筛分装置的制作方法

专利名称：筛分装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及既用于干燥颗粒固体又用于液体的筛子，尤其涉及这样的筛子，其中激励源提供筛网防堵塞激励。
背景技术：
为了便于产品贯穿筛网运动并同时建立物质在筛网表面上的流动，大多数工业筛分机包括一些向筛网提供主振动的装置。这样确保有效筛网区域的最大利用率并使得可以将过大尺寸产品传送到出口以将其除去。所述主振动通常是水平和垂直往复运动的组合，通常，例如通过旋转不平衡锤，或通过刚性曲轴或凸轮系统直接驱动来向装有筛号或各种形式筛网的框架提供振动。
筛分机的一个问题是筛网的堵塞，特别是在筛分潮湿或粘性物质的时候。在某些粉末的工业筛分和液体沥滤过程中，堵塞是一个重大问题。为了克服堵塞的问题，现已向筛网提供优选为柔性的二次振动，例如是通过来自防堵塞盘的撞击或是应用高超声频率(见EP-A-0369572的例子)。
典型的超声频率是大约20KHz，提供到筛网的超声振动的典型振幅是几(1-10)微米。但是，超声能量会迅速在筛网上消散，使得很难超声激励大的筛网区域。在EP 0652810中公开了为增强在筛网上超声能量散布的扩展振动器。但是，对于大的筛分区域，通常还是需要多个换能器。
同样已知的，可以使用位于筛网上的导向部件改进要在筛网表面上筛分的物质的流动。例如，涡状导向部件和圆形筛一起使用以确保要筛分物质从筛网的中心渐进地运动，其中首先在一般为螺旋形通道中将其向外递送，并在到达位于或接近筛网边缘的为过大颗粒准备的出口之前覆盖几乎筛网表面的整个区域。这增加了在筛网上的驻留时间，以使筛屑穿过筛网的机会最大化。其它导向部件形状和用于不同的筛网设计的配置，在所有情况下提高物质在筛网上的流动以增加用于将筛下物从筛上物中分离的时间。

发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种筛子，包括基座，安装在基座上的筛网框架，安装在框架中的筛网，使框架相对于基座振动的振动器，在筛网之上的导向部件，用于控制要筛分物质在筛网上的流动；以及激励源，用于振动该导向部件，从而引起筛网的防堵塞激励。
导向部件通常包括条形部件，其紧固在筛网顶部表面并根据需要形成为控制在筛网上物质流动。这种设计具有优点，即可以在整个扩展区域上激励筛网以提供一种防堵塞效果，并同时控制筛网上物质的流动。通常，筛网的防堵塞激励程度随着与激励源距离的增加而降低。在本发明的上述方面中，激励的最答程度靠近导向部件，那里也是多数要筛分物质趋向流动的地方。由此可以增强筛分的效果。
要筛分物质可以是干燥颗粒固体，或者包含固体(或者至少是不可流动的)部分的液体。在液体的情况下，导向部件允许增加保持在筛网上的液体的压力，这提高了通过速率。
代替被紧固到筛网，可以只让导向部件和筛网接触，例如以足够的压力挤压筛网以使在导向部件上的振动可以传送到筛网以提供防堵塞激励。
根据本发明的第二个方面，提供一种筛子，包括
基座，安装在基座上的圆形筛网框架，安装在框架中并具有中心的圆形筛网，用于使框架相对于基座振动的振动器，紧固到筛网或着和筛网接触的共振器，其中共振器采取从靠近筛网的中心开始的螺旋状曲线的形式，该曲线具有逐渐增加的曲率半径并围绕中心至少延伸270°；以及用于激励共振器的激励源，用于引起筛网的防堵塞激励。
曲率的逐渐增加可以是连续的，也可以是分成一个或多个阶段。这有一个优点，即，和现有技术的筛子相比，尤其是对于大尺寸筛子而言，激励可以更有效地在筛网表面上传播。
尽管在前面已经讨论了筛网的超声激励，但是本发明并于仅限于此。例如，可以以一个较低频率激励筛网，或者甚至是通过敲打导向部件来激励筛网。
根据本发明的第三个方面，提供一种筛子，包括基座，安装在基座上的筛网框架，安装在框架中的分离器筛网，用于使框架相对于基座振动的振动器，紧固到分离器筛网或者和分离器筛网接触的共振器，其中该共振器包括在分隔的端部间延伸的条，在所述的分隔端部之一上的超声换能器，用于沿共振器条的长度方向以具有预定波长的共振频率激励共振器条，所述共振器条长度的至少一部分在曲线的单一方向上平滑弯曲经过至少90°，并且该共振器条在所述分隔端部间的任一点上具有比所述预定波长大的最小曲率半径。


现在将参考附图对本发明的实施例进行说明，其中图1是实施本发明的筛子的示意图；图2是图1实施例的俯视图；图3是又一实施例的俯视图，表示在筛网表面上物质的流动形式；图4是再一实施例的俯视图，表示在筛网表面上物质的流动形式；图5是又一实施例的俯视图；图6是再一实施例的俯视图，表示在筛网表面上物质的流动形式；图7是图6中一部分的放大视图；图8是又一实施例的俯视图；图9是再一实施例的俯视图，也表示在筛网表面上物质的流动形式；图10是又一实施例的俯视图；图11a-d是图10的导向部件配置的详细视图；图12是再一实施例的俯视图；图13是穿过图12的局部剖开横截面图，示出节点去耦器(nodaldecoupler)的放大视图；图14是又一实施例的俯视图；图15是沿图14的线A-A的截面图；图16是沿图14的线B-B的截面图；图17是结合在具有矩形框架的筛子中的本发明又一实施例的仰视图；图18是图17的实施例变形的仰视图；和图19a到19f是说明另外的实施例的示意图。
具体实施例方式
现在参考图1，图1展示了实施本发明的筛子2。筛子2包括网眼形式的筛网10，例如通过夹紧保持在筛网框架6中。除了在例子中展示的通行的圆形以外，框架6和筛网10还可以是矩形的。
筛网框架6包括一个内支撑框架8，其可以采用“X”框架的形式，当然也可以采用其它形式。将该筛网框架6例如通过夹紧连接到下方的圆柱形容器7。将上方的圆柱形容器9例如也通过夹紧固定在筛网框架6的顶端，当要筛分产品在筛网表面10上时，将其用作所述产品的收集壁。
下方容器具有穹形底面22。将下方容器例如通过夹紧固定在裙形环状铸件18上。
筛子同时还具有连接到地面36的固定基座4，在本实施例中是通过使用筛子架38连接的。但是，在可选择的实施例中，基座可以简单地立在适当的表面上，可以固定到适当的表面上或者可以安置在有轮的或其它支座上。
使用悬挂支撑件20将裙部支撑在固定基座上。在本具体实施例中，悬挂支撑件20包括使用弹性套管21连接到铸件18和基座4的杆19。这种布置允许铸件18的水平和垂直运动，并由此允许筛网框架6和筛网10的水平和垂直运动。也可以使用另外的方法将筛网框架支撑在固定基座上，例如弹簧支座。
将电机23安装在固定基座4上并例如使用橡皮连接件25将其柔性连接到振动器12。该振动器12包括固定在铸件18中心的轴承壳29，和电机轴24，其在电机处于静止状态时一般是垂直的，以及上方和下方偏心锤26、28。上方偏心锤26连接到电机轴24的上端。下方偏心锤28连接到电机轴24的下端。在本例中下方偏心锤的质量要大于上方偏心锤的质量。但是，上方和下方偏心锤中的一个或两个的质量有效偏心率是可以调节的，并且在电机轴24上两锤的相对角度位置也是可以改变的。通过改变质量的有效偏心率和位置，可以改变使用振动器12传送的振动来为特定应用提供最佳的筛分性能。
在使用中，和裙部18的悬挂装置相结合的振动器12将引起向筛网框架6并继而向筛网10传递振动，这样的振动包括水平和垂直成分。
导向部件14位于筛网表面10上，并且该导向部件用于控制在筛网表面上要筛分物质的流动。将激励源16连接到该导向部件14并激励导向部件，优选地使得导向部件在垂直方向上运动。导向部件14由此优选驱动筛网10的垂直振动。本具体实施例的激励源16是另外连接到用于支撑的X框架8的。随后将更具体地介绍激励和固定的各种方法。
出于简化目的，没有展示要筛分物质是怎样提供到筛子12上的。不过，这可以是在筛网表面的任何一点上，但是通常是位于或靠近圆形筛中心或在矩形筛的一端上。
图中示出用于除去过大颗粒的出32，并且该出口将除去剩余在筛网表面上的颗粒。当具有比筛网框架中孔的尺寸还小的颗粒穿过这些孔落下，这些颗粒就通过圆顶22将它们导向用于筛屑的出口30。圆顶22提供的另一个作用是防止穿过筛网落下的物质污染振动器12，特别是污染上方偏心锤26。尽管在本具体实施例中描述的是圆顶，但是这一特征可以采用其它形式，例如，圆锥体或跨过筛子宽度的连续斜坡。
在本实施例中还展示了连接到导向部件并支撑在X框架8上的支撑装置34。随后将讨论该支撑装置34可以采用的形式。
图2展示了图1的筛分装置2的俯视图。筛子2具有一个圆形筛网框架6，其中固定圆形筛网10和附加的X框架8。在筛网10的表面上设置导向部件14。例如使用粘合剂将导向部件14固定到筛网。在本实施例中的导向部件14采用像螺旋形状的形式，其具有大约在筛网10中心处的内端点，并以稳定增长的曲率半径向外延伸大约540°。将导向部件14固定到基本上位于筛网10中心的激励源16并将其支撑在X框架8上。在导向部件14的相对端设置支撑装置34，用于将导向部件支撑在筛网10上。也可以是其它相同或不同类型的支撑物。
在使用中，振动器12产生筛网10的大致回转运动。这种运动有助于要筛分物质在筛网表面上从中心向外流动。但是，物质可能在在筛网表面上向筛网外侧移动得过快，使得过大的颗粒会携带筛屑到出口32，降低了效率。导向部件14控制在筛网表面上的物质流动并由此增加物质在筛网表面上的滞留时间。这增强了筛分效率，因为对于筛屑，会有更多的机会穿过筛网孔落下。如上所述，尽管已知通过调节非平衡锤26和28来优化相对于不同物质的性能，但是要花费时间调节。导向部件14可以确保在大范围内物质的良好筛分性能。导向部件14是条状部件，通常具有超出筛网表面足够高度的L形或矩形部分，其用于限制或充分防止物质在筛分过程中越过该导向部件。
如上所述，由激励源16激励导向部件14，以向筛网10传递防堵塞激励。在后面将作详细介绍的优选例子中，激励源16是一种超声振动源，并适于共振地激励导向部件14。为了成为超声能量的良好传导物，导向部件优选是例如铝或不锈钢的金属。导向部件14确保来自源16的激励能量散布到整个筛网10上，增加被充分激励的筛网10的面积以提供有效的防堵塞。
图3和4展示导向部件14的可选结构。在这些实施例中将激励源16设置在接近超大出口32的地方。在图3中，导向部件14具有延伸超过大约300°弧的圆形部分，通常保证其与筛网框架6大致同心。弧形的一端向外朝着框架6弯曲到激励源16。在图4中，圆形部分只延伸大约150°的弧形。同时展示出了要筛分物质的流动形式39，由此可以看出物质基本上从筛子2的中心开始并从开始点全方位放射性向外运动。导向部件14改变物质的流动使得将其定向在筛网表面10上的螺旋形方式中。这增加了物质对筛网的暴露量，同时也增加了物质驻留在筛网表面上的时间。尽管在图3或4中没有示出支撑装置34，但是如果需要就可以类似于图2中所示的那样将其连接到导向部件14。
图5展示了导向部件14的又一可选形状。同样，导向部件14具有基本上位于筛网10中心的一端。但是，在该实施例中，导向部件由相互连接部分组成，每一部分具有恒定的曲率半径。这些部分的相互连接点为尖点形的结构，这有利于当物质绕导向部件14内侧流动时使物质在筛网上向内偏转。这导致物质更多地暴露于筛网表面，并给予筛屑穿过筛网孔落下更多的机会。
图6展示了本发明的又一实施例。为了帮助物质在筛网表面上的运动，在螺旋形导向部分14上和筛网框架6的内边缘上连接尖端40。如图7中更详细的展示，尖端40以在图5中相似的方式作用，通过当物质靠着导向部件14或框架边缘流过时使其向内偏转。可以在制造时，或者在制造后通过焊接附加或其它形式的机械附加来增加单独的零件，将尖端40结合到导向部件14和筛网框架6中。
图8展示本发明实施例的俯视图，其特别适用于潮湿应用和干燥应用。多个分离的导向部件14每个都具有各自的激励源16。这些导向部件在一个的末端和下一个的起始端之间具有最小空隙并共同形成了一个螺旋形，这样就和单个螺旋形导向部件一样的在筛网表面上引导物质的流动。多导向部件可以根据在筛网上控制物质流动的需要而采用其它形式。例如，该部件可以是特别用于矩形筛子的直线部件。只要筛网10的防堵塞激励需要更大的能量，例如，来对抗增加的湿度，尽管不是特别专用于潮湿应用，额外激励源的使用也是有好处的。
本发明的上述实施例已经包括圆形筛。但是，本发明也可以用于矩形筛，在图9和10中展示了这样的例子。在这些例子中，筛子的运作有助于在筛网上从一端向另一端，例如从图中的顶部到底部传送物质。导向部件14在从一侧向另一侧穿越筛子的路径中引流，使覆盖的筛网表面和在筛网上的驻留时间最大化。如前面所述，导向部件14可以是如图9中所示的具有各自激励源16的多个，或者也可以是如图10所示的具有单个激励源16的单个的之字形导向部件。在后一种情况中，流动路径必须穿过导向部件并且图11a到d示出了可以实现的两种方法。图11a展示在导向部件中的桥41，在那里导向部件14的一部分升起以形成用于物质流过的开口。图11b和c展示具有T形截面的导向部件14，并从那里除去一部分43以提供用于产品穿过的开口。在图11d所示的另一实施例中，导向部件14具有沿其长度方向的多个开口45。
图12展示了与图1和2中相类似的实施例，其中通过中心安装的激励源16超声驱动螺旋形的导向部件14。在沿导向部件14长度方向的中途和在其外侧端由相应支撑装置34a和34b支撑该导向部件。在图13局部剖开的横截面图中进一步对装置34a进行了展示，并将在下面参考图16进行详细描述。
如上所述，一般可以用大于20KHz的频率超声激励导向部件。图16详细示出了提供超声激励的激励源16和适于在多种超声频率下使用的支撑装置34。
该激励源包括，例如通过使用压电效应将电能转换为超声波能量的换能器42。换能器可以是超声学领域的技术人员所熟知的半波堆积型(stack-type)换能器。将圆形共振器轮毂(boss)44连接到换能器42的活动端。共振器44将换能器的纵向振动转换成横向振膜方式。通过使用中心支撑件48将激励源16支撑在X框架8上。选择中心支撑件48的尺寸使其长度为一半波长，这样沿中心支撑件48的长度在大约中间点处形成节点。在该节点处将圆柱形套筒50连接到支撑件48，并通过例如焊接将套筒50固定到X框架8。因为在节点处与中心支撑件连接，所以安装装置(mounting arrangement)使换能器42从X框架8分离，使到达框架的超声能量损耗最小化。
共振器44在外侧边缘连接到导向部件14以将超声能量传送到导向部件。优选选择导向部件的尺寸使得其长度大约是半波长的整数倍，这样可以共振地驱动导向部件14，以使从换能器42到导向部件14的超声能量的传送最大化。但是，导向部件14通常基本上要是半波长长度的倍数。因此，当通过一个换能器42驱动频率的一个小变动就可以很容易使导向部件进入共振时，不需要使导向部件具有精确等于半波长整数倍的长度。同时，在一些应用中，通过例如筛网和要筛分物质的荷载，会使导向部件14的振动衰减到很少有振动能量反映在部件远端的程度。这样，导向部件起到非共振传送部件而不是共振器的作用。
尽管将共振器轮毂44表示为与换能器42和导向部件14相互连接，但是在某些应用中，将换能器42直接地或者通过不同的耦合系统连接到导向部件14就足够了。
在图16中还示出了用于将导向部件14支撑在筛网10上的支撑装置34(对应于图12中的装置34b)。在多种超声频率下，优选提供将导向部件14从其连接于其上的支撑框架上超声去耦的支撑装置34。
因此，该支撑装置34包括圆柱形共振器轮毂52，其类似于连接到导向部件14的轮毂44，这样在轮毂52中激励振动的振膜方式。因此至少一个振膜方式节点形成在共振器轮毂52的可预测位置上。在振膜方式节点处，去耦垫圈54a、54b具有靠着共振器轮毂52的上方和下方表面52a，52b的裙边。因此这些去耦垫圈54a和54b经受最小的激励。焊接到X框架8的支撑架58接合到下方去耦垫圈54b。使用螺栓60将共振器轮毂52在垫圈54a、54b和支撑法兰58之间箝紧以将轮毂固定到X框架8。螺栓60延伸穿过在共振器轮毂52中的一个超大孔，因此不会接触到共振器轮毂52的本体。这种结构有效地使导向部件14从X框架8去耦，因为和共振器轮毂52接触的唯一点是在振膜方式节点上，即，最小振动点。在GB-A-2343392中也介绍了这种节点去耦轮毂。将类似的结构用于图12和13的支撑装置34a。
可以激励轮毂52以其它方式共振，只要和轮毂接触的一点或多点设置在共振方式的适当节点处以确保去耦。
图14和图15展示了一种用于导向部件14的可选择支撑结构。图15展示一种反转J形式的凸缘62，将其与X框架8和导向部件14连接。尽管这种支撑结构提供的导向部件14从X框架8的有效超声去耦较小，但是其可以满足很多用途，只要与部件14的共振波长的四分之一相比，与导向部件14接触面积较小。
如上所述，激励可以在各种不同的频率上进行，并且激励源可以包括许多选择。例如，取代使用超声换能器，激励源16可以包括在例如几十或几百赫兹的较低频率上振动导向部件14的气动促动器。这在使用电动促动器可能引起火灾或爆炸危险的应用中特别有利。在国际专利申请WO 03/024626中介绍了合适的气动促动器。该气动促动器可以通过例如在气动促动器中往复运动质量的方式向导向部件提供脉冲型激励，以引起导向部件的高频共振(或阻尼振荡)。
可选的，电动促动器可以用于提供较低频率的激励。
因此概括地说，机械的、电机的、气动的或其它形式的促动器可以用于本发明实施例的激励源中。尤其使在较低激励频率时，可以不必激励导向部件共振，而且也可以不需要上述在用于导向部件和/或换能器的支撑件上去耦激励能量的结构。
尽管在上面所述的实施例中是将激励源直接耦合到导向部件的，但是在另外的实施例中激励源可以不是一直接触导向部件，而是可以改为具有用于当给激励源被提供能量时敲击导向部件的敲击表面。同时，激励源可以是寄生的，其依赖于筛网框架的主筛分运动。例如，激励源可以包括一个或多个自由的或弹性安装的寄生体，其通过筛网框架的主筛分运动来运动并敲击导向部件以产生所需的防堵塞激励。通过分别接通能量的促动器或通过寄生体对导向部件的敲击，可以引起导向部件的共振的高频阻尼振荡。
尽管在前面所述的实施例中展示了激励源或换能器支撑在X框架上，但是实际上激励源可以由筛网整体支撑，或可以通过与框架或固定基座的柔性或刚性连接至少局部地进行支撑。
“筛网”可以包括许多层，例如可以包括第一网层和布置在第一网层上方并由第一网层支撑的第二网层。在这种多网层筛子中，布置在网层上的一个或多个导向部件可以由激励源直接激励。
在上述所有的实施例中，为了控制要筛分物质在筛网表面上的流动，和提供筛网本身的有效防堵塞激励，将导向部件固定在筛网的顶部。在另一实施例中，将螺旋形共振器固定在筛网的下方。图2也为这种实施例的示意图，只是在图中所示的螺旋形共振器14是固定在筛网的下方而不是顶部的。该螺旋形可以具有连续增加的曲率半径(如图2所示)或者分成在一个或多个阶段增加的半径。而且共振器14不需要象导向部件在筛网顶部运动时所必需的具有用于提供良好偏转作用的轮廓。相反，共振器14可以是简单的矩形截面管或实心条，或者其它具有可以固定到筛网的较大尺寸的带形。在每种情况中，优选用金属或其它的声能优良传播物的材料制作共振器14。
如图2中的16所示，通过在螺旋中心处连接到共振器14的超声换能器来激励共振器14。此外可以通过图16中所示的去耦结构将换能器和螺旋支撑在筛网下方的X框架8上，只是在图16中所示的共振轮毂44和52也位于筛网下方。
驱动螺旋共振器14共振，这样在筛网上散布防堵塞激励以增加有效激励的筛网面积，使得堵塞能够最小化。为了在筛网上提供超声能量的有效散布，螺旋将延伸至少270°的弧，并优选如图2所示，大于360°的弧。
重要的是，螺旋设计可以允许通过增加螺旋的圈数来使防堵塞激励在更大尺寸的筛网上散布。以这种方法，几乎任何一种实际尺寸的筛网都可以使用由单一换能器驱动的单一长度的共振器激励。这避免了将多条共振器的不同长度调整到同一驱动频率的问题，和使用多个带有各自分离换能器的单条共振器附带的复杂性。
尽管图2、12和14的螺旋共振器设计具有开始于圆形筛中心的螺旋，但是其优选将螺旋的内端远离中心定位。这对于要筛分的物质输送到筛网中心来说是通用的，这样可以获得保持该区域清洁的好处。
也可以用其它弯曲条共振器设计获得上面的优点。通过使用固定到筛网的逐渐弯曲条共振器，可以在整个筛网区域上散布超声能量，由此减少或消除接收不充足超声能量的筛网区域，以确保在筛分操作时的防堵塞。使用在分隔的端部间延伸的条形共振器，并通过在分隔端部中的一个上的超声换能器的激励，通常可以保证在整个条长度上的共振。通过提供带有逐渐弯曲形状的条，可以将超声能量有效地散布到筛网的全部部分上。为了获得筛网的适当有效范围，该条的至少一部分长度应当平缓弯曲并在曲线地单一方向上延伸通过至少90°。而且，条的整个长度应当包括平缓过渡的弯曲或直线部分，使得在条两端部间任一点处的最小曲率半径大于在条被激励的共振频率下、条中的超声能量的波长。更急的弯曲容易减小超声能量可以沿条绕着弯曲传播和在弯曲处引起超声能量偏转的效率，这样条长度上的不同部分会倾向于在不同频率共振。通过以平缓过渡成分和轻缓的曲线形成条，条的整个长度通常会作为超声能量沿整个长度散布的单一共振器运作。
如果在条的长度上改变条的曲率以形成更复杂的曲线形状，每一个作为螺旋形、蛇形或S形，或者直线和曲线的过渡组合，则可以获得更好的筛网区域有效作用范围。
实际上，可以在18KHz和40KHz之间的共振频率上操作超声换能器以激励条形共振器。优选的操作频率是大约35KHz。沿共振器条长度上的超声能量的相应波长在25mm和35mm之间并且通常是约30mm。在大多数应用中，共振器条的最小曲率半径应当大于50mm，并且优选大于100mm。
尽管条应当至少使其一部分以曲线的单一方向平缓弯曲至少90°，但是通常用以曲线的单一方向弯曲至少180°的条可以更容易获得筛网表面的有效作用范围。需要理解的是，以曲线的单一弯曲方向弯曲的条的一部分，可以包括分隔两个在同一方向弯曲的曲线部分的一段直线部分。也可以将在曲线单一方向上弯曲的条部分表述为，具有沿该部分以一定间距单调变化的角度。在此将其称为单调弯曲或曲线部分。
在图17中表示了平缓弯曲条形共振器(不同于螺旋形)的例子。所展示的是从下面观察的一个矩形筛网框架70。矩形筛网框架70装有矩形筛网，为了清晰起见在图中将其省去了。由在矩形框架长边之间延伸的支柱71和72将矩形筛网框架70拉紧，支柱在由框架支撑的筛网下面分隔开。将S形的共振器条73结合到筛网的下侧并在每一端上用去耦支架74和75支撑。去耦支架74和75可以包括圆形共振器轮毂，将轮毂结合到共振器条73的每一端并使将其尺寸设为在条73的预定共振频率下以振膜方式共振。在振膜方式波腹处将环形去耦延伸件结合到轮毂，以提供用于固定到安装在框架70上的支架76和77的安装点。因此，在条73端部处的去耦支架可以对应于图16中所示的支架34，同时还对应于在GB-A-2343392中所述的去耦器。
将超声换能器连接到去耦轮毂74以在共振频率下沿条73的整个长度对该条进行激励。在该共振频率下沿条的超声能量的波长通常大致为30mm。
如图17中所示，条73包括第一单调弯曲部分78，其弯曲延伸大约210°，平缓地连接到直线部分79，其随后又平缓地连接到又一弯曲部分80，弯曲部分80也经过大约210°的向后单调弯曲(带有与第一弯曲部分78相反符号的弯曲)到达支架75上的换能器轮毂。弯曲部分78和80中每一个的曲率半径大约是300mm。
从图中可以看出，所述的设计提供矩形筛网70的优良有效面积，使得即使筛网本身是大约1米宽和2米长，筛网表面的任何部分距离超声能量源都不超过400mm。
图18展示应用于大约1米乘1.4米的较短的矩形筛框的又一例子。在本图中，使用相同的参考标号指示关于图17实施例的相应部分。但是，条形共振器73实际上只包括直接过渡到后面的弯曲部分80的第一弯曲部分78，而将图17实施例的中间直线部分79除去了。在图18中的弯曲部分78和80中的每一个具有大约250mm的曲率半径。
图19a到f展示了落入本发明范围内的另外的弯曲条形共振器的设计。在图19a中，条在两个端部之间单调弯曲总共大约360°。在图19b中，条单调地从一端到相对端弯曲总共大约310°。在图19c中，第一部分单调弯曲大约270°，其与第二部分平滑过渡，第二部分在相反方向上也单调弯曲大约270°。
图19d展示了具有圆角的大致矩形，使得条从一端单调弯曲经过总共360°到达相对端。转角的曲率半径通常大致为100mm。
图19e展示了一种S形条，包括单调弯曲270°的第一部分，其中三个90°曲线通过直线部分相互连接。该条接着在相反方向中再次单调弯曲270°，其中三个弯曲部分由直线部分相互连接。该曲线的曲率半径还是大约100mm。在图19f中展示了一种S形，具有第一部分，其单调弯曲大约120°平滑连接到直线对角线部分，然后平滑连接到下一个在相反方向中、也是单调弯曲大约210°的弯曲部分。
对于上述所有的共振器，不管是螺旋形还是其它弯曲形状的，都可以将换能器定位在共振器的任一端。
另一种用于共振器14的可能的激励源包括敲击源，既可以是有源的(被驱动)也可以是无源的(寄生的)，其中无源的应用产生共振器14的共振阻尼振荡的脉冲。
尽管在本实施例中使用术语共振器来描述共振器14，但是该部件还可以用作从驱动激励源将振动能量传送到该部件的传送部件。
本发明的实施例还可以应用于带有多层筛网的筛子，例如用于将物质分成多于两种颗粒尺寸的、带有增加细度的下方筛网的多层筛网。于是在筛子的一层或多层筛网上安装如上所述的激励的导向部件，或螺旋或平滑弯曲的共振器。
还应当理解在上述不同的例子中的大致螺旋形导向部件或共振器通常不需要具有在圆形筛网中心处的内端。
在又一个实施例中，所谓串联筛(cascade sieve)具有相同筛眼的上部和下部筛网，将来自上部筛网的超大颗粒送到下部筛网上以收回那些可能没有机会从上部筛网落下的剩余筛屑。把从上部筛网穿过的筛屑收集起来并使其通过在下部筛网中心的孔。在这样的串联筛设计中，可以在下部筛网上安装一个激励导向部件或螺旋共振器，其中螺旋共振器的内部端终止下部筛网中心孔的外侧。
已经把在上述本发明实施例导向部件中引起的激励称作一种在筛网中产生防堵塞激励的激励。一般地，已知例如在超声频率下筛网的二次激励可在筛分过程中加速筛屑通过筛网的流动，由此提高了筛子的生产率。这种通过筛网的加速流动可以是其它操作的结果，而不是消除筛网上堵塞区的结果，例如在筛网接触面上的物质的沸腾作用的结果。需要理解的是，在这里用来描述施加到筛网的激励的术语“防堵塞”意在包含其它一些操作，通过这些操作，与只是通过基本的振动筛作用所获得的通过筛网的产品流动率相比，这种激励提高了产品的该比率。
在本发明的上述例子中，将导向部件或共振器描述为固定到筛网上。在另外的实施例中，导向部件可以只是和筛网接触，例如以足够的压力压靠住筛网，以使导向部件中的振动可以被传送到筛网以提供防堵塞激励。在只提供不必起到导向部件作用的共振器的实施例中，即，共振器可以定位在筛网下方，同样，该共振器可以只是和筛网接触而不是特别要紧固到筛网。
此外，在本发明的主要用于筛分(或过滤)液体物质的例子中，导向部件可以在筛网上方留有间隔，使得至少在导向部件长度的一部分上和筛网没有直接接触。这样，只要要筛分液体在筛网上方具有足够的厚度，使得液体填充在导向部件和筛网本身之间的空隙，则可将导向部件中的振动传送到筛网以提供通过该液体物质的防堵塞激励。类似的传送也可以通过一些干燥的物质。在实际布置中，在导向部件和液体物质之间的间距不应当那么大或那么宽，以至于没有对筛网上液体物质的流动提供有效的控制。当在导向部件和筛网之间的间距只是可以保持在筛网上的要筛分液体顶端的一小部分时，导向部件仍然提供对在筛网顶部要筛分物质流动的有效控制，同时能够使防堵塞激励(如上定义的)传送到筛网。当导向部件在其整个长度上不和筛网接触或不紧固到筛网上时，可以将导向部件直接安装到筛网框架或筛板上，优选是通过适当的声学去耦支架以使提供到导向部件用于引起筛网的防堵塞激励的振动能量到筛网框架的损耗最小化。
在筛网顶部使用导向部件的本发明的又一例子中，导向部件可以形成一个基本上封闭的环，例如一个圆，例如将其定位与圆形筛网框架同心。这样，导向部件可以具有穿过导向部件的许多孔，例如按图11d所示的方式，以允许筛分的物质从封闭环形导向部件中流出。该导向部件连同穿过它的孔的存在，具有在筛网框架和筛网的主振动作用下控制要筛分物质向外流动的效果。以这种方式，可以增加在筛网上要筛分物质的驻留时间，以提高筛屑到达筛网和穿过落下的机会。以这种方式，可以增强筛分效果，同时保证良好的防筛网堵塞效果。
权利要求
1.一种筛子，包括基座；安装在基座上的筛网框架；安装在框架中的筛网；使框架相对于基座振动的振动器；在筛网上方的导向部件，用于控制要筛分物质在筛网上的流动；以及激励源，用于振动该导向部件，从而引起筛网的防堵塞激励。
2.如权利要求1的筛子，其中将激励源连接到导向部件。
3.如权利要求1或2的筛子，其中筛网框架和筛网是圆形的。
4.如权利要求2的筛子，其中导向部件采用螺旋状曲线的形式，该曲线具有逐渐增加的曲率半径，并延伸至少270°。
5.如权利要求1或2的筛子，其中筛网框架和筛网是矩形的。
6.如权利要求5的筛子，其中导向部件是一个单一的之字形条，具有至少一个在筛网上的孔，要筛分物质可以流过所述孔。
7.如权利要求1到5中任一个的筛子，具有多个所述的导向部件，每一个具有各自的所述激励源。
8.如在前权利要求中任一个的筛子，其中将导向部件紧固到筛网的顶部表面。
9.如权利要求1到7中任一个的筛子，其中导向部件和筛网的顶部表面接触。
10.如权利要求1到7中任一个的筛子，特别是用于筛分液体物质的筛子，其中将导向部件从筛网的顶部表面隔开，并通过所述液体物质将防堵塞激励传送到筛网。
11.一种筛子，包括基座；安装在基座上的圆形筛网框架；安装在框架中的圆形筛网，其具有中心；使框架相对于基座振动的振动器；紧固到筛网或与筛网接触的共振器，其中共振器采取从筛网的中心或靠近筛网中心开始的螺旋状曲线的形式，该曲线具有逐渐增加的曲率半径，并围绕所述中心延伸至少270°；以及激励源，用于激励共振器，以便引起筛网的防堵塞激励。
12.如在前的任一个权利要求的筛子，其中激励源包括气动促动器。
13.如权利要求1到11中任一个的筛子，其中激励源包括电动促动器。
14.如在前的任一个权利要求的筛子，其中激励源提供超声激励。
15.一种筛子，包括基座；安装在基座上的筛网框架；安装在框架中的分离器筛网；使框架相对于基座振动的振动器；紧固到分离筛网或者和分离器筛网接触的共振器，其中该共振器包括在分隔的端部间延伸的条；在所述的分隔端部之一上的超声换能器，用于沿共振器条的长度在具有预定波长的共振频率下激励共振器条；所述共振器条长度的至少一部分沿曲线在单一方向上平滑弯曲经过至少90°，和所述条在所述分隔端部间的任一点上具有比所述预定波长大的最小曲率半径。
16.如权利要求15的筛子，其中所述最小曲率半径大于50mm。
17.如权利要求15的筛子，其中所述预定波长在25mm和35mm之间。
18.如权利要求15到17中任一个的筛子，其中所述条在其至少一部分上沿曲线的所述单一方向上弯曲至少180°。
19.如在前的任一个权利要求的筛子，其中筛子还包括在筛网下面的支撑框架。
20.如权利要求19的筛子，其中所述激励源包括换能器、共振器，和支撑装置，该支撑装置将激励源支撑在支撑框架上，同时起到使所述支撑框架的激励最小化的作用。
21.如权利要求20的筛子，其中在节点处提供用于共振器的附加支撑装置并将其连接到共振器，这样使支撑框架的激励最小化。
22.如权利要求15到21中任一个的筛子，包括在单个所述筛网上的多个所述共振器条，所述多个共振器条中的每一个在其一端上具有各自的超声换能器。
23.如权利要求15到22中任一个的筛子，其中共振器条的曲率在端部间共振器条的长度上变化。
24.如权利要求1到14中任一个的筛子，其中激励源不和导向部件或共振器连接，并且具有敲击表面，用于当激励源被供给能量时敲击导向部件或共振器。
25.如权利要求1到14中任一个的筛子，其中激励源不和导向部件或共振器连接，并且具有接触表面，用于当激励源被供给能量时向导向部件或共振器施加压力以将振动传送到导向部件或共振器。
26.如权利要求1到14以及24或26中任一个的筛子，其中激励源是寄生的，依赖通过所述振动器产生的框架振动。
27.一种筛子，基本上如参考附图在此所描述的那样。
全文摘要
一种工业筛分或筛选机，具有在分离器筛网(10)上的共振器条(14)。该共振器条在两个分隔端之间延伸并具有位于一端上的换能器(16)，该换能器在整个长度上激励共振器条来帮助防止筛网(10)堵塞。该共振器条可以是螺旋形的，或是例如S形的具有平滑过渡复杂曲线的形状。固定在筛网(10)顶端的螺旋条共振器可以用作要筛分物质的导向器。
文档编号B07B1/50GK1720109SQ200380104881
公开日2006年1月11日 申请日期2003年12月1日 优先权日2002年12月2日
发明者大卫·奥布里·格瑞特, 章美韵, 奈杰尔·约翰·梅因沃林 申请人:罗素菲内克斯有限公司