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Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Apparate zum Trennen von
sowohl festen als auch breiigen Stoffen nach!iorngröße. Insbesondere betrifft die
Erfindung die bauliche Gestaltung von Vibrationssieben.
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Die rfindung kann in der Bergbau-, Bau-, und Hüttenindustrie zum
Trennen von beispielsweise Erzen, Baustoffen und metallurgischen Beschickungsgütern
erfolgreich verwendet werden.
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der Das Trennen von Teilchen nachKorngröße vollzieht sich in solchen
Apparaten bei der Bewegung der Siebgutschicht über das Sieb hinweg. Dabei bewegt
sich das Feinkorngut unter Einwirkung von Schwingungen in der Schicht, bis es mit
dem Sieb in Berührung kommt und dieses passiert.
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Aus der Praxis der Trennung breiiger und Streustoffe nachlKorngröBe
unter Verwendung von Vibrationssieben geht hervor, daß diese Vibrationssiebe folgenden
Forderungen genügen müssen: Das Vibrationssieb mit minimalen Abmessungen muß eine
hohe Trennungswirksamkeit gewährleisten und eine hohe spezifische Leistung aufweisen,
was bei Gewährleistung einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit des Feinkornes durch
die Siebgutschicht zum Sieb hin und eines schnellen Durchgangs der mit dem Sieb
bereits in Berührung stehenden Teilchen durch die Siebmaschine möglich wird.
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Gegenwärtig kommen in der Bergbau-, Bau- und Hüttenindustrie im wesentlichen
Vibrationssiebe zur Ver-Wendung, bei welchen jeder Punkt des Siebes Schwinzungen
in einer Ebene bzw. in parallelen Ebenen (komplane Bewegung) ausführt, wobei die
Vibrationskräfte unter gleichem Winkel zur Vibrationsebene gerichtet sind und die
Vibrationsamplituden in jedem Punkt des Siebes gleich sind, d.h. auf der gesamten
Länge und Breite des Siebes ein gleichförmiges Vibrationsfeld wirkt.
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Bei solchen Vibrationssieben ist die Dicke der Siebgutschicht u.U.
derart groß, daß das Feinkorngut
während der bewegung der Siebgutschicht
über das Sieb Lc101 hinweglmit dem Sieb in Berührung kommen kann und die Feinkornteilchen,
welche die Siebfläche erreicht halden, die Siebmaschinen nicht passieren können,
wodurch die Trennungswirksamkeit beeinträchtigt wird. Um eine hohe slrennungswirksamkeit
bei derartigen Sieben zu erreichen, strebt man danach, daß die Dicke de + iebgutschicht
verringert und die Siebbodenl3nye zwecks Verlangerung der Verweilzeit des Siebgutes
auf dem Sieb vergrößert wird. Dabei sinkt aber die spezifische Leistung des Siebes
und dessen Abmessungen nehmen zu.
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Folglich wird bei solchen Sieben die Forderung nach einer hohen Trennungswirkssmkeit
nebst hoher spezifischer Leistung und geringen Abmessungen des Apparates nicht erfüllt.
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Es ist bekannt, daß sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Feinkornes
durch die Siebgutschicht vergrößert, wenn auf diese Schicht Vibrationskräfte einwirken,
welche reine Schubspannungen in der Schicht verursachen.
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Wenn durch die Vibrationskräfte in der Schicht gleichzeitig Schub-,
Zug- und Druckspannungen hervorgerufen werden, so kommt das Feinkorn durch die Schicht
wesentlich langsamer mit dem Sieb in Berührung. Es ist auch bekannt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit
des Feinkorns zum Sieb hin bei Entstehung von geschlossenen, sich in einer zur Siebebene
senkrechten Ebene bewegenden Stoffumlaufströmungen in der Siebgutschicht jäh erhöht
werden kann.
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Bekannt ist auch, daß die mit dem Sieb in Berührung kommenden Feinkornteilchen
die Siebmaschen schneller passieren, wenn sich der Rüttelwinkel dem rechten Winkel
annähert und jedes Teilchen bei dessen Bewegung auf die maximale Anzahl von Siebmaschen
trifft. Demzufolge, um die Bewegunsgeschwindigkeit der Feinkornteilchen durch die
Schicht zum Sieb hin zu erhöhen, ist es erforderlich,
das Sieb in
der Siebebene zu rütteln und günstige Bedingungen zur Entstehung von geschlossenen
Umlaufs strömungen des Siebgut zu schaffen, die zur Siebebene hin gerichtet sind.
Damit die Teilchen die Siebmaschen schneller passieren, soll das Sieb senkrecht
zur S.it enc gerüttelt werden, wobei s».cll das Teilchen derart bewegen muß, daL
dessen Baun möglichst mehrere Siebmaschen kreuzt.
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bei den konventionellen Vibrationssieben sind die Vibrationskräfte
unter einem bestimmten spitzen Winkel zur Siebebene gerichtet, d.h. der Vibrationsbetrieb
ist weder für den Bewegungsvorgang des Feinkorn durch die Siebgutschicht zum Sieb
hin noch für den Durchgangsvorgang der Teilchen, die das Sieb erreicht haben, durch
die Siebmaschen optimal. Dabei entstehen im Innern der Siebgutschicht keine Umlaufströmungen,
weil die Geschwindigkeit unterschiedlicher, die Siebgutschicht bildender Teilchen,
welche sich in unterschiedlicher Entfernung von den Siebkastent>ordflächen befinden,
annähernd gleich ist. Die mit dem Sieb in Berührung stehenden Teilchen bewegen sich
auf einer Geraden, die zur Siebkastenbordfläche (der Längsachse des Siebkastens)
parallel ist, und ihre Bahnen schneiden entsprechend nur je eine Längsreihe von
Siebmaschen. Durch diesen Umstand wird die Wahrscheinlichkeit des Durchgangs der
Teilchen, deren Größe dem Maschendurchmesser nahe liegt, durch die Siebmaschen eingeschränkt.
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Es ist ein Vibrationssieb bekannt, in welchem das Vibrationsfeld
ungleichmäßig ist, d.h. die Vibrationsamplitude sowie die Richtung der Vibrationskraft
auf der gesamten Sieblänge vom Einlauf- zum Auslaufende hin geordnet variiert werden
(s. DE-os 31 44 227).
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In der Regel weist ein derartiges Sieb einen Kasten mit einem darauf
montierten Siebboden, in Form von Federn und Hebeln ausgebildete Stützen sowie einen
als Trägheitsvibrator ausgeführten Schwingungsgenerator auf, welcher im Schwinsungsmittelpunkt
des Siebkastens angeordnet ist.
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Das erwahnte Sieb hat ein nach der Siebboden -länge geordnetes ungleichmäßiges
Vibrationsfeld, so daß es möglich ist, die Aufgabe der Erhöhung der Trennungswirksamkeit
und der spezifischen Leistung in einem bestimmten Maße zu lösen.
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Bei einem derartigen Sieb können jedoch die Vorgänge im Schichtinnern
durch die Schaffung von Bedingungen zur Entstehung von geschlossenen Stoffumlaufströmungen,
die zum schnelleren Gelangen der Feinkornteilchen zum Sieb hin beitragen sollen,
nicht intensiviert werden. Bei einem solchen Vibrationssieb kreuzen die Stoffteilchen,
indem sie sich über das Sieb hinweg bewegen, nur eine Siebmaschenreihe, wodurch
die Durchgangsgeschwindigkeit der Teilchen durch die Siebeinr maschen vermindert
wird. Darüber hinaus wird bei1 Änderung der Schüttmasse des Siebgutes im besagten
Vibrationssieb die Trennungswirksamkeit infolge der Änderung der gegenseitigen Anordnung
von Massen- und Schwingungsmittelpunkt beeinträchtigt. Bes aunahme der Feuchtigkeit
des Siebgutes sinkt die Trennungswirksamkeit in diesem Vibrationssieb, da die Auflockerung
der Siebgutschicht verschlechtert wird und in einigen Fällen sich die Siebgutschicht
monolithisch bewegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vibrationssieb mit
einer hohen Wirksamkeit der Stofftrender nung nachlGeilchengröße und einer hohen
sPezifischen Leistung bei gleichzeitiger Abnahme der Vibrationssiebabmessungen durch
eine entsprechende gegenseitige Anordnung des Schwingungßerregers und des Siebkastens,
welcher Siebflächen (Siebböden) trägt, zu entwickeln.
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Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Vibrationssieb,
enthaltend einen Hahmen, einen mit dem Rahmen durch Tragdämpfer (Federn) verbundenen
mindestens einem Siebkasten mit! Siebboden und einen Schwingungserreger in Form
einer mit dem Siebkasten gekoppelten und auf dem Abschnitt, wo der Schwingungsmittelpunkt
des letzteren liegt, angeordneten Unwuchtwelle, erfindungsge-
mäU
die Unwuchtwelle längs des Siebkastens angeordnet ist.
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Bei einer derartigen gegenseitigen Anordnung des Schwingungserregers
(der Unwuchtwelle), des Siebkastens und der Dämpfer gelingt es, auf dem Siebboden
des Siebkastens ein ungleichmäßiges Vibrationsfeld zu erregen, bei dem die elliptischen
Bahnen nach der Sieblänge von tangentialen zum Sieb an der Verbindungsstelle des
Siebkastens mit dem hinteren Dämpfer bis zu normalnahen zum Sieb an der Anordnungsstelle
des Schwingungserregers und nach der Siebesbreite von elliptischen, normalnahen
zum Sieb an den Stoß stellen des Siebes mit den Siebkastenbordflächen bis zu Kreisbahnen
auf dem Abschnitt der Längsachse des Siebes variieren. Dabei entstehen auf den Siebabschnitten
mit tangentialen oder diesen nahe liegenden Bahnen die Bedingungen für die Vergrößerung
der FeiSkorngeschwindigkeit in der Siebgutschicht bis zu deren Berührung mit dem
Sieb, und auf den Siebabschnitten mit normalen oder diesen nahe liegenden Bahnen
werden Bedingungen für ein schnelleres Passieren der Siebmaschen durch die bereits
mit dem Sieb in Berührung stehenden teilchen geschaffen. Nach der Siebesbreite entsteht
ein ungleichmäßiges Vibrationsfeld, durch welches noch ein zusätzlicher Stoffumlauf
in der Siebgutschicht von den Siebkastenbordflächen zur zentralen Längsachse des
Siebkastens für die unmittelbar auf der Siebfläche liegenden Teilchen der Siebgutschicht,
und von der Siebmitte zu den Bordflächen hin für die Siebgutteilchen, welche näher
zur Oberfläche der Schicht liegen, verur sacht wird. DaSei nimmt die Geschwindigkeit
der Bewegung des Peinkorns in der Schicht bis zu dessen Berührunc mit dem Sieb sowie
die Weglänge der- Teilchen uber das Sieb hinweg und folglich die Zahl der Begegnungen
der Teilchen mit den Siebmaschen sowie deren Durchgangsgeschwindigkeit durch die
Siebmaschen zu.
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Durch die Einwirkung eines ungleichmäßigen Breiten-
vibrationsfeldes
(nach der Siebesbreite)- neben dem ungleichmäßigen lingenvibrationsteld (nach der
Sieblänge) - auf die Siebgutschicht wird eine intensive Auflockerung des Stoffes
sogar bei dessen erhöhter Feuchtigkeit gesichert, wodurch eine hohe Wirksamkeit
der Trennung von feuchten Stoffen gewährleistet wird.
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Es ist vorteilhaft, die Unwucht an der Welle des Schwingungserrezers
läng,sverstellbar und an dieser arretierbar anzuordnen.
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Da die Möglichkeit der Unwuchtverstellung längs der Welle des Scnwirungserregers
besteht, wird bei einer Änderung der Schüttmasse sowie der Feuchtigkeit des Siebgutes
die Unwucht derart angeordnet, daß eine optimale gegenseitige Anordnung von Schwingungserreger
und Siebkasten erreicht und somit eine hohe Trennungswirksamkeit und spezifische
Leistung gewährleistet werden.
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Im weiteren wird die Erfindung durch die eingehende deschreibung
von Ausfüllrungsbeispielcn des Vibrationssiebes unter Bezugnahme auf Zeichnungen
näher erläutert, auf denen gleiche Teile durch gleiche Symbole bezeichnet sind.
Es zeigen: Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemibesVibrationssieb in Gesamtansicht;
Fig. 2 ein Vibrationssieb mit unten am Siebkasten angeordneten Schwingungserreger;
Fig. 3 das Vibrationssiebnach Fig. 1 im Längsschnitt zur Veranschaulichung der Siebböden
und der Baugruppen zu deren Verbindung mit dem Siebkasten sowie der bezüglich der
Welle längsverstellbaren Unwucht; eine eine Fig. 4 Ansicht längs der Linie IV-IV
in Fig. 1 zwecks Veranschaulichung eines elementes des Tragdämpfers im Schnitt;
eine Fig. 5/Ansicht nach PLeil A in Fig. 4 zwecks Veranschaulichung der Baugruppe
zur Befestigung des Siebbodens am Siebkasten;
Fig. b/Ansicht längs
der Linie VI-VI in Fig. 3 zwecks Veranschaulichung der Welle mit der Unwucht im
ein Fig. 7ZSchemaeines Vibrationssiebes mit den auf dem Siebboden markierten Bewegungsbahnen
von Teilchen quer über das Sieb im vergrößerten J\ijaßstab und mit einer Unwucht;
Fig. d dasselbe wie Fig. 7, aber mit der Darstellunz geschlossener Uialaufströmungen
von Teilchen in der Siebgutschicht, die sich über das Sieb hinweg bewegen Fig. 9
zum Vergleich ein Fragment der Draufsicht auf den Siebboden eines bekannten Vibrationssiebes
mit Darstellung der Bewegungsbahnen der Siebgutteilchen und Fig. 10 dasselbe wie
Fig. 9, jedoch in Bezug auf die vorliegende Erfindung.
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Das Vibrationssieb enthält einen Rahmen 1 sowie einen Kasten 2 mit
mindestens einem Siebboden 3. Der Kasten 2 stützt sich auf den Rahmen 1 mittels
Tragdämpfer 4. Mit dem Kasten 2 steht ein Schwingungserreger 5 in Verbindung. Der
Rahmen 1 des Vibrationssiebes ist auf einem Fundament (nicht gezeigt) montiert.
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Der Schwingungserreger 5 in Gestalt einer Unwuchtwelle/ist auf dem
Abschnitt, wo sich der Schwingungsmittelpunkt a1 des Kastens 2 befindet, mit dem
Kasten 2 verbunden und entlang dem letzteren montiert. Dabei befindet sich die Unwucht
6 im wesentlichen auf der zentralen Trägheitsachse des Kastens 2 und ist bezüglich
der Welle 7 längsverstellbar.
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Wie es Fig. 1 zeigt, ist der Schwingungserreger 5 unmittelbar auf
dem Kasten 2 an Kragstücken 8 befestigt.
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Die '2ragdämpfer 4 und 4' sind durch einen Satz Hülsen, obere 9 und
untere 10, gebildet, in welchen Schraubenfedern 11 angeordnet sind. Die oberen Hülsen
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sind mit dem Kasten 2 mittels Platen 12 verbunden.
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Der hintere i'ragdaulpfer 4' ist im wesentlichen auf dem Abschnitt,
wo der zweite Schwingungsmittelpunkt C2 des Siebkastens liegt, angeordnet.
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Der Kasten 2 besteht aus Bordflächen 13, welche durch Querstangen
14 miteinander verbunden sind. Wie es aus Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, sind im
Kasten 2 zwei Siebböden 3 angeordnet, welche auf Winkelansätzen 15 liegen und an
diese durch Keilklemmen 16 (Fig. 5) angedrückt sind.Eine Keilklemme 16 enthält einen
unbeweglichen 17 und einen beweglichen Keil 1d, wobei der unbewegliche Keil 17 an
der Bordf'läche 13 befestigt ist, und der bewegliche Keil 18 durch einen in der
Öffnung eines am Kasten 2 befestigten Winkel an satzes 20 gelagerten Bolzen 19 arretierbar
ist.
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Der Schwingungserreger 5 (Fig. 3) enthält Gehäuse 21, in welchen
Kugellagr 22 unbeweglich montiert sind.
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In den Lagern 22 ist die Unwuchtwelle 7 gelagert. An der Welle 7 befindet
sich eine Unwucht 6, bestehend aus einzelnen Teilen, die zur Schwungregelung der
Unwuchtkörper 6 dienen. An einem Ende der Welle 7 ist eine Iaupplungshälfte 23 zur
Kopplung der Welle 7 mit einem Antrieb (nicht gezeigt) montiert. Die Unwucht 6 wird
an der Welle 7 durch Reibungskräfte festgehalten, da sie durch eine Schraube 24
an die Welle 7 angedrückt wird.
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Wie es Fig. 1 und 2 zeigen, ist die Unwucht 6 unmittelbar über bzw.
unter den iragdämpfern 4 angeordnet. Dies ist die bevorzugte, jedoch nicht obligatorische
Anordnung.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Vibrationssiebes besteht in folgendem.
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Beim Betrieb wird die Unwuchtwelle 7 über die Kupplung 23 durch den
Antrieb in Drehung versetzt. Bei der Drehung der Welle wird die Unwuchtkraft erzeugt,
welche den ganzen Kasten 2 in Schwingungsvibrationsbewegung versetzt. Da die Unwucht
6 (Fig. 1) am ersten
Schwingungsmittelpunkt C1 des kastens 2 und
der hintere Tragdämpfer 4 am Schwingungsmittelpunkt C2 des gleichen Kastens 2 angeordnet
sind, ist die zum Kasten 2 normale Reaktionskraft im hinteren Tragdämpfer etwa gleich
Null. Demzufolge ist die Bewegung, die zum Kasten am hinteren Tragdämpfer normal
ist, auch etwa gleich Null. Dabei werden vom Si(+bbodenalzschnitt im Bereich des
hinteren Tragdämpfers 4 Schwingungen ausgefuhrt, deren Richtung den Tangenten zum
Sieb nahe liegt, und der Siebbodenabschnitt im Bereich des Schwingungserregers 5
und des vorderen Tragdämpfers 4 führt Schwingungen aus, deren Richtung der Normalen
zum Sieb 3 nahe liegt. Auf dem Abschnitt zwischen dem hinteren Tragdämpfer 4 und
dem Schwingungserreger 5 führt das Sieb 3 gerichtete Schwingungen mit elliptischen
Bahnen mit einem Neigungswinkel der größeren Sllipsenachse, zunehmend von 0° bis
90°, aus. Gleichzeitig mit der Drehung der Welle 7 führt der Kasten 2 im Zusammenhang
mit dessen Anordnung bezüglich der Welle 7 räumliche Schwingungen aus (Fig. 7),
deren Bahnen über die Siebbreite von elliptischen, den normalen nahe liegenden Bahnen
an den Verbindungsstellen des Siebes 3 mit den Bordflächen 13 des Kastens 2 bis
zu den im wesentlichen kreisförmigen Bahnen im Bereich der Längsachse des Siebes
3 variieren. Ein derartiges Vibrationsfeld ruft neben der Bewegung des Siebgutes
über die Die L das Sieb 3 Über 7 Kasten 2 hinweg noch eine zusätzzwar der liche
Bewegung der Siebgutteilchen hervor, una/ mit dem Sieb in Berührung stehenden Teilchen
- von den Bordflächen 13 des Kastens 2 zu dessen zentraler Längsachse und der auf
der Oberfläche der Siebgutschicht von der Mitte des Siebes 3 zu den Bordflächen
13 hin (Fig. 8). Durch eine derartige geschlossene Umlaufbewegung der Teilchen kommen
diese mit dem Sieb schneller in Berührung.
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Dabei hat die Geschwindigkeit der sich über das Sieb 3 hinweg bewegenden
Teilchen zwei Komponenten V1 und V2 (Fig. 10), wodurch die Weglänge der Teilchen
über
das Sieb hinweg im Vergleich zu konventionellen Fällen vergrößert
wird (Fig. 9) und demzufolge die Geschwindigkeit der Teilchen bei deren Durchgang
durch die Maschen des Siebes 3 zunimmt. Bei der Veränderung der Schüttmasse, der
Beuchtigkeit des Siebgutes bzw.
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der beschickungsbedingungen des Vibrationssiebes durch Verschiebung
der Unwucht 6 an der Weile 7 wird eine optimale gegenseitige Anordnung von Schwingungserreger
und Kasten angestrebt, welche eine hohe Trennungswirksamkeit und spezifische Leistung
des Vibrationssiebes sichert. Dazu wird die Schraube 24 gelockert und die Unwucht
in den erforderlichen Punkt zwangsläufig verlagert.
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