JP5453317B2 - 粒子の分類方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒子を分類する方法及び装置に関する。

処理技術において、そして又、粒子を用いる製品製造のため、分類された粒状物又は粒子状物質の使用は、高い効率を得るための役割及び品質に対する要求を満足させる役割がますます高まっている。さらに、分類された粒状製品を提供することにより、高い品質及び価格の見込みを実現することができる。例えば、建築業界及び道路建設における高品質の種石及び砕石の分類の結果として、本質的に長い寿命が得られると共に製品特性が向上する場合がある。

したがって、独国特許出願公開第１０２００６００１０４３（Ａ１）号明細書から、種石及び砕石を生じさせる方法が既に知られており、かかる方法では、立方体粒子（砕石及び種石中のかかる立方体粒子の比率は、少なくとも５０％であるべきである）は、後の処理プロセス、例えば破砕プロセスではそれ以上破砕されない。好ましくは、非立方体粒子のみが、立方体化に役立つ次の破砕ステージにおいて立方体粒子の状態に更に処理される。分類のため、粒子形状分類機が用いられ、かかる分類機は、光学原理に基づくか立方体及び非立方体粒子の互いに異なる平衡挙動に基づくかのいずれかである。

独国特許出願公開第１０２００６００１０４３（Ａ１）号明細書

本発明により、粒子を分類する方法及び装置が広範な分野又は部門横断用途用に提供され、かかる方法及び装置は、粒子形状に特有の分類において粒子、例えば種石又は砕石若しくは他のばらの形態の提供を高い信頼性を持って可能にし、かかる方法及び装置を業界で利用することができる。

本発明によれば、この目的は、本明細書の冒頭に記載された形式の方法であって、粒子をこれらの粒子形状に準拠して時間的及び／又は空間的シーケンスで少なくとも２つのステージに分類する方法によって達成される。

このことは、本発明の本質的な観点が粒子をこれらの粒子形状によって分類し、このように、互いに異なる粒形状の粒子を互いに分離し、かくして例えばこれらの針状度（所定の長さ／幅の比を有する粒子）、立体度又は真円度（それぞれ、所定の長さ／厚さの比を備えた粒子）又はこれらの平坦度（所定の幅／厚さの比を備えた粒子）によって粒子を区別することにあるということを意味している。

本発明の範囲内において、類別及び分類という用語が用いられる。類別は、本明細書においては、粒子のマクロ形状（例えば、図１の主寸法）の幾何学的特徴による区別を意味する。粒形状による分類は、粒子のマクロ形状の少なくとも２つの幾何学的特徴によるシリアル類別（少なくとも２つの主寸法によるシリアル類別）によって説明され、二重シリアル類別を例えばパラメータである針状度、立体度又は平坦度によって実施できる。

好ましくは、粒子のマクロ形状の幾何学的特徴（主寸法）による類別に時間的に且つ／或いは空間的に先行して、粒子のマクロ形状の別の幾何学的特徴（主寸法）による類別が実施される。

このように、例えば、１つのフラクションをこの粒形状について所定の制限値で針状度によって区別することができる。

本発明の方法の好ましい実施形態は、更に類別作業に応じた孔の設計に関して、従属形式の請求項の内容である。

好ましくは、２次元類別（類別平面で実施される）又は３次元類別を空間的３次元スクリーン構造体の使用により実現できる。

本発明の方法の実施中、シリアル類別（粒形状による分類）を少なくとも２つの類別プロセスで実施し、これら類別プロセスは、好ましくは、粒子の３つの主寸法（長さａ、幅ｂ、厚さｃ）のうちの１つを考慮して時間的に且つ／或いは空間的に連続して行われる。

本発明によれば、上述の目的は、粒子を３つの幾何学的主寸法（最大長さ、最大幅又は最大厚さ）のうちの１つによって類別する第１の類別手段と、第１の主寸法とは異なる主寸法のうちの別の１つによって類別する第２の類別手段とを有する装置によって達成される。

本発明の好ましい実施形態によれば、第１及び第２の類別装置は、第１及び第２のスクリーン手段によって形成されるのが良く、これらスクリーン手段は、好ましくは、共通ハウジング内に配置され又は一類別平面内に一体的に具体化される。

好ましくは、スクリーンの数及び類別の所要実施準拠としての対応の粒子寸法（例えば、粒子長さ、粒子幅及び粒子厚さ）の形態の粒子運動は、スクリーン手段の孔の適当な幾何学的形状の選択のためのパラメータとして用いられる。

本発明の二重シリアル類別により、即ち、本質的に互いに垂直な粒子の少なくとも２つの主軸方向（長さ、幅、厚さ）における粒子サイズによる粒形状の分類により、粒子をこれらの針状度（最大粒子寸法（直線又は長さ寸法）と最大平均主寸法（粒子幅）の比）、これらの立体度又は真円度（最大粒子寸法（直線又は長さ寸法）と最小粒子寸法（厚さ）の比）又はこれらの平坦度（平均主寸法（幅）と最小主寸法（厚さ）の比）に関して、即ち、粒子のそれぞれの幾何学的等級によって分類することが驚くべきほど単純な仕方で可能である。好ましくは、分類手段は、スクリーン手段、例えば円形、楕円形、直線状又は平坦な振動子、即ち、上述の運動の幾何学的形状又は粒子を案内する類別平面として傾斜され、好ましくは固定されるよう配置されたスクリーン表面を備える振動スクリーンである。

最大粒子寸法による類別のため、類別手段、好ましくはスクリーン手段は、所定の丸形穴、正方形穴、長円形穴（２次元類別）、３Ｄ正方形穴又は３Ｄ長方形穴（“３Ｄ”＝３次元類別）による類別から成る。上述の粒子寸法に本質的に垂直な平均粒子寸法を考慮して、スクリーン手段は、好ましくは、有孔プレート又はスクリーンとしての設計例では、所定の穴直径又はメッシュサイズを備えた孔（それぞれ丸形穴又は正方形穴）を備えている。

最大及び平均粒子寸法に本質的に垂直な最小粒子寸法によって粒子を類別する類別手段として、好ましくは、所定バー距離を備えたバー若しくは所定のメッシュ距離を備えた長いメッシュ又は３Ｄ長方形穴ライニングで形成されたスクリーン手段が提供される。

このことは、類別を好ましくは、それぞれ２次元又は３次元機能又は類別平面を用いてスクリーン手段によって実施できるということを意味している。

本発明の範囲内において、類別又は二重シリアル類別は、常に、粒子の少なくとも２つの幾何学的主寸法（最大長さ、最大幅又は最大厚さ）による時間的且つ／或いは空間的に区別された類別を含む粒形状による分類を意味している。

本発明により、例えば例えば高品質多数回破砕種石の製造において、例えば、一様な粒子幾何学的形状に関して或る程度の好ましい用途又は品質に合わせて調節されるばら材料を容易に製造することができる。

本発明は、少なくとも２つの類別を組み合わせた状態で、即ち、粒子の幾何学的主寸法（最大長さ、最大幅、最大厚さ）に基づいて実施することにより粒形状による（シリアル類別）粒状物の高品質分類が可能であるという驚くべき知見に基づいている。

この場合、厳密な時間的及び／又は空間的結合及び近傍並びに長い時間的及び／又は空間的距離で実施することができる。このように、針状粒子のフラクションを丸形又は立方体粒子のフラクションから区別すると共にこれらを平坦な粒子のフラクションから区別することが可能であり、この場合、更に細かい分別化、例えば、平均粒子寸法（粒子厚さ）を制限することにより所定の針状度を備えた粒子又は各フラクション内で対応のスクリーン手段を直列に連結することにより粒子の所定の平坦度（粒子の最小寸法（厚さ）の制限）を備えた粒子を生じさせることができる。

本発明は、建築業界における種石又は砕石又は溶鉱炉若しくは固定床反応器用の床の調製のための石炭の提供並びに例えば塗布材料の懸濁液用の粒子の性状における分別及び品質の向上に利用できる。

実施形態及び関連の図面を参照して本発明を以下に詳細に説明する。

主寸法による粒子の略図である。 類別変形例の表を示す図である。 スクリーン手段の考えられる振動モードを説明するための粒子のところの力の平衡状態を示す図である。 粒子の投げ（スローイング）運動（図４ａ）及び粒子の滑り（スライディング）運動（図４ｂ）のためのスクリーン手段の運動／駆動装置に応じた粒子の運動パターンの略図である。 丸形穴（円形穴）（図５ａ）、正方形穴（図５ｂ）、長方形孔（図５ｃ）及び楕円形孔（図５ｄ）に関するスクリーン手段の２次元孔幾何学的形状を示す図である。 断面図で示された正方形穴（図６ａ）、平面図で示された正方形穴（図６ｂ）、断面図で示された長方形穴（図６ｃ）、平面図で示された長方形穴（図６ｄ）を備えたスクリーン手段の３次元孔幾何学的形状を示す図である。 最大粒子寸法（ａ）による類別のための（図７ａ）及び最小粒子寸法（ｃ）による類別のための（図７ｂ）３次元孔幾何学的形状の略図を含む図６の孔幾何学的形状の機能を示す図である。 最大粒子寸法（ａ）による類別のための（図８ａ１）、互いに異なる重心位置に関する（図８ａ２）、最小粒子寸法（ｃ）による類別のための（図８ｂ）３次元孔幾何学的形状の略図を含む図７の孔幾何学的形状の機能を示す図である。 滑り運動における種々の粒子形状に関する孔幾何学的形状の機能を示す図である。 投げ運動における種々の粒子形状に関する孔幾何学的形状の機能を示す図である。 第１の類別ステージ（図１１ａ）及び第２の類別ステージ（図１１ｂ）を含む本発明の二重シリアル類別の動作原理の略図である。 考えられる振動モードを決定するための振動スクリーンとしてのスクリーン手段の略図である。 一体形スクリーン手段のための振動刺激、円形振動及び楕円形振動の組み合わせに関する等価回路図である。 図１１の有孔プレート及びスクリーングレートを備えたスクリーン手段の実施形態を示す図（針状度による類別）である。 二重シリアル類別方式の分類機の手順モデル図である。 分類機の概略断面図（針状度による分類）である。 図１６の分類機の排出手段を示す図である。 図１６の分類機のスクリーン手段を示す図である。 類別ステップが別々のスクリーン手段で行われる分類機の概略断面図（針状度による分類）である。 図１９の分類機の排出装置を示す図である。 図１９の分類機のスクリーン手段を示す図である。 分類機の概略断面図（立体度による分類）である。 図２２の分類機の排出手段を示す図である。 図２２の分類機のスクリーン手段を示す図である。 類別ステージが別々のスクリーン手段で行われる分類機の概略断面図（立体度による分類）である。 図２５の分類機の排出手段を示す図である。 図２５の分類機のスクリーン手段を示す図である。 分類機の概略断面図（平坦度による分類）である。 図２８の分類機の排出手段を示す図である。 図２８の分類機のスクリーン手段を示す図である。 類別ステージが別々のスクリーン手段で行われる分類機の概略断面図（平坦度による分類）である。 図３１の分類機の排出手段を示す図である。 図３１の分類機のスクリーン手段を示す図である。

粒子を二重シリアル類別（double serial classification）によりこれら粒子の形状に従って分類する方法及び装置の実施形態についての以下の説明の基礎が、図１に示されているように主寸法による粒子１の幾何学的形状であり、このことは、その最大長さａ、その平均寸法幅ｂ及びその最小寸法厚さｃを意味しており、この場合、これら寸法を図１に示されているように規則的な物体、例えば立方体により粒子１の主軸線ｘ，ｙ，ｚにより包絡線として表わすことができる。主寸法ａ（包絡線で表わされた立方体の最も長い物体辺）、ｂ（包絡線で示された立方体の平均物体辺）及びｃ（包絡線で示された立方体の最も短い物体辺）は、ａ＞ｂ＞ｃとして粒子１を幾何学的に説明している。

以下に詳細に説明する二重シリアル類別、即ち、粒子１の少なくとも２つの幾何学的主寸法に基づく粒子形状の決定は、粒子の主寸法の上述の検出及び上述の方法及び装置に関するその実現に基づいている。粒子１の形状を３つの主軸線ｘ，ｚ，ｙにおけるその寸法のかかる検出によって完全に検出することができる。

粒子１の主寸法により、それぞれ２つのアスペクト比によって定められる３つの互いに異なる粒子形状を特定することができる。

最も長い主寸法ａと平均主寸法ｂの比は、粒子１の伸長度又は針状度を次のように説明することができる。

最も長い主寸法ａと最も短い主寸法ｃの比は、粒子１の立体度若しくは真円度又はさいころ形状を次のように説明する。

平均主寸法ｂと最も短い主寸法ｃの比は、粒子１の平坦度を次のように説明する。

粒形状Ψ_(a/b)，Ψ_(a/c)，Ψ_(b/c)による粒子量の上述の説明又は分類により、粒子１から成る供給材料を空間的及び／又は時間的シーケンス（連続的に類別される）で実施される２つの類別ステップでその針状度により分類することができ、その結果、２つの著しく異なる粒形状番号Ψ_(a/b)による２つのフラクションが形成されるようになる。これに対応して、立体度又は平坦度に従って粒子混合物を分類することが可能である。

二重シリアル類別における類別変形例、即ち、主寸法ａ，ｂ又はｃに対応した粒形状による分類が、図２の表１に表形式で示されている。第１及び第２の類別ステップにおいて３つの主寸法による類別の組み合わせに応じて、図２に示されている以下の粒形状結果、即ち、針状度、立体度又は平坦度による分類は、種々の類別ステップ、即ち、最初の又は第１の類別（類別ステップ１）と次の第２の類別（類別ステップ２）の組み合わせを示しており、対応の類別結果及び短縮形にしたこれら変形例の各々における粒形状の説明が図２の右欄に示されている。理解できるように、主寸法ａ，ｂ並びにｂ，ａ（シーケンス）による第１及び第２の類別の組み合わせにより、針状度により分類を実施し、他方、異なるシーケンスにおいて他の主寸法による分類により、立体度又は平坦度による類別が図２で理解できるようにそれぞれ実施される。

粒形状による分類（シリアル類別）は、本明細書において説明する実施形態では主寸法に基づいて１つ又は数個のスクリーン手段によって実施され、この場合、主寸法ａ，ｂ又はｃのうちの少なくとも１つによる粒子形状の分類というそれぞれの分類作業を満足させるスクリーン手段の実施形態では、粒子運動及びスクリーン孔幾何学的形状、即ちスクリーン手段の孔の幾何学的形状は、パラメータであると考えられる。この場合、粒子運動は、スクリーン手段の類別平面（スクリーン平面）に対して垂直な粒子１に作用する加速力Ｆ_a及び重量Ｆ_gの成分の比によって形成される次元数によって説明できる。この次元数は、スクリーン又は投げ（スロー）数Ｓ_vと呼ばれる。図３では、粒子加速中における粒子１に作用する力の平衡状態がスクリーン手段２に関する考えられる運動パターンを説明／検出するために示されている。スクリーン数は、次のように計算される。

この場合、ｍ_pは、粒子質量であり、αは、スクリーン平面（類別平面）又はスクリーン手段２の類別ライニング（classification lining ）の設定角度であり、βは、スクリーン手段の振動駆動装置の設定角度である。スクリーン手段２又は類別ライニングに沿う粒子運動を説明するため、Ｓ_v＞１の投げ運動とＳ_v≦１の滑り運動を区別する。

図４ａ及び図４ｂでは、丸形モデル物体の運動条件が投げ運動又は滑り運動で表わされている。

粒子１を類別するための分類装置又は手段として、好ましくは振動スクリーン（振動駆動装置を備えたスクリーン手段２）が用いられ又はスクリーン手段２が用いられ、かかるスクリーン手段２は、傾けられており、図４ｂに概略的に示されているようにスクリーン手段２が休止状態にある間、傾斜に起因して類別平面内におけるスクリーン手段２に沿う粒子１の滑り運動を生じさせる。スクリーン手段２は、好ましくは、円形振動子、楕円形振動子又は平坦な振動子を有するのが良い。スクリーンライニング２の孔３の幾何学的形状を説明するスクリーン孔幾何学的形状として、好ましくは、丸形穴、正方形穴、長円形穴（２次元孔幾何学的形状として）、３Ｄ正方形穴（３次元孔幾何学的形状）又は３Ｄ長円形穴（３次元孔幾何学的形状）が提供される。

このことは、孔について２次元孔幾何学的形状を備えたスクリーン手段又はスクリーンライニング２（この場合、２Ｄスクリーンライニングと称される）と孔について３次元幾何学的形状を備えたスクリーンライニング（この場合、３Ｄスクリーンライニングと称される）を区別することが好ましくは可能であることを意味している。両方の幾何学的形状は又、スクリーン（一体形スクリーン）手段内で互いに結合されるのが良い。

２Ｄスクリーンライニング２に関し、孔３の孔幾何学的形状が図５に示されている。孔幾何学的形状の寸法がｘ方向とｙ方向において互いに等しいと仮定すると、円形穴及び正方形穴が孔幾何学的形状として可能である。ｘ方向及びｙ方向における孔３の孔幾何学的形状の寸法が互いに等しくない場合、円形孔３と楕円形孔３を区別することができる（図５ａ〜図５ｄを参照されたい）。

図６には、３次元スクリーンライニング２（“３Ｄ”スクリーンライニング）について考えられる孔幾何学的形状が示されている。３次元孔幾何学的形状を備えたスクリーンライニング２によって、基本的に、主寸法ａ（最大最長寸法、直線又は長さ寸法）又は主寸法ｃ（最大最小寸法、厚さ）によって類別を行うことができる。

好ましくは、図６ａ及び図６ｂ（断面図（図６ａ）及び平面図（図６ｂ））に示されているように、ｘ‐ｚ類別平面における孔幾何学的形状に関し主寸法ａによる類別のために正方形開口部３が用いられる。主寸法ｃ（厚さ）による類別のため、好ましくは、ｘ‐ｚ類別平面における孔４について長方形孔幾何学的形状が提供される。両方の場合、距離ｗ_yは、粒子１がスクリーン幾何学的形状を通過できるかどうかを決定する。

以下において、図７の主寸法ａ又はｃによる類別においてスクリーンライニング２の３次元（３Ｄ）孔幾何学的形状の機能が一例として楕円体（ａ＞ｂ＞ｃ）について示されている。

図７ａに示されているように、ｘ‐ｚ平面内における正方形孔幾何学的形状が主寸法ａによる類別に用いられる場合、粒子１は、縁５の上に落ちてｘ‐ｚ平面内に入る。というのは、ａ＞ｂであれば、粒子は、その主寸法ｂ（幅）がｘ‐ｚ平面（類別平面）を通って落ちるようになるからである。粒子１は、次に、スクリーン手段２を製造する際に有孔プレートからフラップを３辺に切断形成すると共にこれを曲げることにより形成された平面６上に落下し、フラップは、孔の正方形開口部を定め（図６を比較参照されたい）、この平面６に加えて、粒子１は、依然として縁５に当たる。縁５と平面６との間の垂直寸法としての寸法Ｗ_minは、粒子１が通過できるかどうかを決定する。粒子の重心Ｓ、用いられる振動モードの有効方向（動的効果の方向）及び既存の摩擦条件を考慮に入れると、かかる粒子１は、ａ＜Ｗ_min（図７ｂも参照されたい）という前提条件を満足させる形成された３次元孔を通過するに過ぎない。

主寸法ａ又は主寸法ｃによる類別における３Ｄスクリーン幾何学的形状の機能が一例としてａ＞ｂ＞ｃの楕円体に関して図８に示されている。

図８は、孔３の３次元孔幾何学的形状、この場合も又、ｘ‐ｚ平面（類別平面）内において正方形孔幾何学的形状（図８ａを比較参照されたい）を用いた主寸法ａによる類別の機能を示しており、この場合、粒子１は、その重心Ｓの位置に起因して縁５（Ｗ_z）の上に落ちてｘ‐ｚ平面内に入る。ａ＞ｂであれば、粒子１は、主寸法ｂ（幅）がｘ‐ｚ平面（類別平面）を通って落下するようになる。粒子１は、次に、曲げ平面６上に落下し、類別平面を形成する有孔プレート２のこの部分的に切欠かれて曲げられた部分に当たるだけでなく、図６ｂにＷ_zで示された縁５並びにこれに対して９０°だけオフセットした状態で配置された孔の縁Ｗ_x（図６ｂを比較参照されたい）に当たり、即ち、粒子１は、３つの接触点によって支持される。

平面６の曲げ度、即ち、縁５（Ｗ_z）と平面６との間の垂直距離としての寸法Ｗ_min、重心Ｓの位置、材料の組み合わせ粒子１／類別又はスクリーンライニング２の摩擦係数及び振動スクリーンの用いられる振動モードの有効方向は、粒子１が通過できるかどうかを決定する。

粒子１の通過挙動に関して上述のパラメータで決まる２つの可能性が存在する。粒子１の重心が図８ａ１に表わされているように縁５の上に位置すると、粒子１は、その長さ、振動の動的効果の方向及び既存の摩擦条件に応じて突き出される。粒子１の重心が図８ａ２に表わされているように縁５の下に位置すると、粒子１は、その長さ、振動の動的効果の方向及び既存の摩擦条件に応じて３Ｄ正方形孔幾何学的形状を通過する。

正方形孔幾何学的形状が主寸法ｃによる類別のためにｘ‐ｚ平面内で用いられる場合（図８ｂを比較参照されたい）、粒子１は、縁５（Ｗ_z）の上に当たってその重心の位置Ｓに起因してｘ‐ｚ平面内に入る。というのは、その主寸法ａがＷ_z＞Ｗ_xであれば、縁５（Ｗ_z）に差し向けられるからである（図６ｄを比較参照されたい）。

この場合も又、縁５（Ｗ_z）と平面６との間の垂直距離としての寸法Ｗ_min（図８ｂを比較参照されたい）、重心の位置Ｓ、材料組み合わせ粒子１／類別又はスクリーンライニング２の摩擦係数及び用いられる振動モードの有効方向（スクリーン手段が振動スクリーンとして設計されている場合）は、粒子１がスクリーン孔３を通過できるかどうかを決定する。かかる粒子１は、ｃ＜Ｗ_min（図８ｂも参照されたい）という前提条件を満足させるスクリーン幾何学的形状を通過するに過ぎない。

図９及び図１０は、２つの粒子運動、即ち、「滑り」及び「投げ」（図４を比較参照されたい）に関するスクリーン手段２の互いに異なる孔幾何学的形状と関連した粒子１の挙動を３次元略図で示している。

図９及び図１０では、通過挙動は、針状製品、立方体製品及び板状製品に関して、即ち、主寸法ａ，ｂ又はｃによる類別のための孔幾何学的形状に応じるものとして表わされている。上述の実施形態に基づき、考えられる類別のための手順選択をパラメータ、即ち、スクリーン手段２の孔幾何学的形状及び粒子運動（「滑り」及び「投げ」、図４を比較参照されたい）によって行うことができる。

図１１ａ及び図１１ｂは、最大長さａによる類別のための第１の類別ステージ（図１１ａ）を含む「二重シリアル類別」の有効原理を概略的に示しており、この場合、丸形孔３を備えた有孔プレート８は、スクリーン手段２として概略的に表わされている。孔３の直径は、ｄ_holeで示され、この直径は、第１の類別ステージにおいて粒子１の対応の最大長さａを定める。有孔プレート８に振動スクリーンを形成するために図１２に表わされている振動モード、即ち楕円振動、直線振動及び平坦振動により刺激を与えることができ、この場合、この第１の類別ステージに続き第２の類別ステージ（図１１ｂ）が実施され、かかる第２の類別ステージでは、粒子厚さによる、即ち、最も短い寸法ｃ（この場合ｃで示されている）の方向における類別が実施される。好ましくは、この場合、バーグレート又は長いメッシュによる類別をスクリーン手段２として用いるのが良い。バーグレート７のバー距離は、Δｓで示されており、この距離は、第２の類別ステージにおける粒子１の対応の主寸法ｃを定める。

図２（類別変形例）を参照すると、変形例の各々に関し（図２の欄５を比較参照されたい）、手順の実現化の可能性は、図９及び図１０に示されているようにパラメータ「粒子運動」及び「孔幾何学的形状」に基づいて決まる。

類別変形例は、各々、第１及び／又は第２の類別ステップにおけるそれぞれの主寸法に応じて好ましい二重シリアル類別のための第１及び第２の類別ステップの時間的及び／又は空間的シーケンスに関する。

図示したように、本発明の実施形態に関する手順具体化の可能性は、粒子運動（投げ又は滑り、図４、図９及び図１０を比較参照されたい）並びに２次元孔（丸形穴、長円形穴）に関する孔幾何学的形状又は３次元孔幾何学的形状（３Ｄ正方形、３Ｄ長方形）に応じて選択される。以下に説明する実施形態は、図２の簡単な表示（右欄５）に関する。

変形例“ＮＩ”に関し、即ち、主寸法ａによる第１の類別及び主寸法ｂ（長さ及び幅）による第２の類別を含む針状度によるシリアル類別に関し、Ｓ_v1及び丸形穴スクリーン幾何学的形状を有する粒子１の滑り運動及びスクリーン手段２の２次元孔幾何学的形状の範囲内における第２の類別における幅による類別を用いた丸形穴幾何学的形状及びＳ_v＞１を有する粒子１の投げ運動についてのみ好ましい方法オプションが存在する。

孔３の３次元スクリーン幾何学的形状又は孔幾何学的形状に関し、正方形スクリーン孔内における粒子運動「投げ」及び「滑り」に関して好ましい手順オプションが存在するが、これは、第１の類別ステップに関してのみである。

したがって、以上要約すると、類別変形例ＮＩに関し、第１の類別ステップにおいて粒子１の滑り運動及び第２の類別ステップにおいて投げ運動が行われる（かくして、互いに異なる駆動運動を行う別々のスクリーン手段２）孔３の丸形又は正方形穴幾何学的形状のみ又は丸形又は正方形穴孔３及び第２の類別ステップにおける振動スクリーン２に関する投げ運動と組み合わされた第１の類別ステップにおける３次元孔幾何学的形状及び正方形孔３及び粒子１の投げ運動並びに滑り運動が行われるスクリーン手段２の設計を好ましい実施形態として考えることができる。このことは、投げ運動が用いられた場合、この場合も又、主寸法ａによる第１の類別及び主寸法ｂによる第２の類別が行われる一体形スクリーン手段２を用いて変形例ＮＩに関する１つのデッキ上に用いることができることを意味している。

これに対応して、変形例ＮＩＩに関し、この場合も又、針状度によるが、類別ステップの逆シーケンスを有し、即ち、粒子１の幅（主寸法ｂ）による最初の又は第１の類別及び次の主寸法ａ（長さ）による類別が行われるシリアル類別に関し、別個のスクリーン手段２による第２の類別ステップにおける粒子１の滑り運動と粒子１の滑り運動及び孔３の丸形又は長方形孔幾何学的形状との組み合わせにおける丸形穴幾何学的形状及びスクリーン手段２の投げ運動の使用において好ましい方法の組み合わせが存在する。２次元孔幾何学的形状の付近におけるこの好ましい方法の組み合わせとは別に、更に、第１の類別ステップにおけるこの方法の上述の設計と関連して、粒子１の投げ運動及び滑り運動に関するスクリーン手段２の３次元孔形態によって類別を第２の類別ステップ（かくして、主寸法ａに従って）行う可能性が存在する。

このことは、この場合も又、投げ運動を粒子１に与えるスクリーン駆動装置に関して第１及び第２の類別に関し一体形スクリーン手段２の可能性が存在し、或いは、第２のスクリーン手段２の別個の実施形態及び第２の類別の別個の性能に関し、粒子１の滑り運動によってこの類別も又実現する可能性が更に存在する。

別の類別変形例ＲＩは、主寸法ａによる類別（最初の又は第１の類別）と主寸法ｃ（厚さ、図１を比較参照されたい）による次の類別の組み合わせにおいて粒子１の立体度によって粒子を類別する。この場合、立体度による類別は、例えば、粒子１の滑り運動を生じさせるための傾斜固定スクリーン手段２及び第１の類別ステップについては丸形穴幾何学的形状及び第２の類別ステップについては長円形穴幾何学的形状を備えたスクリーン手段２の設計によって達成でき、変形例として、厚さによる類別も又、好ましくは、孔３の長円形幾何学的形状により投げ運動中に達成できる。

変形例として、３次元孔幾何学的形状としての第２の類別ステップのためのスクリーン手段２の設計と第１又は第２の類別ステップにおいて粒子１の共通滑り運動のための長方形孔４との対応の組み合わせも又可能である。変形例として、かかる滑り運動は又、好ましくは、正方形孔３内での投げ又は滑り運動のための第１の類別ステップ（主寸法ａによる類別）における３次元孔幾何学的形状並びに粒子１の投げ又は滑り運動における正方形孔３の３次元孔幾何学的形状と長方形孔４（図５及び図６を比較参照されたい）内における第２の類別ステップの同一運動方式の組み合わせにおいて手順的に実現可能である。

類別ステップ１，２が交互に行われる立体度によるシリアル類別のための図２の別の類別変形例は、変形例ＲＩＩ並びに変形例ＰＩ及びＰＩＩに関しては平坦度による類別が行われる２つの方法変形例であり、かかる変形例の結果として、一方においてスクリーン手段に関し、他方において、共通又は別々の振動駆動装置に関する対応の構成上の実施形態が同時に得られる（上述したように）。

好ましい手順的構成例とスクリーン手段（図１２を比較参照されたい）のための考えられる振動モード又は例えば固定傾斜スクリーンに関する対応の設定角度αに関する構成上の解決変形例の組み合わせから、所望の分類結果（粒子の主パラメータに基づく形状による類別）に基づいて分類機に関する又は分類シーケンスに関する好ましい構成上の実施形態を得ることができる。

振動幾何学的形状に関しては、基本的には図１２を参照されたい。

この場合、パラメータ「設定角度α」は、２つの手段によって定められる。スクリーン平面（類別平面）は、所定の角度又は傾斜された状態で設定され、この場合、α＞０であり、或いは、スクリーン平面又は類別平面は、水平であるよう構成され、これは、α＝０で示される。この場合、設定角度と振動モードの組み合わせは、供給材料としての粒子１の運搬が振動及び／又は設定角度の組み合わせによって類別平面内において（スクリーン平面に沿って）保証される場合に好ましいと考えられる。

上述したように、分類方法の有利な実施形態に関する第３の要素は、場合によっては共通スクリーン手段（コンパクトな分類機の構成を可能にする）と共に第１の類別と第２の類別を一体に設計できるかどうかであり、両方の類別ステップを部分的に分けて実施することができる一体形スクリーン手段に関する吟味されたパラメータである孔の幾何学的形状及び粒子運動（投げ運動又は滑り運動）を考慮に入れて、類別平面内における同一の振動モード又は粒子運搬に関する刺激モード（同一の振動モード）の使用を可能にする形態のみを考慮することができる。

結合動作における円形及び部分円形振動の使用に関する唯一の例外が存在し、これは、案内される円形振動と結合ロッドの組み合わせで実現できる。かかる実施形態は、機械的等価回路図として図１３に表わされている。この場合、一方においてスクリーン手段２（連結箇所Ａ）を円形振動により刺激するのが良く、これに対し、楕円形又は弓形振動は、結合ロッド１０と矢印の方向における振動の対応の連結によりスクリーン手段２１の他端部（連結箇所Ｂ）に与えられる。

かかる場合、スクリーン手段２は、スクリーン手段２の左側の領域に第１の類別のため及びスクリーン手段２の右側領域に第２の類別のための２つの類別領域を更に有するのが良い。

手順解決策条件と関連した構成上の前提条件の組み合わせにより、好ましい実施形態としての分類機のプロセス及び装置設計に関する方法手順及び構成の変形例の好ましい選択が可能であり、これら実施形態は、結果的に規定された粒子形状の粒子の分類されたフラクションが得られる少なくとも１つの第１及び少なくとも１つの第２の類別を含む。

この時点において、再び指摘されることとして、第１及び第２の類別を個々の集成体によって大きな時間的又は空間的距離のところでも実施でき（僅かな供給量と関連してマニュアル設計まで）、第１の類別と第２の類別の組み合わせにおいて、所望の分類結果は、常時、粒形状に従って、所望に応じて、粒子の３つの主寸法のうちの１つに従って常時達成される。

また、第２の類別の次に、粒形状による第３の類別又は他の粒子特性又はパラメータによる別の分類を行うのが良く、これは、特に互いに異なる材料の粒子混合物の場合に重要である場合がある。このことは、シリアル類別（＝粒形状による分類）と他の粒子パラメータ又は特性による分類と組み合わせた少なくとも２つの類別ステージの組み合わせを実施できるということを意味している。好ましくは、粒形状効果及びかくして分類効果にマイナスに作用する粒形状の影響を減少させるために、第１の類別ステップによって分別を実施し又はこの分別を第１の類別ステップと組み合わせる。

手順的に好ましい解決策と構成上可能な又は好ましい解決策の上述の関連の結果として、技術的に実現可能な解決策が得られる。

また、場合によっては粒径又は粒子サイズによる類別（分別）と一緒に行われる第１の類別前に、粒子の他のパラメータ、例えば密度、導電率又は熱伝導率等に従って分類を実施することができる。このことは、二重シリアル類別を互いに異なる形式のプロセス管理において、連続した又は中断された部分的な方法手順において一体化することができる。

図１４では、粒子状供給材料１を針状、立方又は平坦な「フラクション」に「分別」するための「二重シリアル類別」の有効原理の表示に対応して、第１の類別ステージ（長さ等級への類別）におけるスクリーン手段２としての有孔プレート８を備えたスクリーン手段２及び次に厚さ等級への類別のための第２の類別ステージにおけるスクリーン手段２としてのバーグレート７がこの場合も又概略的に示されており、その結果、立体度による分類（主寸法ａ，ｃによる類別）が実施され、この場合、スクリーン手段２は、直線振動子により刺激される。

図１５は、第１の類別ステージにおける長さによる（長さ等級の）供給及び類別並びにスクリーンアンダーフロー中の非立方フラクションを得るための第２の類別ステージにおける厚さによる（厚さ等級の）類別を含み、立方フラクションが場合によっては次の類別に送られるスクリーンオーバーフロー中で得られるようにする手順モデルを概略的に示している。

この場合、第１の類別ステップは、粒形状効果及びかくして分類効果にマイナスに働く場合の多い粒形状の影響を最小限に抑えるのにも役立ち、従って、それと同時に、第１の類別ステージは、供給材料１の分別（この場合、２つのフラクションへの分別）を生じさせるようになっている。

次の説明は、それぞれが針状度、立体度、平坦度により且つスクリーン手段２又は２つの別々のスクリーン手段２に対する第１及び第２の類別ステップの性能を備えた構成に応じた分類によって区別される分類装置（分類機）の好ましい実施形態に関する。

図１６〜図１８は、針状度、即ち寸法ａ，ｂによる分類を行う分類機１０を示しており、この場合、両方の類別ステップは、１つのデッキで、即ち、一体形スクリーン手段２を用いて実施される。支持ばね１２により支持されたハウジング１１内に配置されている分類機又は分類装置１０のスクリーン手段２は、この場合、有孔プレート８の丸形穴１３と関連した３Ｄ正方形穴３を有している。３つのフラクションが第１の類別ステップ（３Ｄ正方形穴３）の付近で提供され、フィードが符号１４のところで提供される。

図１６〜図１８に示されている分類機１０は、大きめの材料、中間の材料及び微小な材料に関して上下に配置された３つの類別平面から成っている。スクリーン手段２は、粒子１の長さ寸法ａのためのスクリーン表面を形成している。第２の類別ステップでは、粒子幅ｂによる類別が丸形穴１３によって実施される。

大きめ、中間及び微小材料が針状度により類別された対応のデッキ１５〜１７から、かかる材料は、製品排出部のハウジング１８に達し、このハウジングには、非針状の大きめ、中間及び微小材料のための送り出しシュート１９〜２１並びに針状の大きめ、中間及び微小材料のための対応の送り出しシュート２２〜２４が配置されている。

符号２５は、小さめ用排出部を示している。

製品排出部のためのハウジングの概略側面図には、針状材料の排出部が符号２６で示され、非針状材料の排出部は符号２７で示されている。このことは、この場合、針状度によって分類された大きめ、中間及び微小材料が再び結合されていることを意味している。当然のことながら、フラクションを維持し、これらが排出部２６（又は２７）中に結合するのを阻止することも可能である。

図１９〜図２１では、針状度に従って分類する分類装置又は分類機１０の別の実施形態が概略的に示されており、この場合、第１及び第２の類別ステージは、別々であり、２つのデッキ、即ち、各フラクションについて別々の２つのスクリーン手段２で実施される。

この場合、各々有孔プレート８として指示されたスクリーン手段２は、第１及び第２の類別ステージで用いられている。

この場合、３種類のフラクション（大きめ、中間及び微小材料）が再び形成される。

その他のことについては、一体形スクリーン手段に関する実施形態の説明を参照されたい。

図２２〜図２４において、立体度により分類を行う分類機１０又は分類装置１０が概略的に示されている。

一体形スクリーン手段２は、この場合、バーグレート７と関連した有孔プレート８として具体化されている。この場合も又、３つのフラクションが再び形成され、最初に、立体度に従って大きめ、中間及び微小材料への分類が行われ、その結果、排出部２６中に非立方材料を、排出部２７中に立方材料を形成することができ、そして排出することができ、３つのフラクションが結合される。

この場合も又、当然のことながら、フラクションである大きめ、中間及び微小材料の結合をなしですますことができ、立体度及び粒径によって分類された材料をそれぞれ分類装置から排出することができる。

これに対応して、図１９〜図２１に記載された針状度による分類装置又は分類機１０の場合と同様、図２５〜図２７においても、２つのデッキでの立体度による分類方法が示されており、即ち、第１及び第２の類別ステップは、２つのスクリーン手段２に分割されている。その他のことについては、同一の参照符号は、図１６の説明で始まった上述の実施形態における場合と同一の要素を示している。

最後に、一体形の一様なスクリーン手段２による第１及び第２の類別ステップにおける有孔プレート及び３Ｄ長方形開口部を用いて平坦度により３つのサイズフラクションに分類するための対応の構成例が図２８〜図３０に示されており、他方、図３１〜図３３では、２つの別々のスクリーン手段２への第１及び第２の類別ステップの分布が行われた平坦度による分類方法が示されている。この場合、個々の要素に関して対応の参照符号による説明をこの場合も又参照されたい。

本発明により、粒子形状による粒子の有利な分類が可能であり、その結果、本質的により効率的な分類プロセス及び最適化された又は完全に新規な材料特性が得られる。例えば、適当な予備分類粒子が用いられる場合、明らかに向上した充填密度並びに等方性又は異方性を達成することができる。粒子の処理性又は反応性も又改変することができる。さらに、本発明による粒子の有利な分類を前もって実施した場合、材料の運搬能力を明らかに改善することができる。

本発明は、とりわけ、農業における分類プロセス、例えば、収穫及び果物、野菜、いちご類、穀類、種、肥料、飼料、スパイス、コーヒー豆、ナッツ、たばこ、お茶、卵又は他の畜産物並びに魚、肉又はこれらからの（中間）製品、並びに堆積廃棄物又は副産物の次の処理、原材料、例えば種石、砕石、鉱石、石炭、塩、木材並びに半完成又は中間製品、天然又は合成バルク材料又は粉末、例えば石灰、セメント、繊維、コークス、天然黒鉛、合成黒鉛、プラスチック及びこれらの添加剤、複合材料、セラミック、ガラス、金属、木材チップ、工業プロセス用の添加剤、ブラスチングショット又は研磨化合物、ねじ、釘、コイン、宝石、準貴石、スクラップ、再生材料又は化学又は医薬品業界における廃棄物、バルク材料又は粉末の他の流れ、例えば、洗浄用粉末、顔料、反応器用の床、触媒、医療用又は美容用の有効物質及び添加物若しくは錠剤を洗浄し又は処理する業界に利用されるが、これらには限定されない。

Claims (14)

1. 少なくとも第１の類別工程とそれに続く第２の類別工程によって、粒子（１）を幾何学的形状のパラメータである針状度（ａ／ｂ）に従って分類する方法であって、
   前記第１の類別工程は、丸形孔（１３）又は正方形孔（３）が形成された有孔プレート（８）に、この有孔プレート（８）上の前記粒子（１）が滑り運動をするような振動を加えることにより、前記粒子（１）の最大の主寸法である粒子長さ（ａ）に従って類別する工程であり、
   前記第２の類別工程は、丸形孔（１３）が形成された有孔プレート（８）に、この有孔プレート（８）上の前記粒子（１）が投げ運動をするような振動を加えることにより、前記粒子（１）の中間的な主寸法である粒子幅（ｂ）に従って類別する工程である、方法。
2. 前記有孔プレート（８）の正方形孔（３）は、この孔の３辺を切断して他の１辺を曲げることにより形成したフラップ（６）を有する３Ｄ正方形孔であり、前記第１の類別工程は、前記３Ｄ正方形孔により前記粒子（１）の最大の主寸法である粒子長さ（ａ）に従って類別する、請求項１記載の方法。
3. 前記有孔プレート（８）の前記正方形孔（３）を形成する面は、傾斜された状態で設定されている、請求項２記載の方法。
4. 前記第１の類別工程は、前記正方形孔（３）の縁（５）から前記フラップ（６）への垂直距離（Ｗ _min ）によって前記粒子（１）が前記正方形孔（３）を通過できるかどうかを決定する、請求項２記載の方法。
5. 更に、前記第２の類別工程に続く第３の類別工程を有し、この第３の類別工程はつぎに、前記粒子長さ（ａ）及び前記粒子幅（ｂ）に垂直な粒子厚さ（ｃ）に従って前記粒子（１）の類別を実施する、請求項１記載の方法。
6. 前記第１の類別工程及び前記第２の類別工程は、共通の有孔プレート（８）を用いて前記粒子（１）を分類する、請求項１記載の方法。
7. 前記第１の類別工程及び前記第２の類別工程は、別々の有孔プレート（８）を用いて前記粒子（１）を分類する、請求項１記載の方法。
8. 粒子（１）を分類する装置であって、
   前記粒子（１）を前記粒子の粒子長さ（ａ）によって類別する第１の類別手段と、
   前記粒子（１）を前記粒子長さ（ａ）に垂直な粒子幅（ｂ）によって類別する第２の類別手段と、
   を有し、前記第１の類別手段と、それに続く前記第２の類別手段とにより、前記粒子（１）を幾何学的形状のパラメータである針状度（ａ／ｂ）に従って分類し、
   前記第１の類別手段は、丸形孔（１３）又は正方形孔（３）が形成された有孔プレート（８）を備え、この有孔プレート（８）上の前記粒子（１）が滑り運動をするような振動を前記有孔プレート（８）に加えることにより、前記粒子（１）の最大の主寸法である前記粒子長さ（ａ）に従って類別する手段であり、
   前記第２の類別手段は、丸形孔（１３）が形成された有孔プレート（８）を備え、この有孔プレート（８）上の前記粒子（１）が投げ運動をするような振動を前記第２のスクリーン手段（２）に加えることにより、前記粒子（１）の中間的な主寸法である前記粒子幅（ｂ）に従って前記粒子（１）の類別する手段である、装置。
9. 前記有孔プレート（８）の正方形孔（３）は、この孔の３辺を切断して他の１辺を曲げることにより形成したフラップ（６）を有する３Ｄ正方形孔である、請求項８記載の装置。
10. 更に、前記粒子長さ（ａ）及び前記粒子幅（ｂ）に垂直な粒子厚さ（ｃ）によって類別する第３の類別手段を有する、請求項８又は９に記載の装置。
11. 前記第３の類別手段は、第３のスクリーン手段（２）である、請求項１０記載の装置。
12. 前記第１の類別手段及び前記第２の類別手段は、共通の有孔プレート（８）によって互いに一体に設計されている、請求項８記載の装置。
13. 前記第１の類別手段及び前記第２の類別手段は、別々の有孔プレート（８）によって互いに別々に設計されている、請求項８記載の装置。
14. 前記有孔プレート（８）の前記正方形孔（３）を形成する面は、傾斜された状態で設定されている、請求項９記載の装置。

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