierende Kraftvektor einen Winkel zwischen 0 ° und 45 ° relativ zur Senkrechten aufweist. Positive Werte des Winkels sind in Transportrichtung der Schwingrinne, führen somit zu einem Transport des Materials über die Schwingrinne. Bei Winkeln über 45 ° ist aufgrund der abflachenden ballistischen Flugbahn mit einer Abnahme des Transports zu rechnen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten derart an die Menge des zu fördernden Materials angepasst wird, dass ein kontinuierlicher Materialtransport erfolgt und ein Abschalten der Schwingrinne vermieden wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters 0 ° beträgt, wodurch ein Krafteintrag in den Bunker erreicht wird. Der Krafteintrag erfolgt über den Materialstrom, der aus dem Bunker kommt und kann dazu genutzt werden, Verstopfungen, Anhaftungen oder dergleichen des Materials im Bunker zu lösen.
Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Schwingrinne anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

1 Anlage
2 erster Betriebsmodus
3 zweiter Betriebsmodus

In 1 eine Anlage aus einer Schwingrinne 10 und einem Bunker 30. Das Material wird vom Bunker 30 über die Materialzuführung 40 auf die Schwingrinne 10 aufgetragen und verlässt die Schwingrinne 10 an der Materialabgabe 50. Die Schwingrinne wird durch vier Cluster 60, 70, 80, 90 aus je zwei Unwuchterregereinheiten U in Schwingung versetzt und transportiert dabei das Material von der Materialzuführung 40 zur Materialabgabe 50.
2 zeigt einen ersten Betriebsmodus anhand eines der Cluster. Die beiden Unwuchterregereinheiten U weisen eine entgegengesetzte Drehrichtung, jedoch die gleiche Frequenz auf. Der Phasenversatz φ liegt bei 90 °. Der resultierende Kraftvektor schwingt damit linear mit einem Winkel von 45 °. Dieser erste Betriebsmodus kann beispielsweise für einen schnellen Materialtransport gewählt werden.
In 3 ist ein zweiter Betriebsmodus gezeigt. Bei diesem liegt der Phasenversatz φ bei 0 °. Damit weist auch der resultierende Kraftvektor eine einen Winkel von 0 ° auf, ist also senkrecht angeordnet. Dieser zweite Betriebsmodus wird gewählt, um beispielsweise Energie in den Bunker 30 einzutragen, um diesen zu reinigen oder um den Materialtransport anzuhalten.
Um den Materialtransport gezielt zu steuern kann jeder Winkel zwischen dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus eingestellt werden, der Materialtransport damit ganz gezielt an den Bedarf angepasst werden. Ein ständiges Ein- und Ausschalten wird vermieden.
Bezugszeichenliste

10: Schwingrinne
30: Bunker
40: Materialzuführung
50: Materialabgabe
60: erster Cluster
70: zweiter Cluster
80: dritter Cluster
90: vierter Cluster
U: Unwuchterregereinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017218371 B3 [0004]
DE 102018205997 A1 [0004]
DE 102019204845 B3 [0005]
DE 102019214864 B3 [0006]
DE 102021204377 [0007]
DE 102021204388 [0007]
DE 102021204390 [0007]
DE 102021204391 [0007]
DE 102021204392 [0007]
DE 102021204393 [0007]
DE 102021204394 [0007]
DE 102021204396 [0007]
DE 102021206530 [0008]
DE 102021206531 [0008]
DE 102021206532 [0008]
DE 102021206533 [0008]

Claims

Schwingrinne (10), wobei die Schwingrinne (10) wenigstens zwei Cluster (60, 70, 80, 90) von Unwuchterregereinheiten (U) aufweist, wobei jeder Cluster (60, 70, 80, 90) wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten (U) aufweist, wobei jeder Cluster (60, 70, 80, 90) jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Schwingrinne (10) mit Schwingungen ausgebildet ist.
Anlage, wobei die Anlage wenigstens eine Schwingrinne (10) nach Anspruch 1 und einen Bunker (30) aufweist, wobei der Bunker (30) oberhalb der Schwingrinne (10) angeordnet ist, wobei die Schwingrinne (10) einen Schwingrinnenrahmen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingrinnenrahmen starr mit dem Bunker (30) verbunden ist.
Verfahren zum Betreiben einer Schwingrinne (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten (U) jedes Clusters (60, 70, 80, 90) gegenläufig betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten (U) innerhalb eines Clusters (60, 70, 80, 90) gesteuert wird, wobei der resultierende Kraftvektor einen Winkel zwischen 0 ° und 45 ° relativ zur Senkrechten aufweist, wobei positive Werte des Winkels in Transportrichtung der Schwingrinne (10) sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten (U) derart an die Menge des zu fördernden Materials angepasst wird, dass ein kontinuierlicher Materialtransport erfolgt und ein Abschalten der Schwingrinne (10) vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5 rückbezogen auf Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz φ zwischen den Unwuchterregereinheiten (U) innerhalb eines Clusters (60, 70, 80, 90) 0 ° beträgt, wodurch ein Krafteintrag in den Bunker (30) erreicht wird.