DE69017835T2

DE69017835T2 - Doppelsieb-Kornklassierungsvorrichtung und Verfahren.

Info

Publication number: DE69017835T2
Application number: DE69017835T
Authority: DE
Inventors: Masataka Tsutsumi
Original assignee: Sizetec Inc
Current assignee: Sizetec Inc
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1995-09-28
Anticipated expiration: 2010-10-11
Also published as: CA2027511A1; DE69017835D1; EP0426316A1; JPH03174283A; AU636399B2; BR9005473A; EP0426316B1; AU6459990A; US5100539A

Description

Hintergrund der Erfindung

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf Siebvorrichtungen und -Verfahren zum Klassieren von Teilchen eines Materials und insbesondere auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren, welche Teilchen eines Materials durch eine motorangetriebene Vibration eines geneigten Siebes klassieren und sortieren. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine solche Vorrichtung und auf ein solches Verfahren zum Klassieren und Sortieren von Teilchen eines Materials, wobei die motorangetriebene Vibration eines Paares von geneigten Sieben benutzt wird, um einen erhöhten Nutzeffekt der Partikelklassierung zu erzielen.

Hintergrundinformation

Ausrüstungen zum Klassieren werden allgemein in einer Vielzahl von industriellen Prozessen verwendet, sowohl bei mineralogischen Aufbereitungen von Kohle, Kaolin, Bauxit, Takonit, Gold, Phosphat, Potasche und Quarzsand als auch in der chemischen Verfahrenstechnik, bei der Papiermassen- und Papierverarbeitung, der Lebensmittelverarbeitung, der Abwasser- und Schmutzwasser-Behandlung oder -Klärbehandlung, sowie bei der Ölbohrungs-Spülung oder -Spülreinigung. Typische Ausrüstungen, die zum Klassieren und Sortieren von Teilchen eines Materials vorgesehen sind, umfassen in üblicher Weise ein Gestell, einen Rahmen, der an dem Gestell in beweglicher Weise aufgehängt ist, ein geneigtes langgestrecktes Sieb von üblicherweise ungefähr 2,44 m (8 Fuß), das an dem Rahmen angebracht ist, und einen oder mehrere Motoren, die an dem Rahmen angeordnet sind, um den Rahmen und das an ihm befestigte Sieb in Vibration zu versetzen. Ein Material wird auf dem oberen Ende des geneigten, vibrierenden Siebes abgeladen, welches die Teilchen des Materials klassiert und sortiert, wenn sich dieses das Sieb hinab bewegt.
Obwohl derartige Klassierungsvorrichtungen ihre vorgesehenen Funktionen gut ausführen, hatte sich bei vielen Anwendungen herausgestellt, daß ein Sieb mit einer Länge von 2,44 m (8 Fuß) übermäßig groß ist, weil eine im wesentlichen vollständige Teilchenklassierung und -sortierung eines besonderen Materials oftmals zu dem Zeitpunkt beweikstelligt worden ist, zu dem das Material sich lediglich halbwegs das langgestreckte Sieb hinab bewegt hat. Infolgedessen ist in vielen Anwendungsfällen die Verwendung einer Klassierungsvorrichtung mit einem derartigen langgestreckten Sieb unnötig.
Es besteht daher ein Bedarf für eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Klassieren und Sortieren von Teilchen eines Materials, wobei diese Vorrichtung und dieses Verfahren einen erhöhten Nutzeffekt hinsichtlich der Klassierung erzielen.
Eine bekannte Klassierungsausrüstung ist in der DE-A-2 749 592 erläutert, bei welcher Motoren nahe an den Seiten eines Rahmens montiert sind, um den Rahmen in Vibration zu versetzen, sowie in der DE-A- 3 043 497, gemäß welcher die Motoren nahe an der Oberseite eines Rahmens angeordnet sind, um eine Vibration des Rahmens zu verursachen.
Gemäß der DE-A-2 749 592 sind die Motoren in der Weise angeordnet, daß die Überlappung von zwei vibratorischen Bewegungen in einer einzelnen Schwingungs-Ebene resultiert.

Zusammenfassung der Erfindung

Aufgaben der vorliegenden Erfindung umfassen die Schaffung einer Vorrichtung sowie eines Verfahrens zur Doppelsieb-Teilchenklassierung, wobei die Vorrichtung und das Verfahren den Nutzeffekt der Vorgänge der Teilchenklassierung und -sortierung erhöhen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung sowie ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren zu schaffen, wobei grobe Änderungen in der Neigung der Siebe zum Einsatz der Vorrichtung bei vielen verschiedenen Teilchenklassierungsanwendungen bewirkt werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung und ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren anzugeben, bei welcher Vorrichtung und bei welchem Verfahren kleine Änderungen in der Neigung der Siebe bewirkt werden können, um die Geschwindigkeit der Bewegung eines Materials auf einem jeden der Siebe im wesentlichen gleichzumachen oder auszugleichen.
Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung und ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren zu schaffen, bei welchen eine oder mehrere Motoren in Abhängigkeit von der Anwendung die erforderliche vibrierende Bewegung des Paares der Siebe ergeben, um eine effiziente Teilchenklassierung und -sortierung eines Materials zu erzielen.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung und ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren zu schaffen, bei welchen Wassersprüh- oder Wasserberieselungs-Ausrüstungen und -Verfahren in Kombination mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der Erfindung benutzt werden können, falls erforderlich.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung und ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren anzugeben, bei welchen die Siebe rasch und leicht aufgrund von Abnutzung ersetzt werden können, oder aufgrund der Notwendigkeit für ein unterschiedliches Maschensieb zum Einsatz bei einer anderen Anwendung.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung und ein derartiges Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Verfahren anzugeben, wobei die Vorrichtung bei der Anwendung dauerhaft, verhältnismäßig kostengünstig herzustellen, zu betreiben und zu warten oder instandzuhalten ist.
Eine Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Teilchen eines Materials, wobei die genannte Vorrichtung umfaßt: ein Gestell, einen Rahmen, an dem Gestell und an dem Rahmen angebrachte Mittel zur beweglichen Aufhängung des Rahmens an dem Gestell, Motor-Mittel, um den genannten Rahmen in Vibrationen zu versetzen, und ein Paar von geneigten Sieben, die auf dem Rahmen angeordnet sind, so daß nach Betätigung der Motor-Mittel und dem Zuführen eines Materials auf die oberen Enden der Siebe der vibrierende Rahmen die angebrachten Siebe in Vibration versetzt, welche die Teilchen des Materials klassieren und sortieren, ist aus der WO 89/08501 bekannt.
In der US 4 662 768 ist ein Motor gezeigt, der an einem mittleren Abschnitt und unterhalb des mittleren Abschnitts eines Rahmens angeordnet ist, wobei die Welle des Motors horizontal und quer zu dem Rahmen angeordnet ist, um eine im wesentlichen vertikale Bewegung zu dem Rahmen zu übertragen.
Diese Aufgaben werden unter Erzielung der angestrebten Vorteile durch eine Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Teilchen eines Materials gelöst, wobei die genannte Vorrichtung umfaßt:
a) ein Gestell;
b) einen Rahmen;
c) an dem Gestell und dem Rahmen angebrachte Mittel zur beweglichen Aufhängung des Rahmens an dem Gestell;
d) Motor-Mittel, um den genannten Rahmen in Vibrationen zu versetzen; und
e) ein Paar von geneigten Sieben, die auf dem Rahmen angeordnet sind,
so daß nach Betätigung der Motor-Mittel und dem Zuführen eines Materials auf die oberen Enden der Siebe der vibrierende Rahmen die angebrachten Siebe in Vibration versetzt, welche die Teilchen des Materials klassieren und sortieren;
in welcher die genannten Motor-Mittel auf dem Rahmen angeordnet sind; und das genannte Paar von Sieben seitlich angeordnet ist, wobei jedes der genannten Siebe von dem mittleren Abschnitt des Rahmens aus in Richtung zu jeweils einem der Enden des genannten Rahmens nach abwärts schräg abfallend verläuft, und diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Mittel aus einer Mehrzahl von Motoren bestehen, die einen ersten, einen zweiten und einen dritten Motor aufweisen, welche Motoren an dem mittleren Abschnitt und unterhalb des mittleren Abschnitts des Rahmens angeordnet sind; wobei die Wellen des ersten und des zweiten Motors vertikal angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren, und wobei die Welle des dritten Motors horizontal angeordnet ist und sich in der Querrichtung in Bezug auf den Rahmen erstreckt; wobei die Motoren synchrone Frequenzen aufweisen; und wobei die Motoren eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen verstärkte, geneigte, elliptische Vibrationsbewegung auf den Rahmen und die angebrachten Siebe übertragen.
Diese Aufgaben werden unter Erzielung der angestrebten Vorteile weiterhin durch die Anwendung einer Vorrichtung gelöst, welche aufweist: ein Gestell, einen Rahmen mit einem Paar von Enden und mit einem mittleren Bereich, eine Aufhängungseinrichtung, die an dem Gestell und an dem Rahmen befestigt ist, um den Rahmen an dem Gestell beweglich aufzuhängen, Motor-Mittel, die an dem Rahmen angeordnet sind, um den genannten Rahmen in Vibration zu versetzen, sowie ein Paar von geneigten Sieben, die auf dem Rahmen angeordnet sind, wobei jedes der genannten Siebe von dem mittleren Bereich des Rahmens aus in Richtung zu jeweils einem der Enden des genannten Rahmens nach abwärts schräg abfallend verläuft, wobei die genannte Anwendung durch die Schritte gekennzeichnet ist:
a) Betätigen der Motor-Mittel;
b) Versetzen des Rahmens und der angebrachten Siebe in eine vibrierende Bewegung, wobei eine Vibrationsbewegung zu dem Rahmen durch die Motor-Mittel übertragen wird;
c) Zuführen eines Materials auf die oberen Enden der vibrierenden Siebe;
d) Klassieren und Sortieren von Teilchen des Materials, wenn sich die Teilchen entlang der Siebe in Richtung zu den Enden des Rahmens hin bewegen; und
e) Einstellen der Schrägneigung der Siebe, um im wesentlichen die Bewegungsgeschwindigkeit eines Materials auf einem jeden der Siebe gleichmäßig zu machen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, welche die besten Arten und Weisen veranschaulichen, in welchen der Anmelder beabsichtigt, die Prinzipien anzuwenden, werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert und sind in den Zeichnungen ersichtlich, und sie werden in den beigefügten Ansprüchen im einzelnen und klar angegeben.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht von oben auf die Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei Teile weggebrochen sind, zur Veranschaulichung des einzelnen Motors der ersten Ausführungsform der Doppelsieb-Vorrichtung und der Teilchen eines Materials, welche durch die Vorrichtung klassiert und sortiert werden;
Fig. 4 eine Endansicht der Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3;
Fig. 5 eine stark vergrößerte, bruchstückhafte Schnittansicht gemäß der Linie 5-5 nach Fig. 3, insbesondere zur Veranschaulichung einer der Aufhängungsanordnungen der Vorrichtung;
Fig. 6 eine stark vergrößerte, bruchstückhafte Schnittansicht gemäß der Linie 6-6 nach Fig. 3, insbesondere zur Veranschaulichung der Art und Weise, in welcher eines der Siebe der Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung in entfernbarer oder abnehmbarer Weise angeordnet ist;
Fig. 7 eine Schnittansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 3, wobei Teile weggebrochen sind, zur Veranschaulichung einer zweiten Ausführungsform der Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Paar von Motoren;
Fig. 8 eine Endansicht der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 7;
Fig. 9 eine Schnittansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 3, wobei Teile weggebrochen sind, zur Veranschaulichung einer dritten Ausführungsform der Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß der Erfindung mit drei Motoren; und
Fig. 10 eine Endansicht der dritten Ausführungsform, die in Fig. 9 gezeigt ist.
Gleiche Bezugsziffern beziehen sich auf gleiche Teile durch alle Zeichnungen hindurchgehend.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine erste Ausführungsform einer verbesserten Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet und sie ist in den Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die Klassierungsvorrichtung 1 umfaßt ein Gestell, das allgemein mit 2 bezeichnet ist, einen Rahmen, der allgemein mit 3 bezeichnet ist, eine Mehrzahl von Aufhängungsanordnungen, von denen eine jede allgemein mit 4 bezeichnet ist, einen Vibrator-Motor, der allgemein mit 5 bezeichnet ist, sowie ein Paar von Sieben, die gemeinsam mit 6 bezeichnet sind und die einzeln mit 6a und 6b bezeichnet sind. Das Gestell 2 umfaßt einen im allgemeinen rechteckförmigen Basisbereich 10 und ein Paar von aufrecht stehenden Pfosten oder Säulen 11. Der Basisbereich 10 weist ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten seitlichen I-Trägern 12 auf, sowie ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten endseitigen U-Profilträgern 13, welche sich zwischen den Enden der I-Träger 12 erstrecken und mit den Enden der I-Träger 12 verbunden sind, um einen stabilen oder standfesten Basisbereich 10 zu bilden. Die Pfosten oder Säulen 11 sind auf dem mittleren Abschnitt der I-Träger 12 in einer gegenseitig beabstandeten, parallelen Beziehung angeordnet. Ein Paar von einander gegenüberliegenden Trägerarmen 14 ist an den oberen Enden der Pfosten oder Säulen 11 angebracht und erstreckt sich von hier aus nach einwärts.
Der Rahmen 3 ist im allgemeinen rechteckförmig ausgebildet und umfaßt ein Paar von seitlichen Trägeranordnungen 22 (Fig. 1 und 3 bis 4). Jede seitliche Trägeranordnung 22 (Fig. 3) weist eine horizontale untere Eckschiene 23, ein Paar von aufrecht stehenden Eckschienen 24, welche mit den Enden der unteren Eckschiene 23 befestigt sind, sowie ein Paar von geneigten oberen Eckschienen 25 auf, die an einem ihrer Enden an dem oberen Ende der aufrecht stehenden Eckschienen 24 befestigt sind und die sich von dem oberen Ende der aufrecht stehenden Eckschienen 24 aus nach aufwärts erstrecken und die miteinander an ihrem anderen Ende verbunden sind. Ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten oberen und unteren endseitigen Eckschienen 20 und 21 erstreckt sich zwischen den Enden der seitlichen Trägeranordnungen 22 und ist mit den Enden der seitlichen Trägeranordnungen 22 verbunden, um einen standfesten oder stabilen Rahmen 3 zu bilden. Ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten seitlichen U- Profilträgern 26 erstreckt sich zwischen den aufrecht stehenden Eckschienen 24 der seitlichen Trägeranordnungen 22 und ist mit den aufrecht stehenden Eckschienen 24 der seitlichen Trägeranordnungen 22 verbunden. Ein Paar von quer gerichteten Aufhängungsrohren 27 (Fig. 2, 4 und 5) erstreckt sich zwischen miteinander fluchtenden Paaren von Öffnungen 28 und 32 und ist in diesen miteinander fluchtenden Paaren von Öffnungen 28 und 32 befestigt, die jweils in den Enden der seitlichen U-Profilträger 26 und in an diesen befestigten Trägerplatten 33 ausgebildet sind. Eine mit einer mittleren Öffnung 30 versehene Endkappe 29 ist in jedem Ende der Aufhängungsrohre 27 angeordnet. Eine Achse 31 ist in der Öffnung 30 einer jeden Endkappe 29 angeordnet und erstreckt sich von dieser aus nach auswärts.
Der Rahmen 3 ist an dem Gestell 2 durch die Mehrzahl der Aufhängungsanordnungen 4 (Fig. 1 bis 4) beweglich aufgehängt. Genauer gesagt, eine jede Anordnung 4 umfaßt eine untere Federauflage 40, wobei diese Federauflagen an jedem Ende der seitlichen I-Träger 12 des Gestells 2 durch Schrauben 41 und Muttern 47 (Fig. 5) lösbar angebracht sind. Eine obere Federauflage 42 ist an dem äußeren Ende jeder Achse 31 angeordnet und in Vertikalrichtung mit seiner jeweiligen unteren Federauflage 40 ausgerichtet. Im einzelnen ist eine jede obere Federauflage 42 mit einem sich in Vertikalrichtung erstreckenden Achsenblock 43 ausgebildet. Eine horizontale Öffnung 44 ist in dem Achsenblock 43 ausgebildet, um das äußere Ende der Achse 31 aufzunehmen, um die obere Federauflage 42 auf der Achse anzuordnen. Eine übliche Schraubenfeder 45 ist zwischen jedem miteinander ausgerichteten Paar von oberen und unteren Federauflagen 42 und 40 zum sicheren beweglichen Aufhängen des Rahmens 3 an dem Gestell 2 in lösbarer Weise aufgenommen.
In Übereinstimmung mit einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung kann ein Paar von Abstandsplatten 46 (Fig. 3 und 5) zwischen ein gewisses Paar der unteren Federauflagen 40 und die seitlichen I-Träger 12 des Gestells 2 eingesetzt werden, und zwar zum Zwecke einer leichten Einstellung oder Verstellung der Neigung der geneigten Eckschienen 25 des Rahmens 2, wie dies weiter unten im einzelnen bei der Beschreibung der Betriebsweise der Klassierungsvorrichtung 1 erläutert wird.
Ein Motor 5 ist an einem Paar von Motorbasiselementen 50 angeordnet, welche ihrerseits an einem quer gerichteten Hohlprofilelement 51 angebracht sind und von diesem quer gerichteten Hohlprofilelement 51 herabhängen, welches sich zwischen den geneigten Eckschienen 25 des Rahmens 2 erstreckt und mit diesen geneigten Eckschienen 25 des Rahmens 2 verbunden ist, so daß die Welle des Motors horizontal angeordnet ist und sich in der Querrichtung in Bezug auf den Rahmen 3 erstreckt (Fig. 3 und 4). Der Motor 5 ist von der Art, wie sie auf dem Gebiet der Technik der Klassierungsausrüstungen wohl bekannt ist, und er überträgt eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen vertikale elliptische Vibrationsbewegung auf den Rahmen 2 durch die Motorbasiselemente 50 und das Hohlprofilelement 51. Ein Beispiel eines geeigneten Motors 5, der in Verbindung mit der Doppelsieb-Klassierungsvorrichtung 1 verwendet werden könnte, ist der elektrische Rotations-Vibrationsmotor, der von Bulk Equipment Systems Technology, Inc. of Cleveland, OH, hergestellt und als Modell BE-11440-4 bezeichnet wird.
In Übereinstimmung mit einem anderen der Merkmale der vorliegenden Erfindung ist ein Paar von Sieb-Kästen, die im nachfolgenden gemeinsam mit 55 und einzeln mit 55a und 55b bezeichnet sind, an dem Rahmen 3 in lösbarer Weise angebracht (Fig. 1 bis 4). Weil die Sieb-Kästen 55a und 55b gleich sind, wird hier lediglich die Konstruktion des Sieb- Kastens 55a beschrieben. Der Sieb-Kasten 55a umfaßt ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten Seitenwänden 56, ein Paar von gegenseitig beabstandeten, parallelen, langgestreckten oberen und unteren Endwänden 57 und 58, die sich zwischen den Enden der Seitenwände 56 erstrecken und mit den Enden der Seitenwände 56 verbunden sind, sowie ein unteres Auffangblech oder einen unteren Auffangboden 59, das oder der sich zwischen dem unteren Ende der Seitenwände und der Endwände erstreckt und mit dem unteren Ende der Seitenwände und der Endwände verbunden ist. Das Auffangblech 59 oder der Auffangboden 59 ist im Bereich seines unteren Endes mit einem Auslauf 60 ausgebildet, der in einer Auslaßöffnung 61 ausmündet. Eine langgestreckte Eckschiene 62 ist an der Außenoberfläche einer jeden Seitenwand 56 des Sieb-Kastens 55a angebracht und ist mit den geneigten Eckschienen 25 des Rahmens 3 durch Schrauben 63 und Muttern 53 in lösbarer Weise verbunden (Fig. 6), um den Sieb-Kasten 55a an dem Rahmen in sicherer und lösbarer Weise anzubringen.
In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der Erfindung ist ein Paar von Sieben 6, von denen jedes vorzugsweise in der Lage ungefähr 4 Fuß beträgt und eine Breite von 1,22 m (4 Fuß) aufweist, in der Vorrichtung 1 eingebaut (Fig. 1 bis 4). Die Siebweite oder Siebgröße der Siebe 6 liegt im allgemeinen innerhalb des Bereichs, der von Siebgröße 4 bis Siebgröße 500 geht, und die Siebe 6 sind in bevorzugter Weise sowohl für nasse als auch für trockene Klassierungsvorgänge geeignet. Dies ist im Gegensatz zu den meisten Klassierungsausrüstungen nach dem Stand der Technik, die einzelne lange Siebe von der Abmessung 2,44 m mal 1,22 m (8 Fuß mal 4 Fuß) aufweisen. Es ist herausgefunden worden, daß die meiste Sortierung eines Materials innerhalb der ersten 4 Fuß seiner Bewegung auf einem vibrierenden Sieb erfolgen wird. Infolgedessen wird durch zwei 4 Fuß lange Siebe, wie sie dem einen 8 Fuß langen Sieb gegenüberstehen, wie es im Stand der Technik vorhanden ist, der Ausgang einer Klassierungsvorrichtung annähernd verdoppelt. Die Siebe 6a bzw. 6b sind in den Sieb-Kästen 55a bzw. 55b in lösbarer Weise angeordnet. Mehr im einzelnen, die Siebe sind innerhalb der Kästen 55 durch eine Mehrzahl von gegenseitig beabstandeten, sich nach einwärts erstreckenden Trägerarmen 64 (Fig. 6) getragen, die mit der inneren Oberfläche der Seitenwände 56 und der Endwände 57 bis 58 der Kästen verbunden sind. Die Siebe 6 sind vorzugsweise vorgespannte, eingerahmte Siebe, obwohl verstellbare Siebe mit Spannhakenbändern benutzt werden können, falls erwünscht, ohne das Konzept der Erfindung zu beeinträchtigen.
Ein Material-Beschickungskasten 65 mit einer Einlaßöffnung 66 und einem Paar von Auslaßöffnungen, die im nachfolgenden gemeinsam mit 67 und einzeln mit 67a und 67b bezeichnet werden, ist angrenzend an das jeweilige obere Ende der Sieb-Kästen 55a und 55b und oberhalb des jeweiligen oberen Endes der Sieb-Kästen 55a und 55b angeordnet, und zwar durch Befestigung an den sich nach einwärts erstreckenden Trägerarmen 14 des Gestells (Fig. 1 bis 4).
Das verbesserte Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Klassieren und Sortieren von Teilchen eines Materials unter Verwendung der verbesserten Doppelsieb-Teilchen-Klassiervorrichtung wird im folgenden erläutert. Der Vibratormotor 5 wird in Betrieb genommen und überträgt eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen elliptische Vibrationsbewegung auf den Rahmen 3 und die an diesem befestigten Siebe 6. Die Schwerkraft liegt im allgemeinen innerhalb des Bereichs, der von 6 bis 9 Gs reicht. Im einzelnen vibrieren die oberen Enden der Siebe 6a und 6b in Form einer im allgemeinen vertikalen elliptischen Bewegung, wie durch den Pfeil E in Fig. 3 veranschaulicht ist, und die unteren Enden der Siebe vibrieren ebenfalls in Form einer im allgemeinen vertikalen elliptischen Bewegung, wie durch die Pfeile A und B jeweils veranschaulicht ist.
Ein zu verarbeitendes Material, wie zum Beispiel Kaolin (Porzellanerde, Porzellanton), das im allgemeinen mit 68 bezeichnet ist und das als ein Zusatzstoff bei der Kunststoff- und Papierherstellung benutzt wird, wird der Einlaßöffnung 66 des Beschickungskastens 65 zugeführt. Der Ton 68 geht durch den Beschickungskasten hindurch und wird durch die Auslaßöffnungen 67a und 67b nach außen hindurchgelassen und gelangt jeweils auf die oberen Enden der vibrierenden Siebe 6a und 6b. Das Tonmaterial verläuft sodann auf den Sieben 6 nach abwärts, wobei unerwünschte größere Teilchen 69 auf den Sieben verbleiben und von den unteren Enden der Siebe herabfallen, um entfernt zu werden. Erwünschte kleinere Teilchen 70 werden durch die Siebe 6 hindurch nach unten und auf die Auffangbleche 59 der Sieb-Kästen 55 und aus dem Auslauf 60 heraus gelassen, um der weiteren Verwendung bei der Kunststoff- oder Papierverarbeitung zugeführt zu werden.
In Übereinstimmung mit einem der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung erfolgt, obwohl ein einzelner Motor 5 in wirtschaftlicher Weise die erforderliche Vibrationsbewegung auf die Siebe 6 zum Klassieren und Sortieren von Kaolin (Porzellanerde, Porzellanton) 68 oder anderen Materialien überträgt, die im allgemeinen vertikale elliptische Bewegung, die auf jedes der Siebe übertragen wird, in entgegengesetzten Richtungen, wie in Fig. 3 gezeigt und oben beschrieben. Im einzelnen ist die elliptische Bewegung des Siebes 6a, wie durch den Pfeil A angedeutet, gleichzeitig wirkend oder zusammenwirkend mit der nach abwärts gerichteten Neigung des Siebes und der Richtung der Bewegung des auf diesem befindlichen Tones. Auf der anderen Seite ist die elliptische Bewegung des Siebes 6b, wie durch den Pfeil B angedeutet, gegenläufig wirkend zu der nach abwärts gerichteten Neigung des Siebes und der Richtung der Bewegung des auf diesem befindlichen Tones. Diese Bedingung veranlaßt den Ton, das Sieb 6a hinunter schneller zu gehen als das Sieb 6b hinunter, was den Nutzeffekt des Teilchenklassierungs-Vorganges verringert. Daher werden die Abstandsplatten 46 zwischen die I-Träger 12 und die unteren Federauflagen 40 des Paares der Aufhängungsanordnungen 4 eingefügt, welche zu dem unteren Ende des Siebes 6a benachbart sind. Dieses Einfügen der Abstandsstücke verringert die Neigung der geneigten Winkelschiene 25 des Rahmens 3, die unterhalb des Siebes 6a angeordnet ist, und erhöht die Neigung der geneigten Winkelschiene 25, die unterhalb des Siebes 6b angeordnet ist. Infolgedessen wird die Neigung des Siebes 6a verringert und die Neigung des Siebes 6b erhöht, was dazu dient, die Bewegungsgeschwindigkeit des Tones hierauf im wesentlichen gleichmäßig zu machen, was den Nutzeffekt des Teilchenklassierungsvorganges vergrößert.
Es versteht sich, daß andere Materialien als Kaolin (Porzellanerde, Porzellanton) klassiert und sortiert werden können, wobei die wie oben beschriebene Vorrichtung und das wie oben beschriebene Verfahren zum Einsatz gelangen, obwohl die obige Vorrichtung und das obige Verfahren am besten zur Verwendung bei der Klassierung von Materialien mit großem Volumen in einer verhältnismäßig kurzen Zeitperiode geeignet sind. Es ist wichtig, festzuhalten, daß in Abhängigkeit von dem Material, welches klassiert und sortiert wird, die erforderliche Neigung der Siebe innerhalb des weiten Bereiches von 3º bis 60º liegt. Infolgedessen werden, wenn es erwünscht ist, die Teilchenklassierungs-Vorrichtung 1 für eine unterschiedlichen Anwendung zu benutzen, welche eine unterschiedliche Siebneigung erfordert, die Sieb-Kästen 55 lediglich entfernt und durch Sieb-Kästen ersetzt, welche die geeignete Neigung besitzen.
Es läßt sich daher feststellen, daß die Klassierungsvorrichtung 1 eine anpassungsfähige oder vielseitig verwendbare Vorrichtung ist, die in wirksamer Weise bei vielen verschiedenen Teilchenklassierungs-Vorgängen zum Einsatz gelangen kann. Darüber hinaus ermöglicht es die Art und Weise der Befestigung der Siebe innerhalb der Sieb-Kästen, daß die Siebe rasch und leicht ersetzt werden, falls sie abgenutzt sind, oder dann, wenn sich die Notwendigkeit für ein unterschiedliches Maschensieb ergibt, wie zum Beispiel dann, wenn ein anderes Material zu klassieren ist.
Darüber hinaus ist die wirksame Länge der Siebe von 1,22 m (4 Fuß) noch immer lang genug, um die Anwendung von Wassersprühausrüstungen und -verfahren in Verbindung mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, falls erforderlich, zu ermöglichen.
Eine zweite Ausführungsform der verbesserten Doppelsieb-Teilchenklassierungs-Vorrichtung der Erfindung ist im allgemeinen mit 80 bezeichnet und in den Fig. 7 und 8 gezeigt. Die Klassierungsvorrichtung 80 und das Verfahren, bei welchem sie benutzt wird, sind gleich zu der Klassierungsvorrichtung 1 und zu dem entsprechenden Klassierungsverfahren in den meisten Hinsichten, ausgenommen, daß die Vorrichtung 80 ein Paar von Vibrationsmotoren aufweist, die im allgemeinen mit 81 und 82 bezeichnet sind. Jeder Motor 81 und 82 ist auf einem Motorbasiselement 83 angeordnet, das seinerseits auf einem in der Querrichtung verlaufenden Hohlprofilelement 84 angeordnet ist und sich nach auswärts von diesem quer gerichteten Hohlprofilelement 84 aus erstreckt, so daß die Wellen der Motoren vertikal angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren. Das Hohlprofilelement 84 erstreckt sich zwischen einem gegenüberliegenden Paar von Platten 85 und ist mit diesem gegenüberliegenden Paar von Platten 85 verbunden, die an den seitlichen U-Profilträgern 26 des Rahmens 3 befestigt sind. Die Motoren 81 und 82 sind von einer synchronen Frequenz und ein jeder ist gleich zu dem Motor 5 der Klassierungsvorrichtung 1, wie oben beschrieben, jedoch gemeinsam übertragen sie eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen horizontale lineare Vibrationsbewegung zu dem Rahmen 3 durch die Motorbasiselemente 83, das Hohlprofilelement 84 und die Platten 85, wie durch den Doppelpfeil Z in Fig. 8 veranschaulicht ist. Eine derartige horizontale, lineare oder "Hin- und Her"-Bewegung ist für Anwendungen wünschenswert, bei denen das Material, das zu verarbeiten ist, schwere, übergroße Festkörperteilchen 69 enthält, welche dazu neigen, die Siebe 6 der Klassierungsvorrichtung 80 zu blockieren und den Durchlaß von erwünschten kleineren Teilchen 70 durch diese hindurch zu stören. Die horizontale Linearbewegung, die zu den Sieben 6 übertragen wird, verursacht, daß die unerwünschten übergroßen Teilchen 69 sich rasch entlang der Oberseite der Siebe bewegen, so daß mehr Siebfläche zum Hindurchlassen der erwünschten kleineren Teilchen 70 verfügbar ist.
Eine dritte Ausführungsform der Doppelsieb-Teilchenklassierungsvorrichtung ist allgemein mit 90 bezeichnet und in den Fig. 9 und 10 veranschaulicht. Die Klassierungsvorrichtung 90 und ebenfalls das Verfahren zur Klassierung sind zu der Klassierungsvorrichtung 1 und zu dem entsprechenden Klassierungsverfahren, bei welchem die Vorrichtung eingesetzt wird, in den meisten Hinsichten gleich, ausgenommen, daß die Vorrichtung 90 drei Vibratormotoren aufweist, die allgemein mit 91, 92 und 93 bezeichnet sind. Jeder Motor 91 bis 93 ist auf einem Motorbasiselement 94 angeordnet, welches seinerseits auf einem quer gerichteten Hohlprofilelement 95 angeordnet ist und sich von diesem quer gerichteten Hohlprofilelement 95 aus nach auswärts erstreckt, so daß die Wellen der Motoren 91 und 92 vertikal angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren und die Welle des Motors 93 horizontal angeordnet ist und sich in der Querrichtung in Bezug auf den Rahmen 3 erstreckt. Das Hohlprofilelement 95 erstreckt sich zwischen einander gegenüberliegenden Paaren von Platten 96 und ist mit diesen einander gegenüberliegenden Paaren von Platten 96 verbunden, welche an dem seitlichen U-Profilträger 26 des Rahmens 3 befestigt sind. Die Motoren 91 bis 93 sind von einer synchronen Frequenz und ein jeder ist dem Motor 5 der Klassierungsvorrichtung 1, die oben beschrieben ist, gleich, jedoch zusammen übertragen sie eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen verstärkte, geneigte, elliptische Vibrationsbewegung auf den Rahmen 3 durch die Motorbasiselemente 94, das Hohlprofilelement 95 und die Platten 96, wie durch die Ellipsen X und Y in Fig. 9 veranschaulicht ist. Es kann noch eine andere Bewegung, die durch die strichpunktierten Symbole C und D in Fig. 9 veranschaulicht ist, auf den Rahmen 3 dadurch übertragen werden, daß die Frequenz des Motors 93 gegenüber derjenigen der Motoren 91 und 92 im wesentlichen verdoppelt wird. Das Ergebnis besteht in der Übertragung einer eine hohe Frequenz und hohe Schwerkraft aufweisenden, im allgemeinen verstärkten, pulsierenden Vibrationsbewegung auf den Rahmen 3. Die durch die Ellipsen X und Y veranschaulichte Bewegung ist für die Verarbeitung von klebrigen Materialien wünschenswert und die durch die Symbole C und D veranschaulichte Bewegung kann in wirksamer Weise für Operationen verwendet werden, die eine extrem genaue Teilchenklassierung erfordern.
Um es zu wiederholen, das Hauptmerkmal der Doppelsieb-Teilchenklassierungsvorrichtung und des Doppelsieb-Teilchenklassierungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung besteht in der Art und Weise, in welcher ein Paar von Sieben, von denen jedes eine Länge von 1,22 m ( 4 Fuß) aufweist, auf dem vibrierenden Rahmen angeordnet ist, im Gegensatz zu Teilchenklassierungs-Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, welche ein einzelnes Sieb mit einer Länge von 2,44 m (8 Fuß) benutzen. Die Länge von 1,22 m (4 Fuß) der Siebe der Doppelanordnung ergibt eine ausreichende Länge für die Klassierung und Sortierung des vorkommenden Materials und erhöht wesentlich den Mengendurchsatz des Teilchenklassierungsprozesses gegenüber Vorrichtungen nach dem Stand der Technik.
Ein weiteres wichtiges Merkmal ist die Art und Weise, in welcher ein oder mehrere wirtschaftlich oder sparsam arbeitende Motoren die erforderliche Vibrationsbewegung zu den Sieben liefern, um eine effiziente Klassierung und Sortierung für Anwendungen mit unterschiedlichen Materialien zu ergeben, wobei Abstandsstücke benutzt werden, um geringfügige Verstellungen der Neigung der Siebe zu bewerkstelligen, um im allgemeinen die Bewegungsgeschwindigkeit eines Materials das Sieb hinab gleichförmig zu machen, um Differenzen in der Geschwindigkeit zu überwinden, die durch die Vibrationsbewegung der Motoren bei den Vorrichtungen 1 und 90 verursacht werden. Andere wichtige Merkmale beinhalten die Art und Weise, in welcher die Sieb- Kästen ersetzt werden können, so daß die Klassierungsvorrichtung bei unterschiedlichen Anwendungen zum Einsatz gelangen kann, die unterschiedliche Neigungen der Siebe erfordern, und ferner die Art und Weise, in welcher die Siebe rasch und leicht aufgrund von Abnutzung ausgetauscht werden können oder dann, wenn die Anwendung ein unterschiedliches Maschensieb erfordert.
Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß die Vorrichtung zur Doppelsieb-Teilchenklassierung gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Anwendung dauerhaft und verhältnismäßig kostengünstig herzustellen, zu betreiben, zu warten bzw. instandzuhalten ist.
Demgemäß sind die Vorrichtung und das Verfahren zur Doppelsieb- Teilchenklassierung vereinfacht und sie führen zu einer effektiven, sicheren, kostengünstigen und effizienten Vorrichtung und einem entsprechenden Verfahren, wodurch sämtliche angegebenen Zwecke erreicht werden, zur Beseitigung von Schwierigkeiten, die bei Vorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik auftreten, zu Problemlösungen und zu neuen Ergebnissen auf diesem Gebiet der Technik.
In der vorangehenden Beschreibung sind aus Gründen der Kürze, der Klarheit und des Verständnisses gewisse Begriffe verwendet worden; jedoch hat dies keine unnötigen Einschränkungen außerhalb der Kriterien des Standes der Technik zu bedeuten, weil derartige Begriffe für beschreibende Zwecke verwendet werden und in einem breiten Sinne auszulegen sind.
Darüberhinaus sind die Beschreibung und die zeichnerische Darstellung der Erfindung im Rahmen eines Beispiels gegeben worden und der Erfindungsgedanke ist nicht auf die genauen Einzelheiten beschränkt, welche gezeigt oder beschrieben worden sind.
Die Merkmale, die aufschlußgebenden Feststellungen und die Grundgedanken der Erfindung, die Art und Weise, in welcher die verbesserte Vorrichtung und das verbesserte Verfahren zur Doppelsieb-Teilchenklassierung ausgestaltet und verwendet werden, die charakteristischen Merkmale der Konstruktion und der Verfahrensschritte, sowie die Vorteile und die erzielten, neuen und nützlichen Ergebnisse sind nunmehr beschrieben worden; die neuen und nützlichen Konstruktionsmerkmale, Einrichtungen, Elemente, Anordnungen, Teile und Kombinationen sind in den beigefügten Ansprüchen angegeben.

Claims

1. Eine Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Teilchen eines Materials, wobei die genannte Vorrichtung umfaßt:

a) ein Gestell (2);

b) einen Rahmen (3);

c) an dem Gestell (2) und dem Rahmen (3) angebrachte Mittel (4) zur beweglichen Aufhängung des Rahmens (3) an dem Gestell;

d) Motor-Mittel (5) um den genannten Rahmen (3) in Vibrationen zu versetzen; und

e) ein Paar von geneigten Sieben (6), die auf dem Rahmen (3) angeordnet sind, so daß nach Betätigung der Motor-Mittel (5) und dem Zuführen eines Materials auf die oberen Enden der Siebe (6) der vibrierende Rahmen (3) die angebrachten Siebe (6) in Vibration versetzt, welche die Teilchen des Materials klassieren und sortieren;

in welcher die genannten Motor-Mittel (5) auf dem Rahmen (3) angeordnet sind; und das genannte Paar von Sieben (6) seitlich angeordnet ist, wobei ein jedes der genannten Siebe von einem mittleren Abschnitt des Rahmens (3) aus in Richtung zu jeweils einem von einem Paar von Enden des genannten Rahmens (3) nach abwärts schräg abfallend verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Mittel aus einer Mehrzahl von Motoren bestehen, die erste, zweite und dritte Motoren (91, 92, 93) aufweisen, welche an dem mittleren Abschnitt und unterhalb des mittleren Abschnittes des Rahmens (3) angeordnet sind; wobei die Wellen der ersten und zweiten Motoren (91, 92) vertikal angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren, und wobei die Welle des dritten Motors (93) horizontal angeordnet ist und sich in der Querrichtung in Bezug auf den Rahmen (3) erstreckt; wobei die Motoren (91, 92, 93) synchrone Frequenzen aufweisen; und wobei die Motoren (91, 92, 93) eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen verstärkte, geneigte, elliptische Vibrationsbewegung auf den Rahmen (3) und die angebrachten Siebe (6) übertragen.

2. Eine Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Teilchen eines Materials, wobei die genannte Vorrichtung aufweist:

a) ein Gestell (2);

b) einen Rahmen (3);

d) Motor-Mittel (5), um den genannten Rahmen (3) in Vibrationen zu versetzen; und

in welcher die genannten Motor-Mittel (5) auf dem Rahmen (3) angeordnet sind; und das genannte Paar von Sieben (6) seitlich angeordnet ist, wobei ein jedes der genannten Siebe von einem mittleren Abschnitt des Rahmens (3) aus in Richtung zu jeweils einem von einem Paar von Enden des genannten Rahmens (3) nach abwärts schräg abfallend verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Motor-Mittel aus einer Mehrzahl von Motoren bestehen, die erste, zweite und dritte Motoren (91, 92, 93) umfassen, welche an dem mittleren Abschnitt und unterhalb des mittleren Abschnittes des Rahmens (3) angeordnet sind; wobei die Wellen der ersten und zweiten Motoren (91, 92) vertikal angeordnet sind und in entgegengesetzten Richtungen rotieren, und wobei die Welle des dritten Motors (93) horizontal angeordnet ist und sich in der Querrichtung in Bezug auf den Rahmen (3) erstreckt; wobei die ersten und zweiten Motoren (91, 92) synchrone Frequenzen aufweisen, und wobei der dritte Motor (93) eine Frequenz aufweist, die im allgemeinen das Doppelte der Frequenz des genannten ersten und des genannten zweiten Motors (91, 92) ist; und wobei die Motoren (91, 92, 93) eine eine hohe Frequenz und eine hohe Schwerkraft aufweisende, im allgemeinen verstärkte, pulsierende, Vibrations- Bewegung auf den Rahmen (3) und die angebrachten Siebe (6) übertragen.

3. Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem Gestell (2) und dem Rahmen (3) angebrachten Mittel zur beweglichen Aufhängung des Rahmens (3) an dem Gestell aus einem Paar von Schraubenfeder-Aufhängungs-Anordnungen (4) bestehen, welche in einer voneinander beabstandeten Beziehung an dem Gestell (2) angrenzend an ein jedes des Paares von Enden des Rahmens (3) angeordnet sind; und in welcher ein Paar von Abstandsstücken (46) zwischen das Gestell (2) und eine gewisse des Paares von Aufhängungs-Anordnungen (4) einsetzbar ist, um die Neigung der Siebe (6) einzustellen, um die Bewegungsgeschwindigkeit eines Materials auf einem jeden der Siebe (6) im wesentlichen gleichmäßig zu machen.

4. Die Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (3) im wesentlichen rechteckförmig ausgebildet ist; in welcher ein jedes der Siebe (6) in lösbarer Weise in einem Sieb-Kasten (55a, 55b) angeordnet ist, der in lösbarer Weise an dem Rahmen (3) befestigt ist; in welcher jeder der Sieb-Kästen (55a, 55b) ein Auffangblech oder einen Auffangboden (59) umfaßt, das oder der unterhalb des Siebes angeordnet ist, um die klassierten Teilchen, die durch das genannte Sieb hindurchgehen, aufzunehmen und zu einer Stelle zu führen, die von den Teilchen entfernt ist, die nicht durch das Sieb hindurchgehen; in welcher ein jedes der Siebe (6) an dem Rahmen (3) mit einer Schrägneigung angeordnet ist, die im allgemeinen zwischen 3º und 60º beträgt; in welcher ein jedes der Siebe (6) ungefähr 1,22 m x 1,22 m (4 Fuß x 4 Fuß) mißt; in welcher die Siebweite oder Siebgröße der Siebe im allgemeinen zwischen 4 und 500 Öffnungen pro 25,4 mm (lineares inch) beträgt; in welcher das Gestell (2) einen Grund-Abschnitt (10) und ein Paar von gegenseitig beabstandeten, sich parallel und vertikal erstreckenden Pfosten oder Säulen (11) aufweist; und in welcher ein Beschickungs-kasten (65) auf den Pfosten oder Säulen (11) des Gestelles (2) in Nachbarschaft zu den und oberhalb der oberen Enden der Siebe (6) angeordnet ist.

5. Eine Vorrichtung zum Klassieren von Teilchen eines Materials, gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, in welcher die genannten Siebe (6) eine Länge von ungefähr 1,22 m (4 Fuß) aufweisen.

6. Eine Anwendung einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, um Teilchen eines Materials zu klassieren und zu sortieren, gekennzeichnet durch die Schritte:

a) Betätigen der Motor-Mittel (5);

b) Versetzen des Rahmens (3) und der angebrachten Siebe (6) in eine vibrierende Bewegung, wobei eine Vibrationsbewegung zu dem Rahmen (3) durch die Motor-Mittel (5) übertragen wird;

c) Zuführen eines Materials auf die oberen Enden der vibrierenden Siebe (6);

d) Klassieren und Sortieren von Teilchen des Materials, wenn sich die Teilchen entlang der Siebe (6) in Richtung zu den Enden des Rahmens (3) hin bewegen; und

e) Einstellen der Schrägneigung der Siebe (6), um im wesentlichen die Bewegungsgeschwindigkeit eines Materials auf einem jeden der Siebe (6) gleichmäßig zu machen.