DE69523331T2

DE69523331T2 - Vorrichtung zum sieben von partikeln

Info

Publication number: DE69523331T2
Application number: DE69523331T
Authority: DE
Inventors: John Judd
Original assignee: Technological Resources Pty Ltd
Current assignee: Technological Resources Pty Ltd
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 2002-06-27
Anticipated expiration: 2015-11-28
Also published as: ZA9510048B; WO1996016748A1; EP0793544A1; US5921400A; CA2205963C; EP0793544A4; RU2162377C2; CA2205963A1; DE69523331D1; AUPM969294A0; EP0793544B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Sieben eines teilchenförmigen Materials in Fraktionen ausgewählter Größe.
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich insbesondere, obgleich nicht ausschließlich, auf eine Vorrichtung zum Sieben von Diamanten in Fraktionen ausgewählter Größe.
Die herkömmliche Vorrichtung zum Sieben von Diamanten in Fraktionen ausgewählter Größe umfaßt eine Anordnung aus vibrierenden Sieben, welche in einem Stapel angeordnet sind wobei das oberste Sieb die größte Maschenweite und die nachfolgenden Siebe zunehmend feinere Maschenweiten aufweisen.
Die herkömmliche Vorrichtung wird chargenweise betrieben, und als eine Folge ist die Vorrichtung im allgemeinen nicht kompatibel mit stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen Diamantverarbeitungsschritten, welche gewöhnlich auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden. Ein anderer Nachteil der herkömmlichen Vorrichtung besteht darin, daß die Siebe leicht blockiert werden aufgrund von Diamanten, welche sich in Löchern in den Sieben festsetzen ("zugesetzt"). Als eine Folge müssen die festgesetzten Diamanten periodisch aus den Sieblöchern entfernt werden, um das optimale Leistungsvermögen der Siebe aufrechtzuerhalten. Zusätzlich dazu, daß dies eine zeitaufwendige und arbeitsintensive Tätigkeit ist, besteht im allgemeinen eine Verschlechterung des Frodukts, welche durch Diamanten bewirkt wird, die während des Herausnahmevorganges zerbrechen. Andere Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung sind ein starkes Geräusch und hohe Staubpegel.
Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in DE-U-8 808 236 offenbart.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Sieben von Diamanten in Fraktionen ausgewählter Größe zu schaffen, welche die Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung, die in dem vorhergehenden Absatz beschrieben ist, mildern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Sieben eines teilchenförmigen Materials in Fraktionen ausgewählter Größe vorgesehen, welche aufweist:
(a) ein Sieb zum Zerlegen des teilchenförmigen Materials in eine Fraktion mit Untergröße und in eine Fraktion mit Übergröße, wobei das Sieb ein Einlaßende zum Einbringen von teilchenförmigem Material in das Sieb und ein Auslassende zum Ausgeben der Fraktion mit Übergröße hat;
(b) Mittel zum Aufnehmen der Fraktion mit Untergröße aus dem Sieb;
(c) Antriebsmittel zum Drehen oder Schwingen des Siebes um eine Achse des Siebes; und
(d) Doppelphasen-Antriebsmittel, die mit dem Sieb gekoppelt sind, zum Antreiben des Siebs in zwei Richtungen.
Die Anmelderin hat gefunden, daß die Bewegung des teilchenförmigen Materials in dem Schirm, welche durch die Doppelphasen-Antriebsmittel bewirkt wird, erheblich die Weglänge des teilchenförmigen Materials in dem Schirm verlängert und hierdurch in großem Maße die Gelegenheit für die Teilchen erhöht, durch das Sieb hindurchzugehen.
Zusätzlich hat die Anmelderin gefunden, daß die Gesamtbewegung des teilchenförmigen Materials in dem Sieb, die durch die kombinierte Wirkung der Doppelphasen-Antriebsmittel und der Dreh-/Schwing- Antriebsmittel bewirkt wird, die Gesamtbewegung von Teilchen in dem Sieb vergrößert, und dies minimiert ein Festsetzen von teilchenförmigen Material indem Sieb.
Es ist bevorzugt, daß die Doppelphasen-Antriebsmittel mit dem Sieb so gekoppelt sind, daß das Sieb in zwei orthogonalen Richtungen angetrieben wird.
Es ist bevorzugt, daß die Doppelphasen-Antriebsmittel so mit dem Sieb gekoppelt sind, daß das Sieb in einer vertikalen Richtung und einer axialen Richtung des Siebes angetrieben wird, um dem teilchenförmigen Material eine vertikale und axiale Bewegung zu vermitteln, wenn sich dieses von dem Einlassende zu dem Auslassende bewegt.
Es ist bevorzugt, daß das Sieb mit der horizontalen Achse des Siebes gehalten wird.
Bei einer derartigen Anordnung ist es bevorzugt, daß die Doppelphasen-Antriebsmittel mit dem Sieb für einen vertikalen und horizontalen Antrieb des Siebes gekoppelt sind, um dem teilchenförmigen Material eine vertikale und horizontale Bewegung zu vermitteln.
Die horizontale Bewegung des teilchenförmigen Materials, welche sich aus dem auf das Sieb ausgeübten Antrieb ergibt, kann nur in einer Vorwärtsrichtung sein, d. h. in einer axialen Richtung zu dem Auslassende des Siebes hin, oder sie kann derart sein, daß Komponenten der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung vorhanden-sind.
Es ist festzustellen, daß für jedes Teilchen zu verschiedenen Zeiten keine horizontale Bewegung vermittelt wird, wobei die einzige Bewegung der Teilchen vertikal und drehend / schwingend ist.
Es ist bevorzugt, daß die Dreh-/Schwing- Antriebsmittel und die Doppelphasen-Antriebsmittel so angepaßt sind, daß sie dem teilchenförmigen Material eine Taumelbewegung vermitteln, so daß sich die Orientierung des teilchenförmigen Materials mit Bezug auf die Sieblöcher kontinuierlich ändert, wenn das teilchenförmige Material durch das oder entlang des Siebes wandert, um die Wahrscheinlichkeit, daß ein Teilchen durch das Sieb hindurchgeht, zu erhöhen.
Die Vorrichtung kann auf einer kontinuierlichen Basis betrieben werden.
Es ist bevorzugt, daß das Sieb zylindrisch ist.
Das Sieb kann eine Reihe von zylindrischen Abschnitten aufweisen, welche unterschiedliche Siebgrößen haben.
Alternativ kann das Sieb kanalförmig sein. Bei einer derartigen Anordnung können die Siebwände gekrümmte oder gerade Abschnitte sein.
Es ist bevorzugt, daß die Doppelphasen-Antriebsmittel erste Antriebsmittel zum Hin- und Herbewegen des Siebes in einer ersten Richtung und zweite Antriebsmittel zum Hin- und Herbewegen in einer zweiten Richtung aufweisen.
Es ist besonders bevorzugt, daß die erste Richtung: die vertikale und die zweite Richtung die axiale Richtung sind.
Es ist weiterhin insbesondere bevorzugt, daß die zweite Richtung horizontal ist.
Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung Steuermittel zum unabhängigen Steuern der Zuführgeschwindigkeit des teilchenförmigen Materials zu dem Sieb aufweist.
Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung weiterhin Steuermittel zum selektiven Steuern einer oder mehrerer der Frequenz, Amplitude und Phase jeweils der ersten und zweiten Antriebsmittel aufweist.
Es ist bevorzugt, daß die Steuermittel für die Steuerung einer oder mehrerer der Frequenz, Amplitude und Phase von einem der Antriebsmittel unabhängig von den anderen Antriebsmitteln angepaßt sind.
Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung weiterhin Steuermittel zum selektiven Steuern der Geschwindigkeit der Drehung / Schwingung der Dreh-/Schwing- Antriebsmittel aufweist.
Es ist bevorzugt, daß die Vorrichtung weiterhin Antiverstopfmittel aufweist, die außerhalb de Siebes positioniert sind.
Die Antiverstopfmittel können jedes geeignete Mittel sein.
Es ist besonders bevorzugt, daß die Antiverstopfmittel geeignet sind, die Orientierung von festgesetztem teilchenförmigen Material so zu ändern, daß die festgesetzten Teilchen nachfolgend unter dem Einfluß der Schwerkraft freigegeben werden.
Typischerweise umfassen die Antiverstopfmittel eine Bürste und Mittel zum axialen Hin- und Herbewegen der Bürste, um die Bürste über die äußere Oberfläche des Siebes zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung wird weiterhin anhand eines Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung von vorn, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit die Sicherheitsabdeckung entfernt und eines der Siebe in einer angehobenen Position gezeigt sind;
Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Hauptkomponenten der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, wobei beide Siebe in Arbeitspositionen sind;
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Hauptkomponenten der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung von hinten; und
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht von ausgewählten Hauptkomponenten der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung von hinten.
Die in den Fig. 1 bis 6 gezeigt Vorrichtung ist besonders geeignet für das Sortieren von Diamanten in Fraktionen ausgewählter Größe und wird in diesem Zusammenhang beschrieben. Jedoch ist festzustellen, daß die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist und zum Sortieren jedes geeigneten teilchenförmigen Materials verwendet werden kann.
Die in den Fig. 1 bis 6 gezeigte Vorrichtung enthält zwei getrennte identische Siebanordnungen, und um die folgende Beschreibung der Vorrichtung zu vereinfachen, erfolgt eine Bezugnahme nur auf eine dieser Anordnungen.
Mit Bezug auf die Figuren weist die Vorrichtung ein horizontal angeordnetes zylindrisches Sieb 3 mit einem Einlassende 5 zum Aufnehmen von Diamanten und e inem Auslassende 7 zur Ausgabe von Diamanten mit Übergröße in einen Behälter oder Silo 8 für Übergrößenprodukte auf. In Beziehung zu dem Auslassende 7 wird festgestellt, daß die Diamanten mit Übergröße durch eine Reihe von relativ großen Löchern 10 in dem Sieb 3 mit Abstandsintervallen um den Umfang des Siebes 3 herum an dem Auslassende 7 des Siebes 3 ausgegeben werden. Die Vorrichtung weist weiterhin einen Zuführungsbehälter 9 auf für die Aufnahme von Diamanten in einer Charge oder auf einer kontinuierlichen Basis, sowie einen Vibrationszuführer 11, der sich unterhalb des Zuführbehälters 9 befindet, um Diamanten ordnungsgemäß von dem Zuführbehälter 9 zu dem Einlassende 5 des Siebes 3 zu befördern.
Die Vorrichtung weist weiterhin eine Rutsche 13 auf, welche sich unter dem Sieb 3 befindet, für die Aufnahme von Diamanten mit Untergröße, welche durch das Sieb 3 hindurchgehen und zum Befördern der Diamanten zu einem Behälter 2 für Untergröße.
Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) umfaßt das Sieb 3 eine Reihe von zylindrischen Abschnitten mit unterschiedlichen Siebgrößen, um die Diamanten in Fraktionen unterschiedlicher Größe zu sieben, wenn diese entlang des Siebes 3 von dem Einlassende 5 zu dem Auslassende 7 hin bewegt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine getrennte Rutsche für jeden Siebabschnitt vorgesehen, um jede Größenfraktion der Diamanten aufzunehmen.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Figuren wird das Sieb 3 für eine Drehung um die mittlere Längsachse des Siebes 3 gehalten. In dieser Verbindung weist die Vorrichtung weiterhin eine Antriebsvorrichtung 26 auf, welche einen elektrischen Motor besitzt, der eine Antriebsleistung über einen Riemen 41 überträgt, um das Sieb 3 um die mittlere Achse zu drehen.
Weiterhin weist die Vorrichtung auf:
(a) eine Zweiphasen-Antriebsanordnung, die allgemein durch die Zahl 15 identifiziert ist, welche eine erste Antriebsvorrichtung 27 zum vertikalen Hin- und Herbewegen des Siebes 3 und eine zweite Antriebsvorrichtung 28 zum horizontalen Hin- und Herbewegen des Siebes 3 aufweist, um Diamanten eine vertikale bzw. horizontale Bewegung zu vermitteln, wenn diese zu dem Auslassende 7 des Siebes 3 hin bewegt werden; und (b) eine Steuervorrichtung (nicht gezeigt) zum selektiven Steuern der Frequenz, Amplitude oder Phase oder mehreren von diesen jeweils der ersten und der zweiten Steuervorrichtung 27, 28, wie es für den optimalen Betrieb der Vorrichtung erforderlich ist.
Die erste und die zweite Antriebsvorrichtung 27, 28 sind mit dem Sieb 3 durch eine Reihe von Federn 29 gekoppelt, und die Antriebsleistung wird über die Federn 29 zu dem Sieb 3 übertragen.
Weiterhin ist die Anordnung aus dem Sieb 3 und der ersten und zweiten Antriebsvorrichtung 27, 28 über vibrationsisolierende Blöcke 51 an einem stützenden Rahmenwerk 61 befestigt.
Es ist festzustellen, daß der optimale Betrieb der Vorrichtung von einer Anzahl von Faktoren abhängt, welche das Gewicht der verarbeiteten Diamanten und die Größenverteilung der Diamanten enthalten, jedoch nicht hierauf beschränkt sind. In einigen Situationen kann der optimale Betrieb erzielt werden durch Steuern der ersten und der zweiten Antriebsvorrichtung 27, 28 in der Weise, daß die Diamanten aufwärts und abwärts sowie in axialer Vorwärtsrichtung zu dem Auslassende 7 bewegt werden. Alternativ kann der optimale Betrieb dadurch erzielt werden, daß die Diamanten aufwärts und abwärts sowie in axialer Richtung vorwärts und rückwärts bewegt werden, wobei insgesamt eine axiale Vorwärtsbewegung stattfindet. Zusätzlich kann in jedem Fall der optimale Betrieb dadurch erzielt werden, daß die erste und die zweite Antriebsvorrichtung 27, 28 so gesteuert werden, daß zu gegebenen Zeitpunkten die Diamanten nur aufwärts und abwärts bewegt werden, ohne daß eine Nettobewegung in axialer Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung stattfindet.
Es ist auch festzustellen, daß zusätzlich zu der vertikalen Bewegung der Diamanten die kombinierte Wirkung der Drehantriebsvorrichtung 26 und der Doppelphasen-Antriebsvorrichtung 15 darin besteht, eine Taumelbewegung der Diamanten zu bewirken.
Die Vorrichtung umfaßt weiterhin eine Diamanten- Antiverstopfanordnung, die allgemein durch die Zahl 21 identifiziert wird, um Diamanten aus dem Sieb 3 herauszulösen.
Die Anordnung 21 umfaßt eine Bürste 23 und eine Antriebsvorrichtung 25 in der Form eines doppelwirkenden Zylinders für die axiale Hin- und Herbewegung der Bürste 23 auf der äußeren Oberfläche des Siebes 3.
Die Bürste 23 bewirkt eine Änderung der Orientierung von festgesetzten Diamanten, welche ausreichend ist, um die festgesetzten Diamanten unter dem Einfluß der Schwerkraft freizugeben, wenn sich das Sieb 3 um seine mittlere Achse dreht.
Die Anmelderin hat gefunden, daß die Verwendung der vorbeschriebenen Vorrichtung, insbesondere als eine Folge des Vorsehens einer Doppelphasen- Antriebsvorrichtung 15 erheblich die Zeit verkürzt, welche zum Sieben von Diamanten in ausgewählte Größenfraktionen erforderlich ist im Vergleich mit den herkömmlichen vibrierenden Sieben.
Zusätzlich hat, wie vorstehend angezeigt ist, die Anmelderin gefunden, daß die vergrößerte Weglänge von Diamanten in dem Sieb, welche verursacht wird durch die Bewegung des Siebes 3 als eine Folge der Doppelphasen-Antriebsvorrichtung 15, die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß Diamanten einem Löch in dem Sieb 3 ausgesetzt werden, und daher siebt die Vorrichtung Diamanten in einer wirksamen und effektiven Weise.
Weiterhin kann, wie vorstehend angezeigt ist, die Vorrichtung auf einer kontinuierlichen Basis betrieben werden, und ein solcher Betrieb ist kompatibel mit typischen stromaufwärtsseitigen und stromabwärtsseitigen Diamantverarbeitungsvorgängen.
Zusätzlich hat die Anmelderin gefunden, daß die vorbeschriebene Vorrichtung ein genaueres Sieben von Diamanten ermöglicht als es bei den herkömmlichen Vibrationssieben der Fall ist.
Viele Modifikationen können bei dem vorbeschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung durchführt werden, ohne von dem Geist und dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Zum Beispiel ist, während das bevorzugte Ausführungsbeisipiel ein zylindrisches Sieb 3 aufweist, festzustellen, daß die vorliegenden Erfindung nicht hierauf beschränkt ist und das Sieb von jeder geeigneten Konfiguration sein kann. Bei einem besonderen Beispiel kann das Sieb 3 ein oben offenes, kanalförmiges Teil sein, welches so gehalten ist, daß es um eine mittlere Achse schwingt.

Claims

1. Vorrichtung zum Sieben eines Partikelmaterials zu Fraktionen von ausgewählter Größe, mit:

a) einem Sieb (3) zum Zerlegen des Partikelmaterials in eine Fraktion mit Untergröße und eine Fraktion mit Übergröße, wobei das Sieb (3) ein Einlassende (5) zum Einbringen von Partikelmaterial in das Sieb (3) und ein Auslassende (7) zum Ausgeben der Fraktion mit Übergröße hat;

b) einer Einrichtung (13) zur Aufnahme der Fraktion mit Untergröße aus dem Sieb (3);

c) einer Drehungs-/Schwingungs-Antriebseinrichtung (26) zum Drehen oder Schwingen des Siebes (3) um eine Achse des Siebes (3); dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner umfasst:

d) eine Doppelphasen-Antriebseinrichtung (15) die mit dem Sieb (3) gekoppelt ist, um das Sieb (3) in zwei Richtungen anzutreiben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Doppelphasen-Antriebseinrichtung (15) mit dem Sieb (3) gekoppelt ist, um das Sieb (3) in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen anzutreiben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Doppelphasen-Antriebseinrichtung (15) mit dem Sieb (3) gekoppelt ist, um das Sieb (3) in einer vertikalen Richtung und in einer axialen Richtung des Siebes anzutreiben, um dem Partikelmaterial vertikale und axiale Bewegung zu vermitteln, wenn sich das Partikelmaterial vom Einlassende (5) zum Auslassende (7) hinbewegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Sieb (3) mit horizontaler Siebachse gehalten wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Doppelphasen-Antriebseinrichtung (15) mit dem Sieb (3) gekoppelt ist, um das Sieb (3) vertikal und horizontal anzutreiben, um dem Partikelmaterial eine vertikale und horizontale Bewegung zu vermitteln.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Drehungs/Schwingungs- Antriebseinrichtung (26) und die Doppelphasen- Antriebseinrichtung (15) so angepasst sind, daß sie dem Partikelmaterial eine Taumelbewegung vermitteln, so daß die Ausrichtung des Partikelmaterials gegenüber den Sieblöchern sich kontinuierlich verändert, wenn das Partikelmaterial durch oder entlang des Siebes (3) wandert, um die Wahrscheinlichkeit, daß Partikel durch das Sieb (3) hindurchgehen, zu erhöhen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Sieb (3) eine Reihe von zylindrischen Abschnitten umfasst, die unterschiedliche Siebgrößen haben.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der das Sieb (3) kanalförmig ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Doppelphasen-Antriebseinrichtung (15) eine erste Antriebseinrichtung (27) zur Hin- und Herbewegung des Siebes (3) in einer ersten Richtung aufweist, und eine zweite Antriebseinrichtung (28) zur Hin- und Herbewegung des Siebes (3) in einer zweiten Richtung.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die erste Richtung vertikal ist und die zweite Richtung eine axiale Richtung ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die zweite Richtung horizontal ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Steueteinrichtung zur unabhängigen Steuerung der Zuführrate für das Partikelmaterial zum Sieb (3) umfasst.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 11, die ferner eine Steuerungseinrichtung zur selektiven Steuerung für die Frequenz, die Amplitude und die Phase oder mehrere dieser Eigenschaften jeder der ersten und zweiten Antriebseinrichtungen (27, 28) aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Steuerungseinrichtung angepasst ist, um die Frequenz, die Amplitude und die Phase oder mehrere dieser Eigenschaften einer der ersten oder zweiten Antriebseinrichtungen (27, 28) unabhängig von der anderen Antriebseinrichtung zu steuern.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Steuerungseinrichtung für die selektive Steuerung der Rate der Drehung/Schwingung der Drehungs /Schwingungs- Antriebseinrichtung (26) umfasst.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner eine Anti-Verstopfungseinrichtung (21) aufweist, die außerhalb des Siebes (3) positioniert ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Anti- Verstopfungseinrichtung (21) angepasst ist, um die Ausrichtung des verstopfenden Partikelmaterials so zu ändern, daß die verstopfenden Partikel abfolgend unter dem Einfluss der Schwerkraft freigegeben werden.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei dem die Anti- Verstopfungseinrichtung eine Bürste (23) und eine Vorrichtung (25) zur Hin- und Herbewegung der Bürste (23) in axialer Richtung aufweist, um die Bürste (23) über die äußere Oberfläche des Siebes (3) zu bewegen.