DE19959819A1 - Schwingsortierer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen zum Dichtesortieren von Feststoffgemischen vorgesehenen Schwingsortierer, der insbesondere zur Sortierung von fein- und feinstkörnigem Material geeignet ist. Die Funktionsweise der Erfindung basiert auf profilierten Rillen, die in der Fläche eines Sortiertisches angeordnet sind. Durch die in der Ebene des Sortiertisches verlaufende Schwingungserregung ergibt sich zusammenwirkend mit einem Luftstrom eine kontinuierliche Dichtesortierung, die es prinzipiell gestattet, eine beliebige Anzahl von nach der Dichte unterschiedlichen Fraktionen abzutrennen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Schwingsortierer zum Sortieren von Gemischen aus stückigen Feststoffen unterschiedlicher Dichte wenigstens in Leicht- und Schwergut, mit einem in einer geneigten Lage befindlichen Sortiertisch, auf den an einem Ende das Behandlungsgut aufgegeben wird, und mit wenigstens einem auf den Sortiertisch einwirkenden Schwingungserreger.

Beim Dichtesortieren von Feststoffen wird die unterschiedliche Dichte der Komponenten in einem Gemenge zum Trennen ausgenutzt. Hierzu werden vorwiegend Setzapparate verwendet, bei denen das Korngemisch in einem wechselnden Wasser- (Naßsortieren) oder Luftstrom (Trockensortieren) durch unterschiedliche Schwerkrafteinwirkung nach dem spezifischen Gewicht sortiert wird.

Einen derartigen Apparat offenbart zum Beispiel die DE-PS 97 60 40. Es handelt sich hierbei um eine Luftsetzmaschine, bei der das auf einem Setzrost be­ findliche Korngemisch einem pulsierenden Luftstrom ausgesetzt ist. Zur Unterstützung des Setzvorganges wird das Setzrost zusätzlich in Schwingungen versetzt, wobei die Schwingungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Setzrostes verläuft. Das Setzrost ist geneigt, so daß die Feststoffkörner aufgrund der Schwerkraft eine von der Aufgabe- zur Austragsseite gerichtete Bewegung ausführen. An der Austragsseite wird die obere Schicht des Korngemenges, die nun vorwiegend aus Teilchen mit niedrigem spezifischen Gewicht besteht, von der unteren Schicht getrennt. Bei diesem vorbekannten Schwingsortierer ist nachteilig, daß nach diesem Funktionsprinzip nur Gemenge sortiert werden können, bei denen die Korngröße deutlich oberhalb von 2 mm liegt. Zudem erfolgt die Sortierung in nur zwei Fraktionen, nämlich Schwergut und Leichtgut. Nachteilig ist des weiteren, daß bei dem vorbekannten Verfahren die Aufgabe kontinuierlich erfolgen muß. Außerdem muß die Gemengebeschaffenheit, was die relativen Anteile von Schwer- und Leichtgut angeht, stets gleich sein. Dabei muß für eine effiziente Sortierung die Trennvorrichtung am Austrag dauernd nachjustiert werden. Stoffgemenge mit Korndurchmessern, die wesentlich unterhalb von 2 mm liegen, werden üblicherweise durch Flotationsverfahren sortiert. Diese weisen jedoch eine ganze Reihe von Nachteilen auf, durch die die Verwendbarkeit stark eingeschränkt ist. So ist zunächst ein erheblicher Einsatz von Wasser notwendig; es handelt sich naturgemäß um ein Naßsortierverfahren. Durch die eingesetzten Zusatzstoffe und den anfallenden Schlamm ergeben sich Umweltschutz- und Entsorgungsprobleme. Ein erheblicher Kostenaufwand ist die Folge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter weitgehender Vermeidung der nach dem Stand der Technik bekannten Nachteile eine Vor­ richtung zu schaffen, mit der auch eine Fein- und Feinstkornsortierung möglich ist, die nach einem Trockensortierverfahren arbeitet und die kostengünstig herzustellen und zu betreiben ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Schwingsortierer der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die im wesentlichen ebene Fläche des Sortiertisches mit profilierten Rillen (Sortierrillen) versehen ist und daß die Schwingungsrichtung im wesentlichen in der Ebene des Sortiertisches verläuft.

Das Funktionsprinzip der vorliegenden Erfindung beruht auf der Profilierung der Fläche des Sortiertisches. Durch die Vibration der Vorrichtung wird das Behandlungsgut zu spiralförmigen Bewegungen angeregt, durch die es von der Aufgabeseite des Sortiertisches zur gegenüberliegenden Seite transportiert wird. Um von der Aufgabeseite zur Austragsseite zu gelangen, muß das muß das Leicht- und Mittelgut die Sortierrillen überwinden. Dies gelingt den spezi­ fisch leichteren Komponenten schneller als den schwereren. Durch die Neigung des Sortiertisches, die auch in Richtung der Längserstreckung der Sortierrillen verläuft, ergibt sich, daß das Korngemenge bei seiner Bewegung über die Bodenfläche des Sortiertisches auffächert und so die spezifisch leichteren Teil­ chen die Austragsseite schneller erreichen, als die spezifisch schwereren. Auf diese Weise wird entlang der Längserstreckung der Austragsrinne eine kontinuierliche Sortierung des Korngutes nach dem spezifischen Gewicht erreicht. Das Schwergut kann die Sortierrillen nicht überwinden und gelangt erst an ihrem Ende zum Austrag.

Vorteilhafterweise funktioniert der erfindungsgemäße Schwingsortierer unabhängig davon, ob das Behandlungsgut kontinuierlich oder diskontinuierlich aufgegeben wird.

Der erfindungsgemäße Schwingsortierer eignet sich auch für die Trockensortie­ rung von Rohstoffen, bei denen die Partikelgröße 0,5 mm und weniger beträgt.

Für die Erregung der Schwingung, deren Richtung in der Ebene des Sortiertisches liegt, wird wegen des niedrigen Gewichtes der Sortierplatte und wegen der geringen Schwingungsamplitude ein Antrieb mit nur geringem Arbeitsmoment benötigt. Daraus ergibt sich der ausgesprochen geringe Energiebedarf des erfindungsgemäßen Schwingsortierers. Vorteilhaft ist insbesondere die kontinuierliche Sortierung, wobei es im Prinzip möglich ist, eine beliebige Anzahl von Fraktionen mit jeweils unterschiedlichem spezifischen Gewicht abzutrennen. Zumindest ist eine Sortierung in Leicht-, Mittel- und Schwergut möglich. Der Betrieb des Schwingsortierers ist umweltfreundlich und kostengünstig, da, im Gegensatz von Flotationsverfahren, keinerlei Ver­ brauchsmittel einzusetzen sind.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn an der Aufgabeseite des Sortiertisches Luftdüsen angeordnet sind (Patentanspruch 2). Diese erzeugen einen Luftstrom, der zur Austragsseite gerichtet ist. Dadurch wird die Bewegung des Korngutes von der Aufgabestelle zur Austragsseite unterstützt. Auch hier gilt, daß sich die spezifisch leichteren Teilchen im Luftstrom schneller bewegen, als die spezifisch schwereren, was die Effektivität des Sortiervorganges noch erheblich steigert. Zur Optimierung des Luftstromes, der an die jeweilige Beschaffenheit des Korngemisches angepaßt sein muß, ist es zweckmäßig, einerseits die Luftmenge und den Luftdruck der Düsen variabel einstellbar zu gestalten und andererseits einstellbare Mittel zur Führung des Luftstromes vorzusehen (Patentansprüche 3 und 4).

Die Funktion des Schwingsortierers wird durch eine spezielle Ausgestaltung des Profils der Sortierrillen noch verbessert. Insbesondere ist es zweckmäßig, die Sortierrillen so zu gestalten, daß die Bewegung des Korngutes zur Austragsseite hin gehemmt wird. Dies wird gemäß Patentanspruch 5 dadurch erreicht, daß die aufgabeseitigen und austragsseitigen Flanken der Sortierrillen jeweils unterschiedliche Winkel mit der Ebene des Sortiertisches einschließen. Bei Versuchen mit Prototypen des Schwingsortierers hat es sich als besonders wirksam erwiesen, die Profilierung der Sortierrillen gemäß Patentanspruch 6 auszuführen. Danach weisen die Sortierrillen eine sägezahnartige Gestalt auf, bei der die aufgabeseitige Flanke der Sortierrille vom höchsten Punkt aus zunächst in einem flachen Winkel und dann in einem steileren Winkel bis zum Tiefpunkt der Sortierrille abfällt. Nach Patentanspruch 7 steigt dann die austragsseitige Flanke der Sortierrille von unten nach oben etwa senkrecht an.

Je nach Beschaffenheit des Korngutes kann es nach Patentanspruch 8 zweckmäßig sein, wenn die Profiltiefe der Sortierrillen entlang ihrer Längserstreckung vom Aufgabepunkt aus abnimmt.

Wie oben erläutert wird das Behandlungsgut durch die Vibration des Sortiertisches zu spiralförmigen Bewegungen angeregt, wobei die Achse der Spiralbahn parallel zu den Sortierrillen verläuft. Die Effektivität des Sortiervorganges wird bestimmt durch das Zusammenwirken des durch die Luftdüsen an der Oberseite der Spiralbahn erzeugten Luftstromes mit dem Luftströmungsfeld, das im Bereich der Sortierrillen am Boden des Sortiertisches entsteht. Je nach Bewegungszustand des Tisches entsteht im Bodenbereich ein alternierender Unterdruck, der die Bewegung der Teilchen beeinflußt. Zusätzlich ist das Behandlungsgut einer Schwerkraftwirkung unterworfen, die durch die Neigung des Sortiertisches bestimmt wird.

Durch die variable Länge der Sortierrillen nach Patentanspruch 9 ergibt sich der Vorteil, daß das abgetrennte Korngut oberhalb eines bestimmten spezifischen Gewichtes direkt und ohne weitere Sortierung an die für das Schwergut vorgesehene Stelle an der Austragsseite transportiert wird. Dieser Grenzwert kann durch die geeignete Wahl der Länge der Sortierrillen bestimmt werden.

Nach den Patentansprüchen 10 und 11 ist es zweckmäßig, den Sortiertisch mit Distanzhülsen auf einem Schwingbett zu befestigen, welches wiederum mit einem Untergestell so verbunden ist, daß die Vibration der Vorrichtung von der Umgebung weitgehend entkoppelt ist. Hierzu eignet sich eine gedämpft federnde Lagerung.

Es ist zweckmäßig nach Patentanspruch 12 als Schwingungserreger einen Kreisrüttler zu verwenden, wobei hierbei nach Patentanspruch 13 es vorteilhafterweise möglich ist, die Schwingungsrichtung dadurch zu variieren, daß der am Schwingbett angebrachte Kreisrüttler axial verdreht wird.

Um den erfindungsgemäßen Schwingsortierer an die wechselnde Beschaf­ fenheit des Korngutes anpassen zu können, ist es sinnvoll, die Neigung des Sortiertisch variieren zu können. Hierfür ist es nach Patentanspruch 14 zweckmäßig, die Lagerung des Schwingbettes auf dem Untergestell einstellbar auszuführen.

Zum Abführen des Korngutes aus dem Schwingsortierer ist es nach Patent­ anspruch 15 zweckmäßig, an der Austragsseite eine Rinne vorzusehen. Nach dem Funktionsprinzip der Erfindung liegt das Korngut dann entlang dieser Rinne mit kontinuierlich variierendem spezifischen Gewicht vor. Durch quer zur Längserstreckung der Rinne vorgesehene Trennwände werden Kammern gebildet, in denen sich Korngut mit einem bestimmten vorgewählten spezifischen Gewicht ansammelt. Dies kann dann auf einfache Weise entnommen und einer weiteren Verwertung zugeführt werden.

Einige Materialien neigen dazu, bei der erfindungsgemäßen Sortierung am Sortiertisch anzuhaften. Dem kann entgegengewirkt werden, indem nach Patentanspruch 16 der Sortiertisch beheizbar wird. Es bietet sich an, eine geeignete Heizvorrichtung nach Patentanspruch 17 in dem Zwischenraum zwischen Schwingbett und Sortiertisch vorzusehen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingsortierers wird im Folgenden anhand der Fig. 1 bis 3 beschrieben. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 den Schwingsortierer gemäß der Erfindung im Querschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht zu Fig. 1;

Fig. 3 Draufsicht und Querschnitt einer Sortierrille.

Das zu sortierende Korngut wird an der Stelle auf den Sortiertisch 2 gegeben, die durch den mit der Bezugsziffer 1 versehenen Pfeil gekennzeichnet ist. An der dem Austrag gegenüberliegenden Seite sind die Luftdüsen 3 angeordnet, die einen Luftstrom erzeugen, durch den das Korngut in Richtung auf die gegenüberliegenden Austragsseite bewegt wird. Wie zuvor beschrieben ist der Sortiertisch geneigt, was in der Zeichnung nicht zu erkennen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Sortiertisch von der Aufgabestelle aus sowohl zur Austragsseite als auch zur der der Aufgabestelle gegenüberliegenden Schmalseite abschüssig geneigt.

Die Zeichnungen zeigen die am Boden des Sortiertisch angeordneten Sortierrillen 4. In Fig. 1 ist die sägezahnartige Profilierung der Sortierrillen zu erkennen.

An der Austragsseite des Schwingsortierers ist eine Rinne 5 angebracht. Zu erkennen sind Auslässe für Leichtgut 6, Mittelgut 7 und Schwergut 8. In der Draufsicht in Fig. 2 sind die in der Austragsrinne angeordneten verschiebbare Trennwände 9 dargestellt.

Der Fig. 1 ist zu entnehmen, wie der Sortiertisch auf dem Schwingbett 10 angeordnet ist. Die Verbindung erfolgt über die Distanzhülsen 12. Die Schwingungserregung erfolgt durch den an der Unterseite des Schwingbettes angeordneten Kreisrüttler 13. Das Schwingbett wiederum ist über gedämpft federnde Blöcke 14 an das Untergestell 15 gekoppelt.

Die in der Ebene des Sortiertisches verlaufende Schwingungsrichtung ist in der Fig. 2 durch den mit der Bezugsziffer 11 versehenen Pfeil angedeutet.

Anhand der Fig. 3 soll die Profilierung des Sortiertischbodens veranschaulicht werden, durch welche der Sortiervorgang maßgeblich mitbestimmt wird. Die Abbildung zeigt eine profilierte Leiste 16 in der Draufsicht. Durch eine Mehrzahl derartiger Leisten, die am Sortiertischboden nebeneinander angeordnet werden, werden die erfindungsgemäßen Sortierrillen gebildet. Der aufgabeseitige Querschnitt der Leiste 16 ist mit der Bezugsziffer 17 bezeichnet. Der gegenüberliegende Querschnitt trägt die Bezugsziffer 20. Es ist deutlich zu erkennen, daß die Profiltiefe an der Aufgabeseite größer ist als an der gegenüberliegenden Seite. Über die Längserstreckung der Leiste 16 nimmt die Profiltiefe kontinuierlich ab. Die Winkelstellung der aufgabeseitigen Flanken 18 und 19 ändert sich dabei nicht, wohl aber die relativen Flächenanteile der flach abgewinkelten Flanke 18 bzw. der stark angewinkelten Flanke 19. Gegebenenfalls kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, wenn, wie bei der mit 21 bezeichneten Leiste, die Breite entlang der Längserstreckung abnimmt.

Claims (17)

1. Schwingsortierer zum Sortieren von Gemischen aus stückigen Feststoffen unterschiedlicher Dichte wenigstens in Leicht- und Schwergut, mit einem in einer geneigten Lage befindlichen Sortiertisch, auf den an einem Ende das Behandlungsgut aufgegeben wird, und mit wenigstens einem auf den Sortiertisch einwirkenden Schwingungserreger, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen ebene Fläche des Sortiertisches (2) mit profilierten Rillen (Sortierrillen) (4) versehen ist, und daß die Schwingungsrichtung (11) im wesentlichen in der Ebene des Sortiertisches (2) verläuft.

2. Schwingsortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Aufgabeseite des Sortiertisches (2) Luftdüsen (3) angeordnet sind.

3. Schwingsortierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß der Düsen (3) einstellbar ist.

4. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Führung des Luftstromes vorgesehen sind.

5. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Sortierrillen (4) so gestaltet ist, daß die aufgabeseitige Flanke mit der Ebene des Sortiertisches (2) einen anderen Winkel einschließt, als die austragsseitige Flanke.

6. Schwingsortierer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgabeseitige Flanke der Sortierrillen von der Aufgabeseite her zunächst in einem flachen Winkel und dann in einem steileren Winkel bis zum Tiefpunkt der Sortierrille (4) abfällt.

7. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die austragsseitige Flanke der Sortierrillen (4) mit der Tischebene einen Winkel von etwa 90° einschließt.

8. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sortierrillen entlang ihrer Längserstreckung verjüngen, wobei die Winkelstellung der aufgabeseitigen und der austragsseitigen Flanken beibehalten wird.

9. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Sortierrillen (4) von der Aufgabe­ zur Austragsseite hin kontinuierlich zunimmt.

10. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sortiertisch (2) mit Distanzhülsen (12) auf einem Schwingbett (10) befestigt ist.

11. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingbett (10) gedämpft und/oder federnd mit einem Untergestell (15) verbunden ist.

12. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwingungserreger (13) ein Kreisrüttler verwendet wird.

13. Schwingsortierer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisrüttler axial verdrehbar am Schwingbett (10) angebracht ist.

14. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingbett (10) mit dem Sortiertisch (2) so auf dem Untergestell (15) gelagert ist, daß die Neigung des Sortiertisches (2) beliebig einstellbar ist.

15. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Austragsseite eine Rinne (5) vorgesehen ist, die durch Trennwände (9) in wenigstens zwei Kammern variabel aufgeteilt werden kann.

16. Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Sortiertisch (2) beheizbar ist.

17. Schwingsortierer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwingbett (10) und Sortiertisch (2) eine Heizvorrichtung angeordnet ist.