EP3694657A1 - Siebsystem mit schwingungsknotenangeordneten schwingungssystemen - Google Patents

Siebsystem mit schwingungsknotenangeordneten schwingungssystemen

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Publication number
EP3694657A1
EP3694657A1 EP18779718.8A EP18779718A EP3694657A1 EP 3694657 A1 EP3694657 A1 EP 3694657A1 EP 18779718 A EP18779718 A EP 18779718A EP 3694657 A1 EP3694657 A1 EP 3694657A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vibration
screening
side walls
side wall
sieve
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18779718.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Guido Leuschen
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.)
FLSmidth AS
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
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 ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Industrial Solutions AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP3694657A1 publication Critical patent/EP3694657A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/10—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy
    • B06B1/16—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of mechanical energy operating with systems involving rotary unbalanced masses
    • B06B1/161—Adjustable systems, i.e. where amplitude or direction of frequency of vibration can be varied
    • B06B1/162—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity
    • B06B1/165—Making use of masses with adjustable amount of eccentricity with fluid masses or the like
    • 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
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
    • B07B1/284—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens with unbalanced weights
    • 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
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
    • B07B1/36—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens jigging or moving to-and-fro in more than one direction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B2201/00—Indexing scheme associated with B06B1/0207 for details covered by B06B1/0207 but not provided for in any of its subgroups
    • B06B2201/70—Specific application

Definitions

  • the invention relates to a sieve system for sieving screenings, in particular for sieving mineral rocks, comprising a sieve box comprising two outer side walls, wherein at least two vibration systems for vibrational excitation are arranged on the two side walls and wherein the two side walls each have at least two nodes according to a vibration Bending mode, further comprising at least two trusses that connect the two side walls together, and also having at least one screen deck, which rests on the at least two trusses. Furthermore, the invention relates to a method for screening screenings, in particular for sieving of mineral rock, by means of an aforementioned screening system.
  • a screening system of the type mentioned is for example from the patent
  • the aforementioned screening system has the advantage that any desired oscillation angle can be varied steplessly during operation and a once desired oscillation angle can be maintained without the conveyed material influencing this oscillation angle.
  • the object is achieved in that the respective two vibration systems are arranged on the respective side wall such that each vibration system is arranged in the region of a vibration node of the respective side wall.
  • a freely oscillating body in the present case a side wall, has a plurality of eigenmodes with associated natural frequencies.
  • the first bending mode is also called the basic form.
  • the nodes of vibration represent the positions of the structure which are not deflected by the eigenmode. Higher self-modes with increased frequency can occur, with the natural frequencies being much higher.
  • a eigenmode can only be excited if the excitation frequency is close to the natural frequency and is not initiated in the vibration node.
  • the natural frequencies depend on the stiffness and the mass of the body, or the side wall. A lower stiffness reduces the natural frequency.
  • the height of the sidewalls takes into account the stiffness, whereby it has to be taken into account that a vertical elevation with otherwise the same geometry increases the rigidity and thus also the natural frequency. This is the reason why the conventional way of increasing the stiffness of a sidewall is to increase the vertical height of the respective sidewall.
  • the nodes are also known as Bessel points.
  • the nodes of vibration fall on Bessel points which, with regard to moment, inclination and deflection, represent optimum bearing positions of a uniformly loaded carrier, or in the present case a cross member, at two bearing points.
  • the respective two vibration systems are arranged on the respective side wall such that each vibration system is arranged in the region of a vibration node of the first bending mode of the respective side wall.
  • a eigenmode can only be excited if the excitation frequency is not initiated in the vibration node. It therefore corresponds to the doctrine of the invention, the components of the screen system, in particular the trusses and the side walls, not to have to dimension considerably larger, if directly the formation of the first eigenmode is prevented. Since the vibration systems are thus arranged in the region of the vibration nodes, it follows that the exciting frequency of the vibration systems is not introduced into the side walls in a bending-forming manner.
  • a vibration system is removed from a vibration node of a side wall, the more the excitation frequency of the vibration system intervenes in the side wall forming a bending mode. It is therefore particularly preferred that at least one, preferably each vibration system is arranged directly overlapping the respective vibration node. However, an arrangement of at least one, preferably each vibration system in the region of the vibration nodes is also possible.
  • at least one and “at least one” is meant a numerical minimum number.
  • the formulation range here preferably describes a maximum radius from the center of the vibration node whose magnitude is less than or equal to 20%, preferably less than or equal to 10%, particularly preferably 0%, of the maximum main extension length of the respective sidewall, wherein the magnitude of the range is a maximum radius from the center of the vibration node is in particular antiproportional to the maximum main extension length of the respective side wall.
  • the anti-proportionality it is meant that as the amount of the maximum main extension length of the respective side wall increases, the amount of the maximum radius from the center of the vibration node decreases. In this case, provision is made in particular for the main extension length of the respective side wall to extend along the conveying direction of the screened material.
  • the conveying direction is the direction of movement of the material to be screened along the sieve deck.
  • the sieve box has at least two, preferably three, vertically stacked sieve decks.
  • the sieve box should preferably have at most six sieve decks arranged vertically one above the other. It turned out that a number of more than six Sieve decks in the present screen system in relation to the cost of materials has led to an insufficient screening result.
  • the vertically stacked screening decks are arranged parallel to one another.
  • the side walls are arranged parallel to one another.
  • the side walls are arranged tapering towards one another, that is, tapering towards one another.
  • the two side walls may be arranged mirror-symmetrically to one another to a vertical mirror plane which extends along a conveying direction. Vertical means perpendicular to the horizon.
  • the vibration systems can be particularly well coordinated with each other.
  • the components of the screen system are as evenly as possible and therefore as far as possible gently loaded.
  • each vibration system consists of two or more unbalance drives.
  • each vibration system consists of three or more unbalance drives.
  • each vibration system may consist of four or more unbalance drives. As the number of unbalance drives per vibration system increases, the vibration angle of the screen material can be set more precisely.
  • the oscillation angle is the angle to the sieve deck, which the screenings are thrown by the excitation by means of the vibration systems.
  • each imbalance drive has a sensor unit for determining a real-time angular position of the imbalance mass.
  • the screen has a control system which is connected to the unbalance drives to adjust phase offsets of the unbalance drives.
  • an electronic control of designed as unbalance drives vibration systems More precisely, the synchronization is preferably carried out actively by means of a frequency converter control.
  • the reduced load on the side walls also allows all trusses are the same design. This leads to significantly reduced costs, because the trusses can be produced, transported and assembled with the same system. In addition, it is even possible because of the reduced load that all trusses have a hollow profile. This in turn reduces the weight load on the sidewalls of the trusses.
  • Particularly preferred all trusses can be tubes.
  • the need for different trusses, in particular the need for particularly solid crossbars in the sidewall area with maximum amplitudes of conventional bending modes, is eliminated, since the bending modes can now as far as possible not engage in the sieve system.
  • the invention relates to a method for screening of screenings, in particular for sieving of mineral rock, by means of a screening system according to at least one of the preceding features, wherein the method is characterized by the following method steps: starting the designed as imbalance vibration systems, then setting a swing angle for Screen material via a control system, for which a phase offset of each vibration system is set electronically, as needed adapting the vibration angle for screenings on the control system, for which purpose the phase offset of each vibration system is electronically adjusted.
  • both linear, circular and elliptical shapes of the oscillatory movements of the screen box can be realized.
  • FIG. 1 shows a side view of a screening system according to the state of the art
  • FIG. 2 shows a perspective view of a screening system according to the invention
  • FIG. 3 shows an alternative perspective view of the screening system according to FIG. 2
  • Figure 4 is a perspective top view of the screen system according to Figures 2 and 3
  • Figure 5 is a side view of a side wall of the screening system according to the invention with illustrated vibration node of a first bending mode
  • FIG. 6 shows the vibration nodes of the first bending mode according to FIG. 5 in a simplified representation.
  • Fig. 1 shows a side wall (31 or 32) of a sieve box (2) of a sieve system (1) according to the prior art for sieving of mineral rock in a side view.
  • two vibration systems (4) are arranged for vibrational excitation.
  • the illustrated side wall (31 or 32) also has two oscillation nodes (S) according to a first bending mode.
  • the illustrated side wall (31 or 32) includes trusses (5), wherein upper trusses (5) each have a round profile and a lower crossbar (5) have a quadrangular profile.
  • the different profiles are provided for reasons of stability, with preference being given to more solid trusses (5) for reasons of cost and weight.
  • the trusses (5) connect the two side walls (31, 32) with each other.
  • a screen deck (6) is mounted on the trusses (5). Sifted mineral rock falls vertically down through recesses of the screen deck (6). Mineral rock which is larger than the recesses of the screen deck (6) is moved by the excitation of the vibration systems (4) via the screen deck (6) along a conveying direction (F).
  • FIG. 2, 3 and 4 show an embodiment according to the invention of a sieve system (1) for sieving mineral rock, whereby this sieve system (1) is opposite to the sieve system. 1 (1) according to FIG. 1, in particular in the arrangement of vibration systems (4).
  • the sieve system (1) has a sieve box (2) which comprises two outer side walls (31, 32).
  • the side walls (31, 32) are in particular mirror-symmetrical, so that they do not differ significantly.
  • the side walls (31, 32) are arranged parallel to one another.
  • the two side walls (31, 32) to a vertical mirror plane extending along a conveying direction (F) are arranged mirror-symmetrically to each other.
  • the two side walls (31, 32) each have two nodes of vibration (S) of a first bending mode.
  • the two side walls (31, 32) are connected to one another via a multiplicity of traverses (5).
  • all trusses (5) are the same, namely as tubes with a hollow profile.
  • FIGS. 2, 3 and 4 it can be seen in FIGS. 2, 3 and 4 that a screening deck (6) rests on the trusses (5). Sifted mineral rock falls vertically downwards through recesses of the sieve deck (6). Mineral rock that is larger than the recesses of the screen deck (6) is moved by the excitation of the vibration systems (4) on the screen deck (6) along the conveying direction (F).
  • each vibration system (4) consists of two unbalance drives.
  • the respective two vibration systems (4) are arranged on the respective side wall (31, 32) such that each vibration system (4) overlaps a vibration node (S) of the respective side wall (31, 32). More precisely, the respective two vibration systems (4) are arranged on the respective side wall (31, 32) such that each vibration system (4) is arranged in the region of a vibration node (S) of the first bending mode of the respective side wall (31, 32).
  • the formulation area here preferably describes a maximum radius from the center of the vibration node (S) whose amount is less than or equal to 20%, preferably less than or equal to 10%, particularly preferably 0%, of the maximum main extension length of respective side wall (31 or 32), wherein the amount of the region is a maximum radius from the center of the vibration node (S) in particular anti-proportional to the maximum main extension length of the respective side wall (31 or 32).
  • the unbalance drives of each vibration system (4) are arranged such that each vibration node (S) is positioned between the unbalance drives.
  • each unbalance drive has an imbalance mass (8). Furthermore, not recognizable, each unbalance drive has a sensor unit (7) for determining a real-time angular position of the imbalance mass (8).
  • the screen (1) has a control system, not shown here, which is connected to the unbalance drives in order to set phase offsets of the unbalance drives.
  • 5 and 6 show in a schematic side view, the side wall (31 or 32) of the screening system (1) according to the invention with illustrated vibration node (S) of the first bending mode, wherein FIG. 6 is a simplified view of FIG.
  • the bending modes are shown simplified by lines.
  • FIG. 1 corresponds analogously to the side view of the screening system according to the teaching of the invention according to FIG. 5, wherein FIG. 1 shows no bending modes.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Ein Siebsystem (1) zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sieben von Mineralgestein, aufweisend einen Siebkasten (2), der zwei äußere Seitenwände (31, 32) umfasst, wobei an den beiden Seitenwänden (31, 32) jeweils mindestens zwei Schwingungssysteme (4) zur Schwingungsanregung angeordnet sind und wobei die beiden Seitenwände (31, 32) jeweils mindestens zwei Schwingungsknoten (S) gemäß einer Biegemode aufweisen, mindestens zwei Traversen (5), die die beiden Seitenwände (31, 32) miteinander verbinden, mindestens ein Siebdeck (6), das auf den mindestens beiden Traversen (5) auflagert, wobei die jeweils beiden Schwingungssysteme (4) derart an der jeweiligen Seitenwand (31, 32) angeordnet sind, dass jedes Schwingungssystem (4) im Bereich eines Schwingungsknotens (S) der jeweiligen Seitenwand (31, 32) angeordnet ist. Ferner wird ein Verfahren zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sieben von Mineralgestein, mittels eines Siebsystems der vorgenannten Art offenbart.

Description

Beschreibung
Siebsystem mit schwingungsknotenangeordneten Schwingungssystemen
Die Erfindung betrifft ein Siebsystem zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sieben von Mineralgestein, aufweisend einen Siebkasten, der zwei äußere Seitenwände umfasst, wobei an den beiden Seitenwänden jeweils mindestens zwei Schwingungssysteme zur Schwingungsanregung angeordnet sind und wobei die beiden Seitenwände jeweils mindestens zwei Schwingungsknoten gemäß einer Biegemode aufweisen, weiterhin aufweisend mindestens zwei Traversen, die die beiden Seitenwände miteinander verbinden, und zudem aufweisend mindestens ein Siebdeck, das auf den mindestens beiden Traversen auflagert. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sie- ben von Mineralgestein, mittels eines vorgenannten Siebsystems.
Ein Siebsystem der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Patentschrift
DE 44 17 162 C1 bekannt. Diese Patentschrift offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einstellung des Schwingverhaltens eines Schwingförderers mit zwei elektromotorisch angetriebenen, gegenläufigen Unwuchtantrieben, wobei die Position der Unwuchtmassen zueinander einstellbar ist.
Das vorgenannte Siebsystem hat den Vorteil, dass jeder gewünschte Schwingwinkel stufenlos während des Betriebes verändert und ein einmal gewünschter Schwingwinkel aufrechter- halten werden kann, ohne dass das Fördergut Einfluss auf diesen Schwingwinkel nimmt.
Dies wird dadurch erreicht, dass zwei getrennte elektromotorisch getriebene Unwuchtantriebe und jedem Unwuchtantrieb zugeordnete Sensoreinheiten zur Bestimmung der Echtzeit- Winkelpositionen der Unwuchtmassen vorgesehen sind sowie ein elektronisches Regelsystem zur Beeinflussung des Stroms und/ oder der Frequenz der Antriebsmotoren der Un- wuchtantriebe.
Um allerdings den Siebdurchsatz zu erhöhen ist allgemein bekannt, dass das Siebsystem insgesamt vergrößert werden muss. Dies bedeutet an erster Stelle, dass ein massiveres Sieb verwendet wird. Um das massivere Sieb jedoch mit gleichbleibender Qualität anregen zu können, müssen die Schwingungsantriebe vergrößert werden. Die größeren Schwingungsantriebe führen zu einer erheblich größeren Schwingungsbelastung, die auf die Seitenwände und die Traversen wirkt. Somit sind wegen der erhöhten Massen- und Schwingungs- belastungen auch die Seitenwände und die Traversen zu verstärken. In der Folge setzt ein erhöhter Siebdurchsatz bei einem Siebsystem nach Stand der Technik stets massivere Siebkomponenten voraus, die gegenüber den kleineren Siebkomponenten teurer sind, schwerer zu montieren sind und einen höheren Platzbedarf aufweisen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Siebsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Dimensionierung der Schwingungssysteme einen geringeren Einfluss auf die Dimensionierung der Traversen und Seitenwände hat als bei Siebsystemen nach Stand der Technik, wobei sich das Siebsystem zudem günstiger produzieren lässt und in der Anwendung energiesparender sein soll.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die jeweils beiden Schwingungssysteme derart an der jeweiligen Seitenwand angeordnet sind, dass jedes Schwingungssystem im Bereich eines Schwingungsknotens der jeweiligen Seitenwand angeordnet ist.
Ein frei schwingender Körper, vorliegend eine Seitenwand, besitzt eine Vielzahl von Eigenmoden mit dazugehörigen Eigenfrequenzen. Die erste Biegemode wird auch als Grundform bezeichnet. Die Schwingungsknoten stellen die Positionen der Struktur dar, welche durch die Eigenmode nicht ausgelenkt werden. Höhere Eigenmoden mit erhöhter Frequenz können auftreten, wobei die Eigenfrequenzen sehr viel höher sind. Eine Eigenmode kann nur angeregt werden, wenn die Anregefrequenz nahe der Eigenfrequenz ist und nicht im Schwingungsknoten eingeleitet wird. Die Eigenfrequenzen hängen von der Steifigkeit und der Masse des Körpers, beziehungsweise der Seitenwand, ab. Eine geringere Steifigkeit reduziert die Eigenfrequenz. Die Höhe der Seitenwände geht in die Steifigkeit ein, wobei zu berück- sichtigen ist, dass eine vertikale Erhöhung bei sonst gleicher Geometrie die Steifigkeit und somit auch die Eigenfrequenz erhöht. Dies ist der Grund, weshalb der konventionelle Weg der Steifigkeitserhöhung einer Seitenwand darin liegt, die vertikale Höhe der jeweiligen Seitenwand zu erhöhen. In der Wissenschaft sind die Schwingungsknoten auch als Bessel- Punkte bekannt. Die Schwingungsknoten fallen vorliegend auf Bessel-Punkte, die hinsicht- lieh Moment, Neigung und Durchbiegung optimalen Lagerpositionen eines gleichmäßig belasteten Trägers, beziehungsweise vorliegend einer Traverse, an zwei Lagerstellen darstellen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform des Siebsystems sind die jeweils beiden Schwingungssysteme derart an der jeweiligen Seitenwand angeordnet, dass jedes Schwingungssystem im Bereich eines Schwingungsknotens der ersten Biegemode der jeweiligen Seitenwand angeordnet ist. Wie bereits beschrieben, kann eine Eigenmode nur angeregt werden, wenn die Anregefrequenz nicht im Schwingungsknoten eingeleitet wird. Es entspricht daher der Erfindungslehre, die Komponenten des Siebsystems, insbesondere die Traversen und die Seitenwände, nicht erheblich massiver dimensionieren zu müssen, wenn unmittelbar die Bildung der ersten Eigenmode verhindert wird. Da die Schwingungssysteme somit im Bereich der Schwingungsknoten angeordnet sind, ergibt sich hieraus, dass die Anregefrequenz der Schwingungssysteme nicht biegemodenbildend in die Seitenwände eingeleitet wird. Umso weiter ein Schwingungssystem von einem Schwingungsknoten einer Seitenwand entfernt ist, desto mehr greift die Anregefrequenz des Schwingungssystems biegemodenbildend in die Seitenwand ein. Es ist daher besonders bevorzugt, dass zumindest ein, vorzugsweise jedes Schwingungssystem direkt überlappend zum jeweiligen Schwingungsknoten angeordnet ist. Möglich ist allerdings auch eine Anordnung zumindest eines, vorzugsweise jedes Schwingungssystems im Bereich der Schwingungsknoten. Mit den Formulierungen„ zumindest ein" und„zumindest eines" ist eine numerische Mindestanzahl gemeint.
Bevorzugt beschreibt die Formulierung Bereich hierbei einen maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens, dessen Betrag kleiner oder gleich 20 %, bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt 0 %, der maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand ist, wobei der Betrag des Bereichs einem maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens insbesondere antiproportional zur maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand ist. Mit der Angabe der Antiproportionalität ist gemeint, dass sich mit größer werdendem Betrag der maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand der Betrag des maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens reduziert. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass sich die Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand entlang der Förderrichtung des Siebgutes erstreckt.
Als Förderrichtung ist die Bewegungsrichtung des Siebgutes entlang des Siebdecks zu ver- stehen.
Um das Siebergebnis weiter zu verbessern kann gemäß bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen sein, dass der Siebkasten mindestens zwei, vorzugsweise drei, vertikal übereinander angeordnete Siebdecks aufweist.
Bevorzugt sollte der Siebkasten allerdings höchstens sechs vertikal übereinander angeordnete Siebdecks aufweisen. Es hat sich herausgestellt, dass eine Anzahl von mehr als sechs Siebdecks bei dem vorliegenden Siebsystem im Verhältnis zum Materialaufwand zu einem nur unzureichenden Siebergebnis geführt hat.
Besonders bevorzugt sind die vertikal übereinander angeordneten Siebdecks parallel zuein- ander angeordnet.
Eine Mehrfachnutzung von Siebdecks ist nach der Lehre der Erfindung gegenüber herkömmlichen Siebsystemen kostengünstiger, da sich bei herkömmlichen Siebsystemen die Notwendigkeit einer erheblich massiveren Ausgestaltung der Seitenwände pro Siebdeck erheblich erhöht hat. Demgegenüber ist die Komponentenbelastung bei dem erfindungsgemäßen Siebsystem deutlich reduziert, so dass die Seitenwände nicht mit jedem weiteren Siebdeck erheblich massiver ausgebildet werden müssen.
Um die Schwingungssysteme besonders gut aufeinander abstimmen zu können ist vorgese- hen, dass die Seitenwände parallel zueinander angeordnet sind.
Um den Materialeinsatz zu reduzieren kann alternativ vorgesehen sein, dass die Seitenwände aufeinander zulaufend, also zueinander verjüngend, angeordnet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können sich die beiden Seitenwände zu einer vertikalen Spiegelebene, die sich entlang einer Förderrichtung erstreckt, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sein. Vertikal bedeutet hierbei senkrecht zum Horizont. Gemäß dieser Ausführungsform lassen sich die Schwingungssysteme besonders gut miteinander abstimmen. Weiterhin werden die Komponenten des Siebsystems möglichst gleichmäßig und damit soweit möglich schonend belastet.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform derart gestaltet, dass jedes Schwingungssystem aus zwei oder mehr Unwuchtantrieben besteht. Besonders bevorzugt besteht jedes Schwingungssystem aus drei oder mehr Unwuchtantrieben. Insbesondere kann jedes Schwingungs- System aus vier oder mehr Unwuchtantrieben bestehen. Mit steigender Anzahl der Unwuchtantriebe pro Schwingungssystem lässt sich der Schwingwinkel des Siebguts präziser werdend einstellen.
Als Schwingwinkel wird der Winkel zum Siebdeck verstanden, den das Siebgut durch die An- regung mittels der Schwingungssysteme geworfen wird. Zur Einstellung des Schwingwinkels ist insbesondere vorgesehen, dass jeder Unwuchtantrieb eine Sensoreinheit zur Bestimmung einer Echtzeit-Winkelposition der Unwuchtmasse aufweist. Besonders bevorzugt ist hierzu vorgesehen, dass das Sieb ein Regelsystem aufweist, das mit den Unwuchtantrieben verbunden ist, um Phasenversätze der Unwuchtantriebe einzustellen. Somit erfolgt eine elektronische Steuerung der als Unwuchtantriebe ausgebildeten Schwingungssysteme. Genauer erfolgt die Synchronisation bevorzugt aktiv mittels einer Frequenzumrichterregelung.
Die reduzierte Belastung auf die Seitenwände erlaubt zudem, dass alle Traversen gleich ausgebildet sind. Dies führt zu erheblich reduzierten Kosten, weil die Traversen mit einer gleichen Systematik produziert, transportiert und montiert werden können. Zudem ist es wegen der reduzierten Belastung sogar möglich, dass alle Traversen ein Hohlprofil aufweisen. Dies reduziert wiederum die auf die Seitenwände wirkende Gewichtslast der Traversen.
Besonders bevorzugt können alle Traversen Rohre sein. Die Notwendigkeit unterschiedlicher Traversen, insbesondere die Notwendigkeit besonders massiver Traversen im Seitenwand- bereich mit Maximalamplituden herkömmlicher Biegemoden, entfällt, da die Biegemoden nunmehr möglichst nicht in das Siebsystem eingreifen können.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sie- ben von Mineralgestein, mittels eines Siebsystems gemäß mindestens einem der vorhergehenden Merkmale, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: Starten der als Unwuchtantriebe ausgebildeten Schwingungssysteme, anschließendes Festlegen eines Schwingwinkels für Siebgut über ein Regelsystem, wobei hierfür ein Phasenversatz jedes Schwingungssystems elektronisch eingestellt wird, bedarfsweises Anpas- sen des Schwingwinkels für Siebgut über das Regelsystem, wobei hierfür der Phasenversatz jedes Schwingungssystems elektronisch angepasst wird. Hierdurch lassen sich sowohl Linear-, Kreis- als auch elliptische Formen der Schwingbewegungen des Siebkastens realisieren. Abhängig vom Siebgut oder von der sich ändernden Beschaffenheit des Siebguts, zum Beispiel durch regenbedingte Feuchtigkeit, hat sich herausgestellt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Formen der Schwingbewegungen verändert werden können. Hierdurch lassen sich positive Energieeinsparungen und bessere Siebergebnisse erzielen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 in einer Seitenansicht ein Siebsystem nach allgemeinem Stand der Technik,
Figur 2 in einer perspektivischen Ansicht ein Siebsystem nach Lehre der Erfindung, Figur 3 in einer alternativen perspektivischen Ansicht das Siebsystem gemäß Figur 2,
Figur 4 in einer perspektivischen Draufsicht das Siebsystem gemäß den Figuren 2 und 3, Figur 5 in einer Seitenansicht eine Seitenwand des erfindungsgemäßen Siebsystems mit dargestellten Schwingungsknoten einer ersten Biegemode und
Figur 6 die Schwingungsknoten der ersten Biegemode nach Figur 5 in einer vereinfachten Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine Seitenwand (31 oder 32) eines Siebkastens (2) eines Siebsystems (1 ) nach Stand der Technik zum Sieben von Mineralgestein in einer Seitenansicht. An der dargestellten Seitenwand (31 oder 32) sind zwei Schwingungssysteme (4) zur Schwingungsanregung angeordnet. Die dargestellte Seitenwand (31 oder 32) weist zudem zwei Schwingungsknoten (S) gemäß einer ersten Biegemode auf. Weiterhin umfasst die dargestellte Seitenwand (31 oder 32) Traversen (5), wobei obere Traversen (5) jeweils ein Rundprofil und eine untere Traverse (5) ein viereckiges Profil aufweisen. Die unterschiedlichen Profile sind aus Stabilitätsgründen vorgesehen, wobei auf massivere Traversen (5) aus Kosten- und Gewichtsgründen vorzugsweise verzichtet wird. Die Traversen (5) verbinden die beiden Seitenwände (31 , 32) miteinander. Zudem ist auf den Traversen (5) ein Siebdeck (6) auflagert. Gesiebtes Mineralgestein fällt vertikal nach unten durch Ausnehmungen des Siebdecks (6) herab. Mineralgestein, das größer als die Ausnehmungen des Siebdecks (6) ist, wird durch die Anregung der Schwingungssysteme (4) über das Siebdeck (6) entlang einer Förderrichtung (F) bewegt.
Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Siebsystems (1 ) zum Sieben von Mineralgestein, wobei sich dieses Siebsystem (1 ) gegenüber dem Siebsys- tem (1 ) nach Fig. 1 insbesondere in der Anordnung von Schwingungssystemen (4) unterscheidet.
Das Siebsystem (1 ) gemäß den Fig. 2, 3 und 4 weist einen Siebkasten (2) auf, der zwei äu- ßere Seitenwände (31 , 32) umfasst. Die Seitenwände (31 , 32) sind insbesondere spiegelsymmetrisch ausgebildet, so dass sie sich nicht wesentlich unterscheiden. Vorliegend dargestellt sind die Seitenwände (31 , 32) parallel zueinander angeordnet. Insbesondere sind die beiden Seitenwände (31 , 32) zu einer vertikalen Spiegelebene, die sich entlang einer Förderrichtung (F) erstreckt, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
Wie in den Fig. 2 bis 5 teilweise nur unvollständig dargestellt, weisen die beiden Seitenwände (31 , 32) jeweils zwei Schwingungsknoten (S) einer ersten Biegemode auf.
Die beiden Seitenwände (31 , 32) sind über eine Vielzahl von Traversen (5) miteinander ver- bunden. Vorliegend sind alle Traversen (5) gleich, nämlich als Rohre mit einem Hohlprofil, ausgebildet.
Ferner ist in den Fig. 2, 3 und 4 erkennbar, dass ein Siebdeck (6) auf den Traversen (5) auflagert. Gesiebtes Mineralgestein fällt vertikal nach unten durch Ausnehmungen des Sieb- decks (6) herab. Mineralgestein, das größer als die Ausnehmungen des Siebdecks (6) ist, wird durch die Anregung der Schwingungssysteme (4) über das Siebdeck (6) entlang der Förderrichtung (F) bewegt.
An den beiden Seitenwänden (31 , 32) sind jeweils zwei Schwingungssysteme (4) zur Schwingungsanregung angeordnet, wobei jedes Schwingungssystem (4) aus zwei Unwuchtantrieben besteht.
Weiterhin ist dargestellt, dass die jeweils beiden Schwingungssysteme (4) derart an der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet sind, dass jedes Schwingungssystem (4) einen Schwingungsknoten (S) der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) überlappt. Genauer formuliert sind die jeweils beiden Schwingungssysteme (4) derart an der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet, dass jedes Schwingungssystem (4) im Bereich eines Schwingungsknotens (S) der ersten Biegemode der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet ist. Bevorzugt beschreibt die Formulierung Bereich hierbei einen maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens (S), dessen Betrag kleiner oder gleich 20 %, bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt 0 %, der maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand (31 oder 32) ist, wobei der Betrag des Bereichs einem maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens (S) insbesondere antiproportional zur maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand (31 oder 32) ist. Besonders bevorzugt sind die Unwuchtantriebe jedes Schwingungssystems (4) derart angeordnet, dass jeder Schwingungsknoten (S) zwischen den Unwuchtantrieben positioniert ist.
Weiterhin bevorzugt, jedoch in den Fig. 2, 3 und 4 nicht erkennbar, weist jeder Unwuchtantrieb eine Unwuchtmasse (8) auf. Weiterhin nicht erkennbar, weist jeder Unwuchtantrieb eine Sensoreinheit (7) zur Bestimmung einer Echtzeit-Winkelposition der Unwuchtmasse (8) auf.
Insbesondere weist das Sieb (1 ) ein vorliegend nicht dargestelltes Regelsystem auf, das mit den Unwuchtantrieben verbunden ist, um Phasenversätze der Unwuchtantriebe einzustellen. Die Fig. 5 und 6 zeigen in einer schematischen Seitenansicht die Seitenwand (31 oder 32) des erfindungsgemäßen Siebsystems (1 ) mit dargestellten Schwingungsknoten (S) der ersten Biegemode, wobei Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung von Fig. 5 ist. Die Biegemoden sind vereinfacht mittels Linien dargestellt. Durch die Anordnung der als Unwuchtantriebe ausgebildeten Schwingungssysteme (4) im Bereich der Schwingungsknoten (S) lässt sich die auf Seitenwände (31 , 32) wirkende Schwingung erheblich reduzieren, so dass die Seitenwände (31 , 32) konstruktiv weniger massiv ausgebildet sein können, wodurch sich erhebliche Material- und damit auch Kosteneinsparungen ergeben.
Allgemein lässt sich feststellen, dass die Seitenansicht des Siebsystems nach Stand der Technik gemäß Fig. 1 analog der Seitenansicht des Siebsystems nach Lehre der Erfindung gemäß Fig. 5 entspricht, wobei in Fig. 1 keine Biegemoden dargestellt sind.
Bezugszeichenliste
1 Siebsystem
2 Siebkasten
31 Seitenwand
32 Seitenwand
4 Schwingungssysteme
5 Traversen
6 Siebdeck
7 Sensoreinheit
8 Unwuchtmasse
F Förderrichtung
S Schwingungsknoten

Claims

Patentansprüche
1 . Siebsystem (1 ) zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sieben von Mineralgestein, aufweisend:
- einen Siebkasten (2), der zwei äußere Seitenwände (31 , 32) umfasst, wobei an den beiden Seitenwänden (31 , 32) jeweils mindestens zwei Schwingungssysteme (4) zur Schwingungsanregung angeordnet sind und wobei die beiden Seitenwände (31 , 32) jeweils mindestens zwei Schwingungsknoten (S) gemäß einer Biegemode aufweisen,
- mindestens zwei Traversen (5), die die beiden Seitenwände (31 , 32) miteinander verbinden,
- mindestens ein Siebdeck (6), das auf den mindestens beiden Traversen (5) auflagert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die jeweils beiden Schwingungssysteme (4) derart an der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet sind, dass jedes Schwingungssystem (4) im Bereich eines Schwingungsknotens (S) der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet ist.
2. Siebsystem (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schwingungssystem (4), vorzugsweise jedes Schwingungssystem (4), den jeweiligen Schwingungsknoten (S) direkt überlappt.
3. Siebsystem (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Schwingungssystem (4), vorzugsweise jedes Schwingungssystem (4), derart im Bereich des Schwingungsknotens (S) der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet ist, dass der Betrag des Bereichs einem maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens (S) entspricht, dessen Betrag kleiner oder gleich 20 %, bevorzugt kleiner oder gleich 10 %, besonders bevorzugt 0 %, der maximalen Haupterstre- ckungslänge der jeweiligen Seitenwand (31 oder 32) ist, wobei der Betrag des Bereichs einem maximalen Radius vom Mittelpunkt des Schwingungsknotens (S) insbesondere antiproportional zur maximalen Haupterstreckungslänge der jeweiligen Seitenwand (31 oder 32) ist.
4. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkasten (2) mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Siebdecks (6) aufweist, wobei die Siebdecks (6) insbesondere parallel zueinander angeordnet sind.
5. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Siebkasten (2) höchstens sechs vertikal übereinander angeordnete Siebdecks (6) aufweist, wobei die Siebdecks (6) insbesondere parallel zueinander angeordnet sind.
6. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (31 , 32) parallel zueinander angeordnet sind.
7. Siebsystem (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände (31 , 32) aufeinander zulaufend angeordnet sind.
8. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Seitenwände (31 , 32) zu einer vertikalen Spiegelebene, die sich entlang einer Förderrichtung (F) erstreckt, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.
9. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Schwingungssystem (4) aus zwei, drei, vier oder mehr Unwuchtantrieben besteht.
10. Siebsystem (1 ) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Unwuchtantrieb eine Sensoreinheit (7) zur Bestimmung einer Echtzeit- Winkelposition der Unwuchtmasse (8) aufweist.
1 1. Siebsystem (1 ) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sieb (1 ) ein Regelsystem aufweist, das mit den Unwuchtantrieben verbunden ist, um Phasenversätze der Unwuchtantriebe einzustellen.
12. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils beiden Schwingungssysteme (4) derart an der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet sind, dass jedes Schwingungssystem (4) im Bereich eines Schwingungsknotens (S) der ersten Biegemode der jeweiligen Seitenwand (31 , 32) angeordnet ist.
13. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Traversen (5) gleich ausgebildet sind.
14. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Traversen (5) ein Hohlprofil aufweisen.
15. Siebsystem (1 ) nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Traversen (5) Rohre sind.
16. Verfahren zum Sieben von Siebgut, insbesondere zum Sieben von Mineralgestein, mittels eines Siebsystems (1 ) gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
Starten der als Unwuchtantriebe ausgebildeten Schwingungssysteme (4), anschließendes Festlegen eines Schwingwinkels für Siebgut über ein Regelsystem, wobei hierfür ein Phasenversatz jedes Schwingungssystems (4) elektronisch eingestellt wird,
anschließend bedarfsweises Anpassen des Schwingwinkels für Siebgut über das Regelsystem, wobei hierfür der Phasenversatz jedes Schwingungssystems (4) elektronisch angepasst wird.
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