EP1007229B1 - Verfahren und vorrichtung zur vibrationsaussiebung - Google Patents

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EP1007229B1
EP1007229B1 EP98951318A EP98951318A EP1007229B1 EP 1007229 B1 EP1007229 B1 EP 1007229B1 EP 98951318 A EP98951318 A EP 98951318A EP 98951318 A EP98951318 A EP 98951318A EP 1007229 B1 EP1007229 B1 EP 1007229B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
frame
filter screen
screening
sieve
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98951318A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1007229A1 (de
Inventor
Franz Schuller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of EP1007229A1 publication Critical patent/EP1007229A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1007229B1 publication Critical patent/EP1007229B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/46—Constructional details of screens in general; Cleaning or heating of screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens

Definitions

  • the invention relates to a method for sieving bulk goods and liquids, in particular also of powder coating particles, and a device for carrying them out of the procedure.
  • the screening of bulk material is used to separate contaminants (Protective screening) and the separation of bulk material into fractions of a certain Particle size or a certain particle size range (classification).
  • Bulk goods can be, for example, granules, powders and lacquers.
  • the material to be sieved is in one Sieve hose and is pressed against the sieve fabric by a swirling movement.
  • a swirling movement can smear especially with fine-grained material and thereby a Obstruction of the screening process occur.
  • the screens used are, for example set in motion with electro-magnetic drives.
  • the tumbler screens work with firmly clamped sieves, which over the Sieve frames need to be tensioned.
  • DE-A-195 34 629 describes a vibrating screen in which a screen fabric rests on a sieve frame and only partially on it, namely on three sides, is fixed.
  • spray booths are used for Powder coatings of workpieces described in which the cabin floor as Vibration sieve bottom is designed.
  • the sieve insert of this floor can for example have a diameter of 200 mm and a sieve width of 200 ⁇ m.
  • An external vibration motor serves as the drive.
  • the maximum amplitude of the sieving process has a value of 0.2 mm, the vibration being infinitely variable.
  • EP-A-0 611 605. The Sieve devices described are as a compact unit directly in the spray booth installed and are used for the preparation and recycling of powder overspray.
  • the sieve trays require a complex construction in order to achieve the required Allow angle of inclination. They are not suitable for mobile use.
  • the object of the present invention is therefore a method and a device for screening, especially powder coatings, to find one that is special Design independent, easy to use and therefore cost-saving Screening process with a high screening performance as well as a low and simple one Enable cleaning and energy expenditure to be carried out.
  • the invention therefore relates to a method for sieving by means of vibration sieving using a sieve fabric placed on a sieve frame, the is characterized in that the screen fabric with loose screen covering on the Sieve frame is placed and fixed with a tenter frame, the sieve fabric can also rest on a bracing that vibrates with the screen mesh, except that part of the screen fabric is not through the stenter is fixed.
  • the screen mesh With a common drive, e.g. a pneumatic, electrical and / or hydraulic drive, the screen mesh can be set in a vibration-like movement become. At the same time as the screen mesh, the bracing also vibrates.
  • a Bulk material applied for example powder coating particles, or a liquid material, e.g. an aqueous dispersion or suspension can be produced by the Vibrating movement of sieve fabric and bracing in the desired way Impurities or oversize particles are separated.
  • the protective screening or classification is carried out by a loose one Sieve covering.
  • a loose screen covering means that the screen fabric is loose rests on a sieve frame and loose on the sieve frame by a tenter frame is fixed. The tenter frame is simply over that on the screen frame the screen fabric is placed on top and fixed between the screen and stenter frame Such loose covering is only intended to prevent the sieve fabric from slipping. An additional firm bracing of the screen fabric by, for example, lateral additional force on the screen mesh is not necessary.
  • the vibrating bracing according to the invention on which the screen fabric during Screen process can rest, is preferably integrated in the screen frame.
  • the Bracing can e.g. in the form of bars or grids in any way, e.g. parallel or diagonally, attached to the sieve frame and made of any material.
  • the screen fabric is preferably above the strut.
  • the vibrating strut is constructed and arranged so that no obstruction of the sieving process and therefore no impairment of the sieving performance, but an intensification of the sieving process and an increase in the sieving performance.
  • the strut is preferably located under the screen fabric Sieve frame as a rod arranged parallel to the sieve frame or in the form of several rods built-in.
  • the screen fabric preferably lies on the strut during the screening process.
  • the drive that can be used is via suitable devices with the screening device connected.
  • An electrically controllable drive is preferably used, for example an unbalance motor.
  • the frequency of the movement can be over one Potentiometer can be regulated and can e.g. in a range from greater than 0 to 480 Hz lie.
  • the electric drive is preferably controlled continuously.
  • Another object of the invention is a device for vibration screening to carry out the method according to the invention with a on a screen frame applied screen fabric, which is characterized in that the screen fabric with loose Screen tension placed on the screen frame and with a frame (hereinafter referred to as Called stenter) is fixed and can rest on a strut, so is designed so that it can vibrate with the screen fabric, with the exception that that part of the screen fabric is not fixed by the stenter.
  • the stenter only serves to To keep sieve fabric on the sieve frame without tensioning the Mesh is necessary.
  • the sieve fabric is therefore with a low (loose) Screen tension before.
  • the device according to the invention can in particular consist of a holder, a Cover with devices for the product supply, for the discharge and for the Drive, as well as a sieve frame with a sieve fabric and a stenter frame consist.
  • a cover (2) is attached to a holder (1) Has devices for the product supply (3) and the discharge (4).
  • On the Cover (2) is an unbalance motor (5), which on a on the cover (2) sliding plate is attached.
  • the one connected to the bracket (1) Cover (2) is connected to the support frame (11) by means of vibrating metals (10).
  • Figure II shows the holder (1) with corresponding locking devices, e.g. Locking tensioner with hinges (12) for the lid (2).
  • the sieve unit consisting of the sieve frame (6), with the vibrating one Bracing (13), the screen cloth (7) and the tensioning frame (8).
  • a seal (9) is placed on the holder (1), before the holder (1) with the sieve unit inside it through the cover (2) is closed.
  • the holder (1) can be used with a funnel and this in turn with a Collection container of any type and size can be connected or above this be arranged.
  • the funnel can have a smooth surface or grooves on the inside, Grooves or similar structures in the direction of the tapered Have funnel opening for guiding the screened material.
  • the bracket (1) can also be connected to any other usual filling or collecting device or be arranged above this.
  • the cover (2) on the holder (1) closes with it connected. This can be done by appropriate conventional mechanical Closures, for example closure clamps, hooks, screw connections and like. In addition, closing the bracket (1) with the lid (2) done, for example, by applying a vacuum. When closing comes it is important that the holder (1) and cover (2) are connected to one another in a sealing manner are. There is preferably one between the holder (1) and the cover (2) Seal (9) made of conventional material, which for example has a thickness of 2 to 3 mm can have and can be self-adhesive.
  • the lid (2) is equipped with devices for the product feed (3), the discharge (4) and equipped the drive (5).
  • the product feed (3) can be made in any way from an inlet in the lid (2) Size and shape exist and are located anywhere on the cover (2).
  • the discharge (4) is used to remove unwanted screenings. This can for example powder material with undesirable grain size, the so-called "Coarse grain” or impurities. Furthermore, in the case of screening liquid materials, e.g. of aqueous dispersions and suspensions. Impurities appear as unwanted screenings.
  • the discharge (4) is located preferably on the opposite side of the product feed device (3) on the cover (2).
  • the vibration drive on the cover (2) (5) can e.g. Feeders for the usual, familiar to the expert, pneumatic, electrical and / or hydraulic drive.
  • the drive (5) can also directly on the lid (2) or at another point of the be fixed device according to the invention.
  • This can preferably be direct slidable on the lid (2), e.g. on a sliding plate, which in turn attached to the lid (2), may be arranged.
  • the holder (1) contains the sieve frame (6), the sieve fabric (7) and the Tenter frame (8).
  • the sieve frame (6) serves to hold the sieve fabric (7), which is loosely placed over it. With the stenter (8) the sieve fabric (7) manually pressed onto the sieve frame (6) and thereby between the sieve frame and Tension frame loosely fixed.
  • the sieve frame (6) can have a vibrating strut (13) which the screen fabric (7) can rest on during the screening process.
  • the Bracing (13) can, as explained above, also as an additional element between Screen frame (6) and screen fabric (7) must be installed. You can, for example, from a or several rods diagonally or parallel to the sieve frame (6) or out lattice-shaped grids exist.
  • the strut is preferably located on the screen frame (6) in the form of 1 to 2 bars arranged parallel to the frame.
  • the sieve frame (6), the strut (13) and the tensioning frame (8) can be made of any material. They are preferably made of metal.
  • the screen fabric can have any mesh size, depending on the requirement for screening.
  • the size of the mesh screen can be up to 100 ⁇ m or Amount to 200 ⁇ m.
  • the material of the screen fabric can e.g. Metal, plastic or textile material mixed fabrics are also possible.
  • Stainless steel or plastic screen fabrics are preferably used.
  • the sieve insert consisting of sieve frame (6), sieve mesh (7) and stenter frame (8) can vary in diameter according to requirements and any Have shape, for example, be rectangular, square or round.
  • the lid (2) and the holder (1) according to the invention can correspond to the shape of the Sieve insert can be adjusted.
  • areas of 0.1 to 1.5 m 2 can be selected as active screen areas.
  • smaller or larger formats can also be selected.
  • the cover (2) which can be firmly connected to the holder (1) can be moved Connecting pieces (10) with a support frame (11).
  • the moveable Connecting pieces (10) represent vibrating bodies, which the wave-like movement not hinder the sieving process.
  • These vibrating bodies can, for example Vibrating metals, recirculating ball units or rubber sleeves. They are too Suspensions, for example by using tension or compression springs on Carrying frame (11) can be used. Vibrating metals are preferably used.
  • the support frame (11) is used for the fixed installation of the invention Device for example on the wall or ceiling of the production room.
  • the support frame (11) with the connected sieve unit can also move freely, e.g. on rollers, be designed so that the screening device according to the invention spatially can be used independently, depending on local requirements.
  • the sieve unit For the sieving process, the sieve unit consists of sieve frame (6), sieve fabric (7), and Clamping frame (8) and, if necessary, the seal (9), in the holder (1) inserted and closed by the cover (2).
  • the sieve unit with the one in the Sieve unit (7) and the vibrating strut (13) is set in a vibration-like movement by the drive (5) and thereby the material on the screen moves and corresponding to the selected sieve mesh fraction.
  • the screenings collect, for example in a collection container.
  • the generated vibration-like movement of the sieve unit also causes Movement of the screened material, in particular the bulk material, on the screen fabric (7) in a certain direction.
  • the direction of movement of the screened material can be controlled are determined by the mode of operation of the drive (5).
  • the Direction of movement controlled so that the screened material, in particular the bulk material, is moved in the direction of the discharge (4) during the screening process. That on the Sieve cloth (7) can leave unwanted material in this way the discharge (4) can be removed.
  • Simultaneously with the sieving process according to the invention can be generated by the Movement of the screen fabric completely removing the remaining screen material from the Surface of the screen fabric can be achieved.
  • This "self-cleaning effect" can increase proportionally by appropriately controlling the movement via the drive (5).
  • the drive (5) on the cover (2) can be used for this purpose Sliding plate can be moved.
  • the inventive method and the device are in particular Bulk goods of any type and shape can be sieved. They are particularly suitable for that Sieving powder paint particles.
  • a screening process is made possible, which is both a Classification of the powder material to be sieved enables separation as well of impurities (protective screening).
  • liquid materials e.g. aqueous dispersions or suspensions
  • inventive method and the device of Separate impurities or coarser components are also possible.
  • a simple and thus cost-saving sieving process can be achieved by the method and the device according to the invention, whereby in particular bulk materials, for example powder particles and in particular powder coating particles, can result in the desired particle size with a high sieving rate.
  • specific sieving capacities can be achieved under production conditions of more than 1800 kg / h m 2 , with problematic powder coating products, such as matt textured powder lacquers, a specific sieving capacity of more than 1000 kg / hm 2 is high compared to prior art sieving machines.
  • the screening process according to the invention enables a periodic effective cleaning of the screen covering.
  • the Cleaning time when changing products is only about 20 to 25% conventional sieving processes.
  • the screening device according to the invention can without Technical aids disassembled, cleaned and assembled within a very short time become.
  • a powder coating, produced according to the usual powder extrusion process, is after usual grinding to grain sizes in the range of 5 microns to 120 microns Sieving fed.
  • the screening takes place according to the methods of known prior art and according to the method of the invention. It sieves with a mesh size of 160 ⁇ m were used.
  • Standard screening machines screening device power consumption 2500 watts 2100 watts 3000 watts 4500 watts 260 watts active screen area 2.0 sqm 0.8 sqm 0.32 sqm 0.64 sqm 0.46 sqm Max. screening capacity up to 400 kg / h up to 2500 kg / h up to 400 kg / h up to 1000 kg / h > 1000 kg / h specific sieving capacity 200 kg / hm 2 313 kg / hm 2 1250 kg / hm 2 1563 kg / hm 2 2174 kg / hm 2 Type of cleaning Ultrasonic Ultrasonic mechanically mechanically mechanically cleaning time approx. 120 min. approx. 60 min.
  • the standard screening machines are company products as they are currently Technology for the screening of powder coatings in particular are offered.
  • the active screen area is the one actually available for the screening process Screen surface.
  • the specific sieving capacity results from the ratio of active sieving area and Sieving capacity for a given mesh size.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sieben von Schüttgütern und Flüssigkeiten, insbesondere auch von Pulverlackteilchen, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im allgemeinen dient das Sieben von Schüttgut der Abtrennung von Verunreinigungen (Schutzabsiebung) sowie der Trennung von Schüttgut in Fraktionen einer bestimmten Partikelgröße oder eines bestimmten Partikelgrößenbereiches (Klassierung). Schüttgüter können beispielsweise Granulate, Pulver und Lacke sein.
Bei der Herstellung von pulverförmigen Lacken mit Hilfe von Extrusionsverfahren wird das resultierende grobkörnige Material gemahlen und anschließend einem Siebprozeß z.B. zur Abtrennung von unerwünschtem Überkorn sowie von Verunreinigungen zugeführt.
Bekannt sind verschiedene Siebtechniken, wobei das Sieb zusätzlich auch mit Ultraschallfrequenz angeregt werden kann. So sind beispielsweise Wirbelstromsiebe, Taumelsiebe, Vibrations-Taumelsiebe und Turbosiebe bekannt.
Bei den Wirbelstromsieben befindet sich das zu siebende Material in einem Siebschlauch und wird durch eine Wirbelbewegung an das Siebgewebe gedrückt. Hier können Verschmierungen insbesondere bei feinkörnigem Material und dadurch eine Behinderung des Siebprozesses auftreten.
Bei der Taumel- und Vibrations-Siebung werden die eingesetzten Siebe beispielsweise mit elektromaghetischen Antrieben in Bewegung gesetzt. Die Taumelsiebe arbeiten mit fest eingespannten Sieben, welche mit hoher Kraftaufwendung über den Siebrahmen gespannt werden müssen.
Durch Beaufschlagung mit Ultraschall kann eine zusätzliche vibrationsartige Bewegung des Siebgewebes erzeugt werden. Dabei erwärmt sich das Siebgewebe, wodurch sich insbesondere bei feinkörnigem, zum Verschmieren neigendem Material das Siebgewebe vollständig zusetzen kann.
Generell entstehen bei den genannten herkömmlichen Sieben hohe Kosten durch Neubespannung und Reinigungsarbeiten durch den erforderlichen Arbeits- und Zeitaufwand. Die Siebleistung erreicht nicht die erwünschten Werte.
In der DE-A-195 34 629 wird ein Vibrationssieb beschrieben, bei dem ein Siebgewebe auf einem Siebrahmen aufliegt und auf diesem nur zum Teil, nämlich auf drei Seiten, fixiert ist.
Gemäß DD-A 227 891 und DD-A 270 476 werden Sprühkabinen für Pulverbeschichtungen von Werkstücken beschrieben, bei denen der Kabinenboden als Vibrationssiebboden ausgestaltet ist. Der Siebeinsatz dieses Bodens kann beispielsweise einen Durchmesser von 200 mm und eine Siebmaschinenweite von 200 um aufweisen. Als Antrieb dient ein Außenvibrationsmotor. Die Maximal-Amplitude des Siebvorgangs weist einen Wert von 0,2 mm auf, wobei die Vibration stufenlos regelbar ist. Ein ähnliches Prinzip wird beispielsweise auch in der EP-A-0 611 605 beschrieben. Die beschriebenen Siebvorrichtungen sind als Kompakt-Baueinheit direkt in der Sprühkabine eingebaut und dienen der Aufbereitung und Rückführung von Pulver-Overspray.
Die Siebböden erfordern eine aufwendige Konstruktion, um den benötigten Neigungswinkel zu ermöglichen. Für einen mobilen Einsatz sind sie nicht geeignet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sieben, insbesondere von Pulverlacken, zu finden, welche einen von besonderen Konstruktionen unabhängigen, einfach zu handhabenden und damit kostensparenden Siebprozeß mit einer hohen Siebleistung sowie einem geringen und einfach durchzuführenden Reinigungs- und Energieaufwand ermöglichen.
Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe gelöst werden kann durch ein technisch vereinfachtes Verfahren zur Schutzabsiebung und Klassierung, bei dem das zum Sieben verwendete Siebgewebe in einer losen Siebbespannung gehalten wird und während des Siebprozesses auf einer mitvirbrierenden Verstrebung aufliegen kann.
Ein Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Sieben durch Vibrations-Siebung unter Verwendung eines auf einen Siebrahmen aufgelegten Siebgewebes, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Siebgewebe mit loser Siebbespannung auf den Siebrahmen aufgelegt und mit einem Spannrahmen fixiert ist, wobei das Siebgewebe zusätzlich auf einer mit dem Siebgewebe mitvibrierenden Verstrebung aufliegen kann, wobei ausgenommen ist, daß ein Teil des Siebgewebes durch den Spannrahmen nicht fixiert ist.
Durch einen üblichen Antrieb, z.B. einen pneumatischen, elektrischen und/oder hydraulischen Antrieb, kann das Siebgewebe in eine vibrationsartige Bewegung, versetzt werden. Gleichzeitig mit dem Siebgewebe vibriert auch die Verstrebung mit. Ein auf das Siebgewebe aufgebrachtes Schüttgut, beispielsweise Pulverlackteilchen, oder ein flüssiges Material, z.B. eine wäßrige Dispersion oder Suspension kann durch die erzeugte Vibrationsbewegung von Siebgewebe und Verstrebung in gewünschter Weise von Verunreinigungen oder Überkorn abgetrennt werden.
Erfindungsgemäß erfolgt die Schutzabsiebung oder Klassierung durch eine lose Siebbespannung. Eine lose Siebbespannung bedeutet, daß das Siebgewebe lose über einem Siebrahmen aufliegt und durch einen Spannrahmen auf dem Siebrahmen lose fixiert wird. Dabei wird der Spannrahmen einfach über das auf dem Siebrahmen aufliegende Siebgewebe gelegt und dieses zwischen Sieb- und Spannrahmen fixiert Eine derartige lose Bespannung soll lediglich ein Verrutschen des Siebgewebes verhindern. Eine zusätzliche feste Verspannung des Siebgewebes durch beispielsweise seitliche zusätzliche Krafteinwirkung auf das Siebgewebe ist nicht erforderlich.
Die erfindungsgemäße mitvibrierende Verstrebung, auf der das Siebgewebe während des Siebprozesses aufliegen kann, ist vorzugsweise in dem Siebrahmen integriert. Die Verstrebung kann z.B. in Form von Stäben oder Rastern in beliebiger Weise, z.B. parallel oder diagonal, am Siebrahmen angebracht sein und aus beliebigem Material bestehen.
Sie kann sich auch als eigenständiges Bauteil zwischen Siebgewebe und Siebrahmen befinden, wobei sich das Siebgewebe vorzugsweise oberhalb der Verstrebung befindet.
Die vibrierende Verstrebung ist so konstruiert und angeordnet, daß keine Behinderung des Siebprozesses und damit keine Beeinträchtigung der Siebleistung erfolgt, sondern eine Intensivierung des Siebprozesses und eine Erhöhung der Siebleistung bewirkt wird.
Vorzugsweise ist die Verstrebung in dem unter dem Siebgewebe befindlichen Siebrahmen als parallel zum Siebrahmen angeordneter Stab oder in Form mehrerer Stäbe eingebaut.
Vorzugsweise liegt das Siebgewebe während des Siebprozesses auf der Verstrebung auf.
Der verwendbare Antrieb ist über geeignete Einrichtungen mit der Siebvorrichtung verbunden. Vorzugsweise wird ein elektrisch regelbarer Antrieb verwendet, beispielsweise ein Unwuchtmotor.
Im Fall eines elektrischen Antriebes kann die Frequenz der Bewegung über ein Potentiometer regelbar sein und kann z.B. in einem Bereich von größer 0 bis 480 Hz liegen.
Vorzugsweise erfolgt die Regelung des elektrischen Antriebes stufenlos.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Vibrations-Siebung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem auf einem Siebrahmen aufgelegten Siebgewebe, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Siebgewebe mit loser Siebspannung auf den Siebrahmen aufgelegt und mit einem Rahmen (im folgenden als Spannrahmen bezeichnet) fixiert ist und auf einer Verstrebung aufliegen kann, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Siebgewebe mitvibrieren kann, wobei ausgenommen ist, daß ein Teil des Siebgewebes durch den Spannrahmen nicht fixiert ist. Der Spannrahmen dient dabei nur dazu, das Siebgewebe auf dem Siebrahmen zu halten, ohne daß ein Verspannen des Siebgewebes notwendig ist. Das Siebgewebe liegt somit mit einer geringen (losen) Siebspannung vor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere aus einer Halterung, einem Deckel mit Einrichtungen für die Produktzufuhr, für den Austrag und für den Antrieb, sowie einem Siebrahmen mit einem Siebgewebe und einem Spannrahmen bestehen.
Die beigefügten Figuren zeigen beispielhafte Ausführungsvarianten des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Gemäß Figur I ist auf einer Halterung (1) ein Deckel (2) angebracht, der Einrichtungen für die Produktzufuhr (3) und den Austrag (4) aufweist. Auf dem Deckel (2) befindet sich ein Unwuchtmotor (5), welcher auf einer auf dem Deckel (2) befindlichen Schiebeplatte angebracht ist. Der mit der Halterung (1) verbundene Deckel (2) ist über Schwingmetalle (10) mit dem Tragegestell (11) verbunden.
Figur II zeigt die Halterung (1) mit entsprechenden Verschließvorrichtungen, z.B. Verschlußspanner mit Scharnieren (12) für den Deckel (2). In der Halterung (1) wird die Siebeinheit, bestehend aus dem Siebrahmen (6), mit der mitvibrierenden Verstrebung (13) dem Siebgewebe (7) und dem Spannrahmen (8), eingelegt. Nach dem Einlegen der Siebeinheit wird eine Dichtung (9) auf die Halterung (1) gelegt, bevor die Halterung (1) mit der in ihr befindlichen Siebeinheit durch den Deckel (2) verschlossen wird.
Im folgenden wird die Erfindung zum besseren Verständnis unter Hinweis auf die Bezifferung in den Figuren 1 und 2 erläutert; dabei ist es selbstverständlich, daß die Bauweise der in den Figuren beispielhaft angegebenen Ausführungsformen variiert werden kann.
Die Halterung (1) kann mit einem Trichter und dieser wiederum mit einem Sammelbehälter beliebiger Art und Größe verbunden sein bzw. über diesem angeordnet sein. Der Trichter kann innwandig eine glatte Oberfläche oder Rillen, Riefen oder ähnliche Strukturierungen in Richtung der sich verjüngenden Trichteröffnung zur Führung des gesiebten Gutes aufweisen. Die Halterung (1) kann auch mit jeder anderen üblichen Abfüll- oder Sammeleinrichtung verbunden sein oder über dieser angeordnet sein.
Der auf der Halterung (1) befindliche Deckel (2) wird mit dieser schließend verbunden. Dies kann geschehen durch entsprechende übliche mechanische Verschlüsse, beispielsweise Verschlußspanner, Verhakungen, Verschraubungen und ähnlichem. Darüber hinaus kann das Verschließen der Halterung (1) mit dem Deckel (2) beispielsweise durch Anlegen von Vakuum geschehen. Beim Verschließen kommt es darauf an, daß Halterung (1) und Deckel (2) abdichtend miteinander verbunden sind. Vorzugsweise befindet sich zwischen der Halterung (1) und dem Deckel (2) eine Dichtung (9) aus üblichem Material, welche beispielsweise eine Dicke von 2 bis 3 mm aufweisen kann und selbstklebend sein kann.
Der Deckel (2) ist mit Einrichtungen für die Produktzufuhr (3), den Austrag (4) und den Antrieb (5) ausgerüstet.
Die Produktzufuhr (3) kann aus einer Einlassung in dem Deckel (2) in beliebiger Größe und Form bestehen und sich an beliebiger Stelle des Deckels (2) befinden. Der Austrag (4) dient dem Entfernen von nicht erwünschtem Siebgut. Dies kann beispielsweise Pulvermaterial mit unerwünschter Korngröße, dem sogenannten "Grobkorn" oder Verunreinigungen sein. Desweiteren können im Fall der Siebung flüssiger Materialien, z.B. von wäßrigen Dispersionen und Suspensionen. Verunreinigungen als unerwünschtes Siebgut auftreten. Der Austrag (4) befindet sich vorzugsweise auf der entgegengesetzten Seite der Einrichtung für die Produktzufuhr (3) am Deckel (2).
Desweiteren befinden sich am Deckel (2) Einrichtungen für den Vibrations-Antrieb (5). Dies können z.B. Zuführungen für den übliche, dem Fachmann geläufigen, pneumatischen, elektrischen und/oder hydraulischen Antrieb sein. Der Antrieb (5) kann aber auch direkt am Deckel (2) oder an einer anderen Stelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt sein. Vorzugsweise wird ein elektrischer Antrieb verwendet, insbesondere ein Unwuchtmotor. Dieser kann vorzugsweise direkt auf dem Deckel (2) verschiebbar, z.B. auf einer Verschiebeplatte, welche ihrerseits am Deckel (2) befestigt ist, angeordnet sein.
Die Halterung (1) enthält den Siebrahmen (6), das Siebgewebe (7) und den Spannrahmen (8). Der Siebrahmen (6) dient der Aufnahme des Siebgewebes (7), welches lose über diesen gelegt ist. Mit dem Spannrahmen (8) wird das Siebgewebe (7) manuell auf den Siebrahmen (6) gedrückt und dadurch zwischen Siebrahmen und Spannrahmen lose fixiert.
Der Siebrahmen (6) kann eine mitvibrierende Verstrebung (13) aufweisen, auf welchen das Siebgewebe (7) während des Siebprozesses aufliegen kann. Die Verstrebung (13) kann, wie oben dargelegt, auch als zusätzliches Element zwischen Siebrahmen (6) und Siebgewebe (7) eingebaut sein. Sie kann beispielsweise aus ein oder mehreren Stäben diagonal oder parallel zum Siebrahmen (6) oder aus gitterförmigen Rastern bestehen.
Vorzugsweise befindet sich die Verstrebung am Siebrahmen (6) in Form von 1 bis 2 parallel zum Rahmen angeordneten Stäben.
Der Siebrahmen (6), die Verstrebung (13) und der Spannrahmen (8) können aus beliebigem Material gefertigt sein. Vorzugsweise bestehen sie aus Metall.
Das Siebgewebe kann eine beliebige Maschenweite aufweisen, je nach Anforderung für die Siebung. Beispielsweise kann die Größe der Siebmaschen bis zu 100 µm oder 200 µm betragen.
Das Material des Siebgewebes kann z.B. Metall, Kunststoff oder textiles Material sein, möglich sind auch Mischgewebe.
Vorzugsweise werden Edelstahl- oder Kunststoffsiebgewebe eingesetzt.
Der Siebeinsatz aus Siebrahmen (6), Siebgewebe (7) und Spannrahmen (8) kann entsprechend den Anforderungen in seinem Durchmesser variieren und eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise rechteckig, quadratisch oder rund sein. Der Deckel (2) und die erfindungsgemäße Halterung (1) können entsprechend der Form des Siebeinsatzes angepaßt werden.
Als aktive Siebflächen können beispielsweise Flächen von 0,1 bis 1,5 m2 ausgewählt werden. Entsprechend den Anforderungen können auch kleinere oder größere Formate gewählt werden.
Der mit der Halterung (1) fest verbindbare Deckel (2) kann über bewegliche Verbindungsstücke (10) mit einem Tragegestell (11) verbunden sein. Die beweglichen Verbindungsstücke (10) stellen Schwingkörper dar, welche die wellenartige Bewegung des Siebvorganges nicht behindern. Diese Schwingkörper können beispielsweise Schwingmetalle, Kugelumlaufeinheiten oder Gummimanschetten sein. Es sind auch Aufhängungen, beispielsweise durch Verwendung von Zug- oder Druckfedern am Tragegestell (11) verwendbar. Vorzugsweise werden Schwingmetalle verwendet.
Das Tragegestell (11) dient der festen Installierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise an Wand oder Decke des Produktionsraumes.
Das Tragegestell (11) mit der verbundenen Siebeinheit kann auch frei beweglich, z.B. auf Rollen, gestaltet sein, so daß die erfindungsgemäße Siebvorrichtung räumlich unabhängig, je nach örtlicher Anforderung, benutzt werden kann.
Für den Siebprozeß wird die Siebeinheit aus Siebrahmen (6), Siebgewebe (7), und Spannrahmen (8) sowie gegebenenfalls die Dichtung (9), in die Halterung (1) eingelegt und diese durch den Deckel (2) verschlossen. Durch die Produktzufuhr (3) erfolgt der Eintrag des zu siebenden Materials. Die Siebeinheit mit dem in der Siebeinheit befindlichem Siebgewebe (7) und der mitvibrierenden Verstrebung (13) wird durch den Antrieb (5) in eine vibrationsartige Bewegung versetzt und dadurch das sich auf dem Siebgewebe befindliche Material bewegt und entsprechend der ausgewählten Siebmaschenweite fraktioniert. Das Siebgut sammelt sich beispielsweise in einem Sammelbehälter.
Die erzeugte vibrationsartige Bewegung der Siebeinheit bewirkt darüber hinaus eine Bewegung des Siebgutes, insbesondere des Schüttgutes, auf dem Siebgewebe (7) in eine bestimmte Richtung. Die Bewegungsrichtung des Siebgutes kann gesteuert werden durch die Betriebsweise des Antriebes (5). Vorzugsweise wird die Bewegungsrichtung so gesteuert, daß das Siebgut, insbesondere das Schüttgut, während des Siebprozesses in Richtung des Austrages (4) bewegt wird. Das auf dem Siebgewebe (7) zurückbleibende unerwünschte Material kann auf diese Weise durch den Austrag (4) entfernt werden.
Gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Siebvorgang kann durch die erzeugte Bewegung des Siebgewebes ein völliges Entfernen des Rest-Siebmaterials von der Oberfläche des Siebgewebes erzielt werden. Dieser "Selbstreinigungseffekt" kann sich proportional erhöhen durch geeignete Steuerung der Bewegung über den Antrieb (5). Beispielsweise kann dazu der Antrieb (5) auf dem Deckel (2) mittels einer Verschiebeplatte verschoben werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung sind insbesondere Schüttgüter beliebiger Art und Form siebbar. Besonders sind sie geeignet für das Sieben von Pulverlackteilchen. Es wird ein Siebprozeß ermöglicht, der sowohl eine Klassierung des zu siebenden Pulvermaterials ermöglicht als auch eine Abtrennung von Verunreinigungen (Schutzabsiebung).
Desweiteren ist es möglich, auch flüssige Materialien, z.B. wäßrige Dispersionen oder Suspensionen, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung von Verunreinigungen oder gröberen Bestandteilen zu trennen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein einfacher und damit kostensparender Siebprozeß erreichbar, wobei insbesondere Schüttgüter, beispielsweise Pulverteilchen und insbesondere Pulverlackteilchen, in der gewünschten Korngröße mit einer hohen Siebrate resultieren können. Beispielsweise sind spezifische Siebleistungen unter Produktionsbedingungen von größer 1800 kg/h m2 erzielbar, bei problematischen Pulverlackprodukten, wie z.B. matten Strukturpulverlacken, ist eine spezifische Siebleistung von größer 1000 kg/h m2 im Vergleich zu Siebmaschinen des Stand der Technik hoch.
Desweiteren wird eine gleichbleibend gute Produktqualität gewährleistet, da beispielsweise durch rotierende oder reibende Teile hervorgerufene Wärmeentwicklungen, Verklebungen oder Verschmierungen vermieden werden können. Desweiteren ermöglicht der erfindungsgemäße Siebprozeß eine periodisch wirkungsvolle Reinigung der Siebbespannung. Beispielsweise beträgt die Reinigungszeit bei Produktwechsel nur noch etwa 20 bis 25 % gegenüber herkömmlichen Siebvorgängen. Die erfindungsgemäße Siebvorrichtung kann ohne technische Hilfsmittel innerhalb kürzester Zeit zerlegt, gereinigt und zusammengebaut werden. Durch das manuelle Einlegen des Siebgewebes (7) zwischen Siebrahmen (6) und Spannrahmen (8) wird, wie bereits dargelegt, eine einfach zu handhabende Fixierung des Siebgewebes (7) erzielt ohne zusätzliche feste Verspannung des Siebgewebes in horizontaler Ebene. Durch eine vergleichsweise geringe Höhe des Siebes sind beispielsweise keine Dosierschnecken erforderlich, wie sie bei den herkömmlichen Siebmaschinen zum Einsatz kommen.
Die Erfindung wird anhand eines Beispiels erläutert:
Beispiel
Ein Pulverlack, hergestellt nach üblichem Pulverextrusionsverfahren, wird nach üblicher Vermahlung auf Korngrößen im Bereich von 5 µm bis 120 µm einer Siebung zugeführt. Zum Vergleich erfolgt die Siebung nach den Methoden des bekannten Standes der Technik sowie nach der erfindungsgemäßen Methode. Es wurden Siebe mit einer Maschenweite von 160 µm verwendet.
Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich der erzielten Ergebnisse:
Standard-Siebmaschinen erfindungsgemäße Siebvorrichtung
Energieverbrauch 2500 Watt 2100 Watt 3000 Watt 4500 Watt 260 Watt
aktive Siebfläche 2,0 qm 0,8 qm 0,32 qm 0,64 qm 0,46 qm
max. Siebleistung bis 400 kg/h bis 2500 kg/h bis 400 kg/h bis 1000 kg/h > 1000 kg/h
spezifische Siebleistung 200 kg/h m2 313 kg/h m2 1250 kg/h m2 1563 kg/h m2 2174 kg/h m2
Art der Reinigung Ultraschall Ultraschall mechanisch mechanisch mechanisch
Reinigungszeit ca. 120 min. ca. 60 min. ca. 20 min. ca. 30 min. 5 min.
neue Bespannung des Siebrahmens/Dauer durch Fachfirma durch Fachfirma selbst/ca. 15 min. selbst/ca. 30 min. selbst/5 min.
Kosten für die Siebbespannung je Stück 1800,- DM 700,- DM 45,00 DM 90,- DM 20,- DM
Kosten für den Siebrahmen je Stück 10800,- DM 4500,- DM 1200,- DM 2400,- DM 100,- DM
Überkorn-Verluste ja ja ja ja nein
Druckluftverbrauch entfällt entfällt ca. 1 m3/h ca. 2 m3/h entfällt
Die Standard-Siebmaschinen sind Firmenprodukte, wie sie nach derzeitigem Stand der Technik für die Siebung von insbesondere Pulverlacken angeboten werden.
Die aktive Siebfläche ist die für den Siebprozeß real zur Verfügung stehende Siebfläche.
Die spezifische Siebleistung ergibt sich aus dem Verhältnis von aktiver Siebfläche und Siebleistung für eine gegebene Maschenweite.
Es ist festzustellen, daß die spezifische Siebleistung bei Anwendung der Erfindung trotz verkleinerter aktiver Siebfläche wesentlich höhere Werte als die der herkömmlichen Siebmaschinen aufweist.
Desweiteren ist der hohe Kostenaufwand für die Reinigung des Siebes, für die Siebbespannung sowie die Erneuerung des Siebrahmens im Vergleich zur Erfindung dokumentiert.
Insgesamt ist festzustellen, daß im Vergleich zum bekannten Stand der Technik durch die Siebung unter Anwendung der Erfindung eine höhere spezifische Siebleistung unter gleichzeitiger Senkung des Energieverbrauches sowie der Kosten für die Reinigung und Erneuerung von Siebmaschinen-Teilen erzielbar ist.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Sieben durch Vibrations-Siebung unter Verwendung eines auf einen Siebrahmen (6) aufgelegten Siebgewebes (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Siebgewebe (7) mit loser Siebbespannung auf den Siebrahmen (6) aufgelegt und mit einem Spannrahmen (8) fixiert ist, wobei das Siebgewebe (7) zusätzlich auf einer mit dem Siebgewebe (7) mitvibrierenden Verstrebung (13) aufliegen kann, wobei ausgenommen ist, daß ein Teil des Siebgewebes (7) durch den Spannrahmen (8) nicht fixiert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationssiebung durch einen pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Antrieb erzeugt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vibrationssiebung sowohl das Siebgewebe als auch die Verstrebung in eine VibrationsBewegung versetzt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung des Siebgutes auf dem Siebgewebe über einen Antrieb gesteuert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Siebgutes über die Drehrichtung eines elektrischen Antriebes gesteuert wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Siebgut Schüttgüter in Form von Pulverteilchen, insbesondere Pulverlackteilchen und flüssigen Materialien, z.B. wäßrige Dispersionen oder Suspensionen, verwendet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schutzabsiebung von Schüttgütern und flüssigen Materialien sowie eine Klassierung von Schüttgütern erfolgt.
  8. Vorrichtung zur Vibrationssiebung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit einem auf einen Siebrahmen (6) aufgelegten Siebgewebe (7), dadurch gekennzeichnet, daß das Siebgewebe (7) mit loser Siebbespannung auf den Siebrahmen (6) aufgelegt und mit einem Spannrahmen (8) fixiert ist und auf einer Verstrebung (13) aufliegen kann, die so ausgebildet ist, daß sie mit dem Siebgewebe (7) mitvibrieren kann, wobei ausgenommen ist, daß ein Teil des Siebgewebes (7) durch den Spannrahmen (8) nicht fixiert ist
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Halterung (1), einem daraufliegenden Deckel (2) mit Einrichtungen für die Produktzufuhr (3), für den Austrag (4) und für den Antrieb (5) besteht, wobei der Siebrahmen (6) auf der Halterung (1) aufliegt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebung (13) aus ein oder zwei parallel zum Rahmen (6) angeordneten Stäben besteht.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (2) mit der Halterung (1) fest verbindbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Halterung (1) fest verbindbare Deckel (2) über ein oder mehrere bewegliche Verbindungsstücke (10) mit einem Tragegestell (11) verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Austrag (4) entgegengesetzt der Produktzufuhr (3) am anderen Ende des Deckels (2) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebbespannung des Siebgewebes (7) zwischen Siebrahmen (6) und Spannrahmen (8) lose ist
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