DE2233944C3

DE2233944C3 - Einrichtung zur Zerkleinerung von Klumpen aus teilchenförmigen! Material

Info

Publication number: DE2233944C3
Application number: DE2233944A
Authority: DE
Inventors: Henry W. Geneva Dienst; Leslie D. Oak Forest Rikker
Original assignee: NATIONAL ENGINEERING Co OF CANADA Ltd TORONTO (KANADA)
Current assignee: NATIONAL ENGINEERING Co OF CANADA Ltd TORONTO (KANADA)
Priority date: 1971-07-19
Filing date: 1972-07-11
Publication date: 1974-01-03
Also published as: CH556689A; FR2146831A5; JPS5218422B2; AU3639471A; DE2233944A1; US3752410A; DE2233944B2; JPS4844857A; SE387868B; CA944315A; GB1381333A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zerkleinerung von Klumpen mit einem geneigten mit mindestens einem Rüttler gekoppelten Sieb, an dessen oberem Ende eine EinlaGvorrichtungfür frisches Material angeordnet ist, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Siebes, jedoch in Fließrichtung unterhalb des Rüttlers, ein Brechwerk angeordnet ist, welches den Fluß des übergroßen Materials zum unteren Ende des Siebes verzögert. Die vorerwähnte Einrichtung dient insbesondere zum Brechen und Sieben von Gießereisand.

Es ist bereits bekannt, beim Durchsieben von Siebgut durch ein Siebgewebe das Sieb durch elektromagnetische Schwingelemente von mindestens 100 Hz in Schwingung zu versetzen, die unmittelbar punktförmig am Siebgewebe befestigt sind. Hierdurch ist es möglich, einer für das Sieben günstigen Sinusschwingung noch Oberwellen zu überlagern. Auf Grund dieser Schwingungen findet zwischen Siebgewebe und Siebgut eine Bewegung statt, die gekennzeichnet ist durch Abrollen, Überschlagen, Schleudern und Reiben. Durch eine solche Bewegung des Siebgutes können kleinere und nicht allzu feste Agglomerate zerkleinert werden. Zum Zerschlagen von größeren und härteren Klumpen ist diese Einrichtung jedoch nicht geeignet (deutsche Auslegeschrift 1002 188).

Um auch härtere Klumpen zu zerschlagen, ist es ferner bekannt, eine Schlagbrücke vorzusehen, an der ein Schleppgewebe in einem Bogen verlaufend lose

ao auf ein Siebgewebe aufgelegt wird. Über dem Schleppgewebe wird die Schlagbrücke drehbar angeordnet. Beim Siebprozeß fließen die Zusammenballungen zwischen die beiden Gewebe und werden hier zerschlagen. Damit können leichte Zusammenballun-

»5 gen zerkleinert werden. Für härtere Klumpen, wie sie bei gebrauchtem Gießereisand auftreten, ist diese Einrichtung nicht geeignet (Prospekt der Firma Rhewum »Schallsiebmaschinen«, Ausgabe IV/66, Ib Sonderkonstruktionen).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Zerkleinern von Klumpen das Brechwerk so anzuordnen, daß es den Fluß des Siebgutes entlang einem geneigten Sieb nicht nur hemmt, sondern das Siebgut, insbesondere also die Klumpen, entgegen der Flußrichtung des Siebgutes zurückschleudert, so daß die nicht oder nicht ausreichend zerkleinerten Klumpen einer mehrfachen B rech bearbeitung durch das gleiche Brechwerk ausgesetzt werden. Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Brechwerk ein rotierendes Schaufelrad mit einer Vielzahl von Schaufeln aufweist, die sich quer über das Sieb erstrecken und aus flexiblem Material bestehen, wobei auf dem Sieb eine mit den Schaufeln zusammenwirkende Brecherplatte angeordnet ist. Das Brechen der Klumpen wird von dem rotierenden Schaufelrad durch einen direkt ausgeübten Schlag und ferner durch einen Schleifvorgang bewirkt, wenn die Klumpen stromaufwärts erneut in den allgemeinen Materialfluß auf das Sieb geworfen werden. Die Klumpen werden so lange einer wiederholten Schlag- und Schle^'virkung ausgesetzt, bis sie auf ein genügend kleines Maß reduziert sind, um das Sieb passieren zu können. Dichtere Metallteilchen oder solche Teilchen, welche nicht zerkleinen werden können, gehen dann durch die Einrichtung als Großteile. Die Großteile und die Metallteilchen dienen auch dazu, die größeren Zusammenballungen oder Klumpen aus Sand abzutragen oder zu zerkleinern, bevor sie in eine Entladerinne für Großteile entladen werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Zerkleinerungs-Einrichtung an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie .3-3 der Fig. 2

in größerem Maßstab als diese,

Fig. 4 einen Vertikalschnitt nach Linie 4-4 der Fig. 2.

In F i g. 1 ist eine Einrichtung 10 dargestellt, welche insbesondere zur Behandlung bzw. Aufbereitung von körnigem Gießereisand geeignet ist, welcher zu große Sandteile, Metallteilchen und erhärtete Klumpen oder Zusammenballungen von Sand enthält, die von angebackenen Harz-Bindemitteln zusammengehalten werden. Die Einrichtung 10 umfaßt ein rüttelndes Sieb 12, welches ein Drahtgitter mit einer Vielzahl von Öffnungen aufweist, durch welche die Teilchen der gewünschten Größe passieren können. Die Größe der Öffnungen im Drahtgitter sowie die Art und Größe des Drahtes können entsprechend der vorgese- >5 henen Anwendung festgelegt werden. Bei Gießereisand zum Gießen von Nicht-Eisenmetallen ist es zweckmäßig, etwa 3 bis 5 Öffnungen pro cm Länge bzw. Breite des Drahtgitters vorzusehen. Das Drahtgitter kann aus rostfreiem Stahldraht oder einem an- ^ao deren korrosionsfesten Draht, je nach Anwendung, hergestellt sein.

Das Sieb 12 ist so angeordnet, daß es in einer nach unten geneigten Ebene liegt, wobei ein rechteckiger Hauptrahmen 14 als Träger für das Sieb vorgesehen ^a5 ist. Der Rahmen 14 ist mit länglichen Seitenschienen 16 und einer Vielzahl von Querschienen 18 versehen. Der Rahmen 14 kann schräg angeordnet und zwischen einer Höchst- und einer Mindest-Neigung schwenkbar sein, damit das Sieb für verschiedene Materialarten verwendbar ist. Aus diesem Grunde ist das eine Ende des Rahmens 14, z. B. das obere, über ein hydraulisches oder pneumatisches Kolben/Zylinder-Aggregat 20 mit einem stationären Ansatz 22 verbunden, um die Schrägstellung des Rahmens zu variieren und dann festzuhalten, sobald eine bestimmte Neigung eingestellt ist. Eine Längswand 24 mit einem oberen Wandteil 26 und einem unteren Wandteil 28 sowie einer oberen Querwand 30 und einer unteren gebogenen Querwand 32 sind am Rahmen 14 befestigt. Die ♦<> Wandteile 26 und 28 stoßen in der Mitte zwischen dem oberen und dem unteren Ende der Längswand an einem Schwenkpunkt zusammen, in welchem eine Welle 34 angeordnet ist. Die Welle erstreckt sich von der Längswand weg nach außen und wird von Lagern 36 getragen, welche in Seitenwänden 38 eines stationären, als Träger dienenden Trichters 40 angeordnet sind. Der Hauptrahmen 14 kann in verschiedener Weise getragen, z. B. unter einem festen Winkel an Kabeln aufgehängt sein, welche an jeder Ecke befestigt und z. B. an einer darüber angeordneten Trägervorrichtung oder auch an einem Dachauflager befestigt sind. Bei einigen Ausführungen können die Längswand und der Trichter durch eine Bodendecke und eine Ausladerinne vom unteren Ende des Rahmens ersetzt werden.

Der Trichter 40 ist mittels Ansätzen 44 auf Querträgern, z.B. einem I-Träger 42, angeordnet. Der Trichter 40 ist am oberen Ende offen, um die Längswand 24 aufzunehmen und hat eine obere Querwand 46, eine nach unten geneigte Bodenwand 48 sowie eine untere vordere Stirnwand SO. Zur Absteifung sind längs der oberen Kanten der entsprechenden Wände obere Kantenflansche 38a, 46a und 50a vorgesehen. Das durch das Sieb 12 gehende Material fließt über den Trichter 40 ab. Der Siebwinkel kann mittels des Kolben/Zylinder-Aggregates 20 relativ zur Horizontallage eingestellt werden.

Der Trichter 40 ist mit einer großen, rechteckigen, der gewünschten Grö3e entsprechend gewählten Auslaßöffnung 52 für das das Sieb 12 passierende Material versehen. Eine kleinere rechtwinklige Nebenöffnung 54 für ein die gewählte Größe übersteigendes, zurückzuweisendes Material ist am Vorderteil des Trichters vorgesehen. Die beiden Öffnungen sind mit Flanschen versehen, damit ein Abführkanal angeschlossen werden kann. Ferner ist eine innere Trennwand 56 vorgesehen, damit das zu große Material, welches vom unteren Ende des Siebes 12 abfällt, nicht mit dem Material der gewählten Teilchengröße vermischt wird, welches durch das Sieb 12 geht.

Das Sieb 12 wird von einem Zwischenrahmen 60 getragen, welcher zwei Längsseiten 62 mit kanalförmigem Querschnitt und eine Vielzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Querträgern 64 einschließt. Falls eine Doppelsieb-Anordnung verwendet wird, kann ein zweites oder unteres Sieb zwischen der unteren Kante des Zwischenrahmens 60 und der oberen Kante des Hauptrahmens 14 angeordnet sein. Aus Fig. 3 geht hervor, daß das Sieb 12 von den oberen Flanschen der Längsseiten 62 und den Querträgern 64 des Zwischenrahmen 60 getragen wird. Ein oberes Siebgehäuse hat einen rechteckigen Siebrahmen 66 und ist oberhalb des Siebs 12 angeordnet und schließt zw^i Längsseiten 68 mit kanalförmigem Querschnitt ein. Das Sieb ist zwischen den unteren Flanschen der oberen Längsseiten 68 und den oberen Flanschen der unteren Längsseiten 62 angeordnet. Der Hauptrahmen 14, der Zwischenrahmen 60 und der obere Siebrahmen 66 sind mittels lösbarer Schrauben oder sonstiger, nicht gezeigter Befestigungsmittel, die sich zwischen den Flanschen erstrecken, befestigt. Zusätzlich zu den Längsseiten 68 schließt der obere Siebrahmen 66 wegnehmbare Endplatte 7i|> und eine abnehmbare Einlaßvorrichtung 72 ein, welche am oberen Ende des Siebes angeordnet ist und für die Materialzufuhr zum Sieb dient. Eine wegnehmbare obere Deckplatte 74 und untere Deckplatte 76 sind an den oberen Flanschen der Seitenwände befestigt, um Verluste an Material zu verhindern, wenn dieses sich über die Oberfläche des Siebe» bewegt.

Zum Rütteln des Siebes 12 ist eine Vielzahl von elektrischen Rüttlern 80 vorgesehen, welche an [-förmigen Querträgern 82 angeordnet sind, die am oberen Siebrahmen 66 befestigt sind und sich zwischen den Längsseiten 68 erstrecken. Jeder Rüttler hat eine Magnetspule und einen Anker sowie ein damit verbundenes Querglied 84 ein, welches sich durch eine Öffnung eines Querträgers 82 erstreckt und mit dem Sieb 12 verbunden ist. Das untere Ende 84a des Quergliedes 84 ist unter Bildung von Schultern abgesetzt und ist mit zwei relativ großen metallischen Kupplungsscheiben 86 sowie nachgiebigen Scheiben 88 versehen, um das Querglied mit dem Sieb zu verbinden. Wegen der großen Abmessung der Kupplungsscheiben werden sowohl die Abnutzung als auch die Spannung des Siebtuchs auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Die Kupplungsscheiben 86 sind leicht schalenförmig und werden auf dem mit Gewinde versehenen Ende 84c mittels Muttern und Sperrscheiben in der richtigen Lage gehalten. Die Stromzufuhr zu den Rüttlern erfolgt über Anschlußkästen 83. Wenn der Strom eingeschaltet wird, bewegen sich die Querglieder 84 in ihren Längsrichtungen in der Pfeilrichtung »A« hin und her und rütteln dabei das Sieb mit relativ hoher Frequenz im Vergleich zu mechanischen Sieben. Au-

ßerdem wird das Sieb mit einer relativ kleinen Amplitude und damit kleiner Ausbiegung bewegt. Wegen der relativ hohen Rüttelfrequenz kann die Neigung des Siebes für eine bestimmte Materialart über diejenige des mechanischen Siebes hinaus bedeutend erhöht werden. Bei erhöhter Steigung geht praktisch das gesamte Material, mit Ausnahme der zu großen Brokken, durch das Sieb.

Die Einrichtung 10 weist ferner ein Brechwerk 90 zum Zerschlagen von Sandklumpen sowie zur Verzögerung und Sperrung des normalen Flusses großer Brocken, um sie nochmals, gegebenenfalls gebrochen, durch die Einrichtung zu führen, bis sie auf eine Größe reduziert sind, welche vom Sieb durchgelassen wird. Zusätzlich zum Brechen durch direkte Schläge gegen die Klumpen, bewirkt das Brechwerk eine Zerkleinerung der Klumpen, indem es diese entgegen der Flußrichtung des Materials bewegt und dem frisch ankommenden Material zumischt. Das Brechwerk enthält ein Schaufelrad 92, das auf einer Schaufelradwelle 94 angeordnet ist, welche quer zum Siebrahmen verläuft und an den beiden Enden von Lagern 96 getragen ist,die an den Flanschen der Seitenwände 68 montiert sind. Die Schaufelradwelle 94 wird von einem Elektromotor oder einem sonstigen Antrieb mittels einer nicht gezeigten Riemenscheiben-Anordnung angetrieben. Der Antrieb erfolgt im Gegenuhrzeigersinn in der Richtung des Pfeiles B in Fig. 4 und 1. An der Schaufelradwelle 94 ist ein hülsenartiger Schaufelträger 98 mit polygonförmigem Querschnitt und flachen Polygonflächen befestigt, an dem eine Vielzahl von Schaufeln 100 aus einem flexiblen Material, wie z. B. schwere Gummiblätter, angebracht sind. Die Schaufeln sind dabei längs ihres inneren Teiles mittels Unterlagscheiben 102 und Schrauben 104 befestigt. Wenn sie abgenützt sind, können die Schaufeln 100 ersetzt werden, indem die Schrauben entfernt werden. Damit das Schaufelrad ausbalanciert ist, empfiehlt es sich, einander gegenüberliegende Schaufeln gleichzeitig zu ersetzen. Das Schaufelrad 92 wird mit einer Geschwindigkeit von z.B. 120 U/Min, angetrieben, wobei die Umfangsgeschwindigkeit an der äußeren Kante der Schaufeln derart groß sein muß, daß eine genügend hohe Schlagkraft vorhanden ist, wenn große Klumpen zu zerkleinern und auf das Sieb zurückzuführen sind. Viele große Klumpen werden allein von den Schlagen der Schaufeln in kleine Klumpen sowie in Teilchen der gewünschten Größe zerschlagen. Ferner wird der nach unten gerichtete Materialfluß (Fig. 4) durch die Fegewirkung der Schaufeln verzögert, wenn diese vorübergehend mit einer Brecherplatte 108 in Berührung ist. Die Schaufeln berühren die Brecherplatte 108 und werden dann wie gezeigt gebogen, um die zu großen Klumpen nach oben auf das Sieb zurückzuschaudern und sie der nochmaligen Behandlung zusammen mit dem frischen nach unten fließenden Material zu unterwerfen. Die Brecherplatte ist unterhalb der Mittellinie des Schaufelrades 92 angeordnet und dient zum Schutz der oberen Fläche des Siebes 12 gegen übermäßig starke Abnutzung, welche sonst infolge der Fegewirkung der Schaufeln über das Sieb stattfinden würde.

Die Brecherplattc 108 wirkt mit den Schaufeln zusammen, um für diese eine starre Anschlagfläche zu schaffen, gegen weiche die Klumpen geworfen werden. Diese Brechcrplatte wird dabei kontinuierlich von dem unteren Teil von einer oder mehreren Schaufeln bestrichen, damit eine praktisch dauernde Sperrung des Abwärtsflusses der zu großen Klumpen entsteht. Aus Fig. 4 geht hervor, daß die Berührung zwischen den unteren Teilen der Schaufeln 100 und der Brecherplatte eine Biegung der Schaufeln bewirkt,

S wobei eine Schleif wirkung entsteht, wenn das Material längs der oberen Fläche der Brecherplatte bewegt wird. Diese Wirkung dient ferner dazu, die großen Klumper, derart zu zerkleinern, daß sie durch das Sieb 12 gehen. Wenn sich die untere Kante einer der

>° Schaufeln der oberen Kante der Brecherplatten nähert, kommt der untere Teil der nächstfolgenden Schaufel mit der unteren Kante der Brecherplatte in Berührung, derart, daß die Oberfläche der Brecherplatte ständig von einer Schaufel bestrichen wird. Aus

»5 diesem Grunde können die großen Klumpen auf dem Sieb nicht unterhalb des Brechwerkes gelangen, ohne daß sie mindestens einmal und in der Regel mehrmals mit einer sich bewegenden Schaufel in Berührung kommen. Die härteren Klumpen werden in Stücke

^ao zerschlagen, wobei mehrere Schläge mit den Schaufeln erforderlich sein können, bis die Klumpen schließlich auf eine Größe reduziert werden, in welcher sie durch das Sieb gehen können. Die Schaufeln neigen ferner dazu, die großen Klumpen mittels einer

^a5 Keilwirkung gegen die Brecherplatte zu zerkleinern, wenn die Schaufeln sich entgegen der Fließrichtung des Materials auf dem Sieb nach oben bewegen. Die schwereren Teilchen, z.B. Kernteile und Metallteilchen, werden sich früher oder später durch die Schaufein bewegen und als Übergröße ausgeschieden.

Das Schaufelrad 92 dreht sich in einem Gehäuse 110, welches zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 112, je eine Vorder- und Rückwand 114, eine Deckenwand 116 sowie zwei Eckwände 118 aufweist. Das Gehäuse 110 ist abnehmbar an den oberen Flanschen der Längsseiten 68 des Siebrahmens 66 zwischen den oberen und den unteren Deckplatten 74 und 76 angeordnet. Zu diesem Zweck sind geeignete Befestigungswinkel 112a und 114a rund um den Umfang der unteren Kanten des Gehäuses angeordnet. Das Gehäuse 110 bildet einen größeren nach unten offenen Raum oberhalb der Brecherplatte 108 und des Siebes zur Aufnahme des Schaufelrades 92 sowie einer Materialmenge, wenn diese vom Schlag der sich bewegenden Schaufeln 100 nach oben bewegt wird. Jede einzelne Wand 114, 116, 118 des Gehäuses hat einen rechteckigen Wandrahmen aus bandförmigem Material, welcher eine rechteckige große Mittelöffnung bildet. Um einen Materialaufbau im Gehäuse 110 zu verhindern, sind die öffnungen der Wandrahmen mit flexiblen Prallplatten 120, z. B. einer Gummifolie, versehen, welche die Wirkung von beweglichen Wänden hervorrufen, die, wenn das vom Schaufelrad geschleuderte Material gegen sie schlägt eine Ausbeulung der Prallplatten nach außen bewirken und die dann das Material zum Schaufelrad zurückbringen. Dia flexiblen Prallplatten 120 dei Wandrahmen sind von einer Vielzahl von Halteleister 122 an der Innenseite der Wandrahmen abnehmbai gehalten. Die kontinuierliche Bewegung der Gehäu sewände bewirkt eine ununterbrochene Selbstreini· gung des Brechwerkes, was erheblich zur Wirksamkei der gesamten Einrichtung beiträgt.

Die neuartige Kombination mit aus hoher Frequen:

und niedriger Amplitude gerütteltem Sieb mit steile Neigung und mit einem rotierenden Brecher ermög licht eine hohe Fließgeschwindigkeit bei einem Min destmaß an übrigbleibendem, übergroßem Material

Die Schaufeln 100 weiden mil einer Geschwindigkeit angetrieben, welche zu einer dauernden Sperrung des. an der Brecherpbtte 108 vorbeifließenden Materials. führt, wobei das übergroße Material dauernd in die Einrichtung zurückgelcitet wird, während das Material mit der richtigen Größe durch das Sieb fällt.
Die größeren und dichteren Metallteilchen, welche

nicht zerkleinert werden können, sowie Kleinteile bilden den Hauptanteil des zu großen Materials, welches über das untere Ende des Siebes hinaus durch die Öffnung 54 fällt. Wegen der wiederholten Behandlung sind die schweren Metallteilchen insofern vorteilhaft, als sie eine Schleifwirkung zur Zerkleinerung der Klumpen ausüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

»09 681/4

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Zerkleinerung von Klumpen aus teilchenförmigen! Material mit einem geneigte ii, mit mindestens einem Rüttler gekoppelten Sieb, an dessen oberem EnJe eine Einlaßvorrichtung für frisches Material angeordnet ist, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Siebes, jedoch in Fließrichtung unterhalb des Rüttlers, ein Brechwerk angeordnet ist, welches den Fluß des übergroßen Materials zum unteren Ende des Siebes verzögert, dadurch gekennzeichnet, daß das Brechwerk ein rotierendes Schaufelrad (92) mit einer Vielzahl von Schaufeln (100) aufweist, die sich quer über das Sieb (12) erstrecken und aus flexiblem Material bestehen, wobei auf dem Sieb (12) eine mit den Schaufeln (100) zusammenwirkende Brecherplatte (108) angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brecherplatte (108) unter der Schaufelradwelle (94) der Schaufeln (100) in einer von den Schaufeln (100) bestrichenen Zone angeordnet ist, so daß fortlaufend der äußere Teil mindestens einer Schaufel (100) mit der Brecherplatte (108) in Berührung steht.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (92) einen Schaufelträger (98) mit ebenen Flächen aufweist, an dem die Schaufeln (100) lösbar befestigt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelrad (92) das von ihm erfaßte Material stromaufwärts in den Rüttlerbereich des Siebes (12) fördert.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelradwelle (94) in feststehenden Lagern (96) am Siebrahmen (66) gelagert ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der über die Deckplatten (74, 76) des Siebrahmens (66) hinausragende Teil des Schaufelrades (92) von einem Gehäuse (110) umgeben ist, dessen Wände (114, 116, 118) unter Winkeln dicht um eine von den äußeren Kanten der Schaufeln (100) beschriebene zylindrische Bahn angeordnet sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände (114, 116, 118) auf ihrer Innenseite mit elastischen Prallplatten (120) ausgekleidet sind.