DE2253353A1

DE2253353A1 - Sortiereinrichtung

Info

Publication number: DE2253353A1
Application number: DE2253353A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Chem Dr Frank; Guenter Schwartz
Original assignee: Knapsack AG
Current assignee: Knapsack AG
Priority date: 1972-10-31
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-07-11
Also published as: NL7314010A; IT994471B; FR2280442A1; US3899416A; GB1432491A; ZA738084B; BE806654A; FR2280442B1

Description

Sortiereinrichtung ,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sortiereinrichtung zur Trennung einer Pulvermischung in kugelige und spratzige Teilchen. "

Teilchengestalt und Oberflächengestalt sind für die Anwendung von Metallpulvern wesentlich. Während für,die Pulvermetallurgie unregelmäßig gestaltete, sogenannte ^;spratzige Teilchen zur Erzielung hoher Festigkeiten bereits im ungesinterten Zustand erforderlich sind, werden kugelige Teilchen dort benötigt, wo es auf gutes Fließverhalten,, z.B. beim Pulverschneiden, oder auf.gleichmäßige und verhältnismäßig weite Poren, z.B. bei der Herstellung von Metallfiltern, ankommt.

Bei manchen Herstellungsverfahren, vor allem beim sen von Schmelzen, besteht die Möglichkeit, durch die Wahl der Arbeitsbedingungen, wie Temperatur und chemische Zusammensetzung der Schmelze und Art des Verdüsungsmittels und der Düse, Pulver mit vorzugsweise kugeliger oder mit vorzugsweise spratziger kornform zu erzeugen'.

In den Fällen, in denen eine einheitliche Teilchenform nicht zu erhalten ist, werden die Pulver gelegentlich einer Nachbehandlung unterworfen. So werden nach der deutschen Offenlegurigsschrift No. 2 107 946 kugelige Teilchen durch Rundschmelzen

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unrunder Teilchen in einem Plasmastrahl erhalten.

Schließlich kann man Metallpulver mit unterschiedlicher Kornform durch mechanisches Sortieren in kugelige und snratzige Teilchen trennen. Als Apparate, mit welchen dieses Sortieren möglich ist, werden in "Stahl und Eisen", ö4, 1964, Seiten 737 und 738, eine Rüttelrinne oder eine rotierende Scheibe angegeben. >

Bei der Anwendung dieser Apparate ist von Nachteil, daß eine gute Trennung nur dann erreichbar ist, wenn sich die Teilchenformen stark voneinander unterscheiden. Treten-Ubergangsformen auf, so ist die Trennung nicht mehr eindeutig, so daß man gezwungen ist, die erhaltenen Anteile an kugeligen und spratzigen Teilchen nach dem ersten Durchgang einzeln ein zweites Mal in der gleichen Weise zu behandeln, wodurch der Zeitaufwand entsprechend groß wird. Darüberhinaus ist es grundsätzlich erforderlich, vor der Trennung mit den bekannten Apparaten die Pulver in einzelne Siebfraktionen zu zerlegen, was zwar keine Schwierigkeiten bereitet, aber einen zusätzlichen Arbeitsschritt darstellt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sortiereinrichtung zur Trennung einer Pulvermischung in ihre kugeligen und spratzigen Anteile zu schaffen, bei deren Verwendung die genannten Nachteile nicht auftreten, welche vielmehr so beschaffen ist, daß sie unabhängig von Kornform und Siebanalyse primär vorliegendes Metallpulver in kugelige und spratzige Teilchen mit sehr geringem Anteil an der jeweils anderen Kornform zu trennen erlaubt. Die erfindungsgemäße Sortiereinrichtung ist dabei gekennzeichnet durch eine geneigt angeordnete Kaskaden-Sortier-Rinne, eine oberhalb des oberen Endes der Kaskaden-Sortier-Rinne befindliche Magnetrinne und unterhalb des unteren Endes der Kaskaden-Sortier-Rinne

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- 3 aufgestellte Sammelgefäße für kugelige und spratzige Teilchen.

Die Sortiereinrichtung gemäß der Erfindung kann wahlweise noch dadurch gekennzeichnet sein, daß

a) die Kaskaden-Sortier-Rinne aus einem mit oberem Einlaufrohr und unteren Austrittsrohren versehenen länglichen Behälter besteht, an dessen Seitenwänden eine Reihe von Trennkaskaden der Länge 1 mit Abstand a und einer Höhendifferenz h voneinander und mit einem Winkel ß gegen die Waagerechte geneigt befestigt sind und weichernahe seinem unteren Ende ein Trennblech aufweist;

b) an dem der Aufgabeseite zugewandten Ende jeder Trennkaskade oberhalb dieser eine Bremsschürze befestigt'ist;

c) der Behälter auf einem Gestell aufliegt, welches die · Form einer schiefen Ebene hat;

d) der Neigungswinkel α der schiefen Ebene durch Verstellung eines im waagerechten Schenkel des Gestelles drehbor befestigten und mit einer Anzahl von Durchbohrungen versehenen Distanzhalters veränderbar ist;

e) der Neigungswinkel ά in Bezug auf die Waagerechte 10 bis 50°, vorzugsweise 15 bis 30°, beträgt;

f) der Winkel β in Bezug auf die Waagerechte 3 bis 20°, vorzugsweise 4 bis 8°, beträgt;;

g) sich der Abstand a zur Höhe h der Trennkaskaden und. zu ihrer Länge 1 wie'(0,5 - 1) : (0,5 - 1) : (7 - 25) verhält;

i. 4 -

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h) zwischen der Kaskaden-Sortier-Rinne und dem Gestell eine Reihe von Vibratoren und von Stoßdämpfern angeordnet ist;

i) sich oberhalb der Magnetrinne ein Zuteiltrichter be-, findet.

Bei der erfindungsgemäßen Sortiereinrichtung wird ausgenutzt, daß unter dem Einfluß der Schwerkraft auf einer geneigten Ebene Kugeln eine Rollgeschwindigkeit erfahren, während sich ungleichmäßig geformte Teilchen mit einer Gleitgeschwindigkeit fortbewegen, wobei die Rollgeschwindigkeit immer größer als die Gleitgeschwindigkeit ist. Dadurch können die kugeligen Teilchen senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnete Spalte überspringen, während spratzige Teilchen in die Spalte hineinfallen.

Zur Erhöhung der Trennwirkung können auf der geneigten Ebene mehrere Schlitze hintereinander nach Art einer Kaskade angeordnet sein, wobei die Trennwirkung umso besser ist, je größer die Zahl der Schlitze gewählt wird.

Schließlich kann die Trennschärfe noch dadurch erhöht werden, daß oberhalb der Trennkaskaden jeweils hinter dem Spalt Bremsschürzen angebracht sind, an denen der Kontakt zwischen den kugeligen Teilchen und gegebenenfalls - besonders bei starker Beaufschlagung der Kaskaden-Sortier-Rinne - mitgerissenen spratzigen Teilchen unterbrochen wird. Beide Teilchenarten werden dabei nach der Abbremsung durch die Schwerkraft erneut beschleunigt, so daß die nächste Trennkaskade wirksam werden kann. Ohne die Abbremsung an den BremsschUrzen besteht die Gefahr, daß der Verband aus kugeligen und spratzigen Teilchen mehrere Spalten zwischen den Trennkaskaden gemeinsam überspringt und dadurch spratzige Teilchen mit in das Sammelgefäß für kugelige Teilchen gelangen.

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Der Neigungswinkel β'der Trennkaskaden sowie die Spaltbreite zwischen ihnen ist der jeweiligen Trennaufgabe anzupassen. Dabei muß sich, der Neigungswinkel β mit steigendem Korndurchmesser verringern, während die Spaltbreite größer werden muß.

Die Kaskaden-Sortier-Rinne wird mit Vibratoren zu Schwingungen angeregt, um ein Liegenbleiben von spratzigen Teilchen auf dem Behälter-Boden der Kaskaden-Sortier-Rinne zu verhindern und eine gleichmäßige Verteilung des Materialstromes auf der Kaskaden-Sortier-Rinne zu erreichen.

Die erfindungsgemäße Sortiereinrichtung eignet sich zur Trennung von Pulvern auch mit breitem Kornspektrum.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht für die. Sortiereinrichtung im Schnitt nach Linie I - I der Figur 2;

Figur 2 eine Draufsicht auf die Sortiereinrichtung.

Eine Magnetrinne 2, über welcher sich ein Zuteiltrichter 3 befindet, ist oberhalb eines Einlaufrohres 4 eines länglichen Behälters 7 angeordnet. Der längliche Behälter 7 bildet zusammen mit dem oberen Einlaufrohr 4, den unteren Austrittsrohren (12, 13) für kugelige und spratzige Teilehen, einem unteren Trennblech 6 und mit an seinen Seitenwänden befestigten Trennkaskaden 5 sowie an diesen senkrecht angeordneten Bremsschürzen 16 eine Kaskaden-Sortier-Rinne 1. Dabei sind die Trennkaskaden 5 gegenüber der Waagerechten um einen Winkel β geneigt, welcher 3 bis 20⁰C betragen kann.

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Unterhalb der Kaskaden-Sortier-Rinne 1 befindet sich ein Gestell 14 in Form einer schiefen Ebene, deren Neigungswinkel oc, welcher gegenüber der Waagerechten 10 bis 50 betragen kann, durch Verstellung eines im waagerechten Schenkel des Gestelles 14 drehbar befestigten und mit einer Anzahl von Durchbohrungen versehenen Distanzhalters 15 verändert werden kann. Zwischen dem Gestell 14 und dem Ben?.!tor 7 der Kaskaden-Sortier-Rinne 1 sind Vibratoren ü und Stoßdämpfer 9 angeordnet, wodurch die Kaskaden-Sortier-Rinne 1 senkrecht zur Fließrichtung des Pulvers in Schwingungen versetzt werden kann.

Unterhalb der Austrittsrohre (12, 13) befinden sich Sammelgefäße (10, 11) für kugelige und spratzige Teilchen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Sortiereinrichtung sei anhand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Es wurde eine 1000 mm breite Kaskaden-Sortier-Rinne mit zehn Trennkaskaden 5 und neun Bremsschürzen^x16 verwendet. Dabei war der Abstand zwischen den Trennkaskaden a = 10 mm, ihre Höhendifferenz h = 20 mm und ihre Länge 1 = 140 mm; der Neigungswinkel ß der Trennkaskaden 5 betrug 4°, der Neigungswinkel α des Gestelles 14 betrug 21,8°.

Die genannte Sortiereinrichtung wurde mit 100 kg Stahlpulver einer Kornfraktion von 0,1 bis 0,6 mm und mit 50 % kugeliger und 20 % spratziger Kornform sowie 30 % Übergangsformen in einer Stunde beaufschlagt.

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Danach konnten dem Sammelgefäß 10 als Produkt 48,2 -kg Teilchen entnommen werden, welche zu 98,8 % kugelig waren und zu 1,2 % ( = 0,58 kg) aus Übergangsformen bestanden»

Im Sammelgefäß 11 befanden sich 51,8 kg Produkt, welches zu 95,2 % aus spratzigen Teilchen und Übergangsformen bestand sowie 4,8 % ( £ 2,4 kg) kugeliger Teilchen enthielt·.

Beispiel 2

Auf die gleiche Sortiereinrichtung wie in Beispiel 1, jedoch mit einem Neigungswinkel α des Gestelles 14 von 19,7°, wurden 5QO kg Stahlpulver einer Kornfraktion von 0,9 bi's 1,3 mm und mit 54,8 % kugeliger und 19,2 % spratziger Kornform sowie mit 26 % Übergangsformen im Laufe einer Stunde aufgegeben.

Danach konnten dem Sammelgefäß 10 als Produkt 335 kg entnommen werden, in welchem 12,5 % ( =42 kg) Übergangsformen und 7 % ( = 22 kg) spratzige Teilchen enthalten waren.

Im Sammelgefäß 11 befanden sich 165 kg Produkt mit 1,1 %

( = 3 kg) kugeliger Teilchen. ·

Beispiel 3 -

Es wurde eine 240 mm breite Kaskaden-Sortier-Rinne mit zehn Trehnkaskaden 5 und neun Bremsschürzen 16 verwendet»· Dabei war der Abstand zwischen den Trennkaskaden a = 5 mm, ihre Höhendifferenz h = 7 mm und ihre Länge 1 = 100 mm; der Neigungswinkel β der Trennkaskaden 5 betrug 8°, der Neigungswinkel α des Gestelles 14 betrug 25°.

Die genannte Sortiereinrichtung wurde mit 10 kg Stahlpulver einer Kornfraktion von 0,05 bis 0,2 mm und mit 75 % kugeliger

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und 3 % spratziger Kornform sowie 22 % Übergangsformen in einer Stunde beschickt.

Danach konnten dem Sammelgefäß 10 als Produkt 7,2 kg Teilchen entnommen werden, welche zu mehr als 99 % kugelig waren und weniger als 1 % Übergangsformen enthielten.

Im Sammelgefäß 11 befanden sich 2,8 kg Produkt, welches zu 89,2 % aus spratzigen Teilchen und Übergangsformen sowie zu 10,8 % ( = 0,3 kg) aus kugeligen Teilchen bestand.

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Claims

Patentansprüche:

1). Sortiereinrichtung zur Trennung einer Pulvermischung in kugelige und spratzige Teilchen, gekennzeichnet durch eine geneigt angeordnete Kaskaden-Sortier-Rinne (1), eine oberhalb des oberen Endes der Kaskaden-Sortier-Rinne (1)· befindliche Magnetrinne -(?) und unterhalb des unteren Endes der Kaskaden-Sortier-Rinne (1) aufgestellte Sammelgefäße (10,11) für kugelige und spratzige Teilchen. ·

2) Sortiereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaskaden-Sortier-Rinne (.1) aus einem mit oberem Einlaufrohr (4) und unteren Austrittsrobren (12, 13) versehenen länglichen Behälter (7) besteht, an dessen Seitenwänden eine Reihe von Trennkaskaden (3) der Länge 1 mit Abstand a und einer Höhendifferenz h voneinander und mit einem Winkel ß gegen die Waagerechte geneigt befestigt sind und welcher nahe seinem unteren Ende ein Trennblech (6) aufweist.

3) Sortiereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Aufgabeseite zugewandten Ende jeder Trennkaskade (5) oberhalb dieser eine Bremsschiirze (16) befestigt ist;

4) Sortiereinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (7) auf einem Gestell (14) aufliegt, welches die Form einer_ schiefen Ebene hat.

5) Sortiereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel α der schiefen "Ebene durch Verstellung eines im waagerechten Schenkel des Gestelles (14) drehbar befestigten und mit einer Anzahl von Durchbohrungen versehenen Distanzhalters (15) veränderbar ist. -.·-..

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6) Sortiereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel α in Bezug auf die Waagerechte 10 bis 50 ,' vorzugsweise 15 bis 30 , beträgt.

7) Sortiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Y/inkel ß in Bezug auf die
Waagerechte 3 bis 20 , vorzugsweise 4 bis 8 , beträgt.

8) Sortiereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand a zur Höhe h
der Trennkaskaden (5) und zu ihrer Länge 1 wie (0,5 bis 1) : (0,5 bis 1) : (7 bis 2b) verhält.

9) Sortiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kaskaden-Sortier-Rinne (1) und dem Gestell (14) eine Reihe von Vibratoren (8) und von Stoßdämpfern (9) angeordnet ist.

10) Sortiereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb der Magnetrinne
(2) ein Zuteiltrichter (3) befindet.

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