超聲篩選的設(shè)備和方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]對(duì)于各種工序，尤其那些涉及散裝物料特別是粉末的裝載、使用或者生產(chǎn)的工序，通常要篩選所生產(chǎn)或者使用的散裝物料。在這個(gè)背景下，已知很多年的情況是，篩布的激振能實(shí)質(zhì)提高生產(chǎn)能力。超聲篩選過程中的生產(chǎn)能力取決于篩布形成阻塞的趨勢(shì)。通過超聲波的使用，篩布開口保持暢通，因?yàn)橥ㄟ^超聲波運(yùn)動(dòng)，靜態(tài)摩擦轉(zhuǎn)換為更小的滑動(dòng)摩擦，并且粉末橋碎開。
[0002]不過，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，用于超聲篩選的超聲波的使用必需滿足一些條件。為了確保超聲波振動(dòng)令人滿意地導(dǎo)入到篩布，必須使用金屬篩布，此外它們必須準(zhǔn)確滿足確定的張緊條件。在實(shí)踐中，目前，僅篩孔低于300 μ m的篩布能夠被使用。
[0003]適當(dāng)?shù)纳⒀b物料也限制了已知的超聲波篩子的使用，或者限制了它們的效率。潮的或者濕的散裝物料導(dǎo)致了超聲波運(yùn)動(dòng)的大量衰減以及因此的損耗。使用其他的散裝物料，可能有靜電積聚，該靜電積聚阻礙生產(chǎn)能力。
[0004]許多年來，一直有探索去發(fā)現(xiàn)，以更有效的方式將超聲波引入篩布的方法，目的是提高能夠使用超聲篩選來實(shí)現(xiàn)的生產(chǎn)能力。因此，例如，從US 5386169可知，怎樣在篩框上承受超聲波振動(dòng)，接著被傳遞到伸展在篩框中的篩布。但是該方法僅僅對(duì)于相對(duì)小的篩子可行，因?yàn)榘殡S篩布區(qū)域離篩框增長(zhǎng)的距離，衰減效應(yīng)使得該超聲波振動(dòng)的振幅越來越弱。
[0005]因此，轉(zhuǎn)變發(fā)生了，尤其對(duì)于大的超聲篩，不再通過篩框來實(shí)施篩布的超聲波激振，而是通過聲音導(dǎo)體或者諧振器，即，聲音導(dǎo)體被調(diào)到特別的超聲波頻率，該聲音導(dǎo)體被布置在篩布上，尤其那些被粘在適當(dāng)位置的篩布。這種篩選系統(tǒng)是已知的，例如從FR 2 682050 或者 DE 10 2006 047 592 可知。
[0006]為了確保在整個(gè)篩布上足夠的音波輸入，最為多樣化的方法已經(jīng)被選擇，例如，持續(xù)激振聲音導(dǎo)體進(jìn)入共振的(參見，例如，DE 44 18 175 Al)或者有關(guān)工作點(diǎn)的頻率變化，在該工作點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)接受來自生成器的高能，該生成器驅(qū)動(dòng)超聲波轉(zhuǎn)換器(參見，例如，EP 2 049 274 BI)。
[0007]然而，已經(jīng)顯示這些方法也還具有缺點(diǎn)。一方面，附接聲音導(dǎo)體或者諧振器有費(fèi)用，并且在將聲音導(dǎo)體連接到篩框中有問題，其被認(rèn)為阻止超聲波能量不合需要地流入篩框，另一方面，聲音導(dǎo)體必須被機(jī)械支撐，尤其就篩選過程進(jìn)一步由外部運(yùn)動(dòng)，例如滾動(dòng)篩選所維持的篩選系統(tǒng)來說。
[0008]最后，在提供必要的超聲波強(qiáng)度于篩布的每個(gè)地方這個(gè)方面，還有亟待解決的問題。這些問題具體表現(xiàn)在，超聲波激振不能在篩布的每個(gè)地方去除發(fā)生粘附的顆粒。就聲音導(dǎo)體被牢固連接到篩布來說，振動(dòng)的能量強(qiáng)度與所達(dá)到的振幅經(jīng)常不足以從篩孔開口去處粘附的顆粒。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明所要解決的問題就是提供一種超聲篩選方法與一種超聲篩子，該方法與篩子確保了遍及篩布的超聲波激振的改進(jìn)分布，以及因此實(shí)現(xiàn)了所篩選物料生產(chǎn)能力的改進(jìn)。
[0010]這個(gè)問題由具有權(quán)利要求1特征的超聲篩選裝置以及具有權(quán)利要求13的超聲篩選方法所解決。
[0011]在從屬權(quán)利要求中，將發(fā)現(xiàn)該裝置與方法的有利配置。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的超聲篩選裝置具有帶有篩布的篩框，該篩布被布置在該篩框中。一般，篩布還經(jīng)由篩框展開，并且/或者由其撐著。特意地，篩布被布置在篩框中，以使得正被篩選的物料，在穿過篩布之后，僅能穿過篩框的清晰開口。
[0013]此外，根據(jù)本發(fā)明的超聲篩選裝置，具有至少一個(gè)用于超聲波振動(dòng)激振的超聲波轉(zhuǎn)換器，以及至少一個(gè)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件，該器件與超聲波轉(zhuǎn)換器以聲音傳導(dǎo)方式連接。在現(xiàn)有技術(shù)中，許多這種將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件是已知的，尤其是盤，楔，桿以及超聲波探頭。
[0014]在此處應(yīng)該注意到，功能在于電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波振動(dòng)的超聲波轉(zhuǎn)換器，一般使用超聲波生成器致動(dòng)和驅(qū)動(dòng)，該超聲波生成器生成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。然而，超聲波生成器一般是單獨(dú)出售的，并且適合于致動(dòng)和驅(qū)動(dòng)超聲波轉(zhuǎn)換器(超聲波轉(zhuǎn)換器是一種最多樣化的裝置)，所以超聲波生成器沒有必要作為超聲篩選裝置的一個(gè)部件顯示，即使對(duì)于超聲篩選裝置的運(yùn)行它們是必不可少的。對(duì)于這里正在被具體說明的發(fā)明來說，生成器的類型與控制原理是不相干的，無論它是被固定頻率的，在指定的頻率范圍內(nèi)變化，還是相位鎖定的；本發(fā)明能使用任何給定的生成器和任何給定的控制原理運(yùn)行。
[0015]對(duì)于本發(fā)明來說，必不可少的是，至少一個(gè)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件相對(duì)于篩布可移動(dòng)布置，以使得，篩布上，通過將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件把超聲波振動(dòng)引入篩布的位置，能夠隨將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件相對(duì)于篩布的移動(dòng)而變化。換句話說，為至少一個(gè)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件提供運(yùn)動(dòng)自由度，從而可以使超聲波振動(dòng)引入篩布的位置移動(dòng)。
[0016]因此，根據(jù)本發(fā)明，超聲波引入篩布的位置能夠通過將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件的可移動(dòng)配置而變化，保證了篩布上的超聲波振動(dòng)的安全與均勻分布。通過將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件的運(yùn)動(dòng)，即，通過改變超聲波振動(dòng)施加進(jìn)篩布的位置，人們保證了在篩布的各處能夠提供必要的超聲波強(qiáng)度，而不是試圖通過配置將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件的方式以及激振發(fā)生方式，來影響在篩布中傳播超聲波振動(dòng)。
[0017]這種范式切換給它帶來了許多主要優(yōu)點(diǎn)。首先，對(duì)于超聲波振動(dòng)的傳播，不再需要在篩布中傳播。因此，以前在篩布上所設(shè)定的要求沒有了。第二，將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件的形式，不再以篩布上的超聲波振動(dòng)的均勻分布這個(gè)要求為導(dǎo)向。這使得，特別是，與篩布的更小的接觸表面成為可能，該接觸表面給它帶來了更高的能量強(qiáng)度。此外，在本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施例中，振幅修正器件能以這樣一種方式提供在將超聲波振動(dòng)弓I入篩布的器件上。
[0018]基本地，人們能夠提供在篩布上面的或者在篩布下面的將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件。在篩布上面的器件在篩布的上游，看上去朝著與散裝物料流相反的方向，就是說，在未篩選的散裝物料流中，在篩布下面的器件，因此，在篩布的下游，朝著散裝物料流的方向，就是說，在篩選過的散裝物料流中。將優(yōu)選后面一個(gè)布置。
[0019]“上面”與“下面”的這些定義，能被直接應(yīng)用到本發(fā)明意義下的術(shù)語，例如“在頂部”，“下面”，“頂部側(cè)”或者“底部側(cè)”的解釋中。
[0020]在本發(fā)明的一個(gè)有利的修正中，特別的效率將其區(qū)別開來，至少一個(gè)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件被布置在篩布的上面或者下面，以使得至少在超聲波篩子被安排在所需要的粉末流中的時(shí)候，該器件在篩布上施加壓力。當(dāng)壓力大到展開在篩框中的篩布發(fā)生變形，這是特別有利的。
[0021]應(yīng)該注意到，將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件施加壓力在篩布上的布置，特別存在有，當(dāng)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件，獨(dú)立于篩布被安裝或者被牢牢固定，這樣，器件與篩布，能夠相對(duì)于彼此移動(dòng)，特別也在它們的接觸表面上。
[0022]一個(gè)或多個(gè)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件被布置在篩布上面或者篩布上，這樣后者承受壓力，這當(dāng)中所實(shí)現(xiàn)的積極效果如此之大，以至于這個(gè)改進(jìn)與權(quán)力要求I前序的結(jié)合算作了一個(gè)獨(dú)立的發(fā)明，表示為對(duì)于前面所提到的問題的一個(gè)可供選擇的方案。
[0023]達(dá)到通過將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件，在篩布上施加壓力，有許多不同的可能性。例如，對(duì)于展開在篩框上的篩布，以這樣一種方式使其承受壓力這是可能的，那就是，將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件被這樣布置，它們穿過了由篩框與篩布之間的接觸區(qū)域所定義的平面，篩布展開在該平面中，即，這些器件在兩個(gè)方向都高出該平面。尤其取決于篩布的篩孔，材料厚度，以及材料屬性，該突出能夠具有這種效果，在背向?qū)⒊暡ㄕ駝?dòng)引入篩布的器件那端，在將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件與篩布之間接觸的位置，突起明顯，基本上尤其反映了將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件的結(jié)構(gòu)。
[0024]但這不是絕對(duì)必須的，因?yàn)橛绕洚?dāng)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件已經(jīng)被放置在它們的位置，在篩布展開在篩框上之后，僅僅零點(diǎn)幾毫米的突出已經(jīng)足夠了。
[0025]當(dāng)使用了超聲波篩子，壓力能夠通過粉末流被加強(qiáng)，或者僅僅在那個(gè)時(shí)候，壓力有選擇地產(chǎn)生。在到現(xiàn)在為止傳統(tǒng)的超聲波篩選當(dāng)中(在這些超聲波篩選當(dāng)中，沒有確保將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件與篩布的獨(dú)立安裝或者連接)，尤其就被粘到篩布的將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件來說，篩布上強(qiáng)大的粉末流僅僅意味著篩布和布置在它身上的將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件一起變形。相反，當(dāng)將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件獨(dú)立于篩布安裝或連接，這樣，將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件與篩布能夠相對(duì)于彼此，也優(yōu)選在它們的接觸表面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，僅有篩布的變形，該變形在篩布與將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件之間建立了壓力，該篩布與將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件之間仍然是靜止的。僅僅為了完整解釋，篩布上物料流的壓力，自然按照牛頓作用與反作用原理，在篩布的變形被將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件阻礙的地方，在將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件與篩布之間，產(chǎn)生反壓力。
[0026]在該獨(dú)立的發(fā)明中，使用星形或者網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的板狀聲音導(dǎo)體作為將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件是尤其有效的。
[0027]兩個(gè)發(fā)明共有的首要原則是，被提供用于超聲篩選的裝置，具有篩框，篩布被布置在該篩框中，具有至少一個(gè)用于超聲波振動(dòng)生成的超聲波轉(zhuǎn)換器，并且具有至少一個(gè)，其中將超聲波振動(dòng)引入篩布的器件與超聲波轉(zhuǎn)換器有聲音傳導(dǎo)關(guān)系，其中提供器件