DE19542688A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Trennung eines aus Feststoffpartikeln unterschiedlicher Gestalt, Größe und/oder Dichte bestehenden Gutes in mindestens zwei Komponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung eines aus Feststoffpartikeln unterschiedlicher Gestalt, Größe und/oder Dichte bestehenden Gutes in mindestens zwei Komponenten, bei dem das Gut über einen gegenüber der Horizontalen geneigten Siebbo­ den eines Schwingsiebs nach unten transportiert wird, wobei Partikel der einen Komponente am unteren Ende des Siebbodens ausgetragen werden und Partikel der anderen Komponente durch Sieböffnungen des Schwingsiebs hindurchtreten. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Trennung eines derartigen Gutes in mindestens zwei Komponenten, umfassend mindestens ein Schwingsieb mit einem mit Sieböffnungen versehenen und gegenüber der Horizontalen geneigten Siebboden, eine im Bereich eines oberen Endes des Schwingsiebs angeordnete Gutaufgabe, einen am unteren Ende des Schwingsiebs angeordneten Austrag für eine Komponente, eine unterhalb des Siebbodens angeordnete Auffang­ einrichtung für die durch die Sieböffnungen hindurchgetretenen Partikel der anderen Komponente, sowie einen mit dem Siebboden gekoppelten Schwingantrieb.

Es ist eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zur Trennung von Feststoffpartikeln nach bestimmten Unter­ scheidungskriterien eingesetzt werden. Die eingangs genannten Verfahren und Vorrichtungen finden bislang überwiegend bei der Klassierung, d. h. bei der Trennung eines Gutes in unterschiedli­ che Korngrößen, Verwendung, wobei die von den Schwingantrieben in den Siebboden eingeleiteten Schwingungen zum einen dazu dienen, die Partikel hochzuwerfen, um sie wiederholt in die Nähe der Sieböffnungen zu bringen, und zum anderen dazu, bei horizon­ talen oder schwach geneigten Siebböden die Partikel durch Mikro­ würfe von der Aufgabe zum Austrag zu transportieren. Um die Mikrowürfe zu erzielen, werden die Partikel bei den bekannten Schwingsieben durch den Schwingantrieb zum einen senkrecht nach oben vom Siebboden weg und zum anderen in Transportrichtung, d. h. in der Richtung von der Aufgabe zum Austrag, beschleunigt.

Zum Sortieren, d. h. zum Trennen nach Stoffeigenschaften, werden demgegenüber überwiegend andere Verfahren und Vorrichtungen eingesetzt, wie beispielsweise zur Dichtetrennung das Setzen oder Sichten auf Setzmaschinen bzw. in Wind- oder Querstromsich­ tern, wobei diese Verfahren unter gewissen Bedingungen auch zum Trennen nach der Form der Feststoffpartikel eingesetzt werden können, zum Beispiel die Querstrom-Sichtung im Wasserbett zur Trennung von faserigem plattem Material und körnigem Material gleicher Dichte. Jedoch eignet sich das zuletzt genannte Ver­ fahren nur zur Trennung von Gütern, die mit Wasser in Berührung treten können.

Die Trennung eines Gutes in zwei oder mehr Komponenten ist zumeist dann mit Schwierigkeiten verbunden, wenn sich die zu trennenden Komponenten nur wenig voneinander unterscheiden, beispielsweise gleiche oder ähnliche physikalische Eigenschaften und vergleichbare Abmessungen aufweisen, wie beispielsweise Plättchen aus gemischten zerkleinerten Kunststoffabfällen mit nahezu gleicher Dichte, wie sie u. a. beim Recycling von Kunst­ stoffteilen von Kraftfahrzeugen oder Kunststoffgehäusen von elektrischen oder elektronischen Geräten anfallen. Diese plätt­ chen- oder scheibenförmigen Schnipsel unterscheiden sich im wesentlichen nur hinsichtlich ihrer Dicke, wobei dieser Dicken­ unterschied häufig mit unterschiedlichen Stoffeigenschaften verknüpft ist, bedingt durch den vorherigen Verwendungszweck der Kunststoffe. Die Trennung eines derartigen Gutes mit Hilfe eines Luftherdes ist in Aufbereitungs-Technik 36 (1995) Nr. 7 S. 314- 320 beschrieben, wobei dieses bekannte Verfahren jedoch keine großen Mengendurchsätze gestattet.

Ähnliche Schwierigkeiten treten auf, wenn das zu trennende Gut aus in Scheiben geschnittenen getrockneten Früchten, Pilzen Gemüse oder Gewürzpflanzen besteht, die mit Fremdstoffteilchen ähnlicher Größe und/oder Dichte, jedoch mit anderer Form, wie beispielsweise Stengeln anderer Pflanzen, kleinen Steinchen oder Glassplittern verunreinigt sind und vor ihrer Verwendung gerei­ nigt werden müssen.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahin­ gehend zu verbessern, daß sie neben einer Klassierung auch eine Trennung eines aus Feststoffpartikeln unterschiedlicher Gestalt und/oder Dichte bestehenden Gutes nach der Form und vorzugsweise auch nach der Dichte der Partikel ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 für das Verfahren bzw. im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 10 für die Vorrichtung charak­ terisierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen für das Verfahren sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 und für die Vorrichtung in den Unteransprüchen 11 bis 21 dargelegt.

Demnach zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß das Schwingsieb in Schwingungen versetzt wird, durch welche jeweils ein Teil der Partikel, nämlich diejenigen, die gerade in dem Zeitpunkt, in dem sich der Siebboden jeweils aufwärts bewegt, mit diesem in Berührung kommen und dabei nicht durch die Sieböffnungen hindurchtreten, in einer zur Transport­ richtung entgegengesetzten Richtung beschleunigt und vom schwin­ genden Siebboden in Richtung der Aufgabe zurückgeworfen wird. Eine derartige Beschleunigung der Partikel wird bei einer ein­ gangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein vom Siebboden aus nach oben weisender Richtungsvektor einer Hauptschwingrichtung des Schwingsiebs mit der zum Siebbo­ den parallelen Transportrichtung von der Aufgabe zum Austrag einen Winkel von mehr als 90 Grad einschließt. Während die Hauptschwingrichtung bei zwangsgeführten Schwingsystemen durch die Konstruktion des Schwingsiebs vorgegeben wird, verläuft sie beispielsweise bei einem Freischwinger mit Unwuchtantrieb und ellipsenförmigen Schwingungen in Richtung der Hauptachse der Ellipse, bei Resonanzsieben mit Wuchtantrieb in Richtung der Längsachse der Arbeitsfedern oder bei Magnetsieben in Schwing­ richtung des Spulenkerns.

Durch die Kombination des geneigten Siebbodens, die Transport­ richtung des Siebgutes von oben nach unten und den Schwingan­ trieb mit einer aufwärtsgerichteten, zur Transportrichtung entgegengesetzten Schwingungskomponente wird bewirkt, daß sich beispielsweise scheiben- oder plättchenförmige Partikel im Verlauf der Mikrowürfe aus ihrer stabilsten Lage mit den Breit­ seitenflächen parallel zum Siebboden drehen und mit ihren Stirn­ seiten- oder Schmalseitenflächen in Richtung der Sieböffnungen ausgerichtet werden. Deren Öffnungsweite ist dabei so gewählt, daß nur diejenigen Partikel hindurchpassen, bei denen die Ab­ messungen der Stirnseiten- oder Schmalseitenfläche einen vor­ gegebenen Wert unterschreitet, mit anderen Worten die dünneren Partikel.

Somit lassen sich die Partikel vor den Sieböffnungen in einer Lage ausrichten, in der eine Trennung zweier Komponenten nach ihrer Form möglich ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das zurückwerfen der Partikel beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch, daß durch die Schwingungen des Siebbodens Kräfte in die Partikel eingeleitet werden, die sich aus zwei Kraftkomponenten zusammensetzen, von denen die eine senkrecht zum Siebboden nach oben weist und die andere parallel zum Siebboden in eine zur Transportrichtung entgegengesetzte Richtung weist, so daß ein einzelnes, unbehindert auf dem Siebboden liegendes Teilchen entlang einer parabelförmigen Bahn nach oben in Richtung der Aufgabe geworfen wird.

Um sicherzustellen, daß trotz dieser entgegen der Transportrich­ tung auf die Partikel einwirkenden Kräfte ein Transport des Gutes in Richtung des Austrags erfolgt, wird gemäß einer bevor­ zugten Ausgestaltung der Erfindung die Beladung des Siebbodens so groß gewählt, daß zu einem beliebigen Zeitpunkt immer nur ein Teil der Partikel mit dem Siebboden in Berührung kommt und die Partikel den Siebboden vorzugsweise in mehreren Lagen überein­ ander bedecken, was zur Folge hat, daß die mit dem Siebboden in Berührung kommenden und dabei nicht durch die Sieböffnungen hindurchtretenden Partikel nach ihrer Beschleunigung mindestens zum Teil gegen darüberliegende Partikel stoßen und einen Teil ihrer Energie an diese abgeben. Außerdem wird die Neigung des Siebbodens relativ steil gewählt, so daß die Hangabtriebskraft trotz der entgegenwirkenden Kraftkomponente infolge des Schwing­ antriebs einen Transport des Siebgutes in Richtung zum Austrag bewirkt.

Um den Eintritt der Partikel der auszusiebenden Komponente in die Sieböffnungen zu erleichtern, sind diese gemäß einer weite­ ren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung unter einem Winkel zur Siebbodenebene angeordnet und öffnen sich nach oben zur Aufgabe hin. Eine Neigung der Sieböffnungen gegenüber der Sieb­ bodenebene bedeutet dabei, daß der von einem oberen Rand der Sieböffnungen begrenzte kleinste Öffnungsquerschnitt nicht parallel zur Siebbodenebene ist. Dadurch wird erreicht, daß oberhalb der Sieböffnungen auf den Siebboden auftreffende Parti­ kel mit ihren Stirnseiten- oder Schmalseitenflächen voran in Richtung der Sieböffnungen gleiten, wobei die dünneren Partikel durch diese hindurchtreten und ausgesiebt werden, während die dickeren Partikel gegen den Rand der Sieböffnungen stoßen und durch die Schwingungsbewegung des Siebbodens beschleunigt wer­ den, so daß sie sich von den Sieböffnungen wegbewegen und Platz für neue Partikel schaffen.

Eine Dichtesortierung kann insbesondere bei scheiben- oder plättchenförmigen Partikeln und allgemein bei Partikeln mit unterschiedlich großen Oberflächen dadurch erreicht werden, daß die Sieböffnungen gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung von unten her mit einem Luftstrom beaufschlagt werden. Dieser Luftstrom, welcher einem Eintritt der Partikel in die Sieböffnungen entgegenwirkt und deren der Sieböffnung zu­ gewandte Schmalseiten- oder Stirnseitenflächen anströmt, wird zweckmäßig so eingestellt, daß nur diejenigen Partikel in die Sieböffnungen eintreten können, bei denen die Hangabtriebskraft in Richtung der Sieböffnungen größer ist als der Luft- und Reibwiderstand, was im allgemeinen für die spezifisch schwereren Partikel zutrifft.

Während sich mit üblichen Windsichtverfahren dünne scheiben- oder plättchenförmige Partikel mit unterschiedlichem spezifi­ schem Gewicht und unterschiedlich großen Breitseitenflächen nicht nach ihrer Dichte trennen lassen, da sie infolge der Turbulenzen des Luftstroms im Windsichter verwirbelt werden und somit dem Luftstrom keine gleichbleibende Fläche zuwenden, macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, daß die Partikel in den Sieböffnungen so ausgerichtet sind, daß immer ihre Stirnseiten- oder Schmalseitenflächen angeströmt werden. Da das Verhältnis zwischen Hangabtriebskraft einerseits und Luftwiderstandskraft andererseits bei den spezifisch schwereren Partikeln größer ist, rutschen oder fallen diese entgegen dem Luftstrom in die Sieb­ öffnungen, während die spezifisch leichteren Partikel nach oben weggeblasen werden.

Neben einer Trennung von dünneren und dickeren Partikeln ist somit auch eine Trennung spezifisch schwererer von spezifisch leichteren Partikeln möglich. Insgesamt lassen sich damit durch Absieben dünne, schwere Partikel abtrennen, deren Stärke un­ terhalb der Spaltweite schlitzförmig ausgebildeter Sieböffnungen liegt und deren spezifisches Gewicht einen vorgegebenen Wert übersteigt, welcher sehr nahe bei demjenigen des zum Austrag beförderten restlichen Gutes liegen kann, da sich die Strömungs­ geschwindigkeiten in der Sieböffnung sehr genau justieren las­ sen.

Ein weiterer Vorteil einer Beaufschlagung der Sieböffnungen mit Luft liegt darin, daß diese eine Ausbildung eines fluidisierten Partikelbetts auf dem Siebboden bewirkt, so daß die turbulente Bewegung der Partikel beruhigt wird. Bei Sieböffnungen, die gegenüber der Siebbodenebene geneigt sind, bewirkt der aus den Sieböffnungen austretende Luftstrom zusätzlich eine gewisse Abbremsung des Siebguts, so daß die Partikel auf ihrem Weg zum Austrag häufiger vor die Sieböffnungen gelangen. Mit Hilfe einer über dem Siebboden angeordneten Abzugshaube kann der Luftstrom außerdem auch noch ausgenutzt werden, um staubförmige Bestand­ teile von grobstückigem Siebgut, wie beispielsweise Abrieb, nach oben abzuführen.

Eine besonders gute Trennwirkung erreicht man z. B. bei einem Siebgut aus getrocknetem, in Scheiben geschnittenem oder in Form von Flocken vorliegendem Gemüse mit einem Neigungswinkel des Siebbodens gegenüber der Horizontalen von mehr als 20 Grad, vor­ zugsweise zwischen 30 und 40 Grad, einer Schwingungsfrequenz zwischen 3 und 20 Hz, vorzugsweise zwischen 5 und 10 Hz, einer Schwingungsamplitude zwischen 5 und 40 mm, vorzugsweise zwischen 20 und 40 mm, einer die Sieböffnungen vollständig bedeckenden, vorzugsweise zwei bis dreischichtigen Gutbeladung sowie einer Strömungsgeschwindigkeit der Luft in den Sieböffnungen zwischen 5 und 10 m/s. Bei einer derartigen Wahl der Parameter stellt sich bei einer Unterbrechung der Gutzufuhr nach einiger Zeit ein stationärer Zustand ein, in dem entweder ein Teil des Gutes in gleichbleibender Höhe auf dem Siebboden auf- und abhüpft oder sogar wieder in Richtung der Aufgabe aufwärtsbewegt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung können bei gleichzeitiger Luftbeaufschlagung der Sieb­ öffnungen und Absaugung der zugeführten Luft über dem Siebboden auch mit gutem Erfolg für eine Dichtetrennung von zwei oder mehr Komponenten eines trockenen Siebgutes mit Korngrößen von unter 200 µm, beispielsweise zur Trennung von Sand und pulverförmigem Trockengemüse, eingesetzt werden, wobei die zugeführte Luftmenge bevorzugt so eingestellt wird, daß eine Leichtfraktion vom Luftstrom nach oben mitgerissen wird, während eine Schwerfrak­ tion entgegen dem Luftstrom durch die Sieböffnungen hindurch­ tritt. Die Schwingung des Siebbodens bewirkt hier zusätzlich ein Aufbrechen von Partikel-Agglomerationen. Durch entsprechende Einstellung des Neigungswinkels des Siebbodens und der Beladung kann ggf. zusätzlich eine Mittelfraktion am Austrag abgezogen werden.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vor­ richtung besteht darin, daß die Sieböffnungen sowohl hinsicht­ lich ihrer Abstände voneinander, ihrer Öffnungsweiten und ihrer Gestalt an die Form der zu trennenden Komponenten des Gutes angepaßt sind. Bei einem Gut, bei dem die auszusiebende Kom­ ponente aus dünnen plättchenförmigen Partikeln und die auszutra­ gende Komponente überwiegend aus etwas dickeren scheibenförmigen Partikeln besteht, wird eine besonders gute Trennwirkung er­ zielt, wenn die Sieböffnungen schlitzförmig ausgebildet sind und quer zur Transportrichtung über einen Teil oder über die gesamte Breite des Siebbodens verlaufen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind diese schlitzförmigen Sieböffnungen jeweils zwischen zwei benachbarten Winkelleisten angeordnet, von denen eine Mehrzahl quer zur Transportrichtung hintereinander angeordnet ist und den im Längsschnitt treppenförmigen Siebboden bildet. Die Winkellei­ sten bestehen im wesentlichen aus zwei Schenkeln, deren Ober­ seiten in Richtung der Aufgabe bzw. in Richtung des Austrags weisen, wobei der aufgabeseitige Schenkel in der Regel schmaler als der austragseitige Schenkel ist. Die beiden Schenkel schließen einen spitzen Winkel ein, der sich zum Siebboden hin öffnet. Vorzugsweise sind die Spaltbreiten oder Öffnungsweiten der zwischen den freien Enden benachbarter Schenkel angeordneten Sieböffnungen entsprechend der Form und Größe der zu trennenden Komponenten des Siebgutes einstellbar.

Demgegenüber erfolgt die Trennung dünner langgestreckter und im wesentlichen geradliniger Partikel einerseits von dünnen schei­ ben- oder plättchenförmigen Partikeln oder gewundenen, schlan­ genförmigen Partikeln andererseits bevorzugt mit Hilfe von soge­ nannten Nasensieben, bei denen die Sieböffnungen ebenfalls unter einem Winkel zur Siebbodenebene angeordnet und etwas größer als die Stirnseitenflächen der langgestreckten Partikel sind, welche hier das Kriterium für die Trennung bilden. Die Sieböffnungen befinden sich bei diesen Sieben zweckmäßig auf den aufgabeseiti­ gen Flanken einer Vielzahl von über den Siebboden überstehenden Vorsprüngen und können kreis- oder halbkreisförmig, dreieckför­ mig, elliptisch oder schlitzförmig sein. Um die langgestreckten Partikel besser in die Sieböffnungen zu lenken, können an den Seiten der Sieböffnungen nach oben über den Siebboden überste­ hende Vorsprünge vorgesehen sein oder alternativ dazu in Trans­ portrichtung verlaufende parallele Führungsstege.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vor­ richtung ermöglichen die Verarbeitung von großen Mengen eines Gutes, das aus einer für die Verwendung vorgesehenen Hauptkom­ ponente und einer oder mehreren, in wesentlich geringeren Mengen vorliegenden Fremdstoffkomponenten besteht, die mit Hilfe der Erfindung schnell, wirksam und praktisch vollständig abgetrennt werden können. Beispiele für ein derartiges Gut, das mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhaft sortiert werden kann, sind Produkte aus getrockneten Frucht- und Gemüsestücken, die in geringen Mengen Fremdstoffe wie Holzsplitter, kleine Steinchen, Pflanzenstengel, Glasbruch und dergleichen enthalten. Diese Fremdstoffe werden mit Hilfe der vorliegenden Erfindung auf mechanischem Weg schnell und nahezu vollständig entfernt, wobei auf einem Schwingsieb mit einer Breite von weniger als 1 m und einer Siebbodenlänge von weniger als 3 m Gutdurchsätze von mehreren Tonnen pro Tag er­ reicht werden können. Auf diese Weise können z. B. getrocknete Zwiebelscheiben oder -flocken, getrockneter Meerrettich und/oder getrocknete Champignonscheiben schnell und wirksam von den genannten Verunreinigungen befreit werden, was mit anderen mechanischen oder optischen Trennverfahren nicht oder nur unter hohen Kosten möglich ist.

Für das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden daher als auf zugebendes Gut vorzugsweise getrocknete Früchte oder getrocknetes, zerkleinertes Gemüse mit stückiger, flocken- oder scheibenförmiger Gestalt, wie beispielsweise getrocknete Zwiebelflocken, eingesetzt, die in geringen Mengen feste Fremdkörper enthalten, deren kleinste Abmessungen, bei­ spielsweise an den Stirnseiten- oder Schmalseitenflächen, klei­ ner als die Öffnungsweite der Sieböffnungen sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Siebtrennvorrichtung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines Siebbodens der Vorrichtung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Siebbodenteil aus Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil eines anderen Siebbodens;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Siebbodenteil aus Fig. 4;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Siebbodenteils aus Fig. 4 und 5 aus der Richtung der Aufgabe;

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil eines Siebbodens mit spaltförmigen Sieböffnungen;

Fig. 8 einen Längsschnitt durch den Siebbodenteil aus Fig. 7.

Die in Fig. 1 dargestellte Siebtrennvorrichtung 1 soll dazu eingesetzt werden, ein zum überwiegenden Teil aus getrockneten zwiebelflocken als erster Komponente bestehendes Siebgut von kleinen Mengen an Verunreinigungen als zweiter Komponente zu trennen, die während der Herstellung unbeabsichtigt in das Siebgut geraten sind. Die Verunreinigungen umfassen zum einen dünne Glassplitter, die ein Gewicht und eine Größe aufweisen, welche sich nicht wesentlich von denjenigen eines Teils der Zwiebelflocken unterscheiden, und die zum Teil eine ähnliche Farbe wie diese aufweisen, so daß sie sich weder durch Windsich­ tung noch durch Handverlesen abtrennen lassen. Weiter umfassen die Verunreinigungen kleine Steinchen oder Kunststoffteilchen, deren Gewicht ebenfalls nur unwesentlich von demjenigen der kleineren Zwiebelteilchen abweicht und deren Abmessungen den Abmessungen der kleinsten Schmalseiten- oder Stirnseitenflächen derselben entspricht.

Die Siebtrennvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Schwingsieb 2, umfassend einen unter einem Winkel zur Horizonta­ len geneigten Siebboden 4 mit einer Vielzahl von Sieböffnungen 6, einen am oberen Ende des Schwingsiebs 2 angeordneten Auf­ gabetrichter 8 mit einer Dosiereinrichtung für die dosierte Zufuhr des Siebgutes auf das obere Ende des Siebbodens 4, einen am unteren Ende des Schwingsiebs 2 bzw. des Siebbodens 4 an­ geordneten Austrag 10 für die erste Komponente des Siebgutes, ein unterhalb des Austrags 10 angeordnetes Förderband 12 zum Abfördern dieser Komponente, eine unterhalb des Siebbodens 4 angeordnete Auffangwanne 16 für die durch die Sieböffnungen 6 fallende zweite Komponente, sowie einen Schwingantrieb 18, der mit dem Schwingsieb 2 gekoppelt ist, um den Siebboden 4 in Schwingungen zu versetzen.

Das Schwingsieb 2 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, als zwangs­ geführtes Linearschwingsieb ausgebildet sein, alternativ dazu ist jedoch auch ein Einsatz von Schwingsieben mit einer ellipti­ schen Schwingungsbewegung möglich. Entsprechendes gilt für das Schwingsystem, welches als Zweimassen-Schwingsystem ausgebildet sein kann, wie in Fig. 1 dargestellt, jedoch auch in Form eines Einmassen-Schwingsystems zum Einsatz kommen kann. Während die Frequenz der Schwingungen des Schwingantriebs 18 zweckmäßig in einem Bereich von 3 bis 20 Hz und vorzugsweise 5 bis 7 Hz liegt, beträgt ihre Amplitude in Abhängigkeit von der Schwingungsfre­ quenz und dem Siebgut zwischen etwa 5 mm bei hoher Frequenz und Siebgut mit kleiner Partikelgröße und etwa 40 mm bei niedriger Frequenz und gröberem Siebgut, so daß die Partikel Zeit haben, sich so vor den Sieböffnungen auszurichten, daß diesen die Stirnseiten- oder Schmalseitenflächen zugewandt sind.

Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt das Schwingsieb 2 einen vereinfacht dargestellten ortsfesten starren Rahmen 20 mit drei vertikalen Auslegern 22, an deren freiem oberen Ende je­ weils eine Doppelschwinge 24 drehbar gelagert ist, deren oberes Ende 26 gelenkig mit der den Siebboden 4 tragenden kastenförmi­ gen Auffangwanne 16 verbunden ist, welche zusammen die erste Masse bilden, während ihr unteres Ende 30 ebenfalls gelenkig mit einem die zweite Masse bildenden Gegengewicht 32 verbunden ist, dessen Schwingungsbewegung jeweils der Schwingungsbewegung der ersten Masse entgegengesetzt ist. Der Schwingantrieb 18 des Schwingsiebs 2 umfaßt bei der dargestellten Ausführungsform einen Elektromotor 36, dessen Abtriebswelle über einen Riemen­ trieb 38 mit einer drehbar gelagerten Schwungscheibe 40 ver­ bunden ist, über die ein Kurbelzapfen 42 exzentrisch übersteht, welcher gelenkig mit dem unteren Ende einer Schubstange 44 verbunden ist, wobei deren oberes Ende über ein Drehgelenk 46 an der Auffangwanne 16 angelenkt ist. Alternativ dazu können jedoch auch Wuchtantriebe oder Magnetantriebe zum Einsatz kommen, wobei jedoch unabhängig von der Wahl des Antriebs allen Schwingsieben gemeinsam ist, daß ein vom Siebboden 4 aus nach oben weisender Richtungsvektor X0 der Hauptschwingrichtung X mit einer zum Siebboden 4 parallelen Transportrichtung T von der Aufgabe 8 zum Austrag 10 einen Winkel γ von mehr als 90 Grad einschließt. Wie in Fig. 1 oberhalb des Schwingsiebs 2 noch einmal schematisch dargestellt ist, bedeutet dies, daß dieser Richtungsvektor X0 vom Siebboden 4 aus schräg nach oben in Richtung der Aufgabe 8 weist. Der Begriff Hauptschwingrichtung wurde gewählt, weil sich die Bewegungsrichtung des Siebbodens im Verlauf einer aufwärts gerichteten Halbschwingung verändern kann. Bei dem dargestellten Linearschwinger ergibt sich diese Veränderung durch die exzen­ trische Anordnung des Kurbelzapfens 42, wobei die Hauptschwing­ richtung X durch den Mittelpunkt der Schwungscheibe 40 und die Drehachse des Drehgelenks 46 verläuft.

Eine derartige Anordnung des Schwingantriebs 18 hat zur Folge, daß aufgrund der von seinem Schwingungserreger in das Schwing­ sieb 2 eingeleiteten Schwingungen Beschleunigungskräfte K0 auf das Siebgut ausgeübt werden, die sich aus zwei Kraftkomponenten K1 und K2 zusammensetzen, von denen die eine (K1) senkrecht zum Siebboden 4 nach oben weist und die andere (K2) parallel zum Siebboden 4 in eine zur Transportrichtung T entgegengesetzte Richtung weist. Durch diese Beschleunigungskräfte K0 werden diejenigen Partikel des Siebgutes, welche jeweils gerade mit dem Siebboden 4 in Berührung kommen und dabei nicht durch die Sieb­ öffnungen 6 hindurchtreten, sowohl in Richtung von K1 als auch in Richtung von K2 und damit in einer zur Transportrichtung T entgegengesetzten Richtung beschleunigt.

Durch eine ausreichend große Beladung des Siebbodens 4 mit Siebgut in mindestens zwei oder mehr Lagen übereinander sowie durch die Neigung des Siebbodens 4 gegenüber der Horizontalen unter einem Winkel von vorzugsweise 30 bis 45 Grad in Abhängig­ keit von der Beschaffenheit des Siebgutes wird sichergestellt, daß die erste Komponente des Siebgutes trotz der entgegengerich­ teten Beschleunigungskräfte relativ schnell zum Austrag 10 transportiert wird.

Der über der Auffangwanne 16 der Siebtrennvorrichtung 1 angeord­ nete Siebboden 4 kann aus gestanztem und verformtem Stahlblech 48 mit buckelförmigen Vorsprüngen 50 bestehen, die nach oben zu über das Stahlblech 48 überstehen und auf ihrer zur Aufgabe 8 hin gerichteten Seite oder Flanke offen sind, so daß die Sieb­ öffnungen 6 (bzw. gedachte Verbindungslinien von ihrem oberen zu ihrem unteren Rand) unter einem Winkel zur Siebbodenebene E geneigt sind, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Während die in Richtung des Austrags 10 weisende geschlossene Seite der Vorsprünge 50 relativ flach zu einem die Vorsprünge 50 verbin­ denden ebenen Teilstück 52 des Siebbodens 4 abfällt, wird die in Richtung der Aufgabe 8 weisende Seite der Vorsprünge 50 von einer die Sieböffnungen 6 nach oben und seitlich umschließenden Stanzkante 54 gebildet, die unter einem Winkel von 90 Grad gegenüber dem ebenen Teil 52 des Siebbodenblechs 48 geneigt ist. Die Sieböffnungen 6 umfassen weiter jeweils eine oberhalb der Vorsprünge 50 angeordnete Ausnehmung 56 im ebenen Teilstück 52, welche in Richtung des Austrags 10 von einer gerundeten Kante 58 begrenzt wird und das Hindurchtreten der Partikel der abgesieb­ ten zweiten Komponente durch die Sieböffnungen 6 erleichtert.

Die Oberfläche des Metallblechs 48 kann poliert sein, wodurch ein unerwünschtes Anhaften des Siebgutes an der Oberfläche des Siebbodens 4 weitgehend vermieden werden kann.

Die Größe der Sieböffnungen 6 ist so gewählt, daß sämtliche Partikel der zweiten Komponente durch die Sieböffnungen 6 hin­ durchtreten können, im vorliegenden Fall die Kunststoffteilchen, die Steinchen und die Glassplitter, wobei es bereits ausreicht, wenn diese zumindest mit ihrer Schmalseitenfläche voran durch die Sieböffnungen 6 passen.

Bei einer anderen Form der auszusiebenden zweiten Komponente können die Siebböden 4 der in Fig. 2 und 3 dargestellten Art alternativ z. B. auch kreisförmige, ellipsenförmige oder dreiec­ kige Sieböffnungen 6 aufweisen, die jeweils an die Form von Schmalseiten- oder Stirnseitenflächen der auszusiebenden Parti­ kel angepaßt sind. Sie können ferner in den Figuren nicht dargestellte, in Richtung der Aufgabe 8 unmittelbar an die Sieböffnungen 6 angrenzende kalottenartige Vertiefungen besit­ zen, durch welche die maximale Öffnungsweite der Sieböffnungen 6 besonders gut ausgenutzt werden kann.

Um die auszusiebenden Partikel in Richtung der Sieböffnungen 6 zu führen und sie so auszurichten, daß ihre Schmalseiten- oder Stirnseitenfläche mit den kleinsten Abmessungen in Richtung der Sieböffnung weist, können weiter nasen- oder tütenförmige Vor­ sprünge 50 vorgesehen sein, welche die Sieböffnungen 6 an den bei geneigtem Siebboden tiefergelegenen Öffnungsrändern dachför­ mig ganz oder teilweise überdecken. Zusätzlich können solche an sich bekannte "Nasensiebe" auch an den höhergelegenen, austrags­ seitigen Rändern der Sieböffnungen 6 in den Fig. 2 und 3 nicht dargestellte kalottenartige Vertiefungen aufweisen. Es versteht sich, daß die Bemessung der Öffnungsquerschnitte, die sich durch das Zusammenspiel der Vorsprünge und ggf. der kalot­ tenartigen Vertiefungen mit den Sieböffnungen 6 selbst ergibt, so gewählt wird, daß die auszusiebende zweite Komponente in Richtung ihrer Schmalseiten- oder Stirnseitenfläche mit den kleinsten Abmessungen durch die Sieböffnungen 6 hindurchpaßt.

Um den Eintritt der auf den Siebboden 4 aufprallenden Partikel der zweiten Komponente in die Sieböffnungen 6 zu erleichtern, kann der Siebboden 4 auch so ausgebildet sein, wie in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt, wo die Vorsprünge austragsseitig stetig bis zu den versetzt darunter und dahinter angeordneten Sieböffnungen 6 in den benachbarten Vorsprüngen 50 abfallen, so daß jeweils die oberhalb der Sieböffnungen 6 angeordneten Ober­ flächenbereiche 60 des Siebbodens 4 steiler geneigt sind und damit das Hindurchgleiten der Partikel dieser Komponente durch die Sieböffnungen 6 fördern. Wie insbesondere aus Fig. 5 her­ vorgeht, sind auch hier die zu den Sieböffnungen 6 hin abfallen­ den Flanken der Vorsprünge 50 so geformt, daß die aufprallenden Feststoffteilchen zu den Sieböffnungen 6 hin gelenkt werden.

Sofern sie die vorgenannten Merkmale aufweisen, sind auch im Handel befindliche Lochbleche, wie beispielsweise das in Fig. 6 teilweise dargestellte Lochblech, für eine Verwendung als Sieb­ boden geeignet.

Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Sieb­ bodens 4 ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Hier sind die Sieböffnungen 6 jeweils zwischen zwei parallelen Winkel leisten 55 angeordnet, die sich quer zur Transportrichtung T, d. h. in horizontaler Richtung über mindestens einen Teil und vorzugs­ weise über die ganze Breite des Siebbodens 4 erstrecken. Die Winkelleisten 55 können je nach Siebgut aus Aluminium, einem widerstandsfähigen und abriebfesten Kunststoff oder einem ande­ ren geeigneten Material bestehen. Die in Transportrichtung T hintereinander angeordneten Winkelleisten 55 weisen jeweils zwei Schenkel 51 und 53 auf, die unterschiedlich breit sind, wobei die schmaleren Schenkel 53 aufgabeseitig angeordnet sind und nur etwa halb so breit wie die austragsseitigen Schenkel 51 sind. Die beiden Schenkel 51, 53 jeder Winkelleiste 55 schließen einen spitzen oder rechten Winkel β ein, der sich zur Unterseite des Siebbodens 4 hin öffnet. Die spaltförmigen Sieböffnungen 6 befinden sich jeweils zwischen den freien Enden der Schenkel 51, 53 benachbarter Winkelleisten 55. Ihre Spaltbreite oder Öff­ nungsweite ist allgemein so eingestellt, daß sämtliche Partikel der auszusiebenden zweiten Komponente mit ihrer Schmalseiten- oder Stirnseitenfläche durch die Sieböffnungen 6 hindurchpassen.

Besonders bevorzugt ist der in Fig. 8 dargestellte Siebboden­ querschnitt, bei dem die Sieböffnungen 6 einerseits durch die zum Austrag 10 weisende Oberseite des Schenkels 51 und anderer­ seits durch eine zur Oberseite des Schenkels 51 parallele, im Abstand von dieser angeordnete Stirnfläche des aufgabeseitigen Schenkels 53 begrenzt werden. Durch diese Anordnung wird er­ reicht, daß scheiben- oder plättchenförmige flächige Partikel mit einer gegenüber der Öffnungsweite bzw. Spaltbreite der Sieböffnung 6 kleineren Dicke direkt durch die Spaltöffnungen 6 nach unten fallen können, was insbesondere zum Entfernen von sehr dünnen Glasbruchstücken vorteilhaft ist.

Die Ausrichtung langgestreckter Partikel in Transportrichtung T kann bei derartigen Siebböden durch überstehende parallele Stege 58 erfolgen, die auf der Oberseite des Siebbodens 4 im Abstand voneinander in Transportrichtung T angeordnet sind (Fig. 7).

Die unter dem Siebboden 4 angeordnete Auffangwanne 16 wird über eine nicht dargestellte Zuleitung mit Druckluft beaufschlagt, welche infolge der Siebgutbeladung gleichmäßig verteilt durch die Sieböffnungen 6 nach oben strömt und dabei einerseits das auf dem Siebboden 4 in Schwingungen versetzte Siebgut fluidi­ siert und andererseits vor den Sieböffnungen eine Windsichtung derjenigen Partikel der ersten und zweiten Komponente bewirkt, deren Dicke kleiner als die Öffnungsweite der Sieböffnungen 6 ist, und die somit ohne Beaufschlagung mit Luft durch die Sieb­ öffnungen 6 hindurchtreten würden.

Die durch die Sieböffnungen 6 zur Oberseite des Siebbodens 4 strömende Luft wirkt einem Hindurchtritt dieser Partikel durch eine Sieböffnung 6 entgegen, indem sie ihre in Richtung der Sieböffnung 6 ausgerichtete Schmalseiten- oder Stirnseitenfläche anströmt. Da der Luftwiderstand mit dem Quadrat der angeströmten Fläche ansteigt, werden die Partikel umso stärker von den Sieb­ öffnungen 6 weg in das Siebgut zurückgedrückt, je größer ihre angeströmte Fläche ist, d. h. im vorliegenden Fall je größer ihre Dicke ist. Da der Transport der Partikel in die Sieböffnungen 6 hinein durch ihre Gewichtskraft bzw. ihren gewichtskraftabhängi­ gen Hangabtrieb auf dem Siebboden 4 bewirkt wird, findet eine Dichtesortierung statt, bei der spezifisch schwerere Partikel durch die Sieböffnungen 6 hindurchtreten, während spezifisch leichtere Partikel mit kleineren Abmessungen als denjenigen der Sieböffnungen 6 zusammen mit dem gröberen Gut zu Austrag 10 transportiert werden.

Das Entfernen der ausgesiebten zweiten Komponente aus der mit Druckluft beaufschlagten Auffangwanne 16 kann beispielsweise über eine nicht dargestellte Schleuse erfolgen.

Die Luftzufuhr zur Auffangwanne 16 wird bei der Trennung des eingangs genannten Siebgutes so eingestellt, daß die Strömungs­ geschwindigkeit in den Sieböffnungen 6 zwischen 5 und 10 m/s und vorzugsweise etwa 7 m/s beträgt.

Durch Anbringen von zwei oder mehr unterschiedlichen Siebböden 4 in Transportrichtung hintereinander auf dem Schwingsieb 2, und ggf. durch eine unterschiedliche Beaufschlagung der einzelnen Siebböden 4 mit Luft, d. h. über getrennte Auffangwannen 16 lassen sich auch mehrere unterschiedliche Komponenten nachein­ ander aus dem Siebgut aussieben, beispielsweise zuerst dünne Glassplitter auf einem Siebboden 4, der schlitzförmige, mit Luft beaufschlagte Sieböffnungen 6 aufweist, und anschließend eine langgestreckte Komponente mit Hilfe von Nasenblechen ohne Beauf­ schlagung mit Luft.

Das Schwingsieb 2 kann auch als präparatives Sieb für eine nachfolgende Windsichtung oder optoelektronische Farbsortierung eingesetzt werden.

Claims (23)

1. Verfahren zur Trennung eines aus Feststoffpartikeln unter­ schiedlicher Gestalt, Größe und/oder Dichte bestehenden Gutes in mindestens zwei Komponenten, bei dem das Gut über einen gegen­ über der Horizontalen geneigten Siebboden eines Schwingsiebs nach unten transportiert wird, wobei Partikel der einen Kom­ ponente am unteren Ende des Siebbodens ausgetragen werden und Partikel der anderen Komponente durch Sieböffnungen des Siebbo­ dens hindurchtreten, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingsieb (2) in Schwingungen versetzt wird, durch welche ein Teil der Partikel in einer zur Transportrichtung (T) entgegengesetzten Richtung beschleunigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schwingungen des Schwingsiebs (2) Kräfte (K) in das Gut eingeleitet werden, die sich aus zwei Kraftkomponenten (K1, K2) zusammensetzen, von denen die eine (K1) senkrecht zum Sieb­ boden (4) nach oben weist und die andere (K2) parallel zum Siebboden (4) in eine zur Transportrichtung (T) entgegengesetzte Richtung weist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Beladung des Siebbodens (4) mit dem Gut so eingestellt wird, daß zu einem beliebigen Zeitpunkt jeweils nur ein Teil des Gutes mit der Oberfläche des Siebbodens (4) in Berührung kommt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beladung so eingestellt wird, daß sich auf dem Siebboden (4) ein bewegtes Partikelbett ausbildet, in dem die Partikel mindestens teilweise in mehreren Lagen übereinander angeordnet sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sieböffnungen (6) von unten her mit einem Luftstrom beaufschlagt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom durch die Sieböffnungen (6) mindestens teilweise in eine zur Transportrichtung (T) entgegengesetzte Richtung gelenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsmenge des Luftstroms so eingestellt wird, daß mindestens ein Teil des Gutes auf dem Siebboden (4) fluidisiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms in den Sieböffnungen (6) so eingestellt wird, daß von den durch die Sieböffnungen (6) hindurchpassenden Partikeln des Gutes im wesentlichen nur diejenigen durch die Sieböffnungen (6) hin­ durchtreten, deren spezifisches Gewicht über einem vorbestimmten Wert liegt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Gut getrocknete Früchte oder Gemüse oder andere im wesentlichen trockene oder getrocknete Lebensmittel in stückiger, körniger, flacher und/oder flockiger Form eingesetzt werden, welche in geringen Mengen abzutrennende Fremdstoffteil­ chen enthalten, deren Gestalt, Größe und/oder Dichte sich von derjenigen der Lebensmittel unterscheidet.

10. Vorrichtung zur Trennung eines aus Feststoffpartikeln unterschiedlicher Gestalt, Größe und/oder Dichte bestehenden Gutes in mindestens zwei Komponenten, umfassend mindestens ein Schwingsieb mit einem mit Sieböffnungen versehenen und gegenüber der Horizontalen geneigten Siebboden, eine im Bereich eines oberen Endes des Schwingsiebs angeordnete Gutaufgabe, einen am unteren Ende des Schwingsiebs angeordneten Austrag für die eine Komponente, eine unterhalb des Siebbodens angeordnete Auffang­ einrichtung für die durch die Sieböffnungen hindurchgetretenen Partikel der anderen Komponente, sowie einen mit dem Siebboden gekoppelten Schwingantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Siebboden (4) aus nach oben weisender Richtungsvektor (X0) der Hauptschwingrichtung (X) des Schwingsiebs (2) mit einer zum Siebboden (4) parallelen Transportrichtung (T) von der Aufgabe (8) zum Austrag (10) einen Winkel (γ) von mehr als 90 Grad einschließt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnungsweite der Sieböffnungen (6) so gewählt ist, daß die Partikel der zweiten Komponente nur in Richtung einer Schmal­ seiten- oder Stirnseitenfläche hindurchpassen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeich­ net, daß die Sieböffnungen (6) von unten her mit einem Luftstrom beaufschlagbar sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms in den Sieböff­ nungen (6) so eingestellt ist, daß von den durch die Sieböff­ nungen (6) hindurchpassende Partikeln des Gutes im wesentlichen nur diejenigen durch die Sieböffnungen (6) hindurchtreten, deren spezifisches Gewicht einen vorbestimmten Wert übersteigt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet durch mindestens ein Gebläse, das mit mindestens einem geschlossenen Innenraum der Auffangeinrichtung (16) verbunden ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (4) unter einem Winkel α von mehr als 20 Grad gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebboden (4) unter einem Winkel α von 30 Grad bis 45 Grad gegenüber der Horizontalen geneigt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (6) unter einem Winkel zur Siebbodenebene (E) geneigt sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (6) schlitzförmig sind, wobei ihre Spaltweite die größte Höhe einer Schmalseitenfläche der Partikel der auszusiebenden Komponente geringfügig über­ steigt.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungsquerschnitte der Sieböffnungen (6) die Abmessungen einer kleinsten Schmalseiten- oder Stirn­ seitenfläche der Partikel der auszusiebenden Komponente gering­ fügig übersteigen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Sieböffnungen (6) jeweils in einer der Aufgabe (8) zugewandten Flanke von über den Siebboden (4) über­ stehenden Vorsprüngen (50) angeordnet sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sieböffnungen (6) jeweils zwischen zwei Schenkeln (51, 53) zweier benachbarter Winkelleisten (55) befinden, welche parallel zueinander und quer zur Transportrich­ tung (T) angeordnet sind.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, gekenn­ zeichnet durch eine an der Aufgabe (8) angeordnete Dosiervor­ richtung.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite des Siebbodens (4) im Abstand voneinander angeordnete überstehende Stege (58) in Transportrichtung (T) angeordnet sind.