DE19959819B4

DE19959819B4 - Schwingsortierer

Info

Publication number: DE19959819B4
Application number: DE1999159819
Authority: DE
Inventors: Hans Kaufmann
Original assignee: Eurec Technology Dev & De GmbH; Eurec Technology Development & Design GmbH
Current assignee: EUREC TECHNOLOGY GMBH DEVELOPMENT & DESIGN, 36460
Priority date: 1999-12-11
Filing date: 1999-12-11
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2019-12-12
Also published as: DE19959819A1

Abstract

Schwingsortierer zum Trockensortieren 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, durch welchen der Sortiertisch in eine in der Ebene des Sortiertisches verlaufende Schwingungsbewegung versetzt wird, wobei die im wesentlichen ebene Fläche des Sortiertisches mit Leisten zur Bildung von Sortierrillen versehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Querschnitt der Leisten (16) von der Aufgabe- zur Austragsseite derart geändert ist, daß die Profiltiefe über die Leistenlängserstreckung kontinuierlich abnimmt,
das Behandlungsgut mittels eines Kreisrüttlers zu spiralförmigen Bewegungen angeregt wird,
an der Aufgabeseite des Sortiertisches (2) Luftdüsen (3) angeordnet sind, durch welche ein zur Austragsseite gerichteter Luftstrom erzeugt wird und an der Austragsseite eine Rinne (6) vorgesehen ist, welche quer zu deren Längserstreckung verschiebbare Trennwände (9) aufweist, wobei die...

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 gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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 976 040 B . Es handelt sich hierbei um eine Luftsetzmaschine, bei der das auf einem Setzrost befindliche 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.

Aus H. Schubert, „Aufbereitung fester Stoffe", Band II: Sortierprozesse, Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Stuttgart 1996, Seite 95 bis 96, sowie 99 bis 102 sind Sortiertechniken und sogenannte Aerorinnen bzw. Hydro- oder Naßherde vorbekannt. Bei Aerorinnen ist unter der Rinne ein Luftkasten angeordnet, aus dem Niederdruckluft durch einen porösen Boden in die in der Rinne befindliche Gutschicht eintritt mit der Folge eines Fluidisierens.

Bei Naßherden erfolgt eine Sortierung auf einer geneigten Platte in einer Filmströmung. Die Platte steht fest oder wird gleichsinnig bzw. schwingend bewegt. Die Art und Weise der Bewegung beeinflußt den Trennvorgang. Ebenso ist es bekannt, die Oberfläche einer Herdplatte glatt, mit Riffeln oder einer anderen Profilierung zu versehen. Die Trennung bei Luftherden vollzieht sich durch den Luftstrom, der, wie vorerwähnt, aus der perforierten Herdplatte in die Gutschicht aufströmt.

Die DE 36 02 934 C2 zeigt ein wenigstens teilweise luftdurchsetztes Setzbett, durch welches Luft in das Behandlungsgut von unten einleitbar ist und bei dem am Austragsende des Setzbetts eine Abzugsrinne vorgesehen ist. Weiterhin sind die dortigen Rüttler als gleichphasige, aber gegenläufig rotierende Unwuchterreger ausgebildet, während die Drehachsen in einer zur Ebene des Sortierkastens parallelen Richtung verlaufen.

Hinsichtlich der DE 28 12 286 C2 verbleibt festzuhalten, daß bei der dortigen Vorrichtung zum Trennen von Schwergut und Leichtgut eines Feststoffgemisches wiederum von einer oben liegenden, luftdurchlässigen Herdplatte ausgegangen wird, die einen Anschluß für die Luftzufuhr umfaßt und welche einen schwingend antreibbaren Setzgutträger besitzt. Die dort erwähnte Riffelanordnung bezüglich der Herdplatte ist ein Riffeltrapezsieb, eben zu dem Zweck, eine Luftströmung vertikal durch das zu trennende Gut führen zu können.

Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Schwingsortierer zu schaffen, der eine Fein- und Feinstkornsortierung auch für ein Gemenge mit Korngrößen unter 2 mm gestattet und der sowohl zur Anwendung bei einer kontinuierlichen als auch diskontinuierlichen Materialaufgabe geeignet ist.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.

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 Leicht- und Mittelgut die Sortierrillen überwinden. Dies gelingt den spezifisch 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 Teilchen 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 Trockensortierung 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 Verbrauchsmittel einzusetzen sind.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn an der Aufgabeseite des Sortiertisches Luftdüsen angeordnet sind. 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 Luft menge und den Luftdruck der Düsen variabel einstellbar zu gestalten und andererseits einstellbare Mittel zur Führung des Luftstrom vorzusehen.

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 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 4 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.

Je nach Beschaffenheit des Korngutes kann es 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 5 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 6 und 7 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 vorgesehen, als Schwingungserreger einen Kreisrüttler zu verwenden, wobei hierbei nach Patentanspruch 8 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 Beschaffenheit des Korngutes anpassen zu können, ist es sinnvoll, die Neigung des Sortiertisch variieren zu können. Hierfür ist es nach Patentanspruch 9 zweckmäßig, die Lagerung des Schwingbettes auf dem Untergestell einstellbar auszuführen.

Zum Abführen des Korngutes aus dem Schwingsortierer ist es 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 10 der Sortiertisch beheizbar wird. Es bietet sich an, eine geeignete Heizvorrichtung nach Patentanspruch 11 in dem Zwischenraum zwischen Schwingbett und Sortiertisch vorzusehen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwingsortierers wird im folgenden anhand der 1 bis 3 beschrieben. Die Figuren zeigen:
1: den Schwingsortierer gemäß der Erfindung im Querschnitt;
2: eine Draufsicht zu 1;
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 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 2 sind die in der Austragsrinne angeordneten verschiebbare Trennwände 9 dargestellt.
Der 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 2 durch den mit der Bezugsziffer 11 versehenen Pfeil angedeutet.
Anhand der 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

Schwingsortierer zum Trockensortieren 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, durch welchen der Sortiertisch in eine in der Ebene des Sortiertisches verlaufende Schwingungsbewegung versetzt wird, wobei die im wesentlichen ebene Fläche des Sortiertisches mit Leisten zur Bildung von Sortierrillen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Leisten (16) von der Aufgabe- zur Austragsseite derart geändert ist, daß die Profiltiefe über die Leistenlängserstreckung kontinuierlich abnimmt, das Behandlungsgut mittels eines Kreisrüttlers zu spiralförmigen Bewegungen angeregt wird, an der Aufgabeseite des Sortiertisches (2) Luftdüsen (3) angeordnet sind, durch welche ein zur Austragsseite gerichteter Luftstrom erzeugt wird und an der Austragsseite eine Rinne (6) vorgesehen ist, welche quer zu deren Längserstreckung verschiebbare Trennwände (9) aufweist, wobei die Trennwände (9) Kammern für das Korngut bilden.
Schwingsortierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftdurchlaß der Düsen (3) einstellbar ist.
Schwingsortierer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Führung des Luftstroms vorgesehen sind.
Schwingsortierer nach Anspruch 1, 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.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Sortierrillen (4) von der Aufgabe- zur Austragsseite hin kontinuierlich zunimmt.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sortiertisch (2) über Distanzhülsen (12) auf einem Schwingbett (10) befestigt ist.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingbett (10) gedämpft und/oder federnd mit einem Untergestell (15) verbunden ist.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisrüttler axial verdrehbar am Schwingbett (10) angebracht ist.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, 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.
Schwingsortierer nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sortiertisch (2) beheizbar ist.
Schwingsortierer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schwingbett (10) und Sortiertisch (2) eine Heizvorrichtung angeordnet ist.