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Schwingsieb mit zum Teil innerhalb einer Flüssigkeit arbeitender Siebfläche
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwingsieb, dessen Siebfläche teilweise innerhalb
einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, arbeitet.
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Es sind an sich bereits Schwingsiebe bekannt, bei welchen der Siebkasten
derart in Flüssigkeit eintaucht, daß die Siebfläche zum Teil innerhalb der Flüssigkeit
arbeitet. Das zu siebende Gut bewegt sich durch Wirkung der Schwingbewegung von
dem Aufgabeende auf einen schräg ansteigenden Teil der Siebfläche, die nahe dem
Austragsende aus der Flüssigkeit heraustaucht. Bei diesen bekannten Schwingsieben
ist die Siebfläche grundsätzlich eben gestaltet, so- daß sich das Gut nahezu in
einer gleichmäßigen Schicht auf ihr verteilt.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich während des
Siebvorganges eine gewisse Setzwirkung ergibt, d. h., die spezifisch schwereren
Anteile des Siebgutes sammeln sich auf der Siebfläche, während die spezifisch leichteren
Anteile sich darüberschichten. Diese Setzwirkung ist aber verhältnismäßig unregelmäßig,
da sie sich über die gesamte Siebfläche auswirkt und da sich daher bei den bekannten
Schwingsieben naturgemäß eine verhältnismäßig geringe Schichthöhe ergibt. Die schwereren
Anteile des Siebgutes einerseits und die leichteren Anteile andererseits können
infolge dieser geringen Schichthöhe nicht getrennt voneinander gewonnen werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bei dem Absieben
auftretende Setzwirkung zu fördern und praktisch nutzbar zu machen. Dies wird dadurch
erreicht, daß die Siebfläche in ihrer Längsrichtung mit mehreren nebeneinanderliegenden
rinnenartigen Vertiefungen versehen ist und daß am Austragsende des Siebes eine
Vorrichtung zum Trennen und gesonderten Ableiten der beiden übereinandergeschichteten
Produkte angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß sich während des
Siebvorganges die spezifisch schwereren Anteile des Siebgutes am Boden der Vertiefungen
sammeln und sich die leichteren Anteile darüberschichten. Die Gesamtschichthöhe
wird auf diese Art wesentlich erhöht, und es ist eine gute Vortrennung der beiden
Anteile und anschließend eine getrennte Ableitung ohne Schwierigkeiten zu erreichen.
Dies bedeutet eine erhebliche Erleichterung der anschließenden Aufbereitungsverfahren
für die abgesiebten Anteile des Siebgutes.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Vertiefungen im
Querschnitt Trapezform auf, wobei die kurze Grundlinie des Trapezes unten liegt.
Ferner können aber auch die Vertiefungen im Querschnitt Dreieckform aufweisen. Hierdurch
wird der Vorteil erreicht, daß die sich während des Siebvorganges am Boden der rinnenartigen
Vertiefungen ansammelnden schweren Anteile des Gutes infolge des an dieser Stelle
bestehenden kleineren Querschnittes eine besonders starke Materialschicht bilden,
so daß am Austragsende des Siebes leicht eine gute Trennung der schwereren von den
darübergeschichteten leichteren Anteilen möglich ist.
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Bei dem Sieb gemäß der Erfindung wird außerdem die Absiebung von feinsten,
z. B. tonigen Anteilen erheblich verbessert, da das Schwingsieb durch die erfindungsgemäße
Ausbildung eine größere nutzbare Gesamtfläche umfaßt, als es bei einer ebenen Fläche
der Fall wäre.
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Das erfindungsgemäße Schwingsieb eignet sich besonders zum Absieben
von Bimsgestein, welches in zerkleinerter Form auf die Siebfläche des Schwingsiebes
aufgegeben wird und von ungewünschten Anteilen, z. B. von lehmigen Bestandteilen
sowie dem sehr Feinkörnigen, befreit werden soll. Das zu siebende Gut, das auch
als Rohbims bezeichnet wird, enthält außer dem leichten Reinbims auch noch schwere
Anteile, die vornehmlich aus Basaltgestein od. dgl. bestehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 ein Schwingsieb im Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt
durch den Siebkasten des Schwingsiebes, F i g. 3 einen Schnitt dazu gemäß Linie
I11-III, F i g. 4 eine Einzelheit aus F i g. 2 und F i g. 5 eine andere Abzugsvorrichtung
für das gesiebte Gut.
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Das Schwingsieb besteht im wesentlichen aus einem trichterförmigen
Behälter (Trichter) 1, welcher mittels Federn 2 schwingfähig auf dem Fundament 3
abgestützt
ist, sowie aus dem Siebkasten 4. Der Siebkasten besteht seinerseits aus zwei Seitenwänden
5 und 6, welche in F i g. 2 vereinfacht dargestellt sind, und einer Siebfläche.
Die Siebfläche setzt sich aus den drei Teilen 7, 8 und 9 zusammen.
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In der F i g. 2 ist ein Querschnitt durch den Siebkasten im Bereich
des Siebteiles 9 wiedergegeben. Der Siebbelag 1.0 ist nach Art eines Spaltsiebes
von einer Anzahl in Längsrichtung, d. h. in Förderrichtung verlaufenden Drähten,
welche einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen, aufgebaut. Die Maschenweite,
d. h. die Breite des Spaltes, beträgt beispielsweise 1 mm. Diese schmalen rechteckigen
Spalte 11 zwischen den einzelnen Drahtstücken 12 und 13 erweitern sich nach
unten hin (vgl. F i g. 4). Der Siebbelag 10 wird an der Unterseite von schmalen,
streifenförmigen Verstärkungen 14 gehalten. Diese sind an ihren Enden, d. h. nahe
der Seitenwände 5, 6 mit längsverlaufenden Leisten 15 gemäß F i g. 3 verbunden.
Wie die F i g. 2 und 3 weiterhin zeigen, ruhen die Verstärkungen 14 an mehreren
mit Abstand voneinander liegenden Stellen auf kleinen Verbindungsplatten 16. Die
Verbindungsplatten dienen zur Befestigung der Stege 17, welche die Verbindung mit
Querträgern 18 herstellen. Die Querträger 18 nehmen das Gewicht der Siebfläche sowie
des Siebgutes auf und übertragen es, da sie mittels Platten 19 an den Seitenwänden
5 und 6 befestigt sind, auf den Siebkasten. Die Befestigung der Siebfläche auf den
Querträgern kann entweder nach F i g. 3 durch Schweißverbindung oder aber auch durch
Schrauben oder andere lösbare Verbindungselemente erfolgen. In dem letzteren Fall
ergibt sich der Vorteil, daß man den eigentlichen Siebbelag 10, welcher zweckmäßigerweise
aus einzelnen rechteckigen Teilen zusammengesetzt ist, lösen und auswechseln kann.
Die Verbindungsplatten 16 sind im Verhältnis zu der gesamten Siebfläche so klein,
daß sie praktisch die Absiebung nicht beeinflussen.
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Gemäß F i g.1 ist die gesamte Siebfläche mit den Teilen 7, 8 und 9
mit mehreren nebeneinanderliegenden Vertiefungen versehen. Die Vertiefungen weisen
im Querschnitt die Form eines Trapezes auf, wobei die kurze Seite des Trapezes unten
liegt. Jede Vertiefung hat somit die Gestalt einer Rinne und verläuft in Förderrichtung
des Gutes. In manchen Fällen ist es auch zweckmäßig, der Vertiefung eine dreieckige
Querschnittsform zu geben, wobei das Dreieck auf der Spitze steht. Die Gesamttiefe
der Vertiefungen ist so bemessen, daß sich das Siebgut in derartigen Schichten übereinanderlagert,
daß man es, wie weiter unten erläutert ist, auf mechanische Weise einfach in zwei
Bestandteile, nämlich die schweren und die leichten, trennen kann. Davon abhängig
ist auch die Anzahl der nebeneinander angeordneten Vertiefungen. Bei einem mittleren
Sieb sind beispielsweise sechs bis sieben derartige Vertiefungen vorhanden. Wenn
es darauf ankommt, eine größere. Schichthöhe zu erreichen, kann man auch die Anzahl
der Vertiefungen verringern, z. B. nur drei Vertiefungen vorsehen. Im anderen Falle
kann man auch eine größere Anzahl längsverlaufender Vertiefungen in der Siebfläche
verwenden. Auch die Steilheit der Seitenflanken der Vertiefungen ist von den jeweiligen
Verhältnissen abhängig.
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Im Anschluß an das obere Ende des Siebflächenteiles 9 sind zwei übereinander
angeordnete Rutschen 20 und 21 vorgesehen. Die Rutschen können entweder mit dem
Trichter 1 oder mit dem Fundament verbunden sein. Sie führen zu zwei getrennt
voneinander angeordneten Bunkern. Am oberen Ende der Rutsche 21 ist mittels eines
Drehgelenkes 22 eine verstellbare Klappe 23 vorgesehen. Die Klappe 23 dient
gewissermaßen als Schneide und trennt, wie weiter unten noch näher erläutert ist,
die beiden auf der Siebfläche übereinandergeschichteten Produkte. Die obere Kante
der Klappe 23 befindet sich dicht vor dem Ende des Siebflächenteiles 9, wobei auf
die Schwingbewegung des Siebkastens Rücksicht genommen ist.
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F i g. 5 zeigt eine andere Trenn- und Ableitungsvorrichtung für die
beiden auf der Siebfläche übereinandergeschichteten Siebprodukte. Danach ist in
einer bestimmten Höhe eine Schneide 24 fest an dem oberen Ende des Siebflächenteiles
9 befestigt. Die Schneide ist an beiden Teilen 25 und 26 trogförmig ausgebildet
und endet oberhalb der Rutsche 27, welche entweder wie die Rutsche 28 mit
dem Trichter 1 verbunden oder aber auf dem Fundament 3 befestigt ist.
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Der Trichter gemäß F i g. 1 ist von einem angeschweißten Versteifungsrahmen
29 umgeben. An der Unterseite des Versteifungsrahmens sind die Schraubenfedern 2
angeordnet, welche, wie oben bereits erläutert, die Schwingbewegungen des Trichters
aufnehmen und zur Lagerung des Trichters auf dem Fundament dienen. Der Trichter
endet unten in einem zylindrischen Auslaufstutzen 30, an dem ein nicht dargestellter
Schieber oder eine ähnliche Abzugsvorrichtung vorgesehen ist. Man kann den Schieber
auch weglassen und ein Entwässerungsbecherwerk auf dem Fundament anordnen, welches
dann mittels eines biegsamen Rohres mit dem Stutzen verbunden ist. An der linken
Stirnwand 31 des Trichters 1 ist ein Überlauf 32 mit einem höhenverstellbaren Wehr
33 vorgesehen. Der Trichter ist mit Flüssigkeit, z. B. Wasser, angefüllt. Dabei
erlaubt das Wehr eine Verstellung des Wasserspiegels, so daß die Siebfläche je nach
den gegebenen Verhältnissen mehr oder weniger weit in das Wasser eintaucht. Mit
Abstand von der linken Stirnwand 31 ist in dem Trichter eine Trennwand 34 angeordnet,
die mit Abstand von dem unteren Ende des Trichters endet. Die Trennwand schließt
mit der Stirnwand 31 und den Seitenwänden des Trichters einen Raum 35 ein, der unten
mit dem übrigen Trichterraum offen in Verbindung steht.
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Der in dem Trichter angeordnete Siebkasten 4 ist mittels Lenker 36
und 37 gelenkig mit dem Trichter 1
verbunden. Die Lenker können sowohl mit
normalen Gelenken versehen als auch als Federlenker ausgebildet sein. Sie sind so
eingestellt, daß sie in der Mittelstellung senkrecht zu der weiter unten erläuterten
Schwingrichtung des Siebkastens bzw. des Trichters stehen.
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An den beiden Seitenwänden des Trichters sind Lager 38 vorhanden,
und zwar zweckmäßigerweise an der Unterseite des Versteifungsrahmens 29 angebracht.
In diesen Lagern ruht die Kurbelwelle 39, auf deren äußeren Wellenstümpfen eine
Keilriemenscheibe 40 und gegenüberliegend eine nicht gezeichnete Schwungscheibe
aufgesetzt sind. Die Schwungscheibe ist so bemessen, daß das Gewicht der Keilriemenscheibe
ausgeglichen ist. Man kann zweckmäßig die Schwungscheibe auch etwas schwerer bauen,
so daß das Gewicht des Antriebsmotors 41,
der ebenfalls an
der Unterseite des Versteifungsrahmens 29 befestigt ist, ausgeglichen ist. An den
Kurbelwellenkröpfungen der Kurbelwelle 39 greifen zwei Schubstangen 42 an. Sie stellen
die Verbindung zwischen der Kurbelwelle und damit dem Antriebsorgan für die Schwingbewegung
und dem Siebkasten her. Auf diese Weise wird der Siebkasten in Schwingungen versetzt,
wobei die mittlere Schwingrichtung unter einem Winkel ß zu der Symmetrieachse der
Querträger 18 liegt. Entgegengesetzt zu dem Siebkasten schwingt der Trichter 1,
so daß ein Massenausgleich gegeben ist.
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Die Kurbelwelle ist von einem Querkanal bzw. einem Rohr 43 umgeben,
welches entweder kreisförmigen Querschnitt oder auch einen anderen gewünschten Querschnitt
aufweisen kann. Das Rohr ist an den Seitenwänden des Trichters, welche entsprechend
gelocht sind, angeschweißt. Auf diese Weise kann man die Welle sehr einfach durch
den Trichterraum hindurchführen.
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Die Neigung der Schubstangen 42 ergibt sich aus folgenden überlegungen.
Bedeutet ST der Schwerpunkt des Trichters einschließlich der fest verbundenen Teile
sowie der Wasserfüllung und SS der Schwerpunkt des Siebkastens mit den zugehörigen
Teilen, so sind die Schubstangen so angeordnet, daß ihre Mittellinie in der Mittelstellung
in einer Ebene liegt, welche senkrecht auf der Zeichenebene steht und durch die
beiden genannten Schwerpunkte hindurchgeht. In der gleichen Ebene muß dann auch
die geometrische Mittellinie der Kurbelwelle liegen. Auf diese Weise fallen die
Schwingrichtungen der beiden Massen, d. h. des Siebkastens einerseits und des wassergefüllten
Trichters als Gegenmasse andererseits, zusammen, und es entstehen keine freien Massenkräfte
oder -momente. Die Schwingbewegung der beiden Massen ist gegenläufig, und die Amplituden
verhalten sich umgekehrt wie die Massen. Das Massenverhältnis des Siebkastens zu
dem Trichter (einschließlich Wasserfüllung) beträgt größenordnungsmäßig 1 : 5 bis
1: 10.
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Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Schwingsiebes ist folgende:
Das zu siebende, zu läuternde und schließlich in die beiden Hauptbestandteile zu
trennende Gut, beispielsweise Rohbims, wird in Richtung des Pfeiles 45 auf die Siebfläche
aufgegeben. Das Gut rutscht an dem Siebflächenteil7 herunter, gelangt in das Wasser
und bewegt sich nun unter Wirkung der Schwingbewegung über den Siebflächenteil8
zu dem ansteigenden Teil 9. Gleichzeitig erfolgt die Absiebung und Läuterung
des Gutes. Beim Aufwärtswendern ergibt sich außerdem eine Trennung zwischen den
leichten und den schweren Bestandteilen, welche sich gemäß F i g. 4 unten in den
Vertiefungen der Siebfläche nahe deren Boden sammeln, d. h. jeweils in dem unteren
Teil des Raumes zwischen den Siebflächenoberkanten 46 und 47. Darüber schichten
sich die leichteren Anteile des Gutes an. Diese bestehen vor allem aus reinem Bims.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Ableitvorrichtung am Abgabeende der Siebfläche
erfolgt eine Trennung der beiden Produkte. Die Klappe 23 bzw. die Schneide 24 wird
dazu etwa auf die Höhe der strichpunktierten Linie 48 eingestellt, so daß der Reinbims
dieser Linie auf die Rutsche 21 bzw. 27, das darunter befindliche schwere Gut auf
die Rutsche 20 bzw. 28 gelangt. Die Rutschen leiten die getrennten Produkte in zwei
entsprechende Bunker weiter oder führen sie sogleich zur Weiterverarbeitung. Das
durchgesetzte feine Gut sammelt sich in dem unteren Trichterteil an und wird von
Zeit zu Zeit mittels des Schiebers bzw. des Entwässerungsbecherwerkes durch den
Stutzen 30 abgezogen.
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Wenn es sich um Siebgut handelt, welches stark lehmige Anteile enthält,
kann man oberhalb des aus der Flüssigkeit herausragenden Teiles der Siebfläche 9
zusätzlich Brausen 44 anordnen, die eine weitere Reinigung des Siebgutes vor dem
Austrag bewirken. In gleichem Maße, wie an den Brausen Wasser zugeführt wird, fließt
Wasser an dem überlauf 32 ab und gelangt in einen Trog 49, ein Sammelgefäß od. dgl.
Die Trennwand 34 bewirkt, daß das Wasser gezwungen ist, den Weg durch die Siebfläche
28 und um die untere Kante der Wand herum zu nehmen und beruhigt aus dem Raum 35
abzufließen.
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In manchen Fällen ist es auch zweckmäßig, die Siebflächenteile 7 und
8 wie üblich eben auszubilden. In diesem Fall wird die Siebfläche 8, welche im allgemeinen
waagerecht oder nahezu waagerecht verläuft, so angeordnet, daß sie mit der nach
dem Siebflächenteil9 zu liegenden Kante in Höhe der Oberkanten des Siebflächenteiles
9 liegt. Die auf diese Weise entstehende offene Stirnseite des Siebflächenteiles
9 ist dann unterhalb des angrenzenden Endes des Siebflächenteiles 8 durch eine Platte
abgeschlossen. Diese Platte verhindert, daß Flüssigkeit aus dem Siebkastenraum,
d. h. aus dem Raum oberhalb der Siebfläche, an dieser Stelle nach unten hin in den
Raum des Trichters 1 fließen kann. Im übrigen erfolgt die Befestigung zwischen den
beiden Teilen 8 und 9 zweckmäßigerweise mittels einer lösbaren Schraubverbindung.
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An Stelle der oben beschriebenen Trenn- und Ableitvorrichtungen an
dem Abgabeende des Siebflächenteiles 9 kann man auch andere verstellbare oder feststehende
Trennvorrichtungen verwenden, die den jeweiligen Verhältnissen, vor allem der Art
des Siebgutes, gerecht werden.
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In dem obigen Ausführungsbeispiel ist eine Siebfläche beschrieben
worden, welche mit längsverlaufenden Vertiefungen versehen ist, die einen trapezförmigen
Querschnitt aufweisen. Je nach Art des Siebgutes ist es aber auch, wie oben bereits
ausgeführt, durchaus möglich, andere Querschnittsformen für die Vertiefungen zu
wählen, z. B. den Vertiefungen einen dreieckförmigen Querschnitt zu geben. In manchen
Fällen ist es aber auch vorteilhaft, die Siebfläche so zu gestalten, daß ein wellenförmiger,
z. B. sinuslinienförmiger Querschnitt entsteht. Auch die Spaltweite kann den jeweiligen
Verhältnissen angepaßt werden und unter Umständen eine Spaltweite von mehr als 1
mm gewählt werden.
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Die Erfindung ist nicht nur beim Absieben von Bimsgestein anzuwenden,
sondern allgemein für alle Güter, welche innerhalb einer Flüssigkeit abgesiebt werden
und Anteile mit verschiedenem spezifischem Gewicht nebeneinander enthalten, so daß
sie sich während des Siebvorganges in dem aufsteigenden Teil der Siebfläche voneinander
trennen und übereinanderschichten.