DE60119106T2

DE60119106T2 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung eines siebes und sieb nach diesem verfahren

Info

Publication number: DE60119106T2
Application number: DE60119106T
Authority: DE
Inventors: Thomas Cole Hockley ADAMS; Kenneth Wayne Houston SEYFFERT; David Wayne Cleveland LARGENT; Jr. David Lee Broussard SCHULTE; Charles Newton Houston GRICHAR; Vincent Dominick Houston LEONE; Jeffery Earl Lafayette WALKER; III Guy Lamont Spring MCCLUNG
Original assignee: Varco International Inc; Varco IP Inc
Current assignee: Varco International Inc; Varco IP Inc
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2021-05-19
Also published as: WO2002000360A1; NO20026101D0; NO20026101L; US6450345B1; CA2412519A1; EP1294495B1; ATE324189T1; EP1294495A1; CA2412519C; DE60119106D1; AU2001258583A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Siebes und auf ein nach dem Verfahren hergestelltes Sieb. Das Sieb ist insbesondere, jedoch nicht exklusiv, für die Verwendung zum Trennen von Feststoffen aus Bohrschlamm beim Einsatz von Öl- oder Gasbohrlöchern verwendbar.
Die Notwendigkeit für eine Kontrolle von Feststoffen in Bohrschlamm beim Bohren von Bohrlöchern für Kohlenwasserstoffe ist in dem Stand der Technik gut bekannt. Bohrschlamm, typischerweise eine Mischung aus Ton, Wasser und verschiedenen Additiven, wird durch einen hohlen Bohrstrang (Rohr, Bohrkragen, Bohrwerkzeug, usw.) abwärts in ein gerade gebohrtes Bohrloch gepumpt und tritt durch Löcher in einem Bohrwerkzeug aus. Der Bohrschlamm nimmt Bohrabfälle (Felsgestein) und andere Feststoffe aus dem Bohrloch auf und trägt sie nach oben weg von dem Werkzeug und aus dem Bohrloch in einen Raum zwischen den Bohrlochwänden und dem Bohrstrang. Am oberen Ende des Bohrloches wird der mit Feststoffen beladene Bohrschlamm über einem Schlammschüttelsieb entladen, eine Einrichtung, die typischerweise mehrere Siebe aufweist, die in Reihen oder flach übereinander gelegt angeordnet sind. Die Siebe fangen die Feststoffe aus dem Bohrschlamm auf und entfernen diese, wenn der Bohrschlamm durch die Siebe hindurchströmt. Der Bohrschlamm wird dann wieder verwendet. Wenn die gebohrten Feststoffe nicht aus dem während des Bohrverfahrens verwendeten Bohrschlamm entfernt werden, kann die Rezirkulation der gebohrten Feststoffe Probleme hinsichtlich des Gewichtes, der Viskosität und der Geleigenschaften des Bohrschlamms erzeugen, ebenso eine erhöhte Abnutzung in den Schlammpumpen und anderen mechanischen Ausrüstungen, die für das Bohren verwendet werden.
Bei einigen Schlammschüttelsieben wird für das vibrierende Sieb ein feines Siebgewebe verwendet. Das Sieb kann zwei oder mehrere übereinander liegende Schichten eines Siebgewebes haben. Die Schichten können miteinander verbunden werden. Eine Stützeinrichtung, so zum Beispiel eine perforierte oder mit Öffnungen versehene Platte, kann unterhalb des Siebes oder der Siebe verwendet werden. Der Rahmen des vibrierenden Siebes wird elastisch an einer Stützeinrichtung aufgehängt oder montiert und durch einen Vibrationsmechanismus in Schwingungen versetzt, wobei zum Beispiel der Vibrationsmechanismus ein Unwuchtgewicht auf einer mit dem Rahmen verbundenen rotierenden Welle aufweisen kann. Jedes Sieb kann durch die Vibrationsausrüstung in Schwingungen versetzt werden, um einen Fluss der eingefangenen Feststoffe auf den oberen Oberflächen des Siebes zu erzeugen, um die Feststoffe zu entfernen und abzulagern. Die Feinheit oder Grobheit der Maschenlagen eines Siebes können abhängig von der Flussrate des Bohrschlammes und der Größe der zu entfernenden Feststoffe variiert werden.
Viele Siebe, die in Zusammenhang mit Schlammschüttelsieben verwendet werden, sind flach oder annähernd flach (d. h. im Wesentlichen zweidimensional). Andere Siebe sind aufgrund ihrer gewellten, eingedrückten oder angehobenen Oberflächen dreidimensional. Die US-Patente 5,417,793, 5,417,858 und 5,417,859 beschreiben nichtflache Siebe für die Verwendung in Schlammschüttelsieben. Diese Siebe weisen eine untere ebene, mit Öffnungen versehene Platte mit einer Vielzahl von in Abstand angeordneten durchgehenden Öffnungen oder Löchern auf. Die Unterseite der Tröge aus wellenförmigem Siebmaterial werden mit der mit Öffnungen versehenen Platte verbunden. Solche Siebe zeigen mehrere Probleme, Unzulänglichkeiten und Nachteile, unter anderen: Verminderte Flussfläche aufgrund der von den festen Teilen der mit Öffnungen versehenen Platte bedeckten Fläche; die Notwendigkeit, entweder relativ teure mit Öffnungen versehene Platten zu kaufen oder Einrichtungen zum eigenen Lochen einer festen Platte vorzusehen; das Plattengewicht erhöht den Verschleiß von Teilen, so zum Beispiel Stützeinrichtungen für Gummisiebe oder Kissen und kann die erforderliche Vibration behindern; große Oberflächenbereiche der Platten erfordern eine relativ große Menge von Verbindungseinrichtungen, um die Siebe mit der Platte zu verbinden; ferner erhöht ein fertiges Sieb, das relativ schwer ist, die Handhabungsprobleme, Risiken und die Kosten des Schiffsversands.
Ein Schüttelsieb kann aus einer oder mehreren Lagen von Maschendraht aufgebaut werden. Maschendraht wird allgemein in Bezug auf den Durchmesser der Drähte beschrieben, aus dem es gewebt ist, in Bezug auf die Anzahl der Drähte pro Einheitslänge (die so genannte Maschenzahl) und auf die Form oder Größe der Öffnungen zwischen den Drähten. Maschendraht wird in verschiedenen Klassen geliefert. Maschendraht der Klasse „Market" hat allgemein Drähte mit relativ großem Durchmesser. Die „Mill"-Klasse hat Drähte mit vergleichsweise kleinerem Durchmesser und die „Bolting Cloth"-Klasse hat Drähte mit dem kleinsten Durchmesser. Der Typ des gewellten Maschendrahtes hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Drähte mit kleineren Durchmessern haben eine geringere Oberfläche und daher einen geringeren Widerstand, was in größeren Flussraten resultiert. Drähte mit kleineren Durchmessern ergeben für eine gegebene Öffnungsgröße einen höheren Anteil des offenen Bereiches über die Gesamtfläche des Siebes, wodurch größere Flussraten und erhöhte Wirkung ermöglicht werden. Jedoch verziehen sich Siebe der „Bolting Cloth"-Klasse leichter als Siebe aus der Market- oder Mill-Klasse, insbesondere wenn sie in rauen Bedingungen, wie beim Bohr- und Abbauverfahren, eingesetzt werden. Die Drähte mit kleineren Durchmessern tendieren dazu, auch eine geringere Zugspannung zu haben und brechen daher leichter, wobei zusätzlich feinere Drähte dazu tendieren, ihre Form nicht gut zu halten.
Die meisten Maschendrähte leiden unter so genannter „Grenzkorn-Verstopfung". Während der Siebvibration entfernen sich die Drähte ausreichend voneinander, sodass Teilchen mit im Wesentlichen der gleichen Größe wie oder einer etwas größeren Größe als die Öffnungen zwischen den Drähten hindurch fallen und dort festgehalten werden, sodass die Öffnungen des Siebes verstopft und die Wirkungen des Siebes reduziert werden. Wenn ein Teilchen festgehalten wird, wenn die Drähte in ihrem größten Abstand voneinander sind, ist es fast unmöglich, die Teilchen wieder zu entfernen. Manchmal jedoch werden sich danach die Drähte weiter voneinander entfernen, um das festgehaltene Teilchen freizugeben. Unglücklicherweise sind einige Maschendrähte, insbesondere der Bolting Cloth-Klasse gespannt. Diese Spannung behindert jedoch die Bewegung der Drähte. Eine Behinderung der Bewegung hilft zwar beim Einhalten der Form de Maschendrahtes, wobei die Größe der Öffnungen gleich mäßig gehalten werden, um einen gleichmäßigeren oder feineren „Schneidpunkt" zu erzeugen, und wobei der Verschleiß der Drähte durch Aneinanderreiben reduziert wird. Jedoch reduziert die behinderte Bewegung der Drähte die Wahrscheinlichkeit, dass dann, wenn ein Grenzkorn-Teilchen festgehalten wird, die Drähte nachfolgend sich voneinander entfernen, sodass das Teilchen hindurch fallen kann. Die Verwendung von Drähten mit kleinerem Durchmesser und kleineren Profilen hilft, das Verstopfen zu reduzieren. Mit einem Draht mit kleinerem Durchmesser ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Teilchen in der Mitte einer Öffnung festgehalten wird.
Mehrere Schichten aus Maschendraht können verwendet werden, um das Verstopfen zu mildern. Das US-Patent Nr. 4,033,865 beschreibt, zwei Maschenlagen in einer Art vorzusehen, bei der zumindest ein Draht der unteren Maschendrahtschicht jede Öffnung in der oberen Maschendrahtschicht schneidet. Die Öffnungen in jedem Maschendraht sind zumindest zweimal so breit wie die Durchmesser der Drähte, und die untere Maschenlage hat Öffnungen mit der gleichen Größe oder mit einer etwas größeren Größe wie die Öffnungen in der oberen Maschendrahtlage. Die untere Maschendrahtlage hindert, wenn sie eng an der oberen Maschendrahtlage anliegt, Teilchen, weit genug in eine Öffnung in der oberen Maschendrahtlage einzuwandern und festgehalten zu werden. Eine gewisse relative Bewegung der Lagen hilft auch, Teilchen, die in der oberen Lage festgehalten wurden, wieder zu entfernen. Diese Anordnung aus zwei Lagen hat den weiteren Vorteil eines feineren „Schneidpunktes", sodass auch kleinere Partikel abgetrennt werden können. Eine dritte „Stützlage" aus relativ grobem Maschendraht der „Mill-Klasse" wird oft verwendet, um die größte Belastung auf das Sieb aufzunehmen und die Zugspannung des Siebes zu erhöhen.
Ein weiteres Problem, das in vielen Anwendungen auftritt, ist das Reißen des Siebes. Dieses Problem ist insbesondere akut bei Anwendungen mit hohen Belastungen, so zum Beispiel beim Bohren und bei Abbauverfahren. Ein beschädigtes Sieb muss ersetzt oder repariert werden. Um eine Reparatur zu erleichtern, werden die Sieblagen mit einer festen oder halbfesten Stützplatte verbunden, die ein Muster aus großen Öffnungen aufweist, die an dem Sieb mehrere kleine Zellen aus Maschendraht bilden. Wenn ein Riss in dem Sieb auftritt, wird der Maschendraht, der in der Zelle, in der der Riss auftrat, verblieb, ausgeschnitten und die Zelle abgedeckt. Dadurch wird die Wirkung des Siebes verringert, jedoch die Betriebsdauer verlängert. Allgemein können mehrere Zellen eines Siebes repariert werden, bevor dessen Wirkung so weit absinkt, dass ein Ersatz notwendig ist. Unglücklicherweise behindert die Verbindung des Siebes mit der Stützplatte weiterhin eine relative Bewegung der einzelnen Lagen und der Drähte in jeder Maschendrahtlage, sodass das Problem der Verstopfung verschlimmert wird.
Verstopfen und Reißen der Siebe reduzieren die Wirkung des Siebes kontinuierlich über ihre nutzbare Betriebsdauer. Auch wenn die Wirkung dadurch erhöht werden kann, dass die Gesamtfläche der Siebe erhöht wird, ist die Größe des Siebes bei den meisten Anwendungen limitiert, so zum Beispiel bei Bohrgestellen, insbesondere bei solchen auf Offshore-Plattformen. So muss allgemein ein Kompromiss zwischen der Wirkung, der Betriebsdauer, der Reparaturmöglichkeit und der Verhinderung des Verstopfens der Siebe eingegangen werden.
Die GB-A-2,312,858 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer Siebanordnung, das die Schritte umfasst, drei Lagen aus Maschendraht mit ansteigender Maschengröße und eine perforierte thermoplastische Folie in einer Sandwich-Art anzuordnen, die perforierte thermoplastische Folie aufzuheizen und die Sandwichanordnung abzukühlen, damit die drei Maschenlagen miteinander verbunden werden. Ebenso ist eine Alternative beschrieben, einen flüssigen Klebstoff, so zum Beispiel Epoxyharz zu verwenden.
Die US-A-5,868,889 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Papierfilters zum Filtern von Gasen und Flüssigkeiten. Das Verfahren umfasst den Schritt, eine Lage aus einem Papierfiltermaterial zu falten und den unteren gefalteten Rand einer jeden Falte mit einer Kleberwulst zu verbinden, die auf ein Mikrofaservlies mit Hilfe von zwei einen Klebstoff abgebenden Düsen aufgebracht wurde.
Die US-A-5,971,159 beschreibt eine Siebanordnung für ein Schlammschüttelsieb. Die Siebanordnung weist drei Lagen aus gewelltem Maschendraht auf, die miteinander und mit einer Platte verbunden sind.
Die PCT-Veröffentlichung WO 01/39862 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Siebes für eine Vibrationstrenneinrichtung, wobei dieses Verfahren die Schritte aufweist, zumindest zwei Lagen eines Siebmateriales übereinander anzuordnen und auf eine der zumindest zwei Lagen des Siebmateriales Kleber aufzubringen, um zumindest Teile der Lagen miteinander zu verbinden, wobei dieser Kleber auf einer der zumindest zwei Lagen aus Siebmaterial über eine Rolle mit einer gemusterten Oberfläche aufgebracht wird, sodass die Menge des Klebers auf die zumindest zwei Lagen aus Siebmaterial in einem Muster aufgebracht wird, das im Wesentlichen der gemusterten Oberfläche der Rolle entspricht.
Es besteht daher die Notwendigkeit für ein (entweder nichtflaches oder flaches) Sieb, das brauchbar, wirkungsvoll und kostengünstig ist, jedoch einfach und billig herzustellen, leicht zu handhaben und relativ unaufwendig zu transportieren ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Siebes für eine Vibrationstrennvorrichtung unter Verwendung einer Vorrichtung mit einem Hauptkörper und mehren damit bewegbar verbundenen Düsen und mit zumindest einer Randdüse vorgesehen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, zumindest eine Lage aus Siebmaterial unterhalb zumindest einem Teil der Vorrichtung zu platzieren,
einen Kleber aus zumindest einer der mehreren Düsen in einem Muster auf zumindest einem Bereich der zumindest einen Lage aus Siebmaterial aufzubringen, indem die mehreren Düsen über die zumindest eine Lage aus Siebmaterial bewegt werden,
einen Kleberwulst aus der zumindest einen Randdüse auf das Siebmaterial mit Hilfe der Randdüse aufzubringen, um das Erzeugen zumindest eines Teiles eines Randes auf das Sieb zu erleichtern, und
das Siebmaterial entlang der Kleberwulst abzuscheren, um einen Rand für das Siebmaterial zu erzeugen.
Weitere oder bevorzugte Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 aufgeführt.
Mit der Erfindung wird auch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Siebes angegeben, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Verteiler mit mehreren darauf angeordneten Düsen zum Aufbringen eines Klebers auf ein Sieb und zumindest eine Randdüse zum Aufbringen einer Kleberwulst aufweist, um das Ausbilden zumindest eines Teiles eines Randes auf das Sieb zu erleichtern, und ferner eine Trennvorrichtung aufweist, um das Siebmaterial längs der Kleberwulst abzutrennen, um einen Rand für das Siebmaterial zu erzeugen.
Bevorzugte und vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen 12 bis 18 angegeben.
Mit der Erfindung wird auch ein Sieb gemäß dem Anspruch 19 angegeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführung ist das Sieb zu einer Rolle aufgerollt.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung werden Ausführungsbeispiele anhand der begleitenden Zeichnung näher erläutert, in der:
1A eine schematische Ansicht von unten auf eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Klebers auf ein Sieb gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
1B und 1C jeweils Aufsichten auf Klebermuster sind, die bei einer Siebanordnung und bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
2A bis 2D ebene Aufsichten auf Klebemuster sind, die bei einer Siebanordnung und bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
3 eine Aufsicht auf eine Siebkomponente ist, die in einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
4A eine Aufsicht auf ein Ende einer aufgerollten Siebkomponente ist, zum Beispiel auf eine Siebkomponente entsprechend 3;
4B ist eine Aufsicht auf ein Ende einer aufgerollten Siebkomponente, zum Beispiel entsprechend der Siebkomponente in 3;
5A eine Aufsicht auf ein Substrat für einen Kleber für eine Siebanordnung ist, das bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
5B eine Aufsicht ist, die das Substrat gemäß 5A mit einem darauf abgelegten Klebermuster zeigt;
5C eine Aufsicht auf das Klebermuster gemäß 5B ist, das von dem Substrat gemäß 5A entfernt wurde;
5D eine Aufsicht auf ein Ende des aufgerollten Klebermusters gemäß 5C ist; und
6A bis 6C jeweils Seitenansichten einer Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
1A zeigt eine Vorrichtung 100 zum Aufbringen eines Klebers, die einen Hauptkörper 4 mit entsprechenden Steuerungen, Flusslinien usw., wie dieses im Stand der Technik gut bekannt ist, und zwei Verteiler 1 und 2 aufweist, die beweglich mit der Vorrichtung 100 durch jede beliebige bekannte geeignete Einrichtung zum Verschieben der Verteiler verbunden sind. Ein dritter Düsenverteiler 3 ist fest in Bezug auf die Vorrichtung 100 gehalten. Bei einer speziellen Ausführungsform kann ein Kulissen-Nockenantrieb CA verwendet werden, um die Verteiler 1 und 2 in Bezug zu dem Hauptkörper 4 zu bewegen.
Wie durch den Pfeil 8 in 1A angedeutet, schwingen die Verteiler 1, 2 in einem ungefähren rechten Winkel zu dem Hauptkörper 4, obwohl es im Rahmen dieser Erfindung liegt, diese so zu positionieren, dass sie in jedem gewünschten Winkel in Bezug auf den Hauptkörper 4 schwingen. Ein Pfeil 9 gibt die Laufrichtung des Siebmateriales (einschließlich der, jedoch nicht beschränkt auf die hier beschriebenen Siebmateriale) unterhalb der Düsen 6 des Verteilers 1, der Düsen 5 des Verteilers 2 und der Düsen 7 des Verteilers 3 an. Ein Förderer, so zum Beispiel ein Förderband oder ein Laufband können verwendet werden, um die Siebe in der Laufrichtung 9 zu fördern. Es kann jede beliebige Anzahl von Düsen auf jedem Verteiler und jede beliebige Anzahl von Verteilern verwendet werden, die stationär oder relativ zu dem Hauptkörper 4 bewegbar sind. Der Verteiler 3 kann ebenso wie einer oder beide Verteiler 1 und 2 fortgelassen werden. Die Position der Düsen 7 kann relativ zu dem Verteiler 3 eingestellt und vor dem Aufbringen des Klebers in gewünschter Weise bewegt werden. Wenn sie einmal positioniert sind, werden sie auswechselbar an ihrem Platz mit einem geeigneten Befestigungsgerät und/oder Befestigungsmittel(n) fixiert.
In gewissen speziellen Ausführungsformen weist eine Vorrichtung 100 bewegbare Verteiler auf, deren Schwingungsrate von 7 bis 200 Schwingungen pro Minute und deren Schwingungsamplitude bis auf 4,5 cm (1,75 Zoll) einstellbar sind. Das Siebmaterial kann bei bestimmten Ausführungsformen unterhalb der Kleberdüsen mit 0,025 bis 0,15 m/s (5 und 30 Fuß pro Minute) verschoben werden, und die Düsen der bewegbaren Verteiler haben einen Mittenabstand von 4,2 cm (1,65 Zoll) (d.h. Mittelpunkte der Düsen sind voneinander 4.2 cm (1,65 Zoll) entfernt). Bei bestimmten Aus führungsformen können die Spitzen der Düsen (auf allen Verteilern) nach oben und unten verstellt werden, sodass der Abstand zwischen der Düsenspitze und dem Siebmaterial zwischen 0,6 cm (1/4 Zoll) bis 2,5 cm (1 Zoll) eingestellt werden kann. Der Abstand der Düsen des Verteilers 3 kann in gewünschter Weise eingestellt werden. Das Steuergerät CA kann automatisch oder nach Wunsch den Kleberfluss zu jeder Düse oder einer beliebigen Anzahl von ausgewählten Düsen, zum Beispiel jedoch nicht beschränkt zu jeder anderen Düse starten, beziehungsweise den Kleberfluss abstellen. Ebenso kann eine der beiden bewegbaren Verteiler stationär verwendet werden, während der andere oszilliert. Bei speziellen besonderen Ausführungsformen haben die Kleberwülste für die Siebe gemäß den 1B bis 1D Querschnitte wie vorhergehend beschrieben oder diese liegen zwischen 0,08 bis 0,32 cm² (0,012 bis 0,05 Quadratzoll), wenn sie auf das Siebmaterial, das sich unterhalb der Kleberdüsen zwischen 5 bis 15 Fuß pro Minute bewegt wird, aufgebracht werden, oder sie liegen zwischen 0,045 bis 0,32 cm² (0,007 bis 0,05 Quadratzoll) im Querschnitt, wobei sich das Material mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,075 bis 0,15 m/s (15 bis 30 Fuß pro Minute) bewegt. Spezielle Kleber, die für die Kleberwülste verwendet werden können, sind die bekannten PUR-Kleber oder die bekannten EVA-Kleber.
1B zeigt ein Muster von Kleberwülsten 10, das durch eine Vorrichtung gemäß 1A aufgebracht wurde. Die Linien in 1B zeigen die Mittellinien der linearen Kleberwülste, wobei jeder beliebige hier beschriebene Kleberwulst verwendet werden kann. Das Sieb mit solchen linearen Kleberwülsten wird abgetrennt, indem der Kleberwulst mit einer Trennvorrichtung, einem Messer oder einer Schere oder einer geeigneten Abtrenneinrichtung abgelängt wird. Der Abstand „a" ist der Abstand zwischen benachbarten horizontalen Spitzen (gesehen wie in 1B), der Vielzahl der Parallelogramme 11, und der Abstand „d" ist der Abstand zwischen benachbarten vertikalen Scheiteln (gesehen wie in 1B) der Parallelogramme 11. Das Bezugszeichen „c" stellt einen Krümmungsradius für einen Krümmungsbereich an, der einen Wechsel in der Richtung der Kleberwülste anzeigt. Bei speziellen Mustern von Klebewülsten entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Abstand „a" etwa 7,4 cm (1,90 Zoll), der Abstand „b" ist etwa 4,2 cm (1,65 Zoll); und „c" ist 0,33 cm (0,13 Zoll).
1C zeigt ein Muster aus Kleberwülsten 12, das durch eine Vorrichtung gemäß 1A oder durch irgendeine im Vorhergehenden diskutierte Vorrichtung aufgebracht worden ist. Die Linien in 1C zeigen die Mittellinien der linearen Kleberwülste, (wobei jede beliebige hier beschriebene Kleberwulst für diese Wülste verwendet werden kann). Der Abstand „d" ist der Abstand zwischen benachbarten horizontalen Scheiteln (gesehen wie in 1C) der Vielzahl der Parallelogramme 13, und der Abstand „e" ist der Abstand zwischen benachbarten vertikalen Scheiteln (gesehen wie in 1C) der Parallelogramme 13. Der Buchstabe „f" gibt einen Krümmungsradius einer Kurve an, die einen Wechsel in der Richtung eines Kleberwulstes anzeigt. Bei einem speziellen Muster von Kleberwülsten entsprechend der vorliegenden Erfindung ist der Abstand „d" etwa 4,8 cm (1,90 Zoll); der Abstand „e" ist etwa 8,4 cm (3,30 Zoll); und „f" ist 0,33 cm (0,13 Zoll). Es liegt im Bereich bestimmter Ausführungsbeispiele gemäß dieser Erfindung, dass der Krümmungsradius (zum Beispiel Zeichen „c" oder „f") im Bereich zwischen 0,025 cm (0,01 Zoll) und 7,6 cm (3 Zoll) liegt.
Entsprechend dem Pfeil 8 in 1A deutet der Pfeil 14 in 1C die Bewegungsrichtung der bewegbaren Düsenverteiler an, um das Muster 12 (und das Muster 10 in 1B) zu erzeugen. Mit geeigneten Einstellungen für die Bewegungsgeschwindigkeit des Siebmateriales unter den Verteilern der Vorrichtung 100 und einer geeigneten Bewegungsgeschwindigkeit der bewegbaren Verteiler kann eine gewünschtes Muster von Kleberwülsten erzeugt werden.
2A zeigt ein Siebmaterial 20, auf das ein Muster 25 aus Kleberwülsten mit Hilfe einer Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebracht wurde, wobei dies jedoch nicht beschränkt ist auf eine Vorrichtung entsprechend der Vorrichtung 100 in 1A. Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß der vorliegenden Erfindung jedes gewünschte Muster von Kleberwülsten auf das Siebmaterial 20 aufgebracht werden kann. Die Linien 21, 22, 23 und 24 zeigen die Mittellinien der linearen Kleberwülste, die zum Beispiel durch einen Verteiler entsprechend dem Verteiler 3 in 1A mit vier Kleberdüsen aufgebracht wurden (oder durch einen Verteiler mit mehr als vier Düsen, wobei jedoch lediglich vier Düsen für dieses Verfahren in Betrieb sind). Alternativ können gemäß der vorliegenden Erfindung die Kleberwülste, deren Mittellinien die Linien 21 bis 24 sind, aufgebracht werden, bevor oder nachdem das Siebmaterial 20 unterhalb der bewegbaren Düsen transportiert wird, die das Muster 25 erzeugen (wobei dieses Muster sich selbstverständlich über im Wesentlichen die ganze Fläche des Siebmateriales 20 erstreckt, auch wenn es in 2A nur teilweise für drei Bereiche gezeigt ist). Die Linien 21 bis 24 sind Trennlinien, längs denen das Siebmaterial 20 längs des abgelegten Klebermusters geschnitten wird, wodurch drei Blätter eines mit einem Klebermuster versehenen Siebmateriales, jedes mit der gewünschten Breite „g", erzeugt werden. Diese drei Blätter werden (mit jeder gewünschten Länge) hergestellt, wobei jedes Blatt einen Kleberwulst entlang seiner Außenkanten aufweist, wonach das Siebmaterial längs der Linien 21 bis 24 geschnitten wird. Bei einer speziellen Ausführung ist der Abstand „g" etwas 29,8 cm (11,75 Zoll) und der Abstand „h" ist etwa 3,5 cm (1,38 Zoll).
2B zeigt Siebmaterial 26 entsprechend dem Siebmaterial 20 mit hier dargestellten durchgehenden Kleberwülsten 27 bis 29, 39, mit jeweils einer Trennlinie entlang der Kleberwulst. 2C zeigt das Siebmaterial 26 ebenfalls mit (in 2C) vertikalen und mit Abstand angeordneten Kleberwülsten 30, 31 mit Trennlinien 32, 33. Mit solchen Wülsten 30, 31 werden Abschnitte des Siebmateriales mit Rändern erzeugt, die jeweils einen Rand aus einem Kleberwulst aufweisen, so zum Beispiel die Ränder 34, 35 des Abschnittes 36. Das Siebmaterial 26 weist ein Muster 38 aus Kleberwülsten auf, das aus einem geeigneten Muster aus Kleberwülsten besteht und jedes hier beschriebene Klebermuster sein kann. Die Kleberwülste 30, 31 können mit jeder geeigneten Vorrichtung wie oben beschrieben aufgebracht werden.
Obwohl in den 2A bis 2C ein Verfahren illustriert ist, bei dem drei Sieb-Unterbereiche sich über die Breite des anfänglichen Blattes aus Siebmaterial erstrecken, liegt es im Bereich der Erfindung, ein, zwei, vier, fünf oder mehr Siebe aus der anfänglichen Breite des Siebmateriales zu erzeugen. 2D zeigt ein Siebmaterial 40, auf das ein Klebermuster 42 gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht wurde. Drei Kleberwülste (die in ihrer gesamten Länge nicht gezeigt sind) haben je weils eine Trennlinie 43, 44, 45. Wenn das Siebmaterial 40 längs der Trennlinien 43 bis 45 aufgetrennt wird, werden zwei Siebabschnitte 46, 47 erzeugt. Bei einer speziellen Ausführung ist der Abstand „i" etwa 6,35 cm (2,50 Zoll); der Abstand "j" ist etwa 41,9 cm (16,50 Zoll); und der Abstand „k" ist etwa 97 cm (38 Zoll). Jedes beliebige Muster kann für das Klebermuster 42 verwendet werden. Es liegt im Rahmen dieser Erfindung, Kleberwülste aufzubringen, um Ränder der mit Kleber versehenden Siebbereiche wie bei den Kleberwülsten 30, 31 in 2C zu bilden.
Siebmaterial und/oder ein Substrat, auf dem Kleber abgelegt werden soll, können unter einer solchen Vorrichtung oder einem Verteiler mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,0025 m/s (6 Zoll pro Minute) und 0,25 m/s (50 Fuß pro Minute) bewegt werden. Bei bestimmten anderen Ausführungen liegt diese Geschwindigkeit zwischen 0,025 m/s (5 Fuß pro Minute) und 0,15 m/s (30 Fuß pro Minute).
Bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung wird ein Klebermuster auf ein Substrat aufgebracht, das kein Sieb oder eine Maschenlage oder eine Kombination oder eine Mehrfachanordnung hieraus ist. Bei bestimmten Ausführungsformen verbleibt das Klebermuster auf dem Substrat, und die Anordnung aus Kleber und Substrat wird mit einer oder auf einer oder mit, auf einer oder zwischen mehr als einer Lage des Siebes oder des Maschendrahtes verwendet, um eine Siebanordnung auszubilden. Bei anderen Ausführungen wird das Klebermuster, zum Beispiel in einem gehärteten, halb gehärteten oder unvollständig ausgehärtetem Zustand von dem Substrat getrennt und zwischen Lagen oder auf eine Lage des Siebes und/oder des Maschendrahtes aufgebracht, um eine Siebanordnung zu bilden. Es liegt im Rahmen dieser Erfindung für solche Ausführungen, jeden geeigneten Kleber zu verwenden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf thermoplastische und/oder heiß fixierbare Kleber. Jedes geeignete Substrat kann verwendet werden, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Papier, Karton, Kraftpapier, Wachspapier, Wachskarton, ablösbares Bogenmaterial und ein Material, von dem Klebstoff entfernbar ist, ohne den Kleber zu deformieren oder zu zerstören und ohne ein gewünschtes Klebermuster negativ zu beeinflussen.
Bei bestimmten Ausführungen wird ein Blatt oder ein Stück einer Kombination aus Kleber und Substrat oder ein von einem Substrat abgetrenntes Klebermuster in eine Materialrolle geformt (mit dem Kleber auf der Außenseite oder dem Kleber auf der Innenseite; wenn das Substrat eingeschlossen ist), die dann zur Bildung einer Siebanordnung verwendet wird. Eine Kombination aus Kleber und Substrat oder ein abgetrenntes Klebermuster gemäß der vorliegenden Erfindung können gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine Siebanordnung in einer beliebigen Art herzustellen, bei der Druck und/oder Wärme auf eine Kombination dieser Stoffe mit einer oder mehreren Schichten eines Siebes und/oder einer Maschenlage angewendet werden.
3 zeigt eine Kombination 50 aus Kleber/Substrat mit einem Papiersubstrat 52 und einem darauf abgelegten Klebermuster 54 (wobei jeder Kleber verwendet werden kann, der geeignet für die Anwendung bei einer Siebanordnung für eine Vibrationstrenneinrichtung ist). Alternativ kann das Muster jedes beliebige gewünschte Muster einschließlich der hier beschriebenen Muster sein.
4A zeigt eine Rolle 51 der Kombination 50 aus Kleber und Substrat gemäß 3. Wie dargestellt, wird die Rolle mit dem Substrat auf der Außenseite der Rolle und dem Klebermuster auf der Innenseite des Substrates aufgerollt; es liegt jedoch im Rahmen dieser Erfindung, diese Positionierung der Komponenten umzukehren (was auch für jedes beliebige Rollenmaterial entsprechend der vorliegenden Erfindung gilt), wie dieses etwa in 4B gezeigt ist. Eine solche Rolle (und jedes andere hier beschriebene Rollenmaterial) kann für eine nachfolgende Verwendung aufgerollt werden. Bei gewissen Ausführungen kann, wenn es benötigt wird, eine solche Materialrolle aufgeheizt werden, um das Abrollen zu erleichtern.
5A zeigt ein Stück eines ablösbaren Bogenmateriales 62 (oder eines Wachspapiers oder eines Wachskartons), auf das ein Klebermuster aufgebracht werden soll. 5B zeigt das erzielte Klebermuster 64, das auf das Bogenmaterial 62 aufgebracht wurde. 5C zeigt die resultierende Lage aus einem Klebermuster 64, nachdem diese von dem Substrat des ablösbaren Bogenmateriales 62 abgetrennt wurde. Die Lage aus dem Klebermuster 62 kann als flache Lage verwendet werden, wie dieses in 5C dargestellt ist; oder sie kann, wie in 5D gezeigt, als Rolle 61 für eine zukünftige Verwendung aufgerollt werden.
6A zeigt eine Siebanordnung 70 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Klebermuster 74 gemäß der vorliegenden Erfindung, das von einem Substrat abgetrennt wurde, auf das es vorher aufgebracht wurde. Das Klebermuster 74 wurde auf eine Lage (oder auf Lagen) aus Siebmaterial 73 aufgebracht. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das Klebermuster 74 (jedes beliebige Klebermuster gemäß der vorliegenden Erfindung) auf und/oder in das Siebmaterial 73 gepresst werden, und/oder es kann Wärme der Kombination aus Klebermusters und der Sieblage zugeführt werden, um das Siebmaterial 73 mit einem oder allen Klebermustern 74 zu verschmelzen und/oder die beiden Materialien miteinander zu verbinden und/oder zu imprägnieren. Das Siebmaterial 73 kann jedes beliebige Sieb, Siebe, ein Maschendraht oder Maschendrähte oder jede beliebige Kombination hieraus sein. Das Klebermuster und die Sieblage(n) können in jeder geeigneten Art verpresst werden; so zum Beispiel, jedoch nicht hierauf beschränkt, zwischen zwei gegenläufigen Presswalzen, durch eine flache Platte, beheizt oder nicht, die auf die Oberseite dieser Kombination aufgesetzt ist, und/oder zwischen den ebenen Platten einer Presseinrichtung.
6B zeigt eine Siebanordnung 80 gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Klebermusterschicht 84 (entsprechend dem Klebermuster 74 in 6A oder jeder der alternativen Versionen) zwischen zwei Sieblagen 83, 85 aufweist (wobei jede wie die Sieblage 73 in 6A oder wie jede der alternativen Versionen ausgebildet ist). 6C zeigt eine Siebanordnung 90 mit zwei Lagen 94, 96 aus Klebermustern (wobei jede entsprechend der Klebermusterlage 74 in 6A oder jeder der alternativen Ausführungen ausgebildet ist). Eine Sieblage 93 (wie die Sieblage 73 in 6A oder jede der alternativen Ausführungen) wird zwischen die Klebermusterlagen 94, 96 eingefügt. Die Komponenten der Siebanordnungen gemäß den 6B und 6C können mit Wärme und/oder Druck behandelt werden, wie dieses zu den Komponenten der Siebanordnung 70 oben in 6A beschrieben worden ist.
6D zeigt eine Siebanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Lage 99 aus Siebmaterial, auf deren beide Seiten Lagen aus Klebemustern 95 und 97 aufgebracht sind. Jede Klebermusterlage wurde nicht von einem Substrat 92 beziehungsweise 98 getrennt, auf die die Lagen aus Klebermuster vorher aufgebracht wurden. Die Lage 99 aus Siebmaterial kann aus jedem beliebigen Siebmaterial bestehen, das hierin beschrieben wurde. Die Substrate 92, 98 können beliebige hierin beschriebene Substrate sein. Bei einer speziellen Ausführung können die Substrate aus geeigneten Bogenmaterial aus Karton (zum Beispiel gewachst) sein, das als Schutzabdeckung oder Verpackung für die resultierende Siebanordnung dient, (wobei die Enden in geeigneter Weise übereinander gefaltet oder versiegelt sind). Ein solcher Karton kann in entsprechende Größe geschnitten werden und Eigenschaften aufweisen, um einer Wärmebehandlung und/oder Druckbehandlung auf die Kombination aus Kleber und Siebmaterial standzuhalten.
Es liegt im Rahmen dieser Erfindung für jede hier beschriebene Siebanordnung mit einer Klebermusterlage, ein Substrat vorzusehen, auf dem die Klebermusterlage ausgebildet ist. Das Substrat wird anschließend von der resultierenden Siebanordnung entfernt, indem es abgepellt wird, abgebrannt wird, chemisch degradiert wird (wobei chemische Stoffe mit oder ohne Druck angewendet werden) oder durch Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) abgespült wird. Bei jeder Ausführungsform einer hier beschriebenen Siebanordnung, bei der eine Kombination aus Kleber und Substrat in der Siebanordnung verwendet wird, kann die Seite des Substrates oder die Seite des Klebermusters auf der Außenseite, und zwar entweder der Ober- oder Unterseite (oder auf beiden) der Siebanordnung gelegen sein. Es liegt ebenfalls im Rahmen dieser Erfindung, dass das Substrat mehrere Lagen aus ähnlichem oder unterschiedlichem Material enthalten kann.
„Siebmaterial" für jedes Sieb oder jede Siebanordnung gemäß den 1A bis 6C kann jedes Siebmaterial sein, das hier beschrieben wurde, wobei dieses jedoch nicht hierauf beschränkt ist, und es kann nach dem Aufbringen des Klebers gewellt werden. Solch eine gewellte Form kann die Form eines beliebigen gewellten Siebes haben, das in dem Stand der Technik für die Verwendung in Vibrationstrenneinrichtungen oder Schlammschüttelsieben beschrieben ist.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Siebes für eine Vibrationstrennvorrichtung unter Verwendung einer Vorrichtung mit einem Hauptkörper und mehreren damit bewegbar verbundenen Düsen und mit zumindest einer Randdüse, wobei das Verfahren die Schritte aufweist, zumindest eine Lage aus Siebmaterial unter der Vorrichtung zu platzieren, einen Kleber aus zumindest einer der mehreren Düsen in einem Muster auf zumindest einem Bereich der zumindest einen Lage aus Siebmaterial aufzubringen, indem die mehreren Düsen über die zumindest eine Lage aus Siebmaterial bewegt werden, eine Kleberwulst aus der zumindest einen Randdüse auf das Siebmaterial mit Hilfe der Randdüse aufzubringen, um das Erzeugen zumindest eines Teiles eines Randes für das Sieb zu erleichtern, und das Siebmaterial entlang der Kleberwulst abzuscheren, um einen Rand für das Siebmaterial zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Düsen der Vorrichtung fest an einem Verteiler angeordnet sind und dieser Verteiler sich bewegt, wenn Kleber durch die mehreren Düsen aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei ferner der Schritt vorgesehen ist, das Siebmaterial längs des Kleberwulstes abzuscheren, um voneinander getrennte Abschnitte des Siebmateriales zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kleberwulst in zwei Wulstbereiche getrennt wird, wobei jeder Wulstbereich den Rand eines daraus resultierenden getrennten Abschnittes aus Siebmaterial bildet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen Randverteiler aufweist, an dem die mehreren Randdüsen angeordnet sind, die jeweils zum Aufbringen eines separaten Kleberwulstes auf das Siebmaterial ausgebil det sind, wobei das Verfahren ferner den Schritt aufweist, mehrere voneinander mit Abstand angeordnete Kleberwülste auf das Siebmaterial aufzubringen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner der Schritt vorgesehen ist, insgesamt vier Kleberwülste in zwei voneinander mit Abstand angeordneten Paaren auf das Siebmaterial aufzubringen, und zumindest eine der Klebewülste in Längsrichtung aufzutrennen, um ein vierseitiges Sieb mit einem Teil jeder Klebewulst entlang eines Randes an allen vier Seiten des zumindest einen vierseitigen Siebes zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ferner der Schritt vorgesehen ist, die zumindest eine Lage aus Siebmaterial unterhalb der Kleber aufbringenden Vorrichtung kontinuierlich zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bewegungsgeschwindigkeit der zumindest einen Lage aus Siebmaterial unter der Vorrichtung zwischen 0,025 m/s (5 Fuß pro Minute) und 0,15 m/s (30 Fuß pro Minute) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lage aus Siebmaterial ein Substrat ist, und das Verfahren ferner die Schritte aufweist, Siebmaterial auf den Kleber aufzubringen und das Substrat von dem Kleber zu trennen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Substrat eines der folgenden Materialien ist: Papier, Karton, Kraftpapier, Wachspapier, Wachskarton, ablösbares Bogenmaterial und ein Material, von dem Klebstoff entfernbar ist, ohne den Klebstoff zu deformieren oder zu zerstören und ohne ein gewünschtes Klebstoffmuster negativ zu beeinflussen.
Vorrichtung zum Herstellen eines Siebes, wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen Verteiler (1) mit mehreren darauf angeordneten Düsen (6) zum Aufbringen eines Klebers auf ein Sieb und zumindest eine Randdüse (7) zum Aufbringen einer Kleberwulst aufweist, um das Ausbilden von zumindest eines Teiles eines Randes des Siebes zu erleichtern, und ferner eine Trennvorrichtung aufweist, um das Siebmaterial längs der Kleberwulst aufzutrennen, um einen Rand für das Siebmaterial zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, die ferner einen Hauptkörper (4) und eine Einrichtung zum Ermöglichen einer Bewegung des Verteilers (1) relativ zu dem Hauptkörper (4) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, die ferner einen zweiten Verteiler (2) mit mehreren Düsen (5) und eine Einrichtung (CA) aufweist, um eine Bewegung des zweiten Verteilers (2) relativ zu dem Hauptkörper (4) zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 12 und 13, wobei die Einrichtung (CA) eine Nocken-Joch-Anordnung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, 13 oder 14, wobei ferner ein Randverteiler (3) mit zumindest einer Randdüse (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Randverteiler (3) relativ zu dem Hauptkörper (4) fest ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei ferner eine Fördereinrichtung (9) zum Fördern eines Siebes oder eines Substrates unter die Düsen (5, 6) und zumindest eine Randdüse (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Verteiler (1) im Wesentlichen senkrecht zu der Förderrichtung der Fördereinrichtung (9) angeordnet ist.
Sieb, das nach dem Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt ist, wobei das Sieb eine aufgetrennte Kleberwulst aufweist, die zumindest einen Teil eines Randes für das Sieb bildet.
Sieb nach Anspruch 19, wobei das Sieb zu einer Rolle aufgerollt ist.