FI94729B - Menetelmä ja laite maamassan seulomiseksi - Google Patents

Description

94729

Menetelmä ja laite maamassan seulomiseksi Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä maamassan seulomiseksi kiekkoseulalla.

5

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 4 johdannon mukainen kiek-koseulasovitelma menetelmän toteuttamiseksi.

Viherrakentamiseen tarvittavan mullan tarve on suuri asutuskeskuksissa ja lisääntyy 10 rakentamisen ja ympäristörakentamisen vuoksi. Pihojen ja puistojen rakentamiseen tarvitaan hyvälaatuista multaa, jossa ei ole mukana haitallisia epäpuhtauksia, kuten esimerkiksi kiviä ja vastaavia. Lisäksi viherrakentamiseen tarvittavan mullan tulee olla ominaisuuksiltaan kasveille sopivaa ja siksi se on valmistettava sekoittamalla multa erilaisista materiaaleista. Hyvä viljelys- ja kasvatusmaa tarvitsee ravinteita, 15 kuohkeutta, mineraaleja kuten hiekkaa ja savea ja orgaanista ainesta joka ravinteiden lisäksi ylläpitää monipuolista mikrobiologista kasvustoa maassa. Viljelysalustassa ei saa olla suuria esineitä, kuten kiviä, juurakolta, kantoja ja lautoja. Tällaisessa maassa pitää myöskin kaiken materiaalin olla tasaisesti jakautuneena.

2 0 Erilaisissa maanrakennustöissä syntyy huomattavia määriä jätemaata, jota ei voida käyttää sen sisältämien kivien tai puuaineksen vuoksi. Tämä maa syntyy usein lähellä mahdollista käyttökohdetta ja olisi edullista, jos tämä jätemaa saataisiin kohtuukustannuksin käyttöön, jolloin saavutettaisiin huomattavia säästöjä maan hankinnassa ja kuljetuskustannuksissa. Jätemaa on kuitenkin seulottava ennen käyttöä ja koska 25 tehokasta seulalaitetta ei ole ollut käytössä, jätemaata joudutaan kuljettamaan esimerkiksi soranottoalueiden täytemaaksi ja sitä ei olla pystytty ottamaan hyötykäyttöön, kuitenkin jätemaat sisältävät arvokkaita osia, mikäli erilaiset jakeet saataisiin seulottua jätemaiden syntypaikalla. Siten esimerkiksi kivet voitaisiin käyttää heti vaikkapa tiepohjien kantavan kerroksena ja hienompijakoinen kivennäismaa sekoittaa humuk-30 seen ja siten valmistaa viherrakentamiseen sopivaa multaa.

Maanrakentamisessa syntyvien jätemaiden jalostamiseen ei ole ollut tähän mennessä 94729 2 soveltuvia välineitä. Erityisiä ongelmia on tuottanut sitkeiden ja märkien maiden käsittely, joita ovat esimerkiksi savea, liejua, kiviä, kantoja ja metsämaan pintakerrosta sisältävät jätemaat.

5 Maa-aineksesta erotellaan ei-toivotut kappaleet ja aineosat sekoitetaan seulomalla.

Seulat perustuvat tyypillisesti seulaverkkoon, joka liikutellaan tai tärytetään tai joka kiertää pyörivässä kaltevassa seularummussa. Rumpuseulojen ongelma on suuri paino ja suhteellisen alhainen kapasiteetti, sekä helppo tukkeutuvuus etenkin savipitoisilla maalajeilla. Tunnetaan myös tankoseuloja, jossa tangot ovat paikallaan tai liikkuvat 10 tai niitä tärytetään.

Maa-aineksen seulontaan on käytetty yleisesti erilaisia kiekkoseuloja. Näissä seuloissa on rinnakkaisille akseleille sijoitettuja, lomittain meneviä kiekkoja ja akseleita pyöritetään samaan suuntaan, jolloin maa-aines putoaa kiekkojen välisistä raoista ja 15 ratoja suuremmat kappaleet jäävät seulan päälle ja kulkeutuvat seulan reunalle ja putoavat keruuastiaan. Tällaisen seulan heikkoutena on sen huono soveltuminen sitkeän, savisen maan seulontaan. Seulan kiekot eivät pysty leikkaamaan savista maata ja sitkeä maa-aines ei pääse putoamaan kiekkojen raoista. Tällöin seulalle nostettu maakakku ainoastaan siirtyy seulalla eteenpäin seuloutumatta ja putoaa 2 0 lopulta pois kiekkoakseleiden päältä. Sitkeää savipitoista maata ei siten pystytä seulo maan nykyisillä laitteilla.

Sellaisia tiksotrooppisia materiaaleja joissa on vettä kiintoaineen määrästä 10-90 %, on sen hienoudesta riippuen on usein hyvin vaikea seuloa. Myöskin materiaalit, jotka 25 sisältävät kuitumaisia tai nauhamaisia osasia runsaasti ovat hyvin vaikeita seuloa ja homogenisoida tai/ja sekoittaa muihin materiaaleihin. Tällaisia materiaaleja ovat turve, oljet, heinä, kaatopaikkajäte ja savea sisältävät maalajit, joissa pois seulottavina materiaaleina esiintyvät kannot, juuret, isot kivet ja muovijätteet muun materiaalin seassa. Muovijätteet ja muut pitkiä nauhoja muodostavat materiaalit helposti tukkivat 3 0 monet seulatyypit ja erityisesti kiekkoseulat, joissa kiekkomaiset elimet pyörivät yhdensuuntaisilla akseleilla, jolloin nauhat kiertyvät näiden akseleiden ympärille.

3 94729

On tapauksia, joissa ennen seulomista seulottavaa materiaalia yritetään repiä ja murskata tai muutoin käsitellä Jotta seulonta saataisiin onnistumaan, eikä seula tukkeutuisi.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja laite, jonka avulla voidaan seuloa kaikenlaista maa-ainesta savimaa mukaanlukien.

Keksintö perustuu siihen, että kiekkoseulan akseleita käytetään jaksottaisesti vastakkaisiin suuntiin, jolloin seulottava maa-aines pysyy seulalla ja repiytyy suunnanvaih-10 dosten ansiosta alapuoleltaan seuloutuvaksi massaksi.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

15 Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 4 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.

20 Keksinnön tärkein etu on sen hyvä kyky hajottaa ja seuloa sitkeitä aineita. Niinpä . keksinnön mukaisella seulalla voidaan käsitellä tehokkaasti märkää savea, runsaasti olkea sisältävää lantaa ja muita vaikeasti seulottavia materiaaleja. Seulan käsittelyka-pasiteetti on näillä vaikeilla materiaaleilla suurempi kuin vastaavien tunnettujen seulojen. Tyypillisellä rumpuseulalla, jota käytetään vaikeiden materiaalien seulon-25 taan, päästään esim. savea sisältävillä materiaaleilla kapasiteettiin noin 0.5 m3 /min seulaneliötä kohti, kun vastaavalla tämän keksinnön mukaisella seulalla samaa ma-teriaalia voidaan käsitellä jopa 1.5 m3/min seulaneliötä kohti. Seulan seulontatihey-den vaihto on helppo tehdä. Seulan akselit voidaan kiinnittää kartioholkilla, jolloin akselit on helppo irrottaa ja korvata akselistolla, jossa on erilainen seulakiekosto. Itse 30 seulalevyissä on yhden keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan ulokkeita, jotka tunkeutuvat levyjen pyöriessä seulottavaan massaan ja leikkaavat sitä, jolloin massa • « 4 94729 pääsee seuloutumaan seulan läpi. Seulan käyttökoneikko ja voimansiirto voidaan varustaa momentinmuuntimella, jolloin laite ei pääse vaurioitumaan akseleiden tai seulalevyjen kiilautumisen takia. Edestakaisen liikkeen ansiosta kiilautumat myös laukeavat itsestään akseleiden kääntyessä pyörimään vastakkaiseen suuntaan.

5

Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin oheisten piirustusten avulla.

Kuvio 1 esittää leikkauskuvana sivulta yhtä keksinnön suoritusmuotoa kuljetusalustalle sijoitettuna.

10

Kuvio 2 esittää kuvion 1 suoritusmuotoa ylhäältä.

Kuvioissa on esitetty ainoastaan seulan toinen pääty. Seulontaosan mittoja voidaan muuttaa esimerkiksi akseleiden määrää lisäämällä, jolloin niiden muodostamasta 15 seulontaosasta tulee pidempi. Rinnakkain olevista akseleista muodostuva rakenne käy ilmi poikkileikatuistakin kuvioista.

Kuviossa 1 keksinnön mukainen seulasovitelma on esitetty kuljetusalustalle 1 asennettuna. Tämä kuljetusalusta ei varsinaisesti liity keksintöön, joten sitä ei kuvata 20 tässä lähemmin. Itse seulasovitelma koostuu laatikkomaisesta runkorakenteesta 2, jonka yläreunalle on sovitettu seulan akselisto. Akselista koostuu akseleista 3, joille on sovitettu välimatkan päähän toisistaan akseleiden pituussuunnassa sijoitettuja seulakiekkoja 4. Vierekkäisten akseleiden 3 kiekot 4 on sijoiteltu siten, että kiekot 4 menevät lomittain ja muodostavat siten seulasäleikön. Kunkin seulakiekon 4 ulkoke-25 hällä on neljä 90° välein sijoitettua repimiskynttä 3. Tässä tapauksessa kynnet levenevät ulkokehää kohti siirryttäessä siten, että kynnen kummasakin reunassa on koukkumainen uloke. Laite saa käyttövoimansa runkorakenteen 2 päätyyn sijoitetulta hydraulikoneikolta 6, joka pyörittää ketjuvedon 7 välityksellä akseleita 3. Tässä suoritusmuodossa myös akselit 3 on yhdistetty kahden rinnakkaisen rullaketjun 8 ja 30 ketjupyörien 9 välityksellä voimansiirtoketjuksi, jolloin hydraulimoottori 6 pyörittää kaikkia akseleita 3 yhtäaikaisesti. Hydraulista voimansiirtoa käytettäessä suunnan- ·· li 5 vaihto, momentinrajoitus ja muut ohjaukseen ja säätöön liittyvät tekijät on helppo toteuttaa erilaisin venttiiliratkaisuin.

Runkolaatikon 2 päätyreunoilla on kiinteät estelevyt 10, jotka muodostavat seu-5 lasäleikön reunimmaisen akselin kanssa vastaavalla tavalla kuin akselit 3 keskenään. Hydraulimoottorin 6 kanssa samassa päädyssä on vielä keruuastia 11 kiviä ja muuta seulonta-ainesta varten. Runkolaatikon 2 pohjalle on sijoitettu kuljetin 12 seulotun materiaalin pois kuljettamiseksi.

10 Seula toimii seuraavalla tavalla. Seulottava maamassa nostetaan kuormaimella seulan akselisten päälle. Seulan akselit saatetaan pyörimään hydraulimoottorin pyörittäminä ensin yhteen suuntaan, ja suunta vaihdetaan nopeasti päinvastaiseksi ja akseleita pyöritetään yhtä monta kierrosta takaisinpäin kuin niitä pyöritettiin ensimmäisessä jaksossa. Toisen pyörintäjakson jälkeen suuntaa jälleen vaihdetaan ja pyörittämistä ja 15 suunnanvaihtoja jatketaan kunnes seulottava materiaali on mennyt seulan läpi ja akseleiden päälle jää vain pois erotettu aines. Nyt seulan akselit saatetaan pyörimään keruuastian suuntaan, jolloin akseleiden päällä vielä oleva aines kulkeutuu keruuasti- aan.

2 o Kunkin pyöritysjakson voidaan valita varsin vapaasti ja se onkin edullista tehdä esimerkiksi ohjelmoitavan logiikan avulla muunneltavaksi, jolloin laitteen toimintaa voidaan säädellä käsiteltävän materiaalin mukaan. Samaan suuntaan tapahtuvan pyörintäjakson pituus ei kuitenkaan saa olla niin pitkä, että akseleilla oleva materiaali siirtyisi pois seulalta. Toisaalta monilla materiaaleilla saadaan paras seulontateho, jos 25 yhden jakson aikana tapahtuva liike on hyvin lyhyt, jolloin massan alapuolta repiviä liikkeitä tulee aikajaksossa mahdollisimman paljon. Suunnanmuutosten nopeus on * ' myös tärkeää, koska tällöin seulottavan massan hitaus pitää massa paikallaan kiekko jen repiessä sen alapuolta. Jos yhden jakson aikana akseleiden kiertymä on alle yhden kierroksen, esimerkiksi neljännes tai puoli kierrosta, saavutetaan se etu, että 30 nauhamaiset materiaalit eivät pääse kiertymään akseleiden ympäri ja siten tukkimaan seulaa. Tällöin olisi kuitenkin tärkeää seulakiekkojen kulumisen kannalta käyttää 94729 6 akseleita silloin tällöin samaan suuntaan ainakin niin kauan, että kiekon seulottavaa materiaalia vasten oleva pinta ja repimäkynsi vaihtuvat.

Edellä kuvatun suoritusmuodon lisäksi tällä keksinnöllä on useita muitakin vaihtoeh-5 toisia toteutustapoja. Pyörivän kiekon leikkaava reuna on edullista olla joko osa ympyrän kaarta, jolla on suurempi säde kuin levyllä keskimäärin ja niin että säteen muuttumiskohta on 90 asteen kulmassa kiekkoon nähden tai edullisesti terävästi viisto.

10 Muutkin kiekkojen ja kynsien leikkaavat muodot tulevat kysymykseen, kunhan vain kiekko ei ole sillä lailla esim tähtimäinen, ettei seulottava kappale jää helposti tähden sakaroiden ja akselin väliin. On tärkeätä, että seulan leikkaavissa kiekoissa olevat leikkauskohoamat eivät ole liian suuresti erkanevia kiekon keskimääräisestä säteestä tai kiekon muun osan säteestä. Pyörivän kiekon leikkaavan osan korkeuden erotus 15 kiekon muuhun säteeseen nähden saisi edullisesti olla enintään 1/4 kiekon säteestä.

Muussa tapauksessa pyörivät kiekot saattavat osia seulottavasta materiaalista sellaiseen tilanteeseen jossa seulottava materiaali kiilautuu kiekon ja akselin väliin, kiekkojen ei luonnollisestikaan tarvitse olla ympyrämäisiä, vaan kolmiomaiset, neliömäiset ja muut muodot tulevat kyseeseen.

20

Seulan runko, akselit ja niiden kiinnipitoelimet ja käyttölaitteet voidaan edullisesti rakentaa joustetulle alustalle akseleiden vääntymisvaurioiden välttämiseksi. Seulan akseleiden voimansiirrot voidaan toteuttaa monella tavalla ja yksi edullinen vaihtoehto on momentinrajoittimen ja hydraulimoottorin asentaminen jokaiselle akselille.

25 Hydraulikäytön sijasta voidaan käyttää sähkö- tai polttomoottorikäyttöäkin, mutta tällöin nopean suunnanvaihdon toteuttaminen on vaikeampaa kuin hydraulitekniikassa.

Claims (6)

94729

1. Menetelmä maa-aineksen tai vastaavan materiaalin seulomiseksi kiekkoseulalla, joka käsittää useita samansuuntaisia rinnakkaisia akseleita, joille on sovitettu lomittain 5 meneviä seulontakiekkoja, jossa menetelmässä - seulottava materiaali asetetaan seulan akseliston (3) muodostaman seulontaosan varaan, ja 10. akseleita pyöritetään, jolloin seulottava materiaali kulkeutuu seulaosan läpi akseleiden (3) ja seulontakiekkojen (4) kiekkojen välisistä raoista ja materiaali, joka ei mahdu näistä raoista, jää seulontaosan päälle, tunnettu siitä, että 15 . - akseleita (3) pyöritetään seulottaessa jaksottaisesti edestakaisin siten, että kulloisenkin samaan suuntaan tapahtuvan pyöritysjakson pituus on lyhyempi kuin akseleiden (3) yksi täysi kierros ja pyörimissuunnan vaihto tehdään akseleiden liikettä olennaisesti pysäyttämättä. 20

2. Sovitelma maa-aineksen tai vastaavan materiaalin seulomiseksi, joka sovitelma käsittää: - rungon (2), 25 - useita rinnakkaisia ja samansuuntaisia, rungon (2) varaan välimatkan • 4 päähän toisistaan sovitettuja akseleita (3), jotka muodostavat seulatason, - kullekin akselille (3) sovitettuja seulontakiekkoja (4), joiden halkaisija 30 ja asema akseleilla (3) on sovitettu siten, että vierekkäisten akseleiden (3) kiekot (4) menevät osittain lomittain, ja 94729 - ainakin yhden toimilaitteen (6) akseleiden (3) pyörittämiseksi, tunnettu 5. elimistä toimilaitteen (6) ohjaamiseksi jaksottaisesti siten, että akselei den (3) pyörimissuunta vaihtuu aina määrätyn pyörimisajan jälkeen vastakkaiseksi siten, että akseleiden (3) pyörimisaika yhteen suuntaan ei ylitä yhtä kierrosta ja pyörimissuunnan vaihto tapahtuu oleellisesti akseleita (3) pysäyttämättä. 10

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että seulonta-kiekkojen (4) kehälle on muodostettu kiekon (4) kehältä ulkonevia repimiskynsiä (S).

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toimi-15 laite on hydraulimoottori (6), joka on varustettu momentinrajoittimella. «

5. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toimilaitteena käytetään jokaiselle akselille (3) sovitettua erillistä hydraulimoottoria, jotka on kytketty akseleilleen (3) momentinmuuntimen välityksellä. 20

6. Jonkin patenttivaatimuksista 2-5 mukainen sovitelma, tunnettu ohjelmoitavasta logiikasta tai vastaavasta tietojenkäsittelylaitteesta sovitelma toiminnan ohjaamiseksi. • · II 94729