專利名稱：具有管形篩的篩分系統(tǒng)及用于操作具有管形篩的篩分系統(tǒng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序的篩分系統(tǒng)和一種根據(jù)權(quán)利要求13前序的 用于操作篩分系統(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)上存在多樣化的應(yīng)用，在這些應(yīng)用中可根據(jù)大小對物質(zhì)進行分類和/或防止 顆粒凝聚，或如果顆粒已經(jīng)凝聚則將它們粉碎。為了達到這個目的，人們使用公知的篩分機，這些篩分機應(yīng)用尤其在所使用的篩 結(jié)構(gòu)和方向上不同的篩分系統(tǒng)。當前振動類型和翻滾類型的篩分機中使用的篩具有張緊于 支架上的、基本上呈平面的篩網(wǎng)，該篩網(wǎng)基本上與物料的期望流動方向相垂直。不滿足由篩 網(wǎng)的孔預(yù)設(shè)的分類條件的篩分物料留在篩上；只有滿足分類條件的篩分物料能離開篩。雖然這些類別的篩分機基于它們所使用的篩分結(jié)構(gòu)能夠很好地用于分批給料的 篩分物料，但當篩分物料連續(xù)供給時不適合使用這些篩分機。尤其在離心式篩分機，也稱為 渦流式篩分機的這些例子中不適合使用。例如，可從DE 3019113C2中獲知一種這樣的篩分 機。

發(fā)明內(nèi)容
對于本專利申請所稱的“離心式篩分機”類型的篩分機，篩分系統(tǒng)具有管形篩，篩 分物料被送入該管形篩的內(nèi)部。管形篩可包括具有篩孔的管，篩孔直接設(shè)置在管的壁上；然 而，管形篩也可由張緊設(shè)置于篩架上的篩網(wǎng)形成，從而篩網(wǎng)構(gòu)成管形篩表面的一部分，且尤 其是篩網(wǎng)被構(gòu)造成不僅僅處于平面內(nèi)，該篩架至少限定了管的長度和橫截面。此外，也可以 想到提供既具有篩孔的管也提供圍繞該管的額外的篩網(wǎng)的實施例。根據(jù)本專利正文的管通常是細長的空心體，具有縱向貫通的孔，并且通常具有圓 筒形橫截面；因此，形容詞“管形”描述了一種具有按照先前定義的管的形狀的物體。管形篩實現(xiàn)其篩分動作在于待篩分的物料穿過篩孔和/或穿過形成管壁至少一 部分的篩網(wǎng)。為確保大量的物料穿過篩孔和/或篩網(wǎng)，特別引入了兩個附件一種選擇，特 別應(yīng)用于待篩分的物料濃度相對低的情況，包括在管形篩中提供傳輸物料的流體流動，該 流體流動具有能將物料傳輸通過篩孔和/或篩網(wǎng)的湍流。另一種選擇，尤其應(yīng)用于待篩分物料濃度高的情況，包括在管形篩的內(nèi)部提供所 謂的“撞擊器系統(tǒng)”，也就是通常由金屬制造的旋轉(zhuǎn)齒輪，旋轉(zhuǎn)齒輪沿管形篩的壁被引導并 將篩分物料推過篩孔和/或篩網(wǎng)，并且在需要時推過篩架結(jié)構(gòu)的徑向孔。通常篩分系統(tǒng)的問題在于避免篩孔和/或篩網(wǎng)即使是臨時性的堵塞，例如由篩分 物料顆粒的結(jié)塊引起的堵塞，及確保篩分物料盡可能高效地通過篩網(wǎng)。對于離心式篩分機 中使用的篩分系統(tǒng)，這個問題通常加劇，因為篩分物料通過例如撞擊器系統(tǒng)被涂覆在篩孔 和/或篩網(wǎng)上。
對于具有平面篩的篩分系統(tǒng)，篩網(wǎng)形成張緊地設(shè)置在篩架中的平面，大家知道應(yīng) 用超聲激勵來減少篩網(wǎng)堵塞的可能性。例如，可從DE4418175中獲知這樣的篩分系統(tǒng)。然 而，不可能簡單地將這種方式遷移到具有管形篩的篩分系統(tǒng)中。吞吐量不能顯著增加至所 期望的值。基于該現(xiàn)有技術(shù)，問題在于提供一種用于離心式篩分機的具有管形篩的篩分系 統(tǒng)，及使得數(shù)量增加的篩分物料能夠通過的用于操作管形篩的方法。作為本發(fā)明基礎(chǔ)的知識是如果超聲激勵的振幅在管形篩的徑向和軸向上都具有 分量，則管形篩的超聲激勵將導致篩分物料的吞吐量大幅增加。因此，發(fā)明具體的篩分系統(tǒng)具有管和/或篩網(wǎng)，該管的至少一部分具有篩孔，篩孔 直接排列在管的壁上，該篩網(wǎng)張緊在篩架上，該篩架至少限定了管的長度和橫截面，使得篩 網(wǎng)構(gòu)成管形篩的壁的至少一部分，該篩分系統(tǒng)還包括排列在篩架上的至少一個超聲變換器 和至少一個第二超聲變換器和饋線聲音傳導體，管或篩架被構(gòu)造成能夠通過超聲變換器和 饋線聲音傳導體來受到超聲激勵，傳遞到管或篩架的超聲激勵的振幅具有在與管形篩的中 心軸線相垂直的方向上的分量和在與管形篩的中心軸線平行的方向上的分量。通過提供這 樣的振蕩振幅的縱向和橫向分量，一方面，確保了超聲波將會在整個管形篩上傳播，另一方 面，在每個位置處使得振蕩振幅分量在篩分物料與篩孔和/或篩網(wǎng)之間能產(chǎn)生強烈的、提 高吞吐量的相互作用。在優(yōu)選的實施例中，當超聲波激發(fā)時，超聲激勵的振幅的兩個分量都在饋線聲音 傳導體與管或篩架之間的單個接觸點處傳遞。這允許只有一個超聲變換器且只有一個饋線 聲音傳導體的成本特別低的實施例。這尤其可以實現(xiàn)，如果這一個饋線聲音傳導體至少具有一個彎曲的部分。在有利 的方式下，彎曲部分的彎曲角度超過0度，最大為90度，彎曲角度為90度時尤其適合于大 部分應(yīng)用。使用直徑為12毫米的饋線聲音傳導體已經(jīng)顯示為是特別有利的。在饋線聲音傳導體與管的表面或篩架的表面之間提供固定連接時，能得到特別強 力的、抗干擾的篩分系統(tǒng)實施例。這尤其可通過螺紋連接或焊接實現(xiàn)。此外，已經(jīng)顯示饋線聲音傳導體和超聲變換器之間的固定連接能提高篩分系統(tǒng)的 強力性和抗干擾性。在此，螺紋附件尤其適合產(chǎn)生這樣的牢固連接。如果想得到能將特別大的振蕩能量輸入篩網(wǎng)的篩分系統(tǒng)，那么可通過提供超過一 個的超聲變換器和超過一個的饋線聲音傳導體來實現(xiàn)。此外，如果具有超過一個的饋線聲音傳導體，且管或篩分系統(tǒng)能通過饋線聲音傳 導體進行超聲激勵，則通過區(qū)分由不同的饋線聲音傳導體傳遞到管或篩網(wǎng)的超聲激勵的振 幅的方向，可產(chǎn)生在與管形篩中心軸線垂直的方向上的分量和在與管形篩中心軸線平行的 方向上的分量。本發(fā)明的該實施例特別地證明了自身是否有必要刻意調(diào)整超聲激勵的振幅 的兩個分量的大小。此外，在操作這樣一個篩分系統(tǒng)時，將超聲變換器設(shè)置在篩分物料流的外面是有 意義的，因為一方面，這可在篩分物料內(nèi)部產(chǎn)生物料變化，另一方面，超聲變換器在篩分物 料流中會被污染和損壞。如果篩分系統(tǒng)具有能夠防止篩分物料泄漏到環(huán)境中的殼體，且所 有的超聲變換器都設(shè)置在殼體的外面，就可實現(xiàn)這個目標。
這里描述的具有管形篩的篩分系統(tǒng)尤其適合應(yīng)用于離心式篩分系統(tǒng)。對于本發(fā)明的具體的用于操作具有管形篩的篩分系統(tǒng)的方法，其中，該管形篩具 有設(shè)置有篩孔的管，篩孔直接設(shè)置在管的壁上和/或設(shè)置在篩架上，篩架限定了至少管的 長度和橫截面的，使得篩網(wǎng)形成管形篩表面的至少一部分，具有篩孔的管或篩架由超聲波 激勵，該超聲波的振幅具有在與管形篩中心軸線垂直的方向上的分量和在與管形篩中心軸 線平行的方向上的分量。這兩個振幅分量確保了 一方面，超聲激勵產(chǎn)生的振動在整個管形 篩上傳播，同時，在篩上的每個位置處，用于提高篩分過程效率的好的前提條件得到保證。如果恰好由一個饋線聲音傳導體產(chǎn)生具有一個在與管形篩的中心軸線垂直的方 向上的分量和一個在與管形篩的中心軸線平行的方向上的分量的振幅，則可花費特別少的 材料費用來實現(xiàn)本方法。如果由超過一個的饋線聲音傳導體產(chǎn)生具有一個在與管形篩的中心軸線垂直的 方向上的分量和一個在與管形篩的中心軸線平行的方向上的分量的振幅，則振幅的兩個分 量可在大小分布方面得到特別好的控制。已經(jīng)證明吞吐量不是在固定的激勵頻率下操作而是在超聲激勵的頻率變化的情 況下可額外地、大幅地增加。通過恰當?shù)厥褂每刂破黩?qū)動超聲變換器可實現(xiàn)這一點。頻率 變化的范圍優(yōu)選地在32千赫茲至38千赫茲之間。如果采用掃頻也就是頻率連續(xù)變化的方 式進行頻率調(diào)制，可獲得尤其好的效果。


利用以下附圖來詳細討論本發(fā)明的具體實施例。所示為圖1 根據(jù)本發(fā)明第一實施例的具有管形篩的篩分系統(tǒng)圖2 根據(jù)本發(fā)明第二實施例的具有管形篩的篩分系統(tǒng)圖3 根據(jù)本發(fā)明第三實施例的具有管形篩的篩分系統(tǒng)如果沒有其它的指示，在所有附圖中相同的部件采用相同的附圖標記。
具體實施例方式圖1示出了具有管形篩10的篩分系統(tǒng)1，在該描述的實施例中，該管形篩10為空 心圓筒的形式。管形篩10包括具有兩個環(huán)形端部部分111、112的管11，在兩個環(huán)形端部 部分111、112之間設(shè)置有圓筒形部分113。在圓筒形部分113中設(shè)置有多個涂成亮色的部 分114，在這些部分中管11具有許多小篩孔，由于這些小篩孔尺寸小，所以為了清晰度的原 因，沒有畫出這些小篩孔。此外，管11在圓筒形部分113中具有多條加強筋12，加強筋為深 色的，以將它們與具有篩孔的部分區(qū)分開。此外，篩分系統(tǒng)1具有兩個超聲變換器13和兩個饋線聲音傳導體14。在該實施例 中，特別使用兩個饋線聲音傳導體14和兩個超聲變換器13，用來增加傳遞到管11的振動能 量。管11具有中心軸線A-A。管11通過饋線聲音傳導體14與超聲變換器13機械連接。饋線聲音傳導體14設(shè) 計成彎曲的。如圖1中的箭頭所示，通過超聲轉(zhuǎn)換器13，振蕩振幅的方向與中心軸線A-A平 行的超聲振蕩輸入到饋線聲音傳導體14中。饋線聲音傳導體14彎曲的結(jié)果是振蕩振幅獲 得額外的、與中心軸線A-A垂直的分量。分量的確切劃分由饋線聲音傳導體14的幾何構(gòu)造、尤其是由饋線聲音傳導體的曲率來確定。超聲振蕩在接觸點115傳遞到管11。從而，產(chǎn)生的振動在管11上傳播。通過超聲 激勵的振幅的縱向分量，超聲波的傳播在管形篩的整個長度上推進，同時篩分過程的橫向 分量尤其提高了在管11的每一給定位置處的篩分過程的效率。圖2示出了具有管形篩10的篩分系統(tǒng)2，在該描述的實施例中，該管形篩10為空 心圓筒的形式。管形篩10包括具有兩個環(huán)形端部部分111、112的管11，在兩個環(huán)形端部部 分111、112之間設(shè)置有圓筒形部分113。在圓筒形部分113中設(shè)置有多個亮色部分114，在 這些部分中管11具有許多小篩孔，由于這些小篩孔尺寸小，所以為了清晰度的原因，沒有 單獨畫出這些小篩孔。此外，管11在圓筒形部分113中具有多條加強筋12，加強筋為深色 的，以將它們與具有篩孔的部分區(qū)分開。另外，觀察到為篩分系統(tǒng)2 —部分的四個超聲變換器13和四個饋線聲音傳導體 24。在該實施例中，特別使用四個饋線聲音傳導體24和四個超聲變換器13，用來增加傳遞 到管11的振動能量。管11具有中心軸線A-A。管形篩圍繞有殼體15，饋線聲音傳導體14 被引導穿過該殼體15。超聲變換器13置于殼體外側(cè)，從而置于可能與篩分物料相接觸的部 分的外側(cè)。管11通過饋線聲音傳導體14與超聲變換器13機械連接。在圖2中，饋線聲音傳 導體24設(shè)計成具有兩個彎曲部分。正如已經(jīng)用圖1解釋過的，通過超聲變換器13，振蕩振 幅的方向與中心軸線A-A平行的超聲振蕩被引入饋線聲音傳導體24中。饋線聲音傳導體 24彎曲的結(jié)果是振蕩振幅獲得與中心軸線A-A垂直的額外的分量。分量的確切劃分由饋線 聲音傳導體24的幾何構(gòu)造、尤其是由饋線聲音傳導體的曲率確定。因此，在圖2所示的實施 例中，由于饋線聲音傳導體24的幾何構(gòu)造與圖1中的饋線聲音傳導體14的幾何構(gòu)造不同， 所以超聲激勵的振幅分量的劃分與圖1的實施例不同。饋線聲音傳導體14和24的曲率半 徑和橫截面與曲率角一起對于得到的超聲激勵振幅的兩個分量的大小分布起決定性作用。超聲振蕩在接觸點115傳遞到管11。從而，產(chǎn)生的管11的振動在管11上傳播出 去。通過超聲激勵的振幅的縱向分量，超聲波的傳播特別地在管形篩的整個長度上推進，同 時橫向分量尤其提高了篩分過程的效率。圖3示出了具有管形篩30的篩分系統(tǒng)3。篩30包括篩網(wǎng)32和篩架31。篩架包括 四個環(huán)形的部分311、312、313、314，這四個環(huán)形的部分限定了管形或空心圓筒的橫截面，并 通過同樣作為篩架一部分的兩個連接條316、317相互連接，管的長度通過連接條定好。由 于篩架的組件，所以以這樣的方式預(yù)先設(shè)定了管的長度和橫截面。篩網(wǎng)32張緊地設(shè)置在篩 架上，使得篩網(wǎng)32構(gòu)成管形篩30的表面的至少一部分。特別地，篩網(wǎng)32并不僅僅排列在 一個平面。也有可能使用更少或更多的環(huán)形部分311、312、313、314和/或更少或更多的連 接條316、317，只要具有至少兩個環(huán)形部分311、312、313、314和至少一個連接條316、317就 可以了。此外，圖3示出了兩個超聲變換器13和兩個饋線聲音傳導體34，每個饋線聲音傳 導體都具有兩個彎曲的部分。饋線聲音傳導體與篩架31在接觸點315處相連接。在操作 篩分系統(tǒng)3時，通過超聲變換器13，具有振蕩振幅的超聲振蕩被輸入到饋線聲音傳導體34 中，該振蕩振幅的方向平行于管形篩30的中心軸線A-A。饋線聲音傳導體34彎曲的結(jié)果 是振蕩振幅獲得了與中心軸線A-A垂直的額外的分量。超聲振蕩在接觸點315傳輸至篩架31。由此，在接觸點315產(chǎn)生的篩架31的振動在整個篩架31上向外傳播，同時導致了篩網(wǎng) 32的超聲激勵。超聲激勵的振幅的縱向分量尤其推進了超聲波在管形篩30整個長度上的 傳播，同時橫向分量尤其提高篩分過程的效率和通過篩網(wǎng)32的吞吐量。附圖標記列表
1篩分系統(tǒng)(第一實施例)
2篩分系統(tǒng)(第二實施例)
3篩分系統(tǒng)(第三實施例)
10管形篩
11管
12具有篩孔的管部分
13超聲變換器
14饋線聲音傳導體
15殼體
24饋線聲音傳導體
30管形篩
31篩架
32篩網(wǎng)
34饋線聲音傳導體
111端部
112端部
113圓筒形部分
114加強環(huán)
115接觸點
311篩架的環(huán)形部分
312篩架的環(huán)形部分
313篩架的環(huán)形部分
314篩架的環(huán)形部分
315接觸點
316連接條
317連接條
權(quán)利要求
一種具有管形篩(10，30)的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，所述管形篩(10，30)包括管(11)，所述管(11)的至少一個部分(12)設(shè)有篩孔，所述篩孔直接設(shè)置在所述管(11)的壁上，和/或所述管形篩(10，30)形成篩架(31)和篩網(wǎng)(32)，所述篩架(31)至少限定了管的長度和橫截面，所述篩網(wǎng)(32)張緊在所述篩架(31)上，以使得所述篩網(wǎng)(32)形成所述管形篩(10，30)的壁的至少一部分，其特征在于，所述篩分系統(tǒng)(1，2，3)包括至少一個超聲變換器(13)和設(shè)置在所述超聲變換器(13)與所述管(11)或所述篩架(31)之間的至少一個饋線聲音傳導體(14，24，34)，所述管(11)或所述篩架(31)被構(gòu)造成能夠通過所述超聲變換器(13)和所述饋線聲音傳導體(14，24，34)而受到超聲激勵，使得傳遞到所述管(11)或所述篩架(31)的超聲激勵的振幅具有在與所述管形篩(10，30)的中心軸線(A A)垂直的方向上的分量和在與所述管形篩(10，30)的中心軸線(A A)平行的方向上的分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，其特征在于，對于超聲激勵，所述超聲激 勵的振幅在與所述管(11)或與所述篩架(31)的接觸點(115，315)處具有在與所述管形 篩(10，30)的中心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與所述管形篩(10，30)的中心軸線 (A-A)平行的方向上的分量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，其特征在于，所述至少一個饋線聲音傳導 體(14，24，34)具有至少一個彎曲部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，其特征在于，所述彎曲部分的彎曲角度大 于0度且最大為90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，其特征在于，所述彎曲角度為90度。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的篩分系統(tǒng)(1，2、3)，其特征在于，所述至少一個饋線 聲音傳導體(14，24，34)的直徑為12毫米。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的篩分系統(tǒng)(1，2、3)，其特征在于，所述至少一個饋線 聲音傳導體(14，24，34)通過螺紋連接到或焊接到所述管(11)的表面上或所述篩架(31) 的表面上。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的篩分系統(tǒng)(1，2、3)，其特征在于，所述至少一個超聲 變換器(13)與所述至少一個饋線聲音傳導體(14，24，34)通過螺紋相連接。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的篩分系統(tǒng)(1，2、3)，其特征在于，具有超過一個的超 聲變換器(13)和超過一個的饋線聲音傳導體(14，24，34)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的篩分系統(tǒng)(1，2)，其特征在于，具有超過一個的饋線聲音傳 導體(14，24，34)，并且所述管(11)或所述篩架(31)利用所述超聲波經(jīng)由饋線聲音傳導體 (14，24，34)而被激勵，通過使所述饋線聲音傳導體(14，24，34)不同而使超聲激勵的振幅 變化方向。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，其特征在于，所述篩分系統(tǒng)(1， 2,3)具有防止篩分的物料泄漏到環(huán)境中的殼體(15)，并且具有的所有超聲變換器(13)都 設(shè)置在所述殼體(15)外側(cè)。
12.—種具有根據(jù)前述任一權(quán)利要求的篩分系統(tǒng)(1，2，3)的離心式篩分機。
13.一種用于操作具有管形篩(10，30)的篩分系統(tǒng)(1，2，3)的方法，所述管形篩(10， 30)包括管(11)，所述管(11)的至少一個部分(12)設(shè)有篩孔，所述篩孔直接設(shè)置在所述管(11)的壁上，和/或所述管形篩(10，30)包括篩架(31)和篩網(wǎng)(32)，其中所述管(11)或 所述篩架(31)由超聲波激勵而進行振蕩，其特征在于，利用超聲激勵來激勵所述管(11)或所述篩架(31)，所述超聲激勵的振幅 具有在與所述管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與所述管形篩 (10,30)的中心軸線(A-A)平行的方向上的分量。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述具有在與所述管形篩(10，30)的中 心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與所述管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)平行的方 向上的分量的振幅恰好由一個饋線聲音傳導體(14，24，34)產(chǎn)生。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述具有在與所述管形篩(10，30)的中 心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與所述管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)平行的方 向上的分量的振幅由超過一個的饋線聲音傳導體(14，24，34)產(chǎn)生。
16.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述超聲激勵的頻率是變化的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述超聲激勵的頻率在32千赫茲和38 千赫茲之間的范圍內(nèi)連續(xù)變化。
18.一種根據(jù)權(quán)利要求13至17中任一項所述的方法的應(yīng)用，用于操作離心式篩分機。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有管形篩(10，30)的篩分系統(tǒng)(1，2，3)，該管形篩包括至少一個部分設(shè)有篩孔的管(11)，篩孔直接設(shè)置在管的壁上，和/或該管形篩包括篩架(31)和篩網(wǎng)(32)，篩架至少限定了管的長度和橫截面，篩網(wǎng)張緊在篩架上，以使得篩網(wǎng)(32)構(gòu)成管形篩(10，30)表面的至少一部分。篩分系統(tǒng)(1，2，3)包括至少一個超聲變換器(13)和至少一個設(shè)置在超聲變換器(13)與管(11)或篩架(31)之間的饋線聲音傳導體(14，24，34)，此外，管(11)或篩架(31)通過超聲變換器(13)和饋線聲音傳導體(14，24，34)能夠暴露于超聲激勵，其中饋線聲音傳導體(14，24，34)使得或被設(shè)計成使得傳輸?shù)焦?11)或篩架(31)的超聲激勵的振幅包括在與管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)平行的方向上的分量。本發(fā)明還涉及用于操作具有所述類型的管形篩(10，30)的篩分系統(tǒng)(1，2，3)的方法，其中，管(11)或篩架(31)通過超聲波來激勵，管(11)或篩架(31)通過超聲激勵來激發(fā)，其振幅包括在與管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)垂直的方向上的分量和在與管形篩(10，30)的中心軸線(A-A)平行的方向上的分量。
文檔編號B07B1/18GK101925415SQ200880125283
公開日2010年12月22日 申請日期2008年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者J·基辛 申請人:阿戴克系統(tǒng)股份公司