DE3854000T2 - Selbstreinigende siebanorndung. - Google Patents

Selbstreinigende siebanorndung.

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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen feiner Partikel und grober Partikel einer Partikelmischung. Es ist ein Selbstreinigungsmerkmal vorhanden, das es dem Anwender erlaubt, Trennvorgänge mit feinen Maschen durchzuführen.
  • In der Vergangenheit nutzten Siebvorrichtungen zum Trennen feiner Partikel aus einer Partikelmischung die Schwerkraft, um das feine Material durch das Sieb zu ziehen, während eine Vibrationsbewegung genutzt wurde, um die Partikelmischung längs des Siebes zu bewegen. Obwohl diese Vorrichtungen im allgemeinen zufriedenstellend sind, wenn relativ grobe Partikel zu trennen sind und Siebe mit großen Naschenweiten eingesetzt werden, sind sie jedoch nicht zufriedenstellend, wenn feine Partikel zu trennen sind, da die groben Partikel das Sieb verstopfen und nicht durch die Vibrationsbewegung entfernt werden.
  • Die obenerwähnten Systeme wurden verbessert, indem eine Luftströmung vorgesehen wurde, um das Partikelmaterial durch das Sieb zu ziehen, kombiniert mit einer umgekehrten Luftströmung, die durch eine rotierende oder sich bewegende Düse erzeugt wird, um kontinuierlich einen Bereich der Siebfläche zu reinigen. Die Luftströmung entfernt Material oder hebt dieses an, welches ansonsten das Sieb bedecken oder verstopfen würde. Ein solches Trennsystem ist in der US-A-4,461,702 offenbart.
  • In bezug auf Staubfilter, bei welchen auf Filterelementen Staub abgeschieden wird, um reine Luft zu erzeugen, ist es üblich, Venturi-Rohre zu verwenden, um die Umkehrstrahlreinigung der Filterelemente zu unterstützen (siehe US-A-4,218,227 oder US-A-4,610,704).
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches aus feinen und groben Partikeln geschaffen, mit: einem Hohlgehäuse mit einem darin befindlichen Rohrboden, der das Gehäuse in eine untere Austragskammer für Sieb-Feines und eine obere Vorsiebkammer unterteilt; mehreren Siebelementen, die sich in der Vorsiebkammer befinden; einem Mittel, das sich in der Austragskammer für Sieb-Feines befindet und in die Siebelemente komprimiertes Gas einleitet; einem Einlaß, der am Gehäuse angebracht ist und Luft sowie das Gemisch aus feinen und groben Partikeln in die Vorsiebkammer einleitet; einem Auslaß für grobe Partikel, der am Gehäuse angebracht ist und mit der Vorsiebkammer in Verbindung steht; und einem Auslaß für feine Partikel, der am Gehäuse angebracht ist und mit der Austragskammer für Sieb-Feines in Verbindung steht, wobei der Boden der Austragskammer für Sieb-Feines nach unten zum Auslaß für feine Partikel geneigt ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner mehrere Venturi-Rohre enthält, die am Rohrboden angebracht sind, die mehreren Siebelemente an den Venturi-Rohren angebracht sind, das Mittel für komprimiertes Gas so beschaffen ist, daß es durch die Venturi-Rohre einen Stoß von komprimiertem Gas in die Siebelemente einleitet, und der Rohrboden in einem spitzen Winkel bezüglich der Horizontalen nach unten zum Auslaß für grobe Partikel geneigt ist.
  • Im folgenden werden nichteinschränkende Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • Fig. 1 eine Seitenansicht einer Siebvorrichtung der Erfindung zeigt;
  • Fig. 2 eine Grundrißansicht der Vorrichtung geschnitten entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ist;
  • Fig. 3 eine Seitenansicht eines in der Vorrichtung verwendbaren zylindrischen Siebelementes ist;
  • Fig. 4 eine Seitenansicht eines in der Vorrichtung verwendbaren gefalteten konischen Siebelementes ist;
  • Fig. 5 eine Schnittansicht des gefalteten konischen Siebelementes entlang der Linie 5-5 der Fig. 4 ist;
  • Fig. 6 eine Ausführungsform der Siebvorrichtung zeigt, die verwendet wird, um eine im wesentlichen vollständige Trennung des Sieb-Feinen zu erreichen;
  • Fig. 7 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform der Siebvorrichtung in einer zylindrischen Form ist;
  • Fig. B eine Seitenansicht der Vorrichtung der Fig. 7 ist; und
  • Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Siebelementes ist.
  • In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 11 zum Abtrennen von Sieb-Feinem aus Partikelmaterial gemäß der Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt ein kastenähnliches Gehäuse mit einer Deckelwand 12, einer Bodenwand 13, einer Vorderwand 14, einer Rückwand 15 und Seitenwänden 16. Die Wände können aus Metall, Kunststoff oder ähnlichem bestehen. Zum Zweck der Darstellung bestehen die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Wände aus transparentem Plexiglas. Die Vorderwand 14 ist kürzer als die Rückwand 15, wobei die Bodenwand 13, die die Wände 14 und 15 verbindet, dementsprechend abwärts geneigt ist. Es sollte beachtet werden, daß das gesamte Gehäuse bezüglich der Horizontalen um einen Winkel von ungefähr 45º abwärts geneigt ist, wobei der Grund hierfür im folgenden erklärt wird. Im unteren Abschnitt des Gehäuses ist parallel zur Deckelwand 12 ein fester Rohrboden 17 angeordnet. Zwischen dem Rohrboden 17 und der Bodenwand 13 ist eine Austragskammer 18 für Sieb-Feines ausgebildet, deren Querschnittsfläche von der Vorderwand 14 zur Rückwand 15 anwächst, um die Entfernung des Seib-Feinen zu erleichtern. Zwischen dem Rohrboden und der Deckelwand 12 ist eine Vorsiebkammer 21 ausgebildet. Im oberen Bereich der Vorderwand 14 ist zentral ein Einlaß 19 ausgebildet. Im unteren Bereich der Rückwand 15 ist zentral ein Auslaß 20 für Sieb-Feines angeordnet, der mit der Austragskammer 18 für Sieb-Feines in Verbindung steht.
  • Ein Auslaß 22 für Sieb-Grobes ist in der Rückwand 15 zentral oberhalb des Auslasses 20 für Sieb-Feines angeordnet und steht mit der Vorsiebkammer 21 in Verbindung. Der Auslaß für Sieb-Grobes besitzt eine Kammer 23 zum Sammeln der groben Partikel. Der Auslaß 22 ist mit einem Drehventil 24 oder einer anderen Dichtungsvorrichtung ausgestattet, um eine Luftströmung zu unterbinden und eine Entnahme der groben Partikel aus der Kammer 23 zu erlauben. Auf dem Rohrboden 17 sind in Reihen Venturi- Rohre 25 angeordnet, auf welchen langgestreckte konische Siebelemente 26 montiert sind. Die Maschengröße jedes Siebes ist ausreichend, um den Durchtritt von Sieb-Feinem zu ermöglichen, während der Durchtritt von groben Partikeln verhindert wird. Unterhalb jeder Reihe von Venturi-Rohren 25 ist in der Austragskammer 18 für Sieb-Feines ein Blasrohr 31 angeordnet, mit mehreren Düsen oder Löchern 27, die nach oben gegen das jeweilige Venturi- Rohr gerichtet sind. Das Blasrohr erstreckt sich bis außerhalb des Gehäuses und ist mit einem Luftverteiler 28 verbunden. Der Verteiler ist seinerseits mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle verbunden. In jedes Blasrohr ist zwischen dem Verteiler 28 und der Vorderwand 14 ein Druckluftventil 29 eingesetzt. Auf der Deckelwand 12 sind Prallflächen 30 montiert, die sich in flachem Winkel nach unten in die Vorsiebkammer 21 erstrecken.
  • Beim Betrieb der Trennvorrichtung wird ein Gemisch aus Partikelmaterial, das zu trennende grobe und feine Partikel enthält, mit einem Luftstrom oder einem Schutzgasstrom gemischt und durch den Einlaß 19 in die Vorsiebkammer 21 eingeleitet. Die Prallflächen 30 bewirken ein Umleiten der Luft und des Materials zu den konischen Sieben. Die Luft und das Material trifft auf die konischen Siebe 26. Die feinen Partikel durchdringen die konischen Siebe 26, während die groben Partikel aufgrund der Schwerkraft zum Auslaß 22 für Sieb-Grobes fallen. Während des Betriebes setzen sich auch grobe Partikel auf den Sieben ab. Die feinen Partikel und die Luft strömen durch die Venturi-Rohre 25 in die Austragskammer 18 für Sieb-Feines und anschließend aus dem Auslaß 20, wo sie zu einem Sammler und einem Gebläse geleitet werden können, das die Luft- oder Gasströmung erzeugt (nicht gezeigt).
  • Der Verteiler 28 ist mit einer Druckluft- oder Druckgasquelle verbunden, wobei jedes Druckluftventil 29 periodisch kurzzeitig geöffnet wird, um durch die Düsen 27 im Blasrohr 31 einen Druckluftimpuls nach oben in eine Reihe von Venturi-Rohren 25 abzugeben. Wenn die Druckluft die Düsen 27 verläßt, bildet sie in Verbindung mit den Venturi-Rohren 25 eine Strahlpumpe. Die Gegenstromwirkung des Luftstrahls hält die Luftströmung und die Strömung des Sieb-Feinen in der Vorsiebkammer an und kehrt die Luftströmung kurzfristig um. Wenn die Luft in einem Strahl von den Venturi-Rohren durch die Siebe in die Vorsiebkammer 21 strömt, bläst sie grobe Partikel von den Siebelementen und legt diese frei, was durch die Vibration infolge des Luftimpulsstoßes unterstützt wird. Die groben Partikel fallen anschließend aufgrund der Schwerkraft zum Auslaß 22 für Sieb-Grobes. Nachdem das Druckluftventil geschlossen worden ist, strömen die Luft und die Partikel wieder durch den Einlaß 19 und die freigelegten Siebe erlauben den Durchtritt von zusätzlichem Sieb-Feinen.
  • Im allgemeinen sollte der Luftstrahlimpuls durch jedes Venturi-Rohr und für jedes Druckluftventil in Folge ungefähr 0,1 Sekunden andauern. Die Gesamt-Folgezeit wird in Abhängigkeit von der Ahsetzneigung der groben Partikel im zu siebenden Material gewöhnlich im Bereich von 30 Sekunden bis zu mehreren Minuten liegen.
  • Die Abwärtsneigung des Gehäuses und des Rohrbodens fördert die Strömung des groben Materials zum Auslaß für Sieb-Grobes sowohl von der Oberseite der Siebe als auch vom Rohrboden. Der spitze Neigungswinkel ist mit ungefähr 45º bezüglich der Horizontalen gezeigt, obwohl der Winkel in Abhängigkeit von den Strömungseigenschaften des Materials verändert werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung biete£ gegenüber Flachsieben, die als Trennvorrichtung verwendet werden, auch den Vorteil einer vergrößerten aktiven Siebfläche.
  • Ein normales Flachsieb, das eine Bodenfläche von 6' x 6' einnimmt, hätte eine Siebfläche von ungefähr 36 Quadratfuß. Die vorliegende Erfindung kann auf der gleichen Bodenfläche von 6' x 6' 49 Siebelemente mit jeweils ungefähr 4 Quadratfuß Siebfläche enthalten. Dies ergibt eine Summe von 196 Quadratfuß Siebfläche; mehr als das Fünffache der aktiven Siebfläche des Klachsiebes.
  • Fig. 1 zeigt auch eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Einlaß für Luft und Material im unteren Bereich der Rückwand 15 nahe dem Auslaß 22 für Sieb-Grobes angeordnet ist, wie mit den gestrichelten Linien 19a gezeigt ist. Luft und Material, die durch den Einlaß 19a eingeleitet werden, werden in einem Zug nach oben gegen die konischen Siebelemente geworfen. Grobe Partikel, die mitgerissenes Sieb-Feines enthalten, werden dann mehrere Male gegen die Siebe gezogen, wodurch eine verbesserte Ausbeute an Sieb-Feinem bewirkt wird.
  • Es sollte ebenso darauf hingewiesen werden, daß die konischen Siebe auch durch Siebe in Zylinder- oder Kegelstumpfform ersetzt werden können. In Fig. 3 ist ein zylindrischer Zylinder 32 gezeigt, der auf einem Venturi-Rohr 25 montiert ist. Die Venturi-Rohre 25 können oberhalb oder unterhalb des Rohrbodens 17 montiert sein. Dies könnte auf jede Konstruktion der Vorrichtung, wie sie in den Zeichnungen gezeigt ist, angewendet werden.
  • Zusätzlich kann die aktive Fläche der konischen Siebe durch Falten der Siebe vergrößert werden. Die Fig. 4 und 5 zeigen ein gefaltetes konisches Sieb 26a, das auf einem Venturi-Rohr 25 montiert ist.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorrichtung eine Rückführungsschleife enthält, so daß nahezu 100% des Sieb-Feinen vom Partikelmaterial getrennt werden kann. Die Elemente in Fig. 6, die den Elementen der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 ähnlich sind, sind mit den bereits zugewiesenen Bezugszeichen und dem Buchstaben a bezeichnet.
  • Die Figur zeigt eine Vorrichtung ähnlich jener, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit einer Deckelwand 12a, einer Bodenwand 13a sowie Seitenwänden 16a. Der Rohrboden 17a teilt das Gehäuse in eine Austragskammer 18a für Sieb-Feines und eine Vorsiebkammer 21a. Eine Reihe von Druckluftventilen 29a (eines ist gezeigt) ist an Blasrohre in der Austragskammer für Sieb-Feines angeschlossen. Das Sieb-Feine wird vom Auslaß 20a für Sieb-Feines über die Leitung 41 zum Sammler 42 mit Entnahmeventil 43 geführt. Ein Gebläse 44 erzeugt die Strömung von Luft oder Gas und Partikelmaterial durch das System. Der Auslaß 22a für Sieb-Grobes besitzt ein Drehventil 24a, das mit einer Leitung 45 verbunden ist, welche mit der Trennvorrichtung am Einlaß 19a eine geschlossene Schleife bildet. Irgendwo entlang der Leitung 45 ist ein Vorratsbehälter 46 mit einem Entnahme-Drehventil 47 angeordnet, um der Trennvorrichtung das zu trennende Partikelmaterial schubweise oder mit einer niedrigen Rate zuzuführen, um eine erhöhte Verweilzeit in der Trennvorrichtung zu erlauben.
  • Im Betrieb wird eine Portion von Material, das zu trennende grobe und feine Partikel enthält, in den Vorratsbehälter 46 geleitet und dann über das Ventil 47 der Leitung 45 zugeführt. Das Entnahme-Drehventil 47 wird geschlossen oder mit verminderter Geschwindigkeit angetrieben, während der Trennvorgang stattfindet wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 erläutert worden ist, mit der Ausnahme, daß grobe Partikel, die mitgerissenes Sieb- Feines enthalten, den Auslaß 22a für Sieb-Grobes verlassen und in die Leitung 45 zurückkehren, wo sie für eine weitere Abtrennung von Sieb-Feinem zum Einlaß 19a zurückgeführt werden. Die Rückführung von groben Partikeln, die Sieb-Feines mitreißen, wird fortgesetzt, bis eine nahezu vollständige Abtrennung des Sieb-Feinen stattgefunden hat. Das Sieb-Feine wird kontinuierlich aus dem Auslaß 20a entnommen und im Sammler 42 gesammelt, von wo es später entfernt oder über ein Drehventil 43 kontinuierlich entnommen wird.
  • Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der das Gehäuse zylindrisch aufgebaut ist und die konischen Siebelemente darin kreisförmig angeordnet sind. Ähnliche Elemente der Vorrichtung der Fig. 1 und 2 und der Vorrichtung der Fig. 7 und 8 sind mit den gleichen Bezugszeichen und dem Buchstaben b bezeichnet.
  • Bei dieser Ausführungsform sind die Deckelwand 12b und die Bodenwand 13b kreisförmig, wobei eine zylindrische Seitenwand 51 die einzige Außenwand des Gehäuses bildet. Der Rohrboden 17b ist ebenso kreisförmig, wobei die konischen Siebelemente 26b darauf angeordnet sind. Das Blasrohr 31b und die Düsen 27b sind so angeordnet, daß sie unterhalb der Venturi-Rohre 25b liegen. Der Einlaß 19b ist tangential an der zylindrischen Seitenwand befestigt. Wenn Luft und Partikelmaterial als eine Strömung in den Einlaß 19b geleitet werden, strömt die Strömung kreisförmig zwischen den konischen Siebelementen abwärts, um eine Trennung von Sieb-Feinem zu fördern, indem sie die Trägheitstrennung der groben Partikel durch die Zentrifugalkraft fördert, wodurch das Ansetzen der groben Partikel teilweise verhindert wird, welche andernfalls mehr Impulswirkung zur Freilegung der Siebe erfordern würden.
  • In Fig. 9 ist das Gesamtsiebelement 60, das am Venturi-Rohr 62 angesetzt ist, im wesentlichen flach und rechteckig und umfaßt einen Tragrahmen 66, der auf zwei oder mehr Seiten des Rechteckrahmens Siebe 64 trägt. Die Siebe 64 können fest am Tragrahmen 66 montiert oder für Wartung und Austausch daran abnehmbar montiert sein.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Trennen eines Gemisches aus feinen und groben Partikeln, mit:
einem Hohlgehäuse mit einem darin befindlichen Rohrboden (17), der das Gehäuse in eine untere Austragskammer (18) für Sieb-Feines und eine obere Vorsiebkammer (21) unterteilt;
mehreren Siebelementen (26), die sich in der Vorsiebkammer (21) befinden;
einem Mittel (31), das sich in der Austragskammer für Sieb-Feines befindet und in die Siebelemente komprimiertes Gas einleitet;
einem Einlaß (19), der am Gehäuse angebracht ist und Luft sowie das Gemisch aus feinen und groben Partikeln in die Vorsiebkammer einleitet;
einem Auslaß (22) für grobe Partikel, der am Gehäuse angebracht ist und mit der Vorsiebkammer in Verbindung steht; und
einem Auslaß (20) für feine Partikel, der am Gehäuse angebracht ist und mit der Austragskammer für Sieb-Feines in Verbindung steht, wobei der Boden (13) der Austragskammer (18) für Sieb-Feines nach unten zum Auslaß (20) für feine Partikel geneigt ist;
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner mehrere Venturi-Rohre (25) enthält, die am Rohrboden angebracht sind, die mehreren Siebelemente (26) an den Venturi-Rohren (25) angebracht sind, das Mittel (31) für komprimiertes Gas so beschaffen ist, daß es durch die Venturi-Rohre (25) einen Stoß von komprimiertem Gas in die Siebelemente (26) einleitet, und der Rohrboden (17) in einem spitzen Winkel bezüglich der Horizontalen nach unten zum Auslaß (22) für grobe Partikel geneigt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Winkel ungefähr 45º beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jedes der Siebelemente (26) konisch (26), gezackt (26a), zylindrisch (32) oder eben (60) ist.
4. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Hohlgehäuse ein Kasten ist und die Siebelemente (26) darin in Relhen angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Gehäuse zylindrisch ist und der Einlaß (19B) am oberen Bereich des Gehäuses tangential angebracht ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der jedes der Siebelemente (60) eben ist und Siebe (64) enthält, die an mehr als einer Seite eines rechteckigen Rahmens (66) gehalten werden.
7. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner eine Rückleitungsrohrleitung (45) enthält, die sich vom Auslaß (22a) für grobe Partikel zum Einlaß (19a) erstreckt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, die ferner eine Ablenkplatte (30) enthält, die am Gehäuse angebracht ist und das Gemisch aus feinen und groben ?artikeln zu den Siebelementen (26) leitet.
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