DE19828914A1

DE19828914A1 - Ultraschall-Siebeinrichtung

Info

Publication number: DE19828914A1
Application number: DE19828914A
Authority: DE
Inventors: Harald Hielscher; Reinhold Gradewald
Original assignee: Dr Hielscher GmbH
Current assignee: Dr Hielscher GmbH
Priority date: 1998-06-18
Filing date: 1998-06-18
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2018-06-19
Also published as: DE19828914C2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ultraschall-Siebeinrichtung aus einer Ringsonotrode mit Schallwandler, insbesondere zum Sieben, Trennen und Korngrößenbestimmen von pulverförmigen und körnigen Materialien sowie von Suspensionen. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung, eine Ultraschall-Siebeinrichtung zu entwickeln, mit welcher ein fraktioniertes Sieben mit höherer Effektivität als bisher bekannt und die Möglichkeit einer Kopplung mit bekannten und mechanischen/elektromagnetischen Siebeinrichtungen problemlos gewährleistet werden, wird dadurch gelöst, daß mindestens eine ringförmige Sonotrode 1 mit mindestens einem Schallwandler 2 als Zwischenstück zwischen ringförmigen Siebrahmen 4, 5 kraftschlüssig eingebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Siebeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere zum fraktionierten Sieben, Trennen und Korngrößenbestimmen von pulverförmigen und körnigen Materialien sowie für Suspensionen.

Es ist allgemein bekannt, zum Sieben unterschiedlichster Güter Ultraschall zu verwenden. Die durch den Ultraschall erzeugten schwingenden Bewegungen werden auf die Siebfläche übertragen und üben einen günstigen Einfluß auf den Siebdurchsatz und das Siebgut aus. Die auf das Siebgut übertragenen Schwingungen bewirken eine Reduzierung der Oberflächenspannung und der Aglomerierungskräfte, so daß ein Verstopfen der Siebmaschen weitestgehend verhindert wird.

Die bekannten Ultraschall verwendenden Siebvorrichtungen und Siebverfahren bestehen im wesentlichen aus einem Siebrahmen mit einer aufgebrachten Siebfläche und einer an den Siebrahmen über einen Ultraschallwandler angekoppelten Ultraschallquelle, wobei der Wandler die hochfrequenten elektrischen Schwingungen in mechanische Biegeschwingungen umwandelt.

In der WO 94/27748 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sieben, Klassieren, Sichten, Filtern oder Sortieren von Stoffen mit in einem Siebrahmen vorgesehener Siebfläche und dieser zugeordnetem Ultraschall-Wandler, durch den der Siebfläche Schwingungen zuleitbar sind, beschrieben.

Dem Ultraschallwandler ist ein der Siebfläche anliegender Resonator zugeordnet, der auf die Resonanz des Ultraschallwandlers abgestimmt und von letzterem in Biegeschwingungen versetzbar ist. Die vom Schallwandler erzeugten Longitudinalschwingungen werden in den tangential zur longitudinalen Schwingrichtung angeordneten Resonatorstäben in Biegeschwingungen der gleichen Frequenz umgeformt.

Weiterhin sind Siebmaschinen zum fraktionierten Sieben bekannt, bei denen durch elektromagnetische Antriebe Schwingungen erzeugt werden, die einen Siebvorgang ermöglichen (Prospekt der Fa. Retsch GmbH & CoKG: "Analysen-Siebmaschinen AS 200"). Nachteilig ist hierbei die unzureichende Siebleistung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Ultraschall-Siebeinrichtung zu entwickeln, mit welcher ein fraktioniertes Sieben mit höherer Effektivität als bisher bekannt und die Möglichkeit einer Kopplung mit bekannten mechanischen/elektromagnetischen Siebein richtungen in einfacher Weise gewährleistet werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Ultraschall-Siebeinrichtung nach der Erfindung besteht aus einer ringförmigen Sonotrode mit einem Schallwandler, die als Zwischenstück an beliebiger Stelle zwischen ringförmige Siebrahmen gleichen Durchmessers kraftschlüssig eingebracht ist, so daß die Schwingungsamplitude der Sonotrode auf den darüber- und/oder den darunterliegenden Siebrahmen mit Siebgewebe und über diese auf die jeweils folgenden Siebrahmen übertragen wird. Es können so hocheffektive Siebtürme zum beispielsweise fraktionierten Sieben aufgebaut werden, die entweder mit elektromagnetischem/mechanischem Antrieb und überlagertem Ultraschall oder nur mit Ultraschall wirksam werden.

Es können mit der Einrichtung nach der Erfindung vorhandene Siebmaschinen unkompliziert nachgerüstet und damit effektiver gemacht werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen einer Ultraschall-Siebeinrichtung näher erläutert. In der dazugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die schematische Seitenansicht der Siebeinrichtung in Teilschnitt darstellung, als Biegeschwinger ausgebildet,

Fig. 2 die schematische Seitenansicht der Siebeinrichtung in Teilschnittdarstellung und mit Ringsonotrode mit Ansatzstück, als Biegeschwinger ausgeführt, und

Fig. 3 die schematische Draufsicht in der Ausführung der Ringsonotrode als Längsschwinger.

Entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 ist eine ringförmige Sonotrode 1 mit einem Schallwandler 2 kraftschlüssig mit einem oberen Siebrahmen 4 und einem unteren Siebrahmen 5 verbunden. Die kraftschlüssige Verbindung wird über eine obere Spannplatte 7 und eine untere Spannplatte 8 mit einer Bodenwanne 9 über Spannschrauben 10 hergestellt. Es ist erkennbar, das die Ringsonotrode 1 wesentlich dickwandiger als die Wandungen der Siebrahmen 4 und 5 mit dem Siebgewebe 6 ausgebildet sind. Die dickwandig ausgeführte Ringsonotrode weist Ausnehmungen 11 auf, welche sich flächig an den dünnwandigen Blechrand 12 der Siebrahmen 4, 5 anlegen und so eine wirkungsvolle Schwingungsübertragung gewährleisten.

Der Schallwandler 2 ist mit der Ringsonotrode 1 als Biegeschwinger ausgebildet. Die Anregung der Ringsonotrode 1 über den Schallwandler 2 erfolgt radial.

Die Ringsonotrode 1 mit dem Schallwandler 2 bildet ein Zwischenstück zwischen den Siebrahmen 4 und 5 mit ihrem jeweiligen Siebgewebe 6, über deren kraftschlüssige Verbindung die Schwingungsamplitude übertragen wird.

Die Ringsonotrode 1 kann an eine beliebige Stelle zwischen den Siebrahmen zum Beispiel eines Siebturms zum fraktionierten Sieben von zum Beispiel körnigem Material als Zwischenstück eingebracht und mit den darüber und den darunterliegenden Siebrahmen kraftschlüssig verspannt werden.

Die Anregung der Ringsonotrode 1 mit Ultraschall erfolgt zweckmäßig in einem Bereich zwischen 18 und 60 kHz mit Schwingungsamplituden zwischen 5 und 50 µm.

In der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Siebeinrichtung dargestellt. In einer schematischen Seitenansicht ist ein Teilabschnitt der Ringsonotrode 1 mit einem Ansatzstück 3 gezeigt, über welches der Schallwandler 2 die Ringsonotrode 1 zu Ultraschall schwingungen radial als Biegeschwinger anregt.

In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Sieb einrichtung dargestellt, in welchem die Sonotrode 1 als Längsschwinger angeregt wird. Die Sonotrode 1 ist tangential mit dem Schallwandler 2 verbunden.

Alle Ausführungsformen gewährleisten ein effektives fraktioniertes Sieben entweder nur mittels der ange legten und dem Anwendungsfall entsprechend dimensio nierten Ultraschalleistung oder aber in der Überlage rung mit einer mechanischen Form des Siebens wie über eine Rüttelbewegung, über elektromagnetische Schwin gungen.

Die Siebeinrichtung nach der Erfindung gewährleistet die einfache und zuverlässige Einbringung in vorhandene Siebeinrichtungen wie Siebtürme zum fraktionierten Sieben oder dgl.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der Merkmale weitere Ausführungs beispiele zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1

Ringsonotrode

2

Schallwandler

3

Ansatzstück

4

Siebrahmen

5

Siebrahmen

6

Siebgewebe

7

Spannplatte

8

Spannplatte

9

Bodenwanne

10

Spannschraube

11

Ausnehmung

12

Blechrand

Claims

1. Ultraschall-Siebeinrichtung aus einer ringförmigen Sonotrode und einem Schallwandler, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine ringförmige Sonotrode (1) mit mindestens einem Schallwandler (2) als Zwischenstück zwischen ringförmige Siebrahmen (4, 5) kraftschlüssig eingebracht ist.

2. Ultraschall-Siebeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Sonotrode (1) und den Siebrahmen (4, 5) mittels einer Spanneinrichtung (7, 8, 10) erfolgt.

3. Ultraschall-Siebeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsonotrode (1) als Biegeschwinger ausgebildet ist.

4. Ultraschall-Siebeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsonotrode (1) als Längsschwinger ausgebildet ist.

5. Ultraschall-Siebeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringsonotrode (1) ein festes Ansatzstück (3) aufweist, über das die Ringsonotrode (1) vertikal angeregt ist.

6. Ultraschall-Siebeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in einen Siebturm mit elektromagnetischem Antrieb oder mechanischer Rütteleinrichtung zum fraktionierten Sieben integriert ist.