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Die
Erfindung betrifft ein Schwingsieb nach dem Oberbegriff des Anspruchs
3 und ein Verfahren zum Betrieb eines Schwingsiebs nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 13
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Schwingsiebe
werden üblicherweise
dazu verwendet, um trockenes Siebgut von zu großen Partikeln, Verunreinigungen
oder Verklumpungen zu trennen und ein pulver- oder kornförmiges Material bestimmter
maximaler Korngröße zu erhalten.
Hierzu wird das Siebgut auf einen Siebbelag geschüttet, der durch
eine Schwingvorrichtung in eine schwingende bzw. rüttelnde
Bewegung versetzt wird. Dabei fällt das
Siebgut mit der gewünschten
Korngröße durch den
Siebbelag, während
das Überkorn,
also die größeren Partikel,
die Verklumpungen oder Verunreinigungen, auf dem Siebbelag verbleiben.
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Um
einen optimalen Siebvorgang zu gewährleisten, muß der Siebbelag
in regelmäßigen Abständen gereinigt
werden. Bei bekannten Schwingsieben erfolgt dies auf unterschiedliche
Weise. Wenn geringe Mengen an Überkorn
und relativ große
Partikel auf dem Siebbelag verbleiben, werden diese oftmals von
Hand entfernt. Vielfach wird die Reinigung auch durch Herausnahme
des Siebs aus der Schwingvorrichtung und Ausschütten des Überkorns oder durch Heraussaugen
des Überkorns
mit einem gebräuchlichen
Staubsauger durchgeführt.
Nachteilig bei diesen Reinigungsmethoden ist, dass sie von Bedienpersonal
ausgeführt
werden müssen.
Insbesondere beim Sieben von chemischen Stoffen oder Siebgut mit
sehr kleinen Korngrößen besteht
für das Bedienpersonal
eine nicht unerhebliche Gesundheitsgefährdung, so dass das Einatmen
oder der Kontakt mit den Stoffen mittels aufwendiger Maßnahmen
verhindert werden muß.
Wird der Siebbelag mittels eines Staubsaugers von Hand abgesaugt,
besteht insbesondere bei feinmaschigen Siebbelägen die Gefahr, dass der Siebbelag
unbemerkt beschädigt
wird und folglich das gesiebte Material nicht die gewünschte Qualität aufweist,
oder dass der Siebbelag zerstört
wird und ausgewechselt werden muss. Auch führen diese Verfahren zu erhöhten Stillstandszeiten
der Siebvorrichtung und verhindern eine möglichst weitgehende Automatisierung
des Siebvorgangs.
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Eine
weitere bekannte Möglichkeit
der Reinigung besteht darin, am äußeren seitlichen
Rand der Siebvorrichtung eine Überlauföffnung vorzusehen. Hat
das angesammelte Überkorn
eine bestimmte Menge überschritten
und sich zu einer entsprechenden Höhe aufgetürmt, so fällt das Überkorn durch die Überlauföffnung in
einen Abfallbehälter.
Hier ist zwar eine Automatisierung möglich und eine weitgehende Vermeidung
von Gefahren für
das Bedienpersonal erreicht, doch leidet die Effektivität der Siebung
nicht unwesentlich. So ist die Siebung am effektivsten, wenn möglichst
wenig Siebgut auf dem Siebbelag liegt. Bei der Siebvorrichtung mit Überlauf
sammelt sich aber eine große
Menge an Überkorn
auf dem Siebbelag an, nur über
diese Menge hinausgehendes Überkorn
wird abgeführt.
Frisches Siebgut muss also immer zuerst durch das angesammelte Überkorn,
bevor es durch das Siebbelag getrennte werden kann, wodurch sich
die Siebzeiten wesentlich verlängern.
Ebenso landet ein Teil des ungesiebten Siebguts mit dem durch die Überlauföffnung fallenden Überkorn
im Abfallbehälter,
wodurch der Rohstoffeinsatz erhöht
werden muss.
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In
der
DE 43 18 472 A1 ist
eine gattungsgemäße Siebvorrichtung
mit einem federnd gelagerten Schwingtisch mit einem Schwingantrieb
zum Erzeugen einer Schwingungsbewegung des Schwingtischkastens und
einem Saugrüssel
zum berührungslosen Absaugen
einer ersten Teilchenfraktion offenbart. Der Schwingtisch ist als
luftdurchlässiger
Siebtisch ausgebildet und weist ein als Strömungsmaske fungierendes Lochblech
auf, über
das ein Gewebe gespannt ist. Durch das Gewebe wird von unten her
Luft geblasen, um bei gleichzeitigem Rütteln des Schwingtischs das
Schüttgut
in eine unten liegende Fraktion schwerer Teilchen und eine obenauf
liegende Fraktion leichter Teilchen zu trennen. Die zwei übereinander
liegenden Fraktionen werden dann durch gleichzeitiges Neigen und
Rütteln
des Schwingtischs zum Saugrüssel
hin bewegt, der die oben liegende leichtere Fraktion absaugt. Die
auf dem Schwingtisch verbleibenden schweren Teilchen fallen anschließend über eine
Abwurfkante in eine Rutsche. Das Trennen des Schüttguts erfolgt hier durch das
Absaugen der leichteren Teilchenfraktion gleichzeitig und an ein
und der selben Stelle.
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Bei
dem in der
DE 41 01
566 A1 offenbarten Purifaier erfolgt das Trennen des Siebguts
in einem Kaskadensieb mit einem geneigten Siebboden, wobei am in
Neigungsrichtung unteren Ende eine Absaughaube angeordnet ist. Das
Siebgut wird am oberen Ende des Kaskadensiebs aufgebracht und wandert
aufgrund der Neigung und der Rüttelbewegung des
Siebbodens zur Absaughaube am unteren Ende des Kaskadensiebs. Dort
sammeln sich die stark verfilzten Siebrückstände, die mittels einer Stachelwalze aufgelockert
und durch die Absaughaube während des
Siebvorgangs abgesaugt werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schwingsieb und ein Verfahren
zum Betrieb eines Schwingsiebs bereitzustellen, welche eine einfache, wirtschaftliche
und gefährdungsarme
Reinigung des Schwingsiebs ermöglichen.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch ein Schwingsieb mit den Merkmalen des Anspruches
1 und durch ein Verfahren zum Betrieb eines Schwingsiebs gemäß den Merkmalen
des Anspruches 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Schwingsiebs
und vorteilhafte Verfahrensschritte sind den Unteransprüchen entnehmbar.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Schwingsiebs besteht darin,
dass durch das berührungslose
Entfernen des Überkorns
eine Beschädigung
des Siebbelags bei der Reinigung verhindert werden kann. Dadurch
kann die Lebensdauer des Siebbelags erhöht und eine gleichbleibende Qualität des gesiebten
Stoffes gewährleistet
werden. Weiter werden hierdurch unnötige Kosten für neue Siebbeläge und unnötige Stillstandszeiten
zum Auswechseln der defekten Siebbeläge vermieden.
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Ein
weiterer Vorteil liegt darin, dass der Sieb- und Reinigungsvorgang
weitgehend automatisierbar ist, wodurch die Stillstandszeiten reduziert
und die Effektivität
verbessert werden können.
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Weitere
Besonderheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
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1 eine schematische Explosionsdarstellung
eines Schwingsiebs mit einem Siebrahmen, Siebbelag, Trichter und
Aufsatz im Schnitt;
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2 eine Draufsicht auf das
in 1 gezeigte Schwingsieb
ohne Aufsatz;
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3 eine Draufsicht auf Unwuchtscheiben eines
Schwingantriebs in einer ersten Stellung;
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4 eine Draufsicht auf Unwuchtscheiben des
Schwingantriebs in einer zweiten Stellung und
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5 eine Draufsicht auf Unwuchtscheiben des
Schwingantriebs in einer dritten Stellung.
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Das
in 1 und 2 schematisch dargestellte Schwingsieb
enthält
einen Siebrahmen 1 mit einer inneren kreisförmigen Ausnehmung 2 und
einen in diese einsetzbaren Trichter 3 mit einem Siebbelag 4. Der
Siebrahmen 1 ist auf einem nicht dargestellten Unterbau über vier
in 1 schematisch dargestellte federnde
Stützelemente 5,
beispielsweise Torsionsfedern, federnd gelagert. Diese Stützelemente 5 sind an
vier in 2 dargestellten
Punkten 6 an der Unterseite des Siebrahmens 1 angeordnet.
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An
dem Rand des Siebrahmens 1 ist ein Schwingantrieb 7 befestigt,
durch den der Siebrahmen 1 und der Trichter 3 mit
dem Siebbelag 4 in rüttelnde
bzw. schwingende Bewegung versetzt werden können. Der Schwingantrieb 7 ist
bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Elektromotor, dessen Drehachse 8 parallel zur Mittelachse
der kreisförmigen Ausnehmung 2 verläuft. Er
weist eine vorgegebene, vorzugsweise auch einstellbare und veränderbare Unwucht
auf und kann in beide Drehrichtungen betrieben werden. Eine Möglichkeit
zur Veränderung der
Unwucht an einem Elektromotor ist in den 3 bis 5 gezeigt.
Dort ist die Drehachse 8 des Elektromotors mit Unwuchtscheiben 9 und 10 in
unterschiedlichen Winkelstellungen gezeigt. Die Verstellung der
Unwuchtscheiben 9 und 10 und die Auswirkungen
einer derartigen Verstellung wird im folgenden noch näher erläutert.
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Der
Siebbelag 4 besteht z.B. aus einem feinmaschigen Siebgewebe,
dass über
einen Siebeinsatz 11 in den Trichter 3 eingesetzt
ist. Der sich nach unten verjüngende
Trichter 3 weist an seinem unteren Ende eine Auslaßöffnung 12 auf,
durch die das durch den Siebbelag 4 gelangende Siebgut
in einen nicht gezeigten Auffangbehälter fallen kann. Der Siebeinsatz 11 enthält einen
in den Trichter 3 eingreifenden hohlzylindrischen unteren
Teil und einen oberen Ringbund zur Auflage auf dem oberen Rand des Trichters 3.
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Auf
dem Trichter 3 sitzt ein in 1 gezeigter haubenförmiger Aufsatz 13,
dessen oberes Deckelteil als Vorsieb 14 ausgebildet ist.
Die Maschenweite des Vorsiebs 14 ist hierbei größer als
die des Siebbelags 4 und kann somit zur Vorabscheidung
besonders großer Überkorn-Partikel
des Siebguts dienen.
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Durch
den Aufsatz 13 ragt ein Absaugelement 15, das
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Absaugrohr ausgebildet und an der Innenseite des Aufsatzes 13 befestigt
ist. Es kann aber auch über
eine gesonderte Halterung oder dgl. an dem Siebrahmen 1 befestigt
sein. Das eine Ende des rohrförmigen
Absaugelements 15 weist eine oberhalb des Siebbelags 4 von
diesem beabstandet angeordnete Absaugöffnung 16 auf. Das
andere Ende des rohförmigen
Absaugelements 15 ist mit einer nicht dargestellten Saug-
und Sammelvorrichtung, beispielsweise einem Industriestaubsauger,
verbindbar. Durch die Absaugöffnung 16 des
Absaugelements 15 kann das Überkorn, dass sich an einer
Absaugstelle 18 auf dem Siebbelag 4 sammelt, abgesaugt
werden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
befindet sich die Absaugstelle 18 am äußeren Rand des Siebbelags 4 diametral
gegenüber
dem am Siebrahmen 1 angeordneten Schwingantrieb 7.
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Durch
den Schwingantrieb 7 können
auf dem Siebbelag 4 Schwingungen induziert werden, deren Form
und Bewegungsverhalten von zahlreichen Komponenten des Schwingsiebs
abhängen,
z.B. von der Drehgeschwindigkeit und der Unwucht des Schwingantriebs 7,
vom mechanischen Aufbau und der Geometrie des Schwingsiebes und
von den schwingungsbeeinflussenden Eigenschaften der verwendeten
Materialien, wie beispielsweise Dämpfungs- und Federeigenschaften.
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Über den
Schwingantrieb 7 können
so auch stehende Transversalwellen auf dem Siebbelag 4 erzeugt
werden, deren Schwingung um die Ruhelage des Siebbelags 4 bei
ausgeschaltetem Schwingantrieb 7 erfolgt. In den Schwingungsknoten
dieser Wellen sammelt sich dann das Siebgut an, abhängig von der
durch den Schwingantrieb 7 erzeugten Erregerfrequenz. Es
können
sich eine Vielzahl von Formen ausbilden, z.B. Kreise oder Ellipsen
um den Mittelpunkt des Siebbelags 4 oder Sternformen, wobei
sich diese Formen auch überlagern
können.
Neben den stehende Transversalwellen können sich auch bewegte Transversalwellen
ausbilden, die eine Bewegung des Siebgutes auf dem Siebbelag 4 verursachen.
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Diese
Bewegung des auf dem Siebbelag 4 befindlichen Siebguts
wird im wesentlichen bestimmt durch die Drehrichtung des Schwingantriebs 7,
während
die durch die Schwingbewegung entstehende Form des Siebguts auf
dem Siebbelag 4 und der Ort der Siebstelle 17 und
der Absaugstelle 18 im wesentlichen durch die Unwucht des
Schwingantriebs 7 bestimmt werden. So sind um die Drehachse 8 des Schwingantriebs 7 beispielsweise
drei feststehende viertelkreisförmige
Unwuchtscheiben 9 und fünf
verstellbare viertelkreisförmige
Unwuchtscheiben 10 montiert. Durch Verdrehung der verstellbaren
Unwuchtscheiben 10 bezüglich
der feststehenden Unwuchtscheiben 9 kann die Größe der Unwucht
des Schwingantriebs 7 eingestellt werden.
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In
den 3 bis 5 sind unterschiedliche Stellungen
der Unwuchtscheiben 9 und 10 dargestellt.
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So
zeigt 3 die Unwuchtscheiben 9 und 10 in
einer ersten Stellung, bei der die feststehenden und die verstellbaren
Unwuchtscheiben übereinander
liegen. Wird der Schwingantrieb 7 bei dieser Stellung der
Unwuchtscheiben 9 und 10 mit einer vorgegebenen
ersten Drehrichtung angetrieben, so wandert das auf dem Siebbelag 4 liegende
Siebgut zur Mitte des Siebbelags 4. Wird die Drehrichtung
des Schwingantriebs 7 umgekehrt, so wandert das noch auf
dem Siebbelag 4 befindliche Siebgut 4 von der Mitte
weg nach außen
zu einer Stelle am Rand des Siebbelags 4, die sich diametral
gegenüber
der Stelle des Siebrahmens 1 befindet, an dem der Schwingantrieb 7 befestigt
ist. Über
der Stelle, an der sich das nach außen wandernde Siebgut ansammelt,
wird das Absaugrohr 15 mit der Absaugöffnung 16 angeordnet.
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4 zeigt die Unwuchtscheiben 9 und 10 in einer
zweiten Stellung, in der die verstellbaren Unwuchtscheiben 10 gegenüber den
feststehenden Unwuchtscheibe 9 um 90° verdreht angeordnet sind. Wird
der Schwingantrieb 7 in die vorgegebene erste Drehrichtung
angetrieben, so bildet das auf dem Siebbelag 4 liegende
Siebgut eine Spiralform und bewegt sich spiralförmig im Uhrzeigersinn zum Rand des
Siebbelags 4. Wird die Drehrichtung des Schwingantriebs 7 umgekehrt,
so dreht sich die Bewegungsrichtung des Siebguts um, es wandert
spiralförmig nach
innen.
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Bei
der in 5 gezeigten dritten
Stellung sind die verstellbaren Unwuchtscheiben 10 um 180° gegenüber den
feststehenden Unwuchtscheiben 9 versetzt angeordnet. Wird
der Schwingantrieb 7 in die vorgegebene erste Drehrichtung
angetrieben, so bildet das auf dem Siebbelag 4 liegende
Siebgut eine Strahlenform und bewegt sich nach außen zum
Rand des Siebbelags 4 hin. Bei Drehrichtungsumkehr des Schwingantriebs 7 bewegt
sich das Siebgut zur Mitte des Siebbelags 4 hin. Diese
Stellung der Unwuchtscheiben 9 und 10 ist vorteilhaft,
wenn das Überkorn durch
mehrere, am äußeren Rand
des Siebbelags 4 angeordnete Absaugöffnungen 16 einer
hier nicht gezeigten Ausführungsform
der Erfindung abgesaugt wird.
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Bei
dem vorstehend beschriebenen Schwingsieb wird das Siebgut von Hand
oder durch eine Zuführeinrichtung
auf das Vorsieb 14 des Aufsatzes 13 aufgebracht.
Dann wird der Schwingantrieb 7 in eine vorgegebene erste
Drehrichtung betrieben und somit das Schwingsieb in Schwingung versetzt.
Dabei werden bereits am Vorsieb 14 die größten Überkorn-Partikeln
ausgesiebt und das durch das Vorsieb 14 gelangende Siebgut 14 fällt auf
den Siebbelag 4.
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Das
auf den Siebbelag 4 befindliche Gut wandert aufgrund der
Schwingungsbewegung des Schwingsiebs zu einer Siebstelle 17 auf
dem Siebbelag 4, wobei die Form und Lage der Siebstelle 17 auf dem
Siebbelag 4 durch die Unwucht des Schwingantriebs 7 eingestellt
werden kann, während
die Bewegungsrichtung des Siebguts durch die Drehrichtung des Schwingantriebs 7 bestimmt
wird.
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Ist
das Siebgut durchgesiebt und befinden sich auf dem Siebbelag 4 nur
noch das nicht durchsiebbare Überkorn,
so wird die Drehrichtung des Schwingantriebs 7 umgekehrt,
wobei dann das Überkorn
von der Siebstelle 17 zu der davon beabstandeten Absaugstelle 18 wandert.
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An
der Absaugstelle 18 kann das Überkorn durch die Absaugöffnung 16 des
Absaugrohrs 15 vom Siebbelag 4 abgesaugt werden.
Anschließend kann
frisches Siebgut auf das Vorsieb 14 geschüttet werden
und der Siebvorgang von neuem beginnen.
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- 1
- Siebrahmen
- 2
- Kreisförmige Ausnehmung
im Siebrahmen
- 3
- Trichter
- 4
- Siebbelag
- 5
- federndes
Stützelemente
- 6
- Befestigungspunkt
für das
federnde Stützelement
- 7
- Schwingantrieb
mit Unwucht
- 8
- Drehachse
des Schwingantriebs
- 9
- feststehende
Unwuchtscheiben des Schwingantriebs
- 10
- verstellbare
Unwuchtscheiben des Schwingantriebs
- 11
- Siebeinsatz
- 12
- Trichterauslaßöffnung
- 13
- Aufsatz
- 14
- Vorsieb
- 15
- Absaugelement
- 16
- Absaugöffnung
- 17
- Siebstelle
- 18
- Absaugstelle