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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sortiervorrichtung zum Trennen oder Klassieren schüttbarer Materialien nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine bereits bekannte Vorrichtung dieser Art (DE-PS 6 03 045) weist einen Siebrost mit zwei zur Selbstreinigung gegeneinander bewegten und ineinander greifenden, an fest verlagerten federnden Zugstangen aufgehängten Stabsystemen auf. Die beiden Stabsysteme bilden zusammen eine gemeinsame Siebfläche. Beide Systeme, von denen das eine mit dem anderen elastisch beweglich verbunden und mit einem Antrieb versehen ist, sind schwingend und vollständig getrennt voneinander an elastischen Hängebändern aufgehängt.
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Trenn- oder Klassiervorrichtungen in Form sogen. Gitterrost-Rüttelsiebe weisen gewöhnlich ein mit vier Stützen versehenes Traggestell auf, in das ein Gitterrostdeck mit langgestreckten Sieböffnungen eingesetzt ist. Die Sieböffnungen befinden sich zwischen langgestreckten Siebelementen, z. B. in Form von Stäben oder Schienen aus Stahl. Im allgemeinen ist das Deck vom Beschickungsende aus zu dem Abgabeende hin geneigt angeordnet, so daß sich das nicht durch die Sieböffnungen hindurchfallende Material darauf entlangbewegt. Es gibt solche Sortiervorrichtungen sowohl mit als auch ohne Vibrator oder Rüttler als Hilfseinrichtung zur Übertragung einer Schwing- oder Rüttelbewegung auf das Siebdeck.
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Bei derartigen Sortiervorrichtungen und insbesondere bei Sortiervorrichtungen mit relativ großen Sieböffnungen (größer als 30 mm Durchmesser) war das Verstopfen des Gitterrostdecks bei kritischen Materialteilchengrößen durch ein Verklemmen der Materialteilchen zwischen den Siebelementen schon immer problematisch. Es sind daher bereits verschiedene unterschiedliche Reinigungseinrichtungen für derartige Sortiervorrichtungen vorgeschlagen worden.
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Beispielsweise ist es bereits bekannt, jedes zweite Siebelement gegenüber den jeweils anderen um eine horizontale Welle, die an einem Ende des Gitterrostdecks angeordnet ist, drehbar zu haltern. Hierbei kann jedes zweite Siebelement des Gitterrostdecks nach oben geschwenkt werden, so daß der Abstand zu den benachbart angeordneten Elementen größer wird und die angesammelten Materialteilchen entweder auf dem Rost bis zu seinem Abgabeende gleiten oder durch die erweiterten Öffnungen hindurchfallen. Allerdings ist die Bewegung, die die Öffnungen vergrößert, im Bereich der Drehachse sehr gering. Daher werden Steine mit kritischen Größen nicht aus der Verklemmung befreit, vielmehr dringen sie nur etwas tiefer in die Öffnungen ein. Dies führt zu einer noch größeren Hemmung, die das Zurückschwingen der nach oben geschwenkten Siebelemente verhindert und zu einer Deformation oder Beschädigung des Gitterrostdecks führt, wenn versucht wird, die Verklemmung mit Gewalt zu beheben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit dem Ziel zu verbessern, daß bei kontinuierlichem Betrieb das Festklemmen von Materialteilchen kritischer Größe erschwert und die Befreiung der Vorrichtung von dennoch festgeklemmten derartigen Teilchen vereinfacht durchführbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
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Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung einer solchen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 eine Sortiervorrichtung in Betriebsposition in einer Seitenansicht,
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Fig. 2 die Sortiervorrichtung in einer teilweise geschnittenen Darstellung auf der linken Seite in ihrer erfindungsgemäßen Betriebsstellung, auf der rechten Seite in ihrer Reinigungsstellung mit voneinander getrennten Rosten, in einer seitlichen Teildarstellung,
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Fig. 3 das Gitterrostdeck in seiner Betriebsstellung in einer senkrechten Schnittdarstellung, und
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Fig. 4 das Gitterrostdeck in seiner Reinigungsstellung in einer senkrechten Schnittdarstellung.
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In der Zeichnung ist mit 1 eine Sortiervorrichtung bezeichnet, mit 2 ein angedeuteter Ladekübel einer in der Zeichnung nicht dargestellten Beladungsmaschine, mit 3 ausgesiebtes Material mit Siebdurchgangsgröße und mit 4 Material mit Übergröße, das über das Gitterrostdeck hinübergeleitet worden ist. Die Sortiervorrichtung 1 umfaßt einen Tragrahmen 5 mit vier Stützbeinen 6, die in geeigneter Weise verschieblich in Lagerhülsen 7 gehalten sind, die an dem Tragrahmen 5 befestigt sind. Dabei ist es möglich, die Neigung und Höhe des Tragrahmens zum Standboden durch Variation der Befestigungshöhe eines Beines oder eines Beinpaares 6 in ihren Lagerhülsen 7 zu verändern. An dem auf der Materialabgabeseite angeordneten Paar der Stützbeine 6 ist eine Platte 8 od. dgl. in geeigneter Weise befestigt und angeordnet, um als Trennwand zwischen dem über die Materialabgabeseite abgegebenen Material 4 mit Übergröße und dem Material 3 mit Untergröße, das durch das Gitterrostdeck hindurchgeführt worden ist, zu dienen.
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Der Tragrahmen 5 ist mit zwei Längsträgern 9 und zwei Querträgern 10 versehen. Von diesen wird über federnd elastische Elemente 12, wie beispielsweise Spiralfedern, ein erster Siebrahmen 11 gehalten. An den vier Ecken des Tragrahmens 5 sind mit freiem Spiel gegenüber dem Siebrahmen 11 Puffer 13 angeordnet, die als Vibrationsisolatoren ausgebildet und mit einem stoßaufnehmenden Futter versehen sind, wobei die Puffer 13 zur Begrenzung der Bewegung des Siebrahmens 11 in Längs- und Querrichtung dienen. Am oberen Ende der Puffer 13 sind Stoppeinrichtungen 15 befestigt, die die Aufwärtsbewegung des Siebrahmens 11 begrenzen, um ein Abheben oder Abspringen des Siebrahmens 11 von den Tragfedern 12 zu verhindern. Zwischen den Federn 12 und dem Tragrahmen 11 und den Längsträgern 9 des Tragrahmens 5 sind in der Zeichnung nicht dargestellte, in üblicher Weise ausgebildete, Federführungen angeordnet. Der erste Siebrahmen 11 besteht aus Längsträger 16, einem Querträger 17 und einer Anzahl von zusätzlichen Querträgern 18 geringerer Höhe. Auf den Querträgern 18 sind aufwärts gerichtete Eisenträger 19 angeordnet, die in Form von Stäben mit der Halterung der Siebelemente 20 verbunden sind. An ihren hinteren Enden sind sie gleichzeitig mit dem Querträger 17 verbunden. Die Längsträger 16 des Siebrahmens 11 dienen als Halterung für zwei geneigte Sockelleistenplatten 21. Zwei der Traversen 18 sind mit einem Paar von Traghalterungen verbunden, von denen jeder Träger 22 unter der Traverse 18 durch Trageisen 23 gehalten wird, die sich unterhalb dieser Traversen erstrecken. Auf der obenseitigen Oberfläche des Trägers 22 ist ein Belag 24 aus einem federelastischen Material oder Gummipuffer od. dgl. befestigt. Die beiden Traversen 18 sind jede mit zwei kurzen Kontaktelementen 25 befestigt, die sich in Längsrichtung der Traversen 18 erstrecken und auf einer der Seiten der Traversen abwärts gerichtet auskragend ausgebildet sind. Im rechten Winkel zu den Platten 25 ange -ordnet und einseitig mit diesen verbunden ist eine senkrechte seitliche Führungsplatte 26 an den Traversen befestigt und erstreckt sich von der oberen Kante bis in eine Entfernung unterhalb der Bodenkante.
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Der zweite Siebrahmen 27 besteht aus stabförmigen Siebelementen 28, die mit Eisenhalterungen 29 verbunden sind, in deren Nachbarschaft eine Reihe von Traversen 30 befestigt sind, die die Rahmenstruktur zusammenhalten. An ihren hinteren Enden sind die stabförmigen Siebelemente zusätzlich durch eine Reihe von flachen Querträgern 31 gehalten, mit denen sie verbunden sind. Der Siebrahmen 27 ruht durch zwei der Traversen 30 über federnd elastische Halterungen oder Gummipuffer (siehe Fig. 2, linker Teil und Fig. 3) auf den Trägern 22. Darüber hinaus ist der zweite Siebrahmen 27 über die Puffer 32 gegenüber der Kontaktplatte 25 federnd elastisch gelagert, die eine nach unten auskragende Verlängerung auf der einen Seite der Traverse 18 des ersten Siebrahmens 11 bildet. Die Puffer 32 sind zusätzlich durch seitliche Führungsplatten 26 der Traverse 18 seitlich geführt. Die Puffer 32 können als mit federnd elastischem Material beschichtete Rollen ausgeführt sein, die auf der seitlichen Führungsplatte 26 abrollen.
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Durch die Eisenträger 33 ist ein Hubbalken 34 auf den beiden Traversen 30 des zweiten Siebrahmens 27 befestigt, wobei der Hubbalken 34 auch durch einen schematisch eingezeichneten Vibrator 35 gehalten werden kann, der in einer geeigneten Weise mit einem Schutz gegen das durch den Gitterrost fallende Material versehen sein sollte.
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Der Einbau des zweiten Siebrahmens 27 wird in der Weise durchgeführt, daß der komplette Rahmen an seinem vorgesehenen Platz innerhalb des ersten Siebrahmens 11 auf den Lagerungs- und Führungselementen 22 bis 26 angeordnet wird, bevor die Siebelemente 20 des ersten Siebrahmens 11 mit den Traversen 17, 18 verbunden werden. Nachdem die Siebelemente 20 befestigt worden sind, dienen diese für die Traversen 30 des zweiten Siebrahmens als Begrenzung nach oben.
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Die Arbeitsweise und Funktion der Sortiervorrichtung ist wie folgt:
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Das zu sortierende Material wird durch einen Ladetrichter od. dgl. dem Gitterrostdeck, das aus den beiden Siebrahmen 11 und 27 besteht, zugeführt, die sich gemäß Fig. 2, linke Seite, und Fig. 3 in ihrer Betriebsposition befinden. Das Material 3 mit Siebdurchgangsgröße fällt durch die Öffnungen zwischen den Siebelementen 20, 28 und bildet einen Haufen unterhalb der Sortiervorrichtung. Das ausgesiebte Material mit Siebdurchgangsgröße 3 und das Material 4 mit Übergröße werden durch die Trennplatte 8 voneinander getrennt gehalten. Das Material wird in geeigneter Weise der Sortiervorrichtung im Bereich ihres höchsten Endes zugeführt. Die Vorrichtung benötigt eine geringere Höhe und kann effektiver betrieben werden mit einem Vibrator, der sowohl eine Verringerung der Neigung des Gitterrostdeckes als auch eine Verbesserung des Materialtransportes ermöglicht und die Verstopfungen der Sortieröffnungen reduziert. Der Vibrator 35 kann beispielsweise ein Vibratortyp sein, bei dem durch die Wirkung von exzentrisch angeordneten Drehgewichten eine im wesentlichen kreisförmige Bewegung erzeugt wird. Diese Bewegung wird über den Hubbalken 34 auf den zweiten Siebrahmen 27 übertragen, der mit dem ersten Siebrahmen 11 über die federnd elastischen Elemente 24, 32 verbunden ist. Der erste Siebrahmen 11 wird seinerseits durch die Federn 12 federnd elastisch gehalten.
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Die Siebrahmen 11, 27 bilden ein Zwei-Massen-System, das aus dem ersten 11 und dem zweiten Siebrahmen 27 besteht, die relativ zueinander oszillieren. Dem zweiten Siebrahmen 27, der gewichtsmäßig leichter als der erste Siebrahmen ausgeführt werden kann und der direkt vom Vibrator 35 beaufschlagt wird, kann die größte oszillierende Bewegung aufgegeben werden. Wenn nur einer der Siebrahmen bewegt wird und eine relative Bewegung zwischen den Sortierelementen der Rahmen erhalten wird, wird ein besonders guter Transport- und Reinigungseffekt auf dem Gitterrostdeck erhalten. Es ist daher eher möglich, einen Vibrator niedriger Leistung zu verwenden, als wenn, wie bei konventionellen Verfahren, der gesamte Sortierrahmen durch eine allgemeine Bewegung aller Sortierelemente in Schwingungen versetzt wird.
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Der Effekt durch die ständige Reinigung, die durch die relative Bewegung der Sortierelemente 20 und 28 zueinander erhalten wird, führt im Ergebnis dazu, daß nur die Materialpartikel mit wirklich kritischer Größe, d. h. z. B. Materialpartikel, die eine Größe aufweisen, die die Öffnungsgröße der Sieböffnungen nur gering überschreitet und die eine Form haben, die ihnen die Tendenz zur Verkeilung gibt, zwischen den Sortierelementen steckenbleiben. Daher kann die Sortiervorrichtung in der Regel eine große Anzahl von Sortiervorgängen durchführen, bevor die Sortieröffnungen in einem Störungen hervorrufenden Maß verstopft sind. Wie schnell oder wie langsam die Verstopfung einsetzt, hängt also zum großen Teil natürlich von der gewählten Sieböffnungsgröße ab und vom mengenmäßigen Betrag an zugeführten Materialpartikeln mit kritischer Größe innerhalb der zugeführten Materialmenge.
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Wenn das Gitterrostdeck von verkeilten Materialpartikeln gereinigt werden soll, wird der Kübel 2 im Bereich der Unterseite des Hubbalkens 34 angeordnet und der zweite Siebrahmen 27 angehoben, bis seine Traversen 30 die Unterseite der Sortierelemente 20 des ersten Siebrahmens 11 berühren. Es ist natürlich auch möglich, andere Stoppeinrichtungen zwischen dem Hubbalken 34 und dem Tragrahmen 5 anzuordnen, um den Sortierrahmen 11 nicht mit den Hubkräften zu belasten. Die Sortierelemente 20 und 28 sind nun gemäß Fig. 2, rechte Seite, und Fig. 4 voneinander getrennt. Während der Huboperation kann der Vibrator 35 in Betrieb bleiben, wodurch der Reinigungseffekt bewirkt wird. Die eingekeilten Materialpartikel kritischer Größe werden nun entweder an den Sortierelementen 20, 28 entlanggleiten und am abgabeseitigen Ende der Sortiervorrichtung hinabfallen oder zwischen den Sortierelementen 20, 28 hindurchfallen.
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Da bei Sortiervorrichtungen, wie sie durch den Oberbegriff des Anspruches 1 gekennzeichnet sind, eine sehr genaue Trennung zwischen den zu trennenden Materialgrößen in der Regel nicht notwendig ist, und da hauptsächlich nur Partikel der wirklich kritischen Größe sich zwischen den Sortierelementen verkeilen, ist es in den meisten Fällen akzeptierbar, die Partikel mit der kritischen Materialgröße durch das Gitterrostdeck hindurchfallen zu lassen, wenn die Reinigung der Sortiervorrichtung durchgeführt wird, wobei sich das durchgefallene Material mit dem Material 3 mit Siebdurchgangsgröße mischt. Wenn, wie in einigen fällen, dieses nicht akzeptiert werden kann, besteht die Möglichkeit, das Untergrößenmaterial 3 zu entfernen, bevor die Hubbewegung und die Reinigung begonnen wird, und, nach Beendigung der Reinigung, die durchgefallenen Partikel kritischer Größe zu entfernen.
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Die Puffer 13, die mit federnd elastischem Material 14 überzogen sind, werden in geeigneter Weise in einem derartigen Abstand zu den Siebrahmen 11, 27 angeordnet, daß kein Teil dieser Siebrahmen mit den Puffern während der normalen Oszillationsbewegung der Siebrahmen in Kontakt kommt. Andererseits gelangen die Puffer 13 in Funktion, wenn die Oszillationsbewegung anwächst, beispielsweise infolge einer sehr starken Beschickung während der Beladung mit Material vom Ladekübel 2 oder während des Betriebszustandes mit sog. kritischer Geschwindigkeit, d. h. wenn der Vibrator 35 gestartet oder gestoppt wird.
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Die relative Bewegung zwischen den Sortierrahmen 11 und 27 führt dazu, daß nur ein Teil der Gesamtamplitude dieses Zwei-Massen-Systems die Federaufhängung 12 beaufschlagt. Daher ist die Übertragung der Vibrationen auf den Tragrahmen 5 relativ unbedeutend.
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Wenn das Gitterrostdeck durch das Anheben des zweiten Siebrahmens 27 gereinigt wird, wird der Rahmen seitlich durch die Kooperation zwischen den Puffern 32 und der seitlichen Führungsplatte 26 geführt und in Durchlaßrichtung durch die Kooperation zwischen den Puffern 32 und der Kontaktplatte 25 geführt, oder in dem Stadium, wenn die Puffer die Kontaktplatten verlassen, über die Seiten der beiden Traversen 18. In der Zeichnung sind keine Führungseinrichtungen in rückwärtigen Richtung dargestellt. Die Länge des Führungsbalkens 22 schafft Raum für eine rückwärtige Bewegung, jedoch nur, wenn die Hubbewegung schräg ausgeführt wird. Sobald der zweite Siebrahmen wieder auf den Träger 22 hinabgelassen wird, wird er, infolge der Anschrägung und der Vibrationen vorwärtsbewegt, bis die Puffer 32 die Kontaktplatten 25 berühren. Es ist daher einfach, an den Seiten Stopps anzuordnen, welche die rückwärtige Bewegung des zweiten Siebrahmens 27 begrenzen, wenn diese entsteht.
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Die seitliche Führung des Siebrahmens 27 kann natürlich auch anders als durch die vertikalen seitlichen Führungsplatten 26 und die Puffer 32 durchgeführt werden, nämlich durch Laufrollen. Die dargestellte Ausführungsform, bei der die unteren Enden der Traversen 30 mit Spiel gegenüber den Längsbereichen des ersten Siebrahmens 11 ausgebildet sind und die seitliche Führungsfunktion durch die Puffer 32 ausgeübt wird, die als Rollen dienen, ist jedoch vorteilhaft. Diese Ausführungsform verhindert nämlich, daß der zweite Siebrahmen 27 klemmt, wenn er seitlich angehoben oder herabgelassen wird, und verringert die Beanspruchung der Führungselemente.
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Zur Durchführung der Hubbewegung wird der Ladekübel 2 aus einer Position des Laders, der sich hinter der Sortiervorrichtung befindet, herausgeführt, wie z. B. in Fig. 1. Dabei beschreibt die Hubbewegung einen Kreis in einer nach oben und nach hinten gerichteten Orientierung. Die Puffer 32 werden daher den Kontaktschluß mit den Platten 25 verlieren und den Kontakt mit den Kontaktplatten 25 nicht wiedergewinnen, bis, während des letzten Stadiums der Absenkbewegung derselbe Vorgang abläuft. Die Puffer sind auf diese Weise nicht von den Kräften beaufschlagt, die durch die starke Reibung mit den Führungsflächen entstände.
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Über den Puffern 32 sind in der Zeichnung nicht dargestellte Überlaufschutzvorrichtungen in geeigneter Weise angeordnet, beispielsweise in Form von Gummistreifen oder Platten, die bis in den Bereich der Traversen auskragend sind, um zu verhindern, daß abgesprungene Materialteilchen zwischen die Puffer und die seitlichen Führungsplatten 26 gelangen.
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Die weiche, federnd elastische seitliche Führung des zweiten Siebrahmens 27 durch die Puffer 32 ermöglicht einen hohen Grad an relativer seitlicher Bewegung auf den Siebelementen 20, 28 während des Sortiervorgangs, was eine ständige Säuberung der Sortiereinrichtungen bewirkt.
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Die elastische Führung der Siebrahmen 11, 27 relativ zueinander zusammen mit der Federlagerung 12 und den Puffern 13, die mit einem federnd elastischen Material überzogen sind, schafft einen Betrieb der Sortiervorrichtung ohne Rattern und ohne eine Metall-auf-Metall-Berührung, wodurch sich eine starke Geräuschdämpfung ergibt. Darüber hinaus sind die Sortierelemente und die anderen Teile dank des dämpfenden Effektes der elastischen Elemente geschützt, speziell dann, wenn große Materialstücke vom Lader 2 auf die Sortiervorrichtung 1 fallen.
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Die gefundene Lösung zur Trennung der Sortierelemente hat keine negativen Effekte auf die Stabilität des Gitterrostdecks, wie dies bei den bekannten Gitterrostdecks der Fall war, die mit Sortierelementen versehen wurden, die relativ zueinander beweglich waren oder in anderer Weise getrennt werden könnten, sondern es ist sogar möglich, je nach Grad der Notwendigkeit, seitliche Versteifungen zwischen den Sortierelementen 20, 28 an ihren Enden ebenso wie an den verschiedenen anderen Punkten zwischen ihnen anzuordnen.
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Es ist vorteilhaft, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, das äußerste Sortierelement an jeder Seite der Sortiervorrichtung auf dem zweiten Siebrahmen 27 anzuordnen, der angehoben und abgesenkt werden kann. Dies sichert, daß Partikel, die sich zwischen den äußersten Sortierelementen und den Sockelleisten 21 oder den Längsbereichen 16 verklemmt haben, befreit werden, wenn der Siebrahmen 27 angehoben wird.