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Verfahren und Vorrichtung zum Sortieren, insbesondere von mineralischem
Material Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trockenverfahren zum Sortieren von
Material, insbesondere Sortieren ohne Wasser großer Mengen von mineralischem Material
vor der Aufbereitung mittels Luft.
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Es wurde bisher weder ein wirksames Verfahren noch eine Vorrichtung
zum Trockensortieren von mineralischem Material in großen Mengen vorgeschlagen.
Die bei den bekannten Sortierverfahren verwendeten Siebe werden verstopft und müssen
gereinigt werden, und zwar entweder im Vakuum, durch Schlagen, Schütteln oder Umkehrspülung.
Andererseits werden Zentrifugalkräfte angewandt, um das zu sortierende Material
mit unterschiedlicher Wirkung durch das Sieb zu drücken. Es erübrigt sich zu sagen,
daß dieses Drücken durch das Sieb und die Anwendung von Schlägern auf das .Sieb
od. dgl. eine ständige Zerkleinerung des zu sortierenden Materials über die Grenzen
der Feinheit des Sortiersiebes hinaus bewirkt. Dieses Durchdrücken führt zu Verstopfung,
Bruch und kurzer Lebensdauer des Siebes. Auch die Notwendigkeit, Wasser zum Durchdrücken
zu verwenden, ist ein Nachteil. Bei den Sortierverfahren, die ohne Wasser arbeiten,
ist die Bearbeitungsmenge äußerst beschränkt. Es gibt praktisch kein befriedigendes
Verfahren, weder zum Sortieren größerer Menge von feinem Material noch zum Sortieren
von unregelmäßig geformtem Material wie Schlacke, die ständig die bekannten Sortiersiebe
verstopfen.
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Nach einem Vorschlag wird das Sortieren so durchgeführt, daß das zu
sortierende Material auf einem Förderband vorwärts bewegt wird, während eine Vielzahl
von Bürsten gegen das Oberteil des Förderbandes rotiert. Die enger angeordneten
Borsten dieser Bürsten stoßen die größeren Stücke des Materials von der Seite des
Förderbandes, während das kleiner sortierte Material sich entlang des Bandes vorwärts
bewegen kann. Eine Vielzahl von Bürsten mit zunehmend enger angeordneten Borsten
wird verwendet, um getrennt Mengen von verschieden sortiertem Material zu entfernen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein besseres Sortieren erzielt, indem
das zu sortierende Material über einen ausreichenden horizontalen Abschnitt der
Vorwärtsbewegung wiederholt gekämmt wird. Dieses Kämmen wird dadurch erreicht, daß
eine Vielzahl von quer ausgerichteten sich radial erstreckenden Kämmvorrichtungen
auf einem endlosen Band mit länglichem Querschnitt angeordnet ist, dessen obere
und untere Abschnitte parallel zum Förderband liegen. Auf diese Weise kommt das
zu sortierende Material mehr als einmal mit einem Kamm in Berühreng, so daß sowohl
ein genaueres als auch ein schnelleres Sortieren ermöglicht wird. Es sind auch Vorrichtungen
vorgesehen, die die Kämme quer hin und her bewegen oder schwingen, so daß sowohl
ein verbesserter Kämmvorgang als auch kontinuierliche Reinigung der Kammzähne von
verstopfendem Material erzielt wird.
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Demnach ist eine Aufgabe der Erfindung, ein kontinuierliches Verfahren
zum Sortieren von Material zu schaffen, ohne daß dabei das zu sortierende Material
zerstört wird.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, ein verbessertes Verfahren
zum Trockensortieren durch Kämmen zu schaffen, bei dem verschiedene Größen des Materials
nacheinander entfernt werden, wobei eine ständige Verminderung der Menge des zu
bearbeitenden Materials erfolgt.
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Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Sortieren
von sich vorwärts bewegendem Material zu schaffen, bei dem wiederholtes Kämmen über
einen horizontalen Abschnitt des vorwärts bewegten Materials erfolgt.
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Einzelheiten der Vorrichtung sind aus der folgenden Beschreibung zusammen
mit den Zeichnungen ersichtlich.
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F i g. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der
Vorrichtung, die die Kämmanlage
zeigt, die über dem sich vorwärts
bewegenden Förderband, über welches das zu sortierende Material geführt wird, angeordnet
ist; Fi g. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß F i g. 1; F i g. 3 ist
die Rückansicht der Vorrichtung mit der Antriebseinrichtung des Kammes; F i g. 4
ist eine vergrößerte Ansicht des Kammzahnes; F i g. 5 ist eine perspektivische Darstellung
in auseinandergezogener Anordnung der Halter der Kammzähne; F i g. 6 ist eine vergrößerte
perspektivische Teilansicht der Halterungen der Kammzähne, die in ihren Kanälen
angeordnet sind: F i g. 7 ist ein vergrößerter Teil-Querschnitt des Lagers entlang
der Linie 7-7 der F i g. 9; Fi g. 8 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des linearen Lagers, wie es für die Hin- und Herbewegung der Kämmanlage verwendet
wird; F i g. 9 ist eine vergrößerte Draufsicht auf die Kammschwinganlage; F i g.
10 ist die Vorderansicht der Bürstenanlage, die entgegen der Vorwärtsbewegung des
zu sortierenden Materials auf dem Förderband 12 rotiert; F i g. 11 ist ein Querschnitt
entlang der Linie 11-11 der F i g. 12; F i g. 12 ist eine Draufsicht auf eine Einrichtung,
bei der mehrere Kämmvorrichtungen in bezug auf das sich vorwärts bewegende Förderband
12 abwechselnd geneigt angeordnet sind; F i g. 13 ist eine Vorderansicht einer abgeänderten
Ausführungsform mit weniger Kämmanlagen, von denen nur drei jeweils parallel zu
dem sich vorwärts bewegenden Förderband liegen; F i g. 14 ist ein perspektivischer
Teilschnitt einer abgeänderten Einrichtung; F i g. 15 ist ein Querschnitt durch
die Vereinigungsstelle der Bürsteneinheit gemäß F i g. 14 mit der oberen Auflage
160; F i g. 16 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer anderen Ausführungsform
der Erfindung; F i g. 17 ist eine Seitenansicht der Spule und des Induktorbügels,
die in der Bürstenseitenplatte angeordnet sind; F i g. 18 ist eine weitere Ausbildung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die einzelnen Kämme an endlosen Ketten
anstatt an einem Förderband angeordnet sind; F i g. 19 ist eine perspektivische
Ansicht einer abgeänderten Vorrichtung, bei der eine Vielzahl von Siebstreifen an
Stelle von quer ausgerichteten Kämmen an einem endlosen Band angeordnet sind; F
i g. 20 ist eine perspektivische Teilansicht eines abgewandelten Kammzahnes mit
zugespitztem Querschnitt; F i g. 21 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausbildungsform
der Kammzähne mit welligem Profil; und F i g. 22 ist eine Seitenansicht solcher
Kammzähne, die sich seitlich erstreckende Dorne aufweisen.
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In F i g. 1 ist eine Sortierbank 10 dargestellt, die aus einem endlosen
Förderband oder Riemen 12 besteht, das kontinuierlich oberhalb eines aus rostfreiem
Stahl od. dgl. bestehenden Tisches 14 vorwärts bewegt wird. Dieser Tisch 14 hat
sich nach unten erstreckende Bordflansche 16 und wird von einem Gestell getragen,
das aus Längsgliedern 24 und Beinen 26 besteht. Das zu sortierende Material 28 wird
auf das Förderband 12 gebracht und durch Seitenplatten oder Schutzbleche 200 bei
seiner Vorwärtsbewegung zum Sortiermechanismus 32 vom Herunterfallen bewahrt.
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Der Sortiermechanismus besteht aus zwei Seitenplatten 34 und 36 und
einem endlosen Band 118, das über Walzen 38 läuft, welche an den sich durch die
Platten 34 und 36 erstreckenden Wellen 40, 42 angeordnet sind. Die Wellen 40 und
42 sind in Kugellagern 48 gelagert und können in den Seitenplatten mit Hilfe ihrer
entsprechenden Lagerverankerungsplatten 44 und 46 befestigt werden. Wie in F i g.
11 dargestellt, können die Verankerungsplatten 44 und 46 in den Seitenplatten mittels
Bolzen 76 befestigt werden. Zu diesem Zwecke haben die Verankerungsplatten 46 längliche
Schlitze, so daß das Einstell-Längsstück 184 mit Bolzen 76 verwendet werden kann,
um die Welle 42 in verschiedenen Stellungen festzulegen und so das endlose Band
118 anzuspannen. Die Walzen 38 können quer zwischen den Platten 34 und 36 mit Hilfe
der die entsprechenden Wellen 34 und 36 umfassenden Lagerbüchsen 50 befestigt werden.
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Mit dem endlosen Band 118 sind mittels Schrauben 60 Quer-U-Eisen 52
verbunden. Die Schrauben erfassen Dichtungsscheiben 62, welche innerhalb der Längsnuten
64 an der inneren Seite des Bandes 118 angebracht sind.
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Wie aus den F i g. 4 bis 6 ersichtlich, bestehen die einzelnen Kämme
aus Bürstenhalterungen 58, die am Boden eine horizontale Rille 72 und vertikal gefräste
Schlitze 68 aufweisen. In diesen Schlitzen können die einzelnen Zähne 70 mit Epoxydharz
oder einem ähnlichen Klebstoff festgeklebt werden. Jeweils ein Paar Halterungen
58 ist durch Kappenbolzen 130 miteinander verbunden, die sich in Gegenschlitzen
(nicht dargestellt) im U-Eisen erstrecken und in diesen mittels Bolzen 132 befestigt
sein können. Gemäß F i g. 4 kann ein Positionsstab 74 in der Nut 72 eingepaßt sein,
um zu sichern, daß die Oberteile der Halterungen 58 nach innen gedrückt werden,
um die Zähne 70 besser zu befestigen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
sind die einzelnen Zähne 1,27 cm tief in den Halterungen 58 eingebettet und ragen
etwa 3,80 cm oberhalb derselben hinaus. Es wurden Drähte mit einem Durchmesser von
etwa 1,1 bis 1,5 mm verwendet, aber es ist anzunehmen, daß solche mit einem Durchmesser
von etwa 0,25 mm wirksamer sind. Offenbar können sogar Drähte mit kleinerem Durchmesser
und besonderer Festigkeit verwendet werden, wenn der über die Halterungen 58 hinausragende
Teil verkürzt wird.
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Wie in den F i g. 6 und 11 dargestellt, haben die U-Eisen 52 an jedem
Ende eine Leiste 54, so daß abgeschrägte Kanten 56 während der Rotation mit horizontalen
Führungsgliedern 66 in Berührung kommen. Diese Anordnung gewährleistet, daß normalerweise
in jedem gegebenen Augenblick eine Vielzahl von Kämmen dem sich auf dem Förderband
12 vorwärts bewegenden Material vorgelegt wird.
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In den F i g. 1, 2, 3 und 9 sind wechselwirkende Anzeigerwellen 78
und 80 gezeigt, die in Seitenplatten 34 und 36 mittels linearer Laufkugellager 96
angeordnet sind. Um die Wechselbewegung zu bewirken, werden die Kugellager 98 in
der Höhlung 100 verwendet. Diese Ausführungsform ist genauer in F i g. 7 dargestellt.
Die entsprechenden Wellen 78
und 80 sind durch Stifte 128 od. dgl.
an Schutzkappen 104 befestigt. Diese Stifte sind gegen den abgeflachten Abschnitt
126 der Welle festgelegt. Zwischen die Schutzkappe 104 und das Lager 96 kann ein
Ring 102 aus Schaumgummi eingefügt werden. Die Anzeigerwellen erstrecken sich durch
die Seitenplatte 34, wobei letztere mit einer Aufhängung, allgemein mit 82 bezeichnet,
verbunden wird. Diese Aufhängung besteht aus vertikalen Einstellstäben 84, die vom
einstellbaren oberen Führungsglied 86 und vom unteren Führungsglied 88 getragen
werden. Die gesamte Aufhängung ist an jeder Seite an ähnlichen Armen 90 befestigt,
die horizontale Schlitze 122 aufweisen, welche eine schräge Lage des ganzen Sortiermechanismus
32 gegenüber dem Förderband ermöglichen. Ein Motor 110 wird von dem Befestigungsglied
106 getragen, das seinerseits an der Leiste des Führungsgliedes 88 mittels
Bolzen 108 befestigt ist. Wie aus F i g. 9 ersichtlich, hat die Motorwelle 112 eine
als Exzenter ausgebildete Spitze 114, die in das Messingkopfstück 120 paßt.
Dieses Kopfstück ist mit den entsprechenden Anzeigerwellen 78, 80 mit Hilfe des
Bügels 116 verbunden. Wenn die Welle 112 rotiert, bewirkt die sich im Kopfstück
120 bewegende Exzenterspitze 114 die querlaufende Hin- und Herbewegung des
Bügels 116 und der Anzeigerwellen 78 und 80. Natürlich können an Stelle des
Exzenters auch verschiedene andere Vorrichtungen verwendet werden, um die Anzeigerstäbe
hin und her zu bewegen und so das Schwingen des Kämmsatzes zu bewirken. Es wurde
gefunden, daß eher die Periodenzahl (Frequenz) als der Ausschlag (Amplitude) der
Schwingung für die Verbesserung der Kämmwirkung und Reinigung der einzelnen Kammzähne
wesentlich ist. Die Welle 112 zeigte bei einer Vorwärtsbewegung des Förderbundes
12 um etwa 80 cm pro Minute 1700 Umdrehungen pro Minute mit großem Schwingungseffekt.
Es wird angenommen, daß höhere Periodenzahlen der Schwingung noch wirksamer sind.
Die Schwingungsfrequenz darf jedoch nicht so groß sein, daß das zu sortierende Material
zerbrochen oder zermahlen wird.
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Wie in F i g. 1 dargestellt, treibt der Motor 130 über eine Transmission
136 die Welle 130 an, die mit einer Rolle versehen ist. Der Riemen umfaßt die Rolle
der Welle 130 und eine entsprechende Rolle 202, die an der Welle
40 befestigt ist. Diese gesamte Antriebseinrichtung kann auf einer Platte
142 angebracht sein, die an den Längsgliedern 24 des Rahmens befestigt ist.
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Es ist ersichtlich, daß der ganze Kämmsatz entgegen der Vorwärtsbewegung
des Förderbandes 12 rotiert. Das Material 30, das nicht durch die Zähne 70
der einzelnen Kämme oder zwischen den Räumen zwischen den Spitzen der Kammzähne
und dem Band 20 durchgehen kann, wird durch die schräg gestellten Kämme zu einer
Abfangschippe 18 für sortiertes Material abgeleitet, die ihrerseits zu einem Fall-Luft-oder
dergleichen Sammler über eine auf einer Strebe 22 liegende Rinne 20 führen kann.
Das feinere Material, das durch die einzelnen Zähne 70 hindurchgegangen ist, wird
entlang dem Band vorwärts bewegt, wobei es nacheinander mit Bürstensätzen in Berührung
kommt, die mit 172, 174 und 176 in F i g. 12 bezeichnet sind.
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Es wurde gefunden, daß die querlaufende Hinundherbewegung oder Schwingung
des Kämmsatzes nicht nur den Kamm reinigt, sondern tatsächlich die Wirksamkeit des
Kammes bei der Vorwärtsbewegung durch das zu sortierende Material erhöht. Einige
der Vorteile bei der Anwendung von Kämmen zum Sortieren gegenüber den bekannten
Einrichtungen können einfach wie folgt zusammengefaßt werden: 1. Die Kämme werden
nicht verstopft. Infolgedessen ist jeder Satz der Kammzähne beim Berühren des zu
sortierenden Materials zu 100 °/o wirksam.
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2. Sowohl die Kämme als auch die einzelnen Kammzähne sind einzeln
angeordnet und daher ohne Kostenaufwand auswechselbar.
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3. Die Kämme sorgen für eine kontinuierliche Entfernung der Hauptmenge
vom Förderband, anstatt in Haufen das ganze große Gewicht des zu sortierenden Materials
zu bearbeiten.
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4. Da die Kammzähne über eine geringe Entfernung feiner und fester
gemacht werden können, erreicht man Einsparung von Draht, verglichen mit den bekannten
Siebvorrichtungen.
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5. Da die Kämme nicht bespült werden müssen, ist kein Wasser erforderlich,
und die Kämme sind weit dauerhafter als die bekannten Siebe.
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6. Die Kämme sind leichter zu reinigen, und da das zu sortierende
Material nicht durchgedrückt wird, gibt es nur minimale Verstopfung.
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Die Kammzähne 70 selbst können aus einer schweren Nickel-Chrom-Legierung
hergestellt sein. Zusätzlich zu der Schwingung der Kämme kann auch eine Vibriervorrichtung
für das Band vorgesehen sein, um die gleichmäßige Verteilung des zu sortierenden
Materials zu gewährleisten, wenn es sich der Bürstvorrichtung nähert. Es wurde jedoch
gefunden, daß die Kämme selbst das zu sortierende Material ausreichend verteilen,
unabhängig von der Art und Weise, in der es auf das Förderband 12 gebracht
wurde. Es wurde außerdem gefunden, daß der Abstand zwischen den Spitzen der Zähne
70 und dem Oberteil des Förderbandes geringer sein muß als der Abstand zwischen
den einzelnen Zähnen, damit ein Quetschen der großen ,Stücke durch den Kämmsatz
vermieden wird. Die Zähne müssen nicht längs ausgerichtet sein. Weiterhin wurde
festgestellt, daß die Zähne nicht während ihres ganzen Umlaufes schwingen müssen.
Sie können im wesentlichen in ihrem Umlauf nur während des Kämmvorganges und im
Zähnereinigungsabschnitt in Schwingung versetzt werden. Das ist nur ein 50°-Abschnitt
des Umlaufes, wie in F i g. 10 dargestellt. Natürlich kann an Stelle eines endlosen
Förderbandes 12 ein Vibrator-Förderer verwendet werden. Eine solche Zuführungsvorrichtung
hat bei einer Zuführung von 45,4 kg pro 28 cms eine Kapazität von 15 Tonnen pro
Stunde.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 13 ist das endlose Band mit weniger
Sätzen von Zähnen 70' versehen, wobei . gleichzeitig nur drei der einzelnen Kammeinheiten
parallel zu dem sich vorwärts bewegenden Förderband 12' stehen. Dies ist eine Vereinfachung
der Vorrichtung, die insbesondere dort geeignet ist, wo das Sortieren des Materials
in einer Größenordnung von 5 Siebfeinheit oder größer gewünscht wird.
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F i g. 14 zeigt einen abgewandelten Kammsatz 144, der zwischen Endführungsteilen
146 mittels Wellen 148 gelagert ist. Die einzelnen Endteile 146 sind an einem Ob-erteil
150 befestigt, das einen Dübel 156
mit Gierung aufweist, um in eine entsprechende
Nut
158 im Kopfteil 160 einzugreifen. Dieses Kopfteil 160
wird von .Säulen 164 mittels Streben 170 getra--en. Der ganze Aufbau kann im Abstand
vom Förderband 12 auf der Basis 168 angeordnet sein.
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Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1.6 und 17 ist ein Induktorbüge1180
vorgesehen, der in dem Seitenteil 34 intermediär in der Spule 182 angeordnet ist.
Da die einzelnen Leisten 54 an den Induktorbügel 180 anstoßen, wird der gesamte
Bürstensatz durch den wechselnden Strom, der durch die Spule 182 induziert wird,
kontinuierlich in Schwingungen versetzt.
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In der Ausführung gemäß F i g. 18 sind die U-Eisen 52 nicht an einem
endlosen Förderband angeordnet, sondern an drei getrennten Ketten 192 mittels Ansatzstücken
186 und Stiften 188 befestigt. Die Ketten 190 sind um Zahnräder 192 drehbar, welche
an der Welle 194 angeordnet sind. Die Welle ist in Lagerbüchsen 198 gelagert und
wird durch das Getriebe 196 angetrieben. Bei dieser Ausbildung der Vorrichtung ist
das endlose Förderband vollständig weggelassen, wodurch ein besonders einfaches
Reinigen ermöglicht wird.
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In F i g. 19 zeigt die abgeänderte Vorrichtung einzelne Streifen von
Sieben 104, die an Stelle von Zähnen 70 verwendet werden. Die Befestigung erfolgt
durch ähnliche Mittel wie in den F i g. 4 bis 6 dargestellt. Die Anordnung ist für
eine vierdimensionale Sortierung der Materialien vorgesehen.
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Verschiedene Gestaltungen der Zähne 70 sind in den F i g. 20 bis 22
dargestellt. In F i g. 20 hat der Zahn 70 einen zugespitzten Querschnitt. In F i
g. 21 haben die Zähne 208 ein wellenförmiges Profil, und in F i g. 22 haben die
Zähne 70 einzelne, sich seitlich erstreckende Dorne 206, die die Wirkung der in
F i g. 19 dargestellten Siebe haben, wobei jedoch hier ein weniger kostspieliges
Auswechseln der einzelnen Zähne möglich ist.