专利名称：用于分选颗粒的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于分选颗粒的方法和装置。
背景技术：
在处理技术中以及对于使用颗粒进行的产品制造来说，分选出的颗粒物质的使用 因高效和满足质量要求正在起越来越大的作用。而且，通过提供经分选的颗粒物质，能够实 现更高的质量和价格预期。例如，在建筑业和道路建筑中，分选出的高级石屑和碎石能够在 根本上引起更长的使用寿命和改善的产品性能。因而，通过DE 10 2006 001 043 Al，已知一种用于产生石屑和碎石的方法，其中 立方粒子在随后的诸如碎裂过程的处理过程中没有被进一步粉碎，该立方粒子在碎石和石 屑中的比例将为至少50%。优选地，在提供立方化的进一步的碎裂阶段中，只有非立方粒子 要被处理成立方粒子。对于分选，采用粒形分选机，粒形分选机或者基于光学原理或者基于 立方粒子和非立方粒子的不同平衡特性。
发明内容
通过本发明，用于分选颗粒的一种方法和装置被设置用于宽泛的、交叉分支的应 用，其可靠地允许以粒子形状特定的分选方式来供给诸如石屑或碎石或其他粒状形式的颗 粒，并且能够被应用在工业中。根据本发明，该目的通过在开始时所提到的类型的方法来实现，其中在至少两个 阶段中，根据颗粒的颗粒形状按时间和/或空间顺序来分选颗粒。这是指，本发明的基本方案为根据颗粒的粒子形状来分选颗粒并且以这种方式使 不同粒子形状的颗粒彼此分离从而使颗粒之间区别开，例如，分别根据它们的针状度(颗 粒具有预定的长/宽比)、立方度或圆度(颗粒具有预定的长/厚比)，或者根据它们的平 面度(颗粒具有预定的宽/厚比)。在本发明的范围内，将使用术语分类和分选。这里分类指根据颗粒的宏观形状的 几何特征(例如图1的主尺寸)所进行的分离。根据粒子形状的分选通过根据颗粒的宏观 形状的至少两个几何特征的连续分类(根据至少两个主尺寸的连续分类)来进行描述，其 中，例如能够根据参数——针状度、立方度或平面度来进行双重连续分类。优选地，根据颗粒的宏观形状的几何特征(主尺寸)的分类在时间和/或空间上 先于根据颗粒的宏观形状的另一几何特征(主尺寸)的分类。这样，例如，对于这种粒子形状，能够根据针状度以预定极限值而分离出一部分。根据本发明的方法的优选实施例，以及关于取决于分类任务的开口的设计，为进 一步的从属权利要求的主题。优选地，能够利用空间的三维筛网结构来实现二维分类(在分类平面内进行)或
者三维分类。在根据本发明的方法的过程中，考虑到颗粒的三个主尺寸(长度a、宽度b、厚度C)中的一个，在至少两个分类处理中进行连续分类(根据粒子形状的分选)，两个分类处理优 选地在时间和/或空间上连续。根据本发明，上述目的可以通过装置来实现用于根据三个几何主尺寸(最大长 度，最大宽度或最大厚度)中的一个对颗粒进行分类的第一分类装置；和用于根据颗粒的 主尺寸中的不同于第一主尺寸的另一主尺寸对颗粒进行分类的另一分类装置。根据本发明的优选实施例，第一分类装置和第二分类装置能够由第一筛网部件和 第二筛网部件形成，第一筛网部件和第二筛网部件优选地布置在共同的壳体中或一体地包 含在一个分类平面内。优选地，呈筛选数形式的颗粒运动和根据要进行的分类所相应的颗粒尺寸(例如 颗粒长度、颗粒宽度以及颗粒厚度)被用作选择筛网部件的开口的适当几何形状的参数。通过根据本发明的双重连续分类，即根据沿颗粒的相对于彼此基本垂直的至少两 个主轴方向的颗粒大小(长度、宽度、厚度)对粒子形状的分选，对于颗粒的针状度(最大 颗粒尺寸(线性尺寸)与最大平均主尺寸(颗粒宽度)的比)；或对于颗粒的立方度或圆 度(最大颗粒尺寸(线性尺寸)与最小颗粒尺寸(厚度)的比)，或对于颗粒的平面度(平 均主尺寸(宽度)与最小主尺寸(厚度)的比)，可以非常简单的方式来分选颗粒，即根据 颗粒的每一个几何类别。优选地，分类部件为诸如圆振动器、椭圆振动器、线性振动器或平 面振动器的筛网部件，即具有上述几何运动的振动筛网，或振动面布置为倾斜的并且优选 地固定，作为引导颗粒的分类平面。对于根据最大颗粒尺寸的分类，分类部件优选为筛网部件包括借助预定的圆形 孔、正方形孔、长孔(二维分类)、3D正方形孔或3D长方形孔(“3D”=三维分类)的分类。 考虑到平均颗粒尺寸基本垂直于上述颗粒尺寸，筛网部件优选地设置有具有预定的孔径或 筛孔尺寸的开口(圆形孔或正方形孔)，优选地设计为穿孔板或筛网。作为用于根据基本垂直于最大颗粒尺寸和平均颗粒尺寸的最小颗粒尺寸对颗粒 进行分类的分类部件，优选地设置由具有预定条杆距的条杆或由具有预定筛孔孔距或3D 正方形孔衬层(lining)的长筛形成的筛网部件。这是指，优选地，能够分别通过具有二维功能或三维功能或分类平面的筛网部件 来进行分类。在本发明的范围内，分类或双重连续分类通常是指根据粒子形状的分选，包括根 据颗粒的至少两个几何主尺寸(最大长度、最大宽度或最大厚度)在时间和/或空间上分 离的分类。通过本发明，例如能够容易地生产出适合于某些优选的应用的粒状材料或均勻颗 粒几何形状品质的粒状材料，例如在高级的多重粉碎的碎屑的生产中。本发明是基于根据粒子形状的颗粒物品的高质量分选可通过至少两种分类的结 合的惊人发现，即基于颗粒的几何主尺寸(最大长度、最大宽度、最大厚度)。这里，以接近的时间和/或空间连接和邻近以及以长的时间和/或空间距离能够 进行至少两种分类。这样，可使部分针状颗粒与部分圆形或立方性颗粒分离，并且这些颗粒 依次与部分扁平颗粒分离，其中能够产生另外的细粒部分，例如通过限制颗粒的平均颗粒 尺寸(颗粒厚度)而产生具有预定的针状度的颗粒；或通过使在每一分级部分内的相应的 筛网部件连续地连接而产生具有预定平面度的颗粒(限制颗粒的最小尺寸(厚度))。
本发明能被应用于建筑业中的石屑或碎石的分级以及质量改善，或用于供给鼓风 炉用煤，或用于制备固定床反应器(bed reactor)的燃料层(beds)，以及例如用于预处理 应用材料的悬浮的颗粒。
下面将参照实施例和相应的附图对本发明进行更加详细地说明。在附图中图1示出颗粒的根据其主尺寸的示意性图，图2示出分类变型的表，图3示出用于说明筛网部件的可能振动模式的颗粒的力的平衡，图4示出取决于筛网部件的运动/驱动的颗粒的运动模式的示意性图，图4a示出颗粒的抛掷运动的运动模式的示意性图，图4b示出颗粒的滑动运动的运动模式的示意性图，图5示出筛网部件的开口几何形状，图5a至图5d示出筛网部件的二维开口几何形状，圆形孔(圆孔)、正方形孔、长方 形开口以及椭圆形开口，图6示出筛网部件的三维开口几何形状，图6a至图6d以截面图和平面图示出了正方形孔和长方形孔，图7示出根据具有三维开口几何形状的示意性图的图6的开口几何形状的功能 性，图7a示出对于根据最大颗粒尺寸(a)进行分类的功能性，图7b示出对于根据最小颗粒尺寸(C)进行分类的功能性，图8示出根据具有三维开口几何形状的示意性图的图7的开口几何形状的功能 性图8al和图8a2示出对于根据最大颗粒尺寸(a)进行分类和对于不同重心位置的 功能性，图8b示出对于根据最小颗粒尺寸(C)进行分类的功能性，图9示出在滑动运动中用于不同颗粒形状的开口几何形状的功能性，图10示出在抛掷运动中用于不同颗粒形状的开口几何形状的功能性，图11示出本发明的双重连续分类的工作原理的示意性图图Ila为第一分类阶段的示意性图；图lib为第二分类阶段的示意性图，图12示出筛网部件作为振动筛网用于确定可能的振动模式的示意性图；图13示出用于一体式筛网部件的圆振动和椭圆振动的振动激发组合的等效电路 图，图14示出具有根据图11的穿孔板和条杆筛的筛网部件的实施例(根据针状度的 分类)，图15示出具有双重连续分类的分选机的过程模型，图16以示意性截面图示出分选装置(根据针状度的分选)，图17示出根据图16的分选装置的卸料部件，
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图18示出根据图16的分选装置的筛网部件，图19以示意性截面图示出分选装置(根据针状度的分选)，其中在分离的筛网部 件上进行分类步骤，图20示出根据图19的分选装置的卸料部件，图21示出根据图19的分选装置的筛网部件，图22以示意性截面图示出分选装置(根据立方度)，图23示出根据图22的分选装置的卸料部件，图24示出根据图22的分选装置的筛网部件，图25以示意性截面图示出分选装置(根据立方度的分选)，其中在分离的筛网部 件上进行分类步骤，图26示出根据图25的分选装置的卸料部件，图27示出根据图25的分选装置的筛网部件，图28以示意性截面图示出分选装置(根据平面度的分选)，图29示出根据图28的分选装置的卸料部件，图30示出根据图28的分选装置的筛网部件，图31以示意性截面图示出分选装置(根据平面度的分选)，其中在分离的筛网部 件上进行分类步骤，图32示出根据图31的分选装置的卸料部件，图33示出根据图31的分选装置的筛网部件。
具体实施例方式用于根据颗粒的粒子形状通过双重连续分类来分选颗粒的方法和装置的以下实 施例的说明的基础为如在图1中借助粒子1的主尺寸所表示的颗粒1的几何形状，颗粒1 的主尺寸是指其最大长度a，其平均尺寸宽度b以及其最小尺寸厚度C，其中这些尺寸能够 在颗粒1的主轴X、y、ζ上通过例如长方体的规则体的方式被表示成包络，如图1中所示。 主尺寸a (包络长方体的最长体边)、b (包络长方体的平均体边)以及c (包络长方体的最 小体边)，几何地描述了颗粒1，其中a > b > C。双重连续分类的以下详细说明，即基于颗粒1的至少两个几何主尺寸对颗粒形状 的确定，是基于上述对颗粒的主尺寸的检测及用方法和装置来实现的。能够借助检测在三 个主轴χ、ζ和y上的颗粒的尺寸来完全地检测颗粒1的形状。借助颗粒1的主尺寸，能够限定三种不同的颗粒形状，颗粒形状分别通过两个纵 横比来确定。最长主尺寸a与平均主尺寸b的比描述颗粒1的伸长率或针状度”毗)=T
b最长主尺寸a与最小主尺寸c的比描述颗粒1的立方度或圆度或方块状
Ψ"、二 αT(a/c)_ -
c平均主尺寸b与最小主尺寸c的比描述颗粒1的平面度
Ψ( 3/ι:)=-
C借助上述说明或根据粒子形状Ψ(_)、Ψ(3/ε), Ψ(ιν。)对一定量颗粒的分选，在按 空间和/或时间顺序进行的两个分类步骤(被连续地分类)中，由颗粒1组成的装料能够 根据其针状度而被分选，使得形成具有两个显著不同的粒子形状数的两个分级部分 (fraction)。相应地，可以根据立方度或平面度来分选颗粒混合物。双重连续分类中的分类变型，即根据与主尺寸a、b或c对应的粒子形状的分选，以 表格形式示出在图2的表1中。取决于根据在第一分类步骤和第二分类步骤中的三个主尺 寸的分类的组合，根据下列粒子形状的分选结果针状度、立方度或平面度，如图2中所示。 图2示出各个分类步骤即第一分类(分类步骤1)和随后的第二分类(分类步骤2)的组 合，以及图2的右栏中为相应的分类结果和对具有缩写的这些变型中的每一个中的粒子形 状的描述。可以看出，通过根据主尺寸a和b以及b和a的第一分类和第二分类(顺序) 的组合，根据针状度来实现分选，而在以不同顺序根据其他主尺寸进行分选的情况下，分别 根据立方度或平面度来进行分选，如图2中所见。基于在此所述的实施例中的主尺寸，通过一种或多种筛网部件而根据粒子形状来 进行分选(连续分类)，其中，在用于满足根据主尺寸a、b或c中的至少一个分选颗粒形状 的相应分选任务的筛网部件的实施例中，颗粒运动和筛网开口几何形状，即筛网部件的开 口的几何形状，被视为参数。这里，借助尺寸数字来描述颗粒运动，尺寸数字由作用在颗粒 1上的加速力Fa和重力Fg的相对于筛网部件的分类平面(筛网平面)垂直的分量的比形 成。此尺寸数字被称作筛选数或抛掷数Sv。在图3中，颗粒加速时作用在颗粒1上的力的 平衡被表示用于描述/检测筛网部件2的可能运动模式。筛选数计算如下Sv=
「_ … - Fa-sin(a + p)、v - —-τ-γ-
rg · COSlkOC)其中Fa= mp · a其中Fg= mp · gSv= “.sin(7f)(8)
g . COS(Ct)这里，mp为颗粒质量，α为筛网平面(分类平面)的设置角度或筛网部件2的分 类衬层的设置角度，并且β为筛网部件的振动驱动的设置角度。为描述沿着筛网部件2或 沿着分类衬层的颗粒运动，对Sv > 1的抛掷运动和Sv ^ 1的滑动运动进行区分。在图4a和图4b中，以抛掷运动或滑动运动来表示圆形模型体的运动情况。作为用于对颗粒1进行分类的分选装置或部件，优选地使用振动筛网(具有振动 驱动的筛网部件2)，或倾斜的筛网部件2，倾斜的筛网部件2使得颗粒1在筛网部件2止时 由于倾斜而在分类平面内沿着筛网部件2进行滑动运动，如在图4b中所示意性示出的。筛 网部件2能够优选地包括圆振动、椭圆振动或平面振动。作为描述筛网衬层2的开口 3的几 何形状的筛网开口几何形状，优选地设置圆形孔、正方形孔、长孔(oblong hole)(作为二维 开口几何形状)、3D正方形开口(三维开口几何形状)或3D长圆孔(三维开口几何形状)。
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这是指，优选地，可对开口具有二维开口几何形状的筛网部件或筛网衬层2(这里 被称作2D筛网衬层)以及开口具有三维几何形状的筛网衬层(这里被称作3D筛网衬层) 进行区分。在(一体的)筛网部件中，两种几何形状还能够相结合。对于2D筛网衬层2，在图5中示出开口 3的开口几何形状。假如开口几何形状的 尺寸沿X方向和y方向相等，则圆形孔和正方形孔可分别作为开口几何形状。在开口 3的 开口几何形状的尺寸沿χ方向和y方向不相等的情况下，能够对长方形开口或椭圆形开口 3进行区分(见图5a至图5d)。在图6中，示出了用于三维筛网衬层2(“3D”蹄网衬层)的可行开口几何形状。借 助具有三维开口几何形状的筛网衬层2，能够基本上根据主尺寸a(最大尺寸、线性尺寸)或 根据主尺寸c (最小尺寸、厚度)来进行分类。优选地，采用正方形口 3，用于根据在x-z分类平面内的开口几何形状的主尺寸a 进行分类，如其在图6a、图6b (截面图(图6a)和平面图(图6b))中所示。对于根据主尺 寸c(厚度)的分类，优选地，为开口 4在x-z分类平面内设置长方形开口几何形状。在这 两种情况下，距离 都决定了颗粒1通过筛网几何形状。下面，在图7中，以椭圆体作为示例(a > b > c)示出了筛网衬层2的三维(3D) 开口几何形状在根据主尺寸a或c的分类中的功能性。如图7a所示，如果x-z平面内的正方形开口几何形状被用于根据主尺寸a的分 类，则颗粒1落在边5上而进入x-z平面，这是因为，假如a > b，则颗粒因其主尺寸b (宽 度)而被迫下落通过x-z平面(分类平面)。颗粒1随后落到平面6上，平面6是通过在 制造筛网部件2时在穿孔板的三个侧面上切割并弯折而形成的，该片确定开口的正方形口 (参见图6)，并且除了此平面6之外，颗粒1仍与边5接触。作为边5和平面6之间的垂直 尺寸的尺寸Wmin决定颗粒1通过的可能性。考虑到颗粒的重心S、所用振动模式的有效方向 (动力影响的方向)以及存在的摩条件，只有那些满足前提条件a < Wfflin的颗粒1通过形成 的三维开口(还参见图7b)。在图8中，以a > b > c的椭圆体作为示例示出3D筛网几何形状在分别根据主尺 寸a或根据主尺寸c的分类中的功能性。图8示出根据主尺寸a的分类的功能，开口 3具有三维开口几何形状，在x_z平面 (分类平面)内又具有正方形开口几何形状(参见图8a)，其中，由于颗粒1的重心S的位 置，颗粒1落在边5 (Wz)上而进入x-z平面。假如a>b，则颗粒1因其主尺寸b (宽度)而 被迫下落通过x-z平面(分类平面)。颗粒1随后落到弯曲面6上并且不仅与形成分类平 面的穿孔板2的该被局部切除且弯曲的部分接触，而且与图6b中以Wz表示的边5以及相 对于边5偏移90°布置的开口的边Wx接触(参见图6b)，即颗粒1由三个触点支撑。平面6的弯曲程度即作为边5 (Wz)和平面6之间的垂直距离的尺寸Wmin、重心S的 位置、材料组合颗粒1/分类或筛网衬层2的摩系数，以及振动筛网的所用振动模式的有效 方向，决定颗粒1的通过。取决于上述参数的颗粒1的通过情况有两种可能性。如果颗粒1的重心如图8al 所表示的在边5的上方，则取决于颗粒1的长度、振动的动力影响的方向以及存在的摩条 件，颗粒1被抛出。如果颗粒1的重心如图8a2所表示的在边5的下方，则颗粒1取决于颗 粒1的长度、振动的动力影响的方向以及存在的摩条件而通过3D正方形开口几何形状。
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如果在x-z平面内使用正方形开口几何形状以根据主尺寸c进行分类(参见图 8b)，则颗粒1由于其重心S的位置而落在边5 (Wz)上而进入x-z平面，这是因为，假如Wz> Wx(参见图6d)，则颗粒1的主尺寸a定位在边5(WZ)处。这里，作为边5(WZ)和平面6之间的垂直距离的尺寸Wmin(参见图8b)、重心S的 位置、材料组合颗粒1/分类或筛网衬层2的摩系数，以及所用振动模式的有效方向(当筛 网部件被设计成振动筛网时)也决定颗粒1通过筛网的开口 3。只有那些满足前提条件c < Wfflin的颗粒1通过筛网几何形状(参见图8b)。图9和图10以三维示意性图示出与筛网部件2的用于两种颗粒运动“滑动”和 “抛掷”(参见图4)的不同开口几何形状有关的颗粒1的行为。在图中，示出了取决于适用于针状产品、立方体产品以及板状产品的开口几何形 状、即适用于根据主尺寸a、b或c的分类的开口几何形状的穿过行为。基于上述实施例，借 助参数即筛网部件2的开口几何形状以及颗粒运动(“滑动”和“抛掷”，参见图4)，能够作 出用于可能分类的过程选择。图Ila和图lib以示意性图示出了“双重连续分类”的有效原则，用于根据最大长 度a进行分类的第一分类阶段(图11a)，其中具有圆形开口 3的穿孔板8被示意性地表示 成筛网部件2。开口 3的直径以d孔表示，在第一分类阶段中d孔确定颗粒1的相应的最大 长度。穿孔板8能通过图12中表示的椭圆振动、线性振动以及平面振动的振动模式而被激 发以形成振动筛网，其中在所述第一分类阶段之后是第二分类阶段(图11b)，在第二分类 阶段中根据颗粒厚度即沿最小尺寸c的方向(这里以c表示)进行分类。优选地，这里通 过条杆筛7或长筛的分类能被用作筛网部件2。条杆筛7的条杆距以As表示，在第二分类 阶段中Δ s确定颗粒1的相应的主尺寸C。参考图2 (分类变型)，对于每一种变型(参见图2，栏5)，基于参数“颗粒运动”和 “开口几何形状”来确定过程实现的可能性，如图9和图10所示。对于取决于第一分类步和/或第二分类步中相应的主尺寸的优选的双重连续分 类，分类变型分别涉及第一分类步和第二分类步的时间和/或空间顺序。如所示的，取决于颗粒运动(抛掷或滑动，参见图4、图9、图10)以及二维开口(圆 形孔、长圆孔)的开口几何形状或三维开口几何形状(3D正方形、3D长方形)，选择本发明 的实施例的过程实现的可能性。下述实施例涉及图2的简称(右栏5)。对于变型“Ni”，即对于根据针状度(长度和宽度)的连续分类，其中根据主尺寸 a进行第一分类和根据主尺寸b进行第二分类，存在的优选方法选择仅用于以下情况在筛 网部件2的二维开口几何形状的范围内，在第一分类步中，颗粒1进行滑动运动，具有Svl和 圆形孔的筛网几何形状；在第二分类中根据宽度进行分类的情况下，颗粒1进行抛掷运动， 具有圆形孔几何形状且Sv > 1。关于三维的筛网几何形状或开口 3的开口几何形状，存在的优选过程选择用于在 正方形筛网开口中分别为“抛掷”和“滑动”的颗粒运动，但是仅用于第一分类步骤。因此，总之，对于分类变型Ni，仅如下情形能够被视为优选实施例开口 3具有圆 形孔或正方形孔几何形状，在第一分类步骤中颗粒1进行滑动运动并且对于第二分类步 骤，颗粒1进行抛掷运动(从而利用不同的驱动运动而分离筛网部件2)；或者在第一分类 步骤中筛网部件2设计为具有三维开口几何形状和正方形开口 3以用于颗粒1的抛掷运动以及滑动运动，与在第二分类步骤中的圆形或正方形孔的开口 3并且用于振动筛网2的抛 掷运动相结合。这意味着，如果采用抛掷运动，则在这种情况下，对于变型Ni，在根据主尺 寸a的第一分类和根据主尺寸b的第二分类的情况下，也能够在一层上使用一体式筛网部 件2。相应地，对于变型NII，即根据针状度的又一连续分类，但是分类步骤的顺序相反， 即根据颗粒1的宽度(主尺寸b)进行第一分类和根据主尺寸a(长度)进行随后分类，存 在优选的方法组合应用圆形孔几何形状和用于筛网部件2的抛掷运动，结合在具有单独 的筛网部件2的第二分类步骤中用于颗粒1的滑动运动，颗粒1滑动运动且开口 3为圆形 或矩形开口几何形状。除了在二维开口几何形状范围内的此优选方法组合之外，与上述第 一分类步骤中的方法的设计有关，借助用于颗粒1的抛掷运动以及滑动运动的筛网部件2 的三维开口结构，另外还存在实现第二分类步骤中的分类(因此根据主尺寸a)的可能性。这里是指，相对于向颗粒1施加抛掷运动的筛网驱动，也存在用于第一分类和第 二分类的一体式筛网部件2，或对于第二筛网部件2的单独实施例以及第二分类的单独进 行，借助颗粒1的滑动运动也可实现这种分类。另一分类变型RI根据颗粒1的立方度对颗粒进行分类，其结合了根据主尺寸a的 分类(第一分类)和根据主尺寸c的随后分类(厚度；参见图1。这时，例如，利用用于建立 颗粒1的滑动运动的倾斜的固定筛网部件2和具有用于第一分类步骤的圆形孔几何形状和 用于第二分类步骤的长孔几何形状的筛网部件2的设计，能够实现根据立方度的分类；可 选择地，根据厚度的分类也能够优选地利用开口 3的长孔几何形状以抛掷运动来实现。可选择地，以下相应组合也是可能的用于第二分类步骤的筛网部件2设计为具 有长方形开口 4的三维开口几何形状，以用于在第一分类步骤或第二分类步骤中颗粒1的 共同的滑动运动。可选择地，优选地，在用于抛掷运动或滑动运动的第一分类步骤(根据主 尺寸a的分类)中利用正方形开口 3的三维开口几何形状，以及结合在第二分类步骤中颗 粒1进行相同运动状态的抛掷运动或滑动运动时正方形开口 3的三维开口几何形状和长方 形开口 4的三维开口几何形状，也能够程序性地实现这种滑动运动(参见图5和图6)。图2的用于根据立方度进行连续分类的分类步骤1和2互换的另外的分类变型为 变型RII，以及根据平面度进行分类的变型PI和PII的两种方法变型，由此同时一方面产生 (如上所述)用于筛网部件的相应的结构实施例，另一方面产生共同或分离的振动驱动。根据关于用于筛网部件的可能振动模式(参见图12)或者例如用于固定的倾斜筛 网的相应的设置角度α，以及第一分类步骤和第二分类步骤的可能结合的优选过程结构和 结构方案变型的组合，取决于期望的分选结果(基于颗粒的主要参数，根据形状的分类)， 能够得到用于分选机或用于分选顺序的优选的结构实施例。关于振动几何形状，主要参考图12。这里，参数“设置角度α ”由两种可能性限定。筛网平面(分类平面)或者以预定 的角度设置或倾斜，因而α >0，或者筛网平面或分类平面布置为水平，其以α =0表示。 这里，如果在分类平面内(沿着筛网平面)通过振动和/或设置角度的组合确保了作为装 料的颗粒1的输送，则设置角度和振动模式的组合被视为是优选的。如已经说明的，用于分选方法的有益实施例的第三要素在于以下可能性可能利 用共同的筛网部件将第一分类和第二分类整体地设计成一体(允许构造小型分选机)，其
13中，考虑到检定参数即开口的开口几何形状和用于能够分段地进行两个分类步骤的一体式 筛网部件的颗粒运动(抛掷或滑动)，基本上只考虑这样的构造该构造允许采用相同的振 动模式或者激发模式以用于在分类平面上输送颗粒(相同的振动模式)。这里，关于在结合运转时使用圆振动和部分圆振动只有一种例外，其能够以导向 式圆振动和联杆的组合来实现。此实施例在图13中被表示为机械等效电路图。这里，筛网 部件2在一端(联接点A)能被圆振动激发，而在其另一端(联接点B)借助沿箭头方向振 动的联杆10的相应联接而将椭圆或弧形振动施加给筛网部件21。在这种情况下，筛网部件2还能够包括两个分类区，用于在筛网部件2的左区中的 第一分类和在右区中的第二分类。结构性前提条件的组合再结合过程方案条件，允许优选选择方法过程以及根据优 选实施例的用于分选机的处理和装置设计的结构变型，所述优选实施例包括至少一个第一 分类和一个第二分类以产生限定颗粒形状的颗粒的经分选的分级部分。这里，再次强调，还能够通过单个的机组(甚至在小装料量情形下用手工进行)以 大的时间或空间距离来进行第一分类和第二分类，其中，在第一分类和第二分类的组合中， 根据粒子形状以及按照期望的根据颗粒的三个主尺寸中的一个，始终可实现期望的分选结^ ο第二分类之后还能够是根据粒子形状的第三分类或根据其他颗粒属性或参数的 另一种分选，这在不同物质的颗粒混合物的情况下尤其重要。这意味着，能够进行具有至少 两个分类阶段的连续分类(=根据粒子形状的分选)的组合与根据其他颗粒参数或属性的 分选相结合。优选地，为降低负面地附加在粒子形状效果因而附加在分选效果上的粒子形 状的影响，由第一分类步骤进行分级(fractioning)，或者此分级与第一分类步骤相结合。过程优选方案与结构上可能或优选的方案的上述结合能引起技术上可实现方案 的形成。而且在第一分类之前，可能与根据颗粒大小的分类(分级)一起，能够根据诸如密 度、导电性或导热性等的颗粒的其他参数来进行分选。这意味着，双重连续分类能够并入不 同类型的工序管理中，连续或间断的分段方法过程中。在图14中，与用于将颗粒状装料1 “分级”成针状、立方体或扁平“分级部分”的 “双重连续分类”的有效原则表示对应，再次示意性地示出了筛网部件2，在第一分类阶段 (分类成长度类别)中用穿孔板8作为筛网部件2，随后在用于分类成厚度类别的第二分类 阶段中用条杆筛7作为筛网部件2，使得作为结果可进行根据立方度的分选(根据主尺寸a 和c的分类)，其中，这里筛网部件2经由线性振荡器而被激发。图15示意性地示出一过程模型，其通过装料以及在第一分类阶段中使用长度类 别进行分类和在第二分类阶段中使用厚度类别进行分类，以在筛下物中得到非立方体分级 部分，而则在筛上物中得到立方体分级部分，筛上物可能被传送以进行另一分类。在此情况下，第一分类步还用于使粒子形状的响最小化，该响经常负面地附加在 粒子形状效果因而附加在分选效果上，因此第一分类阶段同时引起装料1的分级(这里为 两个分级部分)。之后的图描述了用于分选装置(分选机)的优选实施例，每个实施例通过它们的 根据针状度、立方度或平面度的分选以及取决于对筛网部件2或两个分离的筛网部件2进行第一分类步和第二分类步的结构而被区别开。图16至图18示出用于根据针状度即根据尺寸a和b进行分选的分选机10，其中 在一层上进行两个分类步，即利用一体式筛网部件2。这里，位于壳体11中的分选机或分 选装置10中的筛网部件2包括3D正方形孔3和穿孔板8的圆形孔13，壳体11经由支承 弹12而被支。三个分级部分被设置在第一分类步的区域(3D正方形孔3)中，其中进料器 被设置在14处。在图16至图18中所示的分选机10包括一个在另一个之上布置的用于大型料、中 型料以及小型料的三个分类平面。筛网部件2形成用于颗粒1的线性尺寸a的筛面。在第 二分类步中，借助圆形孔13根据颗粒宽度b进行分类。来自对应的层15至17的根据其针状度分类出的大型料、中型料以及小型料，这些 料到达产品卸料部的壳体18，其中，定位有用于非针状的大型料、中型料以及小型料的输送 滑19至21，以及用于针状的大型料、中型料以及小型料的输送滑22至24。25表示筛下料卸料部。在用于产品卸料部的壳体的示意性侧视图中，用于针状料的卸料部以26表示，并 且用于非针状料的卸料部以27表示。这是指，在这种情况下根据它们的针状度分选出的大 型料、中型料以及小型料再次会合。当然，也可保持分级部分并且防止它们在卸料部26中 (或27)聚集。在图19至图21中，示意性地示出用于根据针状度的分选装置或分选机10的另一 实施例，其中，这里第一分类阶段和第二分类阶段分分离并且在两层上进行，两个筛网部件 2分离用于每个分级部分。在这种情况下，分别被设计成穿孔板8的筛网部件2被用在第一分类阶段和第二 分类阶段中。这里，再次形成三个分级部分(大型料、中型料以及小型料)。对于其他，参考对一体式筛网部件的实施例的说明。在图22至图24中，以示意性图示出用于根据立方度进行分选的分选机10或分选 装置10。这里一体式筛网部件2具体表现为条杆筛7结合穿孔板8。这里，也再次形成三个 分级部分，并且首先根据立方度实现分选成大型料、中型料以及小型料，使得能够在卸料部 26中形成并且排出非立方料，在卸料部27中形成并且排出立方料，在卸料部26、27中三个 分级部分聚集。这里，大型料、中型料以及小型料当然能够无需会合，并且在各种情况下都可从分 选设备中排出根据立方度和颗粒大小所分选出的料。相应地，如在根据图19至图21的根据针状度的分选装置或分选机10中，在图25 至图27中，也示出了在两层上根据立方度的分选，即第一分类步骤和第二分类步骤被划分 给两个筛网部件2。对于其他，相同的附图标记表示从图16开始的上述实施例中相同的元 件。最后，在图28至图30中示出，借助一体式均勻的筛网部件2在第一分类步骤和第 二分类步骤中利用穿孔板和3D矩形口而根据平面度分选出三种大小的分级部分的相应的 图，而在图31至图33中，示出根据平面度的分选，其中将第一分类步骤和第二分类步骤分
15配给两个分离的筛网部件2。这里，再次参考对于各元件使用相应的附图标记的上述说明。通过本发明，根据颗粒形状的有益的颗粒分选可在根本上产生更加有效的分选加 工和最优或完全的新物质属性。例如，如果使用适合的预先分选出颗粒，则能够实现明显改 善的装填密度和各向同性或各向异性。还能改进颗粒的加工性或反应性。而且，如果根据 本发明的有益的颗粒分选已经被预先实现，则能够明显地改善运输物质的能力。其中，但不是排他地，本发明将用于诸如水果、蔬菜、浆果以及谷类的收割和进一 步加工的农业中的分选加工，用于种子、施肥剂、饲料、香料、咖啡豆、坚果、烟草、茶、蛋或其 他动物产品和鱼、肉或其(中间)产品，以及积累的废产物或副产品；在工业中用于清洗或 加工诸如石屑、碎石、矿石、煤、盐、木材的原材料；和半成品或中间产品；天然或合成的粒 状材料或粉末，诸如石灰、水泥、纤维、焦炭、天然石墨、人造石墨、塑料及其添加物；复合材 料、陶瓷、玻璃、金属、木屑、用于工业加工的添加剂、喷丸或研磨剂、螺丝钉、钉子、硬币、宝 石、次等宝石、废料、循环利用的材料或其他废液；化学或制药工业中的粒状材料或粉末，诸 如洗衣粉、色素、反应器的燃料层、催化剂、医药或化妆品的活性物质以及添加剂或药片。
权利要求
一种用于分选颗粒(1)的方法，其中，根据颗粒的颗粒形状按时间和/或空间顺序在至少两个分类阶段中分选颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述颗粒的颗粒几何形状(a，b，c) 来进行所述颗粒(1)的分选。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述颗粒的参数即针状度和/或立方 度和/或平面度来进行所述颗粒(1)的分选。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据这些参数中的一个的分选在时间和/ 或空间上先于根据这些参数中的至少另一个的分选。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分选通过二维或三维的分类来实现。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分类在振动或不振动的分类平面优 选为倾斜的分类平面内进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分类平面包括矩形尤其是正方形和/ 或椭圆形尤其是圆形的开口。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述开口(3;4)的区域内沿着倾斜平 面(6)引导所述颗粒(1).
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，通过所述平面距限定所述分类平面内 的开口的相对边(5)的垂直距离来确定开口。
10.根据前述权利要求2至7中至少一项所述的方法，其特征在于，首先根据最大颗粒 尺寸(a)尤其是颗粒长度对所述颗粒(1)进行分类，然后根据基本垂直于所述最大颗粒尺 寸的平均颗粒尺寸(b)尤其是颗粒宽度对所述颗粒进行分类。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在根据最大颗粒尺寸(a)尤其是颗粒长 度对所述颗粒(1)进行分类之后，接着根据基本垂直于最大颗粒尺寸和平均颗粒尺寸的最 小颗粒尺寸(c)尤其是颗粒厚度对所述颗粒(1)进行分类；或者在首先根据垂直于最大颗 粒尺寸的平均颗粒尺寸(b)尤其是颗粒宽度对所述颗粒(1)进行分类之后，接着根据基本 垂直于最大颗粒尺寸和平均颗粒尺寸的最小颗粒尺寸(c)尤其是颗粒厚度对所述颗粒(1) 进行分类。
12.根据前述权利要求3至11中至少一项所述的方法，其特征在于，自由地选择根据所 述颗粒(1)的针状度和/或立方度和/或平面度来分选所述颗粒(1)的顺序。
13.根据前述权利要求1至12中至少一项所述的方法，其特征在于，每次均通过筛选对 所述颗粒(1)进行分类。
14.根据前述权利要求1至13中至少一项所述的方法，其特征在于，通过利用运动或不 动的筛网部件(2)和预定开口几何形状的开口在至少一个分类平面内的分类，对所述颗粒 (1)进行分选。
15.根据前述权利要求1至14中至少一项所述的方法，其特征在于，通过利用以圆振 动、椭圆振动、线性振动或平面振动的方式运动的筛网或利用具有倾斜筛网平面的不动筛 网对所述颗粒(1)的分类，来进行所述分选。
16.根据前述权利要求1至15中至少一项所述的方法，其特征在于，借助具有预定开口 几何形状的开口尤其是圆形孔、长孔、3D正方形孔或3D长孔以及尤其是上述孔的组合的筛网，对所述颗粒(1)进行分类。
17.根据前述权利要求6至16中至少一项所述的方法，其特征在于，根据颗粒来具体调 整振动筛网的振动频率和/或振幅以便适应预定的颗粒运动。
18.根据前述权利要求1至17中至少一项所述的方法，其特征在于，通过利用预定的圆 形孔、长孔、3D正方形孔或3D长方形孔根据最大颗粒尺寸(a)对所述颗粒(1)的分类，来进 行所述分选。
19.根据前述权利要求1至18中至少一项所述的方法，其特征在于，通过利用预定的圆 形孔根据基本垂直于最大颗粒尺寸(a)的平均颗粒尺寸(b)对所述颗粒(1)的分类，来进 行所述分选。
20.根据前述权利要求1至19中至少一项所述的方法，其特征在于，通过利用预定的 长孔或3D长方形孔根据基本垂直于最大颗粒尺寸(a)的最小颗粒尺寸(c)对所述颗粒(1) 的分类，来进行所述分选。
21.根据前述权利要求1至20中至少一项所述的方法，其特征在于，在所述颗粒(1)的 所述分选之前是进行分级。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，对具有不同分级部分的颗粒(1)在一共 同装置中通过分类来同时进行分选。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其特征在于，所述颗粒(1)的分级与通过分类 所进行的第一分选一起进行。
24.根据前述权利要求1至23中至少一项所述的方法，其特征在于，在共同的分选部件 (2)的至少两个分类阶段中进行所述分选。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，对于两个分类阶段，利用一个穿孔板尤 其是共同的穿孔板进行所述分选。
26.根据前述权利要求1至23中至少一项所述的方法，其特征在于，利用分离的壳体 (11)中的分离的分选部件(2)，在至少两个分类阶段中进行所述分选。
27.根据前述权利要求1至26中至少一项所述的方法，其特征在于，利用具有预定条杆 距(△ s)的条杆筛或具有预定筛孔孔距(△ s)的长筛作为筛网部件(2)，通过根据基本垂直 于最大颗粒尺寸(a)的最小颗粒尺寸(c)对所述颗粒(1)的分类来进行分选。
28.一种用于根据颗粒的颗粒形状来分选装料的颗粒(1)的装置，所述装置具有用于 对所述颗粒(1)进行分类尤其是用于执行根据前述权利要求1至26中至少一项所述的方 法的分类部件，所述分类部件具有第一分类部件和第二分类部件，第一分类部件用于根据 所述颗粒的主尺寸(a)尤其是最大颗粒尺寸(a)对所述颗粒(1)进行分类，第二分类部件 用于根据所述颗粒(1)的另一主尺寸尤其是基本垂直于上述主尺寸的最大颗粒尺寸的平 均颗粒尺寸(b)对所述颗粒进行分类。
29.一种用于根据颗粒的颗粒形状来分选装料的颗粒(1)的装置，所述装置具有第一 分类部件和第三分类部件，第一分类部件用于根据颗粒的最大颗粒尺寸(a)尤其是颗粒长 度对所述颗粒(1)进行分类，第三分类部件用于根据基本垂直于所述最大颗粒尺寸和平均 颗粒尺寸的最小颗粒尺寸(c)对所述颗粒(1)进行分类；或者所述装置具有第二分类部件 和第三分类部件，第二分类部件用于根据基本垂直于所述最大颗粒尺寸(a)的平均颗粒尺 寸(b)对所述颗粒(1)进行分类，第三分类部件用于根据基本垂直于最大和平均颗粒尺寸(a，b)的最小颗粒尺寸(c)对所述颗粒(1)进行分类。
30.根据权利要求28或29所述的装置，其特征在于，所述分类部件的时间和/或空间 顺序为可变的。
31.根据前述权利要求28至30中至少一项所述的装置，其特征在于，所述第一分类部 件和/或第二分类部件和/或第三分类部件为第一筛网部件(2)和/或第二筛网部件(2) 和/或第三筛网部件(2)。
32.根据前述权利要求28至31中至少一项所述的装置，其特征在于，至少两个分类部 件被设计成一体式的，尤其是设计成具有不同开口几何形状的开口的一体式筛网部件。
33.根据前述权利要求21至31中至少一项所述的方法，其特征在于，至少两个分类部 件被设计成分离式的，尤其是设计成具有相同或不同开口几何形状的开口的分离式筛网部 件⑵。
34.根据前述权利要求28至33中至少一项所述的装置，其特征在于，作为筛网部件的 所述分类部件为圆振动器、椭圆振动器、线性振动器或平面振动器，或者固定的分类平面由 倾斜的筛网部件形成。
35.根据前述权利要求28至34中至少一项所述的装置，其特征在于，至少一个分类部 件为具有预定开口几何形状的开口尤其是圆形孔(13)、长孔、3D正方形孔(3)或3D长孔 (4)尤其是上述孔的组合的筛网部件(2)。
36.根据前述权利要求28至35中至少一项所述的装置，其特征在于，至少一个分类部 件为被设计为振动筛网的筛网部件(2)，其振动频率和/或振幅能够根据颗粒来具体调整 以适应预定的颗粒运动，尤其是预定的颗粒抛掷。
37.根据前述权利要求28至36中至少一项所述的装置，其特征在于，用于根据最大颗 粒尺寸(a)对所述颗粒进行分类的所述分类部件包括具有预定的圆形孔、长孔、3D正方形 孔或3D长孔尤其是上述孔的组合的孔眼模式的筛网部件(2)。
38.根据前述权利要求28至37中至少一项所述的装置，其特征在于，根据基本垂直于 所述最大颗粒尺寸(a)的所述平均颗粒尺寸(b)对所述颗粒进行分类的所述分类部件包括 具有预定孔径ΦΛ)的筛网部件(2)，尤其是穿孔板，或具有预定筛孔尺寸的筛网部件。
39.根据前述权利要求28至38中至少一项所述的装置，其特征在于，根据基本垂直于 最大和平均颗粒尺寸(a，b)的所述最小颗粒尺寸(c)对所述颗粒进行分类的所述分类部件 为筛网部件(2)，所述筛网部件由条杆形成或是具有预定条杆距或筛孔孔距(As)或3D矩 形孔衬层的长筛。
40.根据前述权利要求28至39中至少一项所述的装置，其特征在于，第一分类部件和 第二分类部件构造成第一筛网部件和第二筛网部件，第一筛网部件和第二筛网部件位于共 同的壳体中和/或具有共同的驱动部件和/或具有引导所述颗粒经过所述分类部件的传送 部件。
41.根据前述权利要求27至38中至少一项所述的装置，其特征在于，所述第一筛网部 件被设置用于根据最大颗粒长度进行分类，所述第二筛网部件被设置用于根据基本垂直于 所述平均颗粒长度的最大颗粒宽度进行分类，并且所述第三筛网部件被设置用于根据基本 垂直于所述颗粒长度和/或所述颗粒宽度的最大颗粒厚度对所述颗粒进行分类。
42.根据前述权利要求28至41中至少一项所述的装置，其特征在于，在共同的壳体中的分级单元和分选单元，其中在所述分选单元中根据最大颗粒长度和/或最大颗粒宽度和 /或最大颗粒厚度中的至少一个进行分类。
43.根据权利要求42所述的装置，其特征在于，分级单元同时为第一分类部件。
44.应用根据权利要求28至43中至少一项所述的装置来执行根据权利要求1至26中 至少一项所述的方法，或者来根据颗粒形状对鼓风炉用煤进行分选或对碎石/石屑进行分 选，或处理粉末或对固定床反应器的燃料层进行分选。
全文摘要
本发明涉及一种用于分选颗粒的方法和装置，根据所述颗粒的形状按时间或空间顺序在至少两个分类阶段中分选所述颗粒。而且公开了所述方法和装置的用途。
文档编号B07B13/00GK101952054SQ200980104102
公开日2011年1月19日 申请日期2009年2月2日 优先权日2008年2月4日
发明者托马斯·福尔格纳, 格奥尔格·翁兰, 梅尔廷·施托伊尔 申请人:弗赖贝格工业大学