DE60320030T2

DE60320030T2 - Schwingsieb

Info

Publication number: DE60320030T2
Application number: DE60320030T
Authority: DE
Inventors: Brian S. Burlington CARR
Original assignee: MI LLC
Current assignee: MI LLC
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: CA2506116C; EP1583616B1; WO2004048005A1; MXPA05005411A; DK1583616T3; AU2003297265B2; DE60320030D1; NO331151B1; EP1583616A4; NO20052941L; US7682996B2; EA200500855A1; NZ540781A; CA2506116A1; EA006956B1; OA13011A; NO20052941D0; EP1583616A1; ATE390215T1; US20040102117A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Das Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft Siebe, die zur Trennung von Produkten unter Verwendung von Schwingungsenergie eingesetzt werden.
Schwingsiebsysteme werden seit langem sowohl in runder als auch in rechteckiger Form verwendet. Die Vorrichtungen weisen typischerweise ein elastisch angebrachtes Gehäuse mit einem sich über das Gehäuse hinweg erstreckenden Sieb auf. Ein Vibrationen erzeugender Antrieb ist mit dem Gehäuse gekuppelt, um das Sieb in einer vorteilhaften Art und Weise in Schwingung zu versetzen, um die Siebleistung zu erhöhen. Die Siebe sind zum Platzieren und Spannen entweder selbst enthalten, indem sie Siebgewebe aufweisen, das an einem Rahmen gespannt und mit diesem verbunden ist, oder setzen auf Mechanismen an dem elastisch angebrachten Gehäuse an. Im letzteren Fall weist das Sieb typischerweise ein Siebgewebe auf, an dem Haken oder Ösen zur Anbringung von mit dem Gehäuse in Verbindung stehenden Spannmechanismen angebracht sein können.
Alternativ können Siebe eine perforierte Platte mit einem damit verbundenen Siebgewebe aufweisen. Wenn eine Platte verwendet wird, kann das Sieb vor dem Verbinden mit der Platte gespannt werden. Das Siebgewebe kann mittels einer Schicht aus Epoxydharz oder einem thermoplastischen Material mit der Platte verbunden sein. Das Verbindungsmaterial ist auf der Platte angeordnet und das Sieb wird darüber gespannt. Das Material wird dann üblicherweise durch Erwärmung behandelt, um entweder ein Aushärten des Epoxydharzes oder ein Verschmelzen des thermoplastischen Materials auszulösen. Antihaft-Schichten aus PTFE-Folie können dort verwendet werden, wo die Anordnung während des Aushärtungs- oder Verschmelzungsschrittes zusammengepresst wird. Mehrere Schichten von Siebgewebe sind bekannt, um in derartigen Anordnungen verwendet zu werden. Die Platten weisen dort hindurch Lücken für den Durchgang von gesiebtem Material auf.
Siebe mit laminierten Schichten, die Haken oder Ösen zum Spannen mittels eines separaten Mechanismus verwenden, sind auch bekannt. Ein Verbinden mit Rahmen durch Punktschweißen, Epoxydharz oder verschmelzende Materialien ist bekannt. Ferner ist das Schmelzen von mehreren Schichten aus Siebgewebe in die Oberseite einer Rahmenstruktur hinein, die aus schmelzbarem Material mit einem Umfangsrahmen und einem Muster aus offenen Zellen besteht, die durch Zellwände definiert sind, bekannt. Die mehreren Siebgewebe sind an dem Rahmen und den Zellwänden durch Verschmelzen der Rahmenstruktur und Aushärten nach dem Imprägnieren durch das Siebgewebe oder die Gewebe verbunden. Eine solche Struktur ist in dem US-Patent Nr. 5,851,393 offenbart. Sicherungsschichten wurden mit Epoxydharz überzogen und mit Filtergewebe verbunden, wie im US-Patent Nr. 5,814,218 offenbart ist. Zwischen Metallsieben wird Diffusionsverbinden ausgeführt. Die Schichten des Siebgewebes werden zusammengepresst und für einen verlängerten Zeitraum einer erheblichen Wärme ausgesetzt. In dem Diffusionsverbindungsprozess wird kein Verbindungsmaterial verwendet.
Außerdem ist ein laminierter, zwei oder mehrere gewebte Siebgewebe aufweisender Sieb bekannt, das in einem der Gewebe Fäden mit Oberflächen aufweist, die unterhalb einer Temperatur schmelzbar sind, bei der das andere gewebte Siebgewebe hitzebeeinflusst ist. Zu vermeidende Hitzeeffekte verändern die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Siebgewebes. Diese Fäden mit Oberflächen, die unterhalb einer Temperatur schmelzbar sind, bei der das andere gewebte Siebgewebe hitzebeeinflusst ist, sind in das Gewebe hinein gewebt. Die Siebgewebe weisen eine unterschiedliche Maschenweite auf, wobei die gröbere Masche die Fäden mit schmelzbarem Oberflächenmaterial aufweist. Das schmelzbare Oberflächenmaterial wird in das andere Siebgewebe an den Höckerkontakten dieser Fäden mit dem feineren Siebgewebe hinein geschmolzen. Fäden mit schmelzbaren Oberflächen können in dem Siebgewebe vorteilhaft verteilt sein. Solche Fäden können in nur einer Richtung des Siebgewebes angeordnet sein. Solche Fäden können dazwischen mit herkömmlichen Fäden beabstandet sein. Die Fäden mit schmelzbaren Oberflächen können zusätzlich dort hindurch völlig schmelzbar sein. Die Siebgewebefäden können Metalldraht wie rostfreier Stahl sein. Dieses System ist im US-Patent Nr. 6,431,368 offenbart.
Das vorstehende Schwingsieb wurde entwickelt, um einen erheblichen Vorteil bei vielen industriellen Anwendungen vorzusehen. Bei solchen Anwendungen verwendet die untere Abstützschicht im Allgemeinen ein 20 mesh Siebgewebe. Diese Maschenweite stellt eine ausreichende Abstützung für die feineren Siebe bereit, die oberhalb und an dem 20 mesh Sieb angebracht sind, wie im US-Patent Nr. 6,431,368 beschrieben ist. Die Anordnung stellt einen Grad an Flexibilität bereit, der die Siebleistung verbessert. Jedoch mangelt es solchen Siebstrukturen an ausreichender Spannfähigkeit und darunter liegender struktureller Abstützung, um für einige Anwendungen, wie Reinigen von Rezirkulations-Bohrschlamm, vollständig geeignet zu sein. Jedoch reduziert eine Platte oder ein steiferes Sieb, die herkömmlich verbunden sind, um solchen Spannungen zu widerstehen, die Siebleistung der feineren Masche.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein laminiertes Sieb, das drei oder mehr gewebte Metallsiebgewebe in Nebeneinanderlage aufweist. Eines der äußeren Siebgewebe weist eine viel gröbere Masche als die restlichen Siebgewebe auf. Der Schichtstoff von allen bis auf das gröbste Siebgewebe weist zumindest einige der Fäden in einem Siebgewebe auf, die schmelzbares Material aufweisen. Dieses schmelzbare Material wird verschmolzen, um Längen der Fäden von zumindest allen bis auf das gröbste Siebgewebe zu kapseln, um diese Siebgewebe zu verbinden. Das gröbste Siebgewebe weist Oberflächen auf, die auch schmelzbar sind. Dieses schmelzbare Oberflächenmaterial wird nur in das nächst angrenzende gewebte Siebgewebe hinein geschmolzen.
Die kontrollierte Kapselung von kurzen Längen der Drähte des zweiten Siebgewebes durch das dritte, strukturelle Siebgewebe ohne zusätzliche Kapselung des ersten Siebgewebes ermöglicht einen erheblichen Durchsatzbereich durch Minimieren des unausgefüllten Bereiches auf dem laminierten Sieb, während es eine erhebliche Zugfestigkeit für das Siebspannen bietet. Gleichzeitig kann das erste Siebgewebe entsprechend der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Siebgewebe hufförmig in Erwiderung auf die Vibration der Siebstruktur sein. Als solches wird die Notwendigkeit, Zugfestigkeit und Abstützung zu beeinträchtigen, um eine hohe Siebleistung zu erzielen, vermieden.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Schwingsiebstruktur bereitzustellen. Andere und weitere Ziele und Vorteile werden im Folgenden ersichtlich.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Darstellung eines zusammengebauten ersten laminierten Siebes.
2 ist eine perspektivische Einzelteildarstellung des Siebes aus 1.
3 ist eine perspektivische Darstellung eines zusammengebauten zweiten laminierten Siebes.
4 ist eine perspektivische Einzelteildarstellung des Siebes aus 3.
5 ist eine perspektivische Darstellung eines zusammengebauten dritten laminierten Siebes.
6 ist eine perspektivische Einzelteildarstellung des Siebes aus 5.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Detail den Zeichnungen zugewandt stellen 1 und 2 ein erstes Sieb dar. Das Sieb ist ein erstes gewebtes Metallsiebgewebe 10 aufweisend gezeigt. Die Maschenweite und die Eigenart der Webart dieses Siebgewebes sowie das sonstige, das nachstehend beschrieben wird, können in hohem Maße variieren, um Siebbedürfnisse und -gepflogenheiten in der anvisierten Industrie zu erfüllen. Das Siebgewebe 10 kann einen Bereich an Maschenweiten von 38 mesh bis zu 635 mesh aufweisen. Unter außergewöhnlichen Umständen kann der Bereich erweitert werden.
Ein gröberes gewebtes Metallsiebgewebe 12 ist in Nebeneinanderlage mit dem ersten gewebten Siebgewebe 10 dargestellt. Dieses zweite Siebgewebe 12 bildet eine Abstützschicht aus. Die Maschenweite des Siebgewebes 12 kann, mit den gleichen Anmerkungen wie vorstehend, so offen wie 11 mesh und so eng wie 40 mesh sein.
Ein drittes gewebtes Metallsiebgewebe 14 mit gleicher oder feinerer Masche als das erste gewebte Siebgewebe 10 kann auf der vom groben Siebgewebe 12 aus betrachteten anderen Seite des ersten Siebgewebes 10 positioniert werden. Für die meisten Anwendungen ist das grobe Siebgewebe 12 im Wesentlichen gröber als das erste gewebte Siebgewebe 10, welches seinerseits typischerweise gröber als das dritte gewebte Siebgewebe 14 ist, wenn eine solche dritte Schicht verwendet wird. In einem Beispiel, das auf dem Gebiet der Ölindustrie anwendbar ist, bei dem für einen Flüssigkeitsdurchtritt geschlitzte Siebe vorgeschlagen werden, weisen diese Siebschichten Maschenweiten von 20 × 20 Drähte/Zoll (0,014'' (0,36 mm) Drahtdurchmesser), 120 × 60 Drähte/Zoll (0,0022'' (0,06 mm) Drahtdurchmesser) und 205 × 95 Drähte/Zoll (0,0018'' (0,046 mm) Drahtdurchmesser) auf. Alle sind aus rostfreiem Stahl.
Das in der Ausführungsform von 1 und 2 dargestellte grob gewebte Siebgewebe 12 ist aus rostfreien Stahlfäden 16 mit periodischen bzw. regelmäßigen Fäden 18, die schmelzbare Oberflächen aufweisen, hergestellt. In dieser Ausführungsform sind die Fäden 18 zusätzlich dort hindurch völlig schmelzbar. Die Fäden 18 erstrecken sich nur in eine Richtung und sind durch unbeschichtete Fäden 16 beabstandet, die unterhalb der Temperatur nicht schmelzbar sind, bei der das Sieb 10 hitzebeeinflusst ist. Die Fäden 18 sind ebenfalls in die Materialstruktur gewebt.
Die schmelzbaren Oberflächen können Polypropylen oder Polyäthylen sein. Diese Materialien sind unterhalb einer Temperatur schmelzbar, bei der das Siebgewebe 10 und das Siebgewebe 14 hitzebeeinflusst sind. Zum Beispiel wird Polypropylen ausreichend verschmolzen, um die erforderlichen Fließeigenschaften zwischen 400°F (204°C) und 450°F (232°C) aufzuweisen. Da der Draht der Siebe typischerweise rostfrei ist, sind Polypropylen und Polyäthylen unterhalb einer Temperatur, bei der das Siebgewebe hitzebeeinflusst ist, gut schmelzbar.
Weil das grobe Siebgewebe 12 gewebt ist, stellt es Höcker bereit, welche die höchsten Kontaktpunkte zwischen dem groben Siebgewebe 12 und dem nebenliegenden Siebgewebe 10 sind. Wenn das Siebgewebe 12 vorzugsweise gröber ist als das Siebgewebe 10, um als eine Abstützschicht zu dienen, sind die Höcker des groben Siebgewebes 12 verglichen mit den Lücken durch das Siebgewebe 10 im Wesentlichen beabstandet. Typischerweise ist der Unterschied zwischen der Abstützschicht des Siebgewebe 12 und des Siebgewebe 14 beim Anwenden einer feineren Maschenweite sogar ausgeprägter.
Die Schichten des Siebgewebes, eine grobe Maschenweite 12 mit einer feinen Masche 10 oder zwei feine Maschen 10 und 14, werden zusammengedrückt und erhitzt. Die Kompression kann durch zwei Platten durchgeführt werden. Abhängig von dem System können entweder die Platte auf der Seite des feinmaschigen Siebes oder beide Platten auf einen ausreichenden Grad erhitzt werden, so dass die schmelzbare Oberfläche auf den Höckern, die das feinmaschige Siebgewebe berührt, schmilzt und in die Lücken im Siebgewebe 10 oder Siebgewebe 10 und 14 fließt. Der Prozess ist dazu bestimmt, kurze Längen des Drahts zu kapseln, die das Siebgewebe der feinen Masche 10 oder der zwei feinen Maschen 10 und 14 ausmachen. Dieses schmelzbare Material kann sich dann abkühlen und verfestigen, um eine laminierte Struktur mit Anbringungspunkten 22 zu erzeugen. Wo es zweckmäßig ist, können dünne Schichten von PTFE in dem Prozess eingesetzt werden, um das Anhaften an den Platten zu vermeiden.
Ein weiteres Siebgewebe 26 stellt eine ziemlich steife Abstützung in Nebeneinanderlage mit dem Siebgewebe 12 dar. Dieses Siebgewebe 26 kann zum Beispiel eine Maschenweite so offen wie 1 mesh und so eng wie 8 mesh aufweisen. Bei dem Siebgewebe 12 mit 20 mesh weist das Siebgewebe 26 vorzugsweise 4 mesh auf. Das Siebgewebe 26 mit 4 mesh weist Drähte 28 mit einem Durchmesser von 0,0350'' (0,889 mm) mit schmelzbaren Oberflächen 30 auf allen Drähten 28 auf, die den Durchmesser zwischen 0,0410'' (1,041 mm) und 0,0475'' (1,207 mm) erhöhen. Vorteilhaft werden die Drähte vor dem Weben überzogen. Jedoch können die Drähte 28 mit einer schmelzbaren Oberfläche 30 beschichtet werden, nachdem sie als ein gewebtes Gewebe hergestellt worden sind. Die gleichen schmelzbaren Materialien wie bei dem zweiten Siebgewebe können verwendet werden.
Das laminierte Sieb der Siebgewebe 10, 12, 14 wird vorstehend als separat laminiert beschrieben. Das Siebgewebe 26 kann mit diesem ersten Schichtstoff in einem separaten Schritt laminiert werden. Jedoch wird es auch in Erwägung gezogen, dass alle Siebgewebe 10, 12, 14, 26 zur gleichen Zeit laminiert werden können. Für das schmelzbare Material in der Oberfläche 30 wird erwogen, dieses mit kurzen Längen des Drahtes 16 des Siebgewebes 12 zu verbinden oder nur kurze Längen des Drahtes 16 des Siebgewebes 12 zu kapseln, ohne irgendeines der Siebgewebe 10 und 14 einzukapseln. Dadurch können die Siebgewebe 10 und 14 durch das Siebgewebe 12 in abgemessenen Abständen entsprechend den Positionen der Drähte 18 beschränkt werden. Das Siebgewebe 12 wird dann am Siebgewebe 26 an anderen beabstandeten Positionen 32 niedergehalten, wo Höcker des Siebgewebes 26 mit dem Siebgewebe 12 in Verbindung stehen. Dieses Ergebnis wird erzielt, indem die Dicke der Oberflächenschicht 30 auf dem Siebgewebe 26 nicht dicker ist als die Dicke des Siebgewebes 12, mit der sie verbunden werden soll. Eine weitere zusätzliche Verbindung wird erzielt, wo die Oberflächenschicht 30 mit dem schmelzbaren Material im Siebgewebe 12 verschmilzt. Das schmelzbare Material ist vorzugsweise das gleiche wie in beiden Siebschichten. In dem vorangehenden Beispiel mit einem Abstützsiebgewebe 12 von 20 × 20 mesh würde die strukturelle Schicht des gewebten Siebgewebes 26 ein 4 × 4 (0,0410'' (1,041 mm) – 0,0475'' (1,207 mm)) Durchmesser mit einem 0,035'' (0,889 mm) Metalldrahtdurchmesser sein.
Der Draht 28 des Siebgewebes 26 ist vorzugsweise galvanisierter Stahl. Dies erhöht die Verbindung mit der schmelzbaren Schicht. Es bleibt übrig, dass die schmelzbare Schicht vorzugsweise jeden zu haltenden Draht kapselt, wenn eine stärkere Beschränkung durch eine solche Kapselung bereitgestellt wird. Die Eigenschaften des Siebgewebes 26 sind derart, dass es eine erhebliche Spannfähigkeit liefert und die feineren Siebe 10 und 14 schützt. Diese Zugfestigkeit ist sowohl zur Montage unter Vorspannen an den Rahmen oder nachträglichem Spannen an dem Vibrationsseparatoren vorteilhaft.
Die zweite Ausführungsform, die in 3 und 4 dargestellt ist, hat die gleiche Struktur wie die Ausführungsform aus 1 und 2, wobei das Siebgewebe 34 das Siebgewebe 12 der ersten Ausführungsform ersetzt. Das schmelzbare Material auf den Fäden 36 ist eine Oberflächenbeschichtung auf den Drahtkernen. Die Fäden 36 werden auch in die Materialstruktur mit der Beschichtung 38 darauf gewebt. Ein Beispiel der Beschichtung wird in diesem Fall auf dem Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,018'' (0,457 mm) den Fadendurchmesser auf 0,030'' (0,762 mm) erhöhen. Wiederum sind sie beabstandet und sich erstreckend in nur eine Richtung dargestellt. Die Fäden dazwischen sind nicht unterhalb der Temperatur schmelzbar, bei der das Sieb 34 hitzebeeinflusst ist. Als ein Beispiel wird in diesem Fall das Siebgewebe, das einen Metalldraht mit einem Durchmesser von 0,018'' (0,457 mm) aufweist, einen schmelzbaren Fadendurchmesser von 0,039'' (0,99 mm) verwenden. Das strukturelle Siebgewebe 26 wird wie zuvor angebracht.
Die dritte Ausführungsform in den 5 und 6 stellt eine Anordnung dar, in der das schmelzbare Material separat vom Siebgewebe 40 als schmelzbares Gitter 42 zur Verfügung gestellt wird, um die feineren Siebgewebe 10 und 14 mit dem Siebgewebe 40 zu verbinden. Das schmelzbare Gitter 42 wird mit den Sieben 10, 14, 40 laminiert und erhitzt, um die mehreren Siebe an dem Gitter 42 zusammen zu verschmelzen. Diese Struktur stellt im Allgemeinen nicht so viele geöffnete Bereich zum Sieben wie die gewebten schmelzbaren Fäden der Schichtstoffe aus 1 bis 4 zur Verfügung. Das strukturelle Siebgewebe 26 wird wie zuvor angebracht.
Dementsprechend sind neue laminierte Siebstrukturen offenbart.

Claims

Sieb, umfassend ein erstes gewebtes Siebgewebe (10) mit ersten Metallfäden, ein zweites gewebtes Siebgewebe (12, 34, 40) in Nebeneinanderlage mit dem ersten gewebten Siebgewebe (10) und mit zweiten Metallfäden (16, 36), ein unterhalb einer Temperatur, bei der das erste gewebte Siebgewebe (10) hitzebeeinflusst ist, schmelzbares, zur Verriegelung des ersten gewebten Siebgewebes (10) und des zweiten gewebten Siebgewebes (12, 34, 40), kurze Längen der ersten Metalldrähte kapselnd geschmolzenes Material (18, 38, 42), und ein drittes gewebtes Siebgewebe (26) in Nebeneinanderlage mit dem zweiten gewebten Siebgewebe (12, 34, 40) und mit dritten Metalldrähten (28), wobei das zweite gewebte Siebgewebe (12, 34, 40) eine feinere Maschenweite als das dritte gewebte Siebgewebe (26) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Metalldrähte (28) Oberflächen (30) aufweisen, welche unterhalb einer Temperatur schmelzbar sind, bei der das erste und das zweite gewebte Siebgewebe (10, 12, 34, 40) hitzebeeinflusst sind, wobei die schmelzbaren Oberflächen (30) zumindest an einigen der Höcker des dritten gewebten Siebgewebes (26) in das zweite gewebte Siebgewebe (12, 34, 40) hinein und nicht in das erste gewebte Siebgewebe (10) hinein geschmolzen sind.
Sieb nach Anspruch 1, wobei die schmelzbaren Oberflächen (30) der dritten Metalldrähte (28) nicht dicker als die Dicke des zweiten Metallsiebgewebes (12, 34, 40) sind.
Sieb nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein viertes gewebtes Siebgewebe (14) in Nebeneinanderlage mit dem ersten gewebten Siebgewebe (10) und mit vierten Metalldrähten, wobei das schmelzbare Material (18, 38, 42) kurze Längen der vierten Metalldrähte kapselnd in das vierte gewebte Siebgewebe (14) hinein geschmolzen ist.
Sieb nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das zweite gewebte Siebgewebe (12, 34, 40) zwanzig mesh und das dritte gewebte Siebgewebe (26) vier mesh aufweist.
Sieb nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei das schmelzbare Material (42) ein schmelzbares Gitter ist, das zwischen dem ersten und dem zweiten gewebten Siebgewebe (10, 40) angeordnet ist.
Sieb nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei sich das schmelzbare Material (38) auf der Oberfläche von periodischen Fäden (16) zumindest in einer Richtung des zweiten gewebten Siebgewebes (34) befindet.
Sieb nach Anspruch 6, wobei die periodischen Fäden (16) des zweiten gewebten Siebgewebes (12) völlig dadurch hindurch schmelzbar sind.
Sieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei alle Metallfäden (28) des dritten gewebten Siebgewebes (26) mit schmelzbaren Oberflächen (30) beschichtet sind.