Siebmaschinen / Vibrationssiebe
Entfernung von Verunreinigungen (Fremdkörpern) im Produktstrom mit Vibrations-Siebmaschinen
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| Zusammenfassung des Abschnitts |
|---|
| 1. Siebart |
| 2. Mechanische Konstruktion |
| 3. Zuführung zu den Siebmaschinen |
| 4. Dimensionierung von Vibrationssiebmaschinen |
| 5. Fehlerbehebung bei Vibrationssiebmaschinen |
Vibrations-Siebmaschinen werden eingesetzt, um ein gewünschtes Produkt von den darin enthaltenen Verunreinigungen (Holzstücke, Metall, Kunststoffe, Drahtfäden usw.) zu trennen. Diese Maschinen sind in der Regel rund oder rechteckig und verfügen über ein Siebgewebe, das Fremdkörper daran hindert, in den Prozess zu gelangen. Durch Vibration wird das Gutprodukt durch das Sieb befördert, während Verunreinigungen zu einem Abwurf geleitet werden. Dieser technische Leitfaden erklärt die Konstruktion von Vibrations-Siebmaschinen, deren Integration in eine Produktionslinie sowie die Behebung potenzieller Betriebsprobleme.
1. Siebart
Welche verschiedenen Siebkonstruktionen gibt es in der Verfahrenstechnik zum Schutz vor Verunreinigungen?
1.1 Statisches Gitter
Die einfachste Methode, um zu überprüfen, ob ein Material keine großen Fremdpartikel oder -stücke enthält, ist die Verwendung eines statischen Gitters. Diese Methode ist einfach, aber nicht immer effizient. Das Schüttgut (Pulver oder größere Partikel wie Pellets) muss sehr gut fließfähig sein, um das Gitter ohne zusätzliche Maßnahmen passieren zu können.
Solche Gitter sind in der Regel relativ grob, mit Mengen von 10 bis 40 mm. Solche Gitter sind besonders interessant beim Entleeren von Säcken mit 25 kg. Sie ermöglichen es dem Bediener, den Sack zu stützen und zu verhindern, dass große Teile des Sacks in den Produktstrom fallen.. They allow the operator to support the bag and avoid that big parts of the bag fall in the product stream. Sie können auch am Austrag von Big Bags positioniert werden, wo sie verhindern, dass der Liner (falls vorhanden) in den Produktstrom gesaugt wird. Bei diesen beiden Anwendungen ist es jedoch wichtig, sicherzustellen, dass sich das Material in den Säcken nicht verklumpt, da es sonst besonders schwierig wäre, es durch das Gitter zu befördern, was die Prozessleistung beeinträchtigen könnte.
1.2 Runde Vibrations-Siebmaschinen
Im Gegensatz zum statischen Gitter sind die Vibrations-Siebmaschinen mit einem Motor ausgestattet, der das Sieb in Schwingung versetzt. Die Vibrationsbewegung ermöglicht es dem Material, das Sieb zu passieren. Dadurch können Vibrations-Siebmaschinen höhere Durchsätze bei kleineren Maschenweiten erzielen. Sie ermöglichen die Optimierung der Prozesssicherheit und -leistung. Die Konstruktion von Vibrations-Siebmaschinen ist jedoch nicht trivial, und viele Beispiele zeigen, dass schlecht konstruierte, spezifizierte oder gewartete Vibrations-Siebmaschinen tatsächlich Fremdkörper in das Gutprodukt eintragen oder freisetzen können. Siehe unten die Abschnitte zur mechanischen Konstruktion von Vibrations-Siebmaschinen, um zu erfahren, wie solche Geräte korrekt spezifiziert werden.
Ultraschall-Siebmaschinen: In speziellen Fällen, bei kleinen bis sehr kleinen Maschenweiten (was der Fall sein kann, wenn das Vibrationssieb als Klassierer verwendet wird), kann das gesiebte Material in den Öffnungen stecken bleiben, was zu einer Verstopfung des Siebs führt. Für solche Anwendungen hilft der Einsatz eines Ultraschallsystems, das Material zu lösen und das Sieb länger in Betrieb zu halten. Viele Anbieter bieten Ultraschall-Siebung als Option an.
1.3 Rechteckige Vibrations-Siebmaschinen
Rechteckige Vibrations-Siebmaschinen verfügen über ähnliche Fähigkeiten wie runde Modelle. Vibrationen ermöglichen es dem Produkt, ein Sieb zu passieren, um es auf Fremdkörper zu überprüfen. Sie bieten jedoch eine zusätzliche Funktion: die Möglichkeit, das Pulver seitlich von einem Punkt zum anderen zu bewegen. Die Vibrationen sind so ausgelegt, dass sie eine horizontale Bewegung auf die Partikel ausüben. Solche rechteckigen Vibrations-Siebmaschinen können daher in manchen Situationen auch als Dosiererdienen. Die Konstruktion der Maschine ist sehr wichtig, insbesondere die Zuführung, da eine präzise Steuerung des Materialflusses erforderlich ist, um ein "Überfluten" des Siebs zu vermeiden.
Hinweis: Klassieren
Klassieren ist eine weitere Form des Siebens, die hier nicht detailliert beschrieben wird. Mehrstöckige runde Vibrations-Siebmaschinen können für diesen Zweck verwendet werden. Dies kann zum Klassieren von Pellets, Bohnen oder feineren Pulvern eingesetzt werden.
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2. Mechanische Konstruktion von Vibrations-Siebmaschinen
Welche Konstruktionsmerkmale weisen Siebmaschinen auf?
Zu den wichtigsten Konstruktionsparametern von Vibrations-Siebmaschinen gehören:
- Siebkonstruktion
- Sieböffnung
- Fremdkörperabscheidung
- Flexible Verbindungen
- Tragkonstruktion der Vibrations-Siebmaschine
Tabelle 1: Die verschiedenen Komponenten eines Vibrationssiebs
| Bauteil | Konstruktion |
|---|---|
| Sieb | Die Siebhalterung ist wichtig. Siebplatten können nicht direkt verwendet werden; sie benötigen eine Halterung, um ordnungsgemäß eingespannt zu werden. Siebe können an ihren Halteringen angeschweißt oder verklebt werden. Schweißen sollte bei hygienischen Anwendungen vermieden werden. Epoxidkleber bieten in der Regel eine gute und langlebige Lösung, wobei die Qualität der Anwendung je nach Anbieter stark variieren kann. Die Verwendung einer perforierten Platte anstelle eines Drahtgewebes bietet eine dritte Option: Die Siebplatte wird so geformt, dass sie selbsttragend ist und keinen Haltering benötigt. Dies stellt eine sehr hygienische und robuste Lösung dar. |
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| Sieböffnung | Siebplatten müssen regelmäßig überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie nicht beschädigt sind, um die Siebgröße zu ändern usw. Die einfachste Konstruktion besteht aus Spannringen (ähnlich wie Jacobs-Schellen für Rohre), die jedoch nicht sehr praktisch sind. Schnellspannsysteme sind vorzuziehen. |
| Fremdkörperabscheidung | Wenn ein Fremdkörper mit dem Produkt mitgeführt wird, sollte er von der Siebplatte aufgehalten werden. Einige Siebmaschinen sind mit einem Auslass, dem sogenannten Abwurf, ausgestattet. Der Fremdkörper wird durch diesen Auslass ausgeschleust. Um Staubemissionen zu vermeiden, sollte der Abwurfauslass mit einem geschlossenen Behälter verbunden sein, der das abgeworfene Pulver und die Fremdkörper auffängt. Der Füllstand sollte einsehbar sein, um den Inhalt des Behälters bei abgeworfenem Produkt zu überprüfen. Um ATEX-Risiken zu begegnen, müssen die Siebmaschine sowie alle Teile im Abwurfbereich geerdet sein. |
| Flexible Verbindungen | Da die Siebmaschine vibriert, befinden sich flexible Verbindungen sowohl vor als auch nach der Maschine sowie am Abwurfauslass. Die Größe der flexiblen Verbindung ist wichtig; sie darf nicht zu straff sein, um die Vibrationsbewegung nicht zu beeinträchtigen. Schnellkupplungen wie BFM sind bei häufig geöffneten Siebmaschinen zu bevorzugen, sofern keine Sicherheitsbedenken (Zugang zu rotierenden Teilen um die Siebmaschine herum usw.) bestehen. |
| Tragkonstruktion | Die Tragkonstruktion des Siebs ist von entscheidender Bedeutung, um eine optimale Vibration zu gewährleisten. Die Konstruktion muss steif genug sein, um nicht selbst zu vibrieren, da sonst die gesamte Energie der Siebmaschine für die Bewegung der Konstruktion und nicht für die Siebplatte verloren geht. |
3. Zuführung
Wie wird Pulver einer Siebmaschine zugeführt?
Die Zuführung zu Vibrations-Siebmaschinen muss kontrolliert erfolgen. Bei unkontrollierter Zufuhr kann es zu einem Überlaufen des Siebdecks kommen, wodurch zu viel Pulver darauf verbleibt. In diesem Fall wird die Leistung der Pulver-Siebmaschine stark reduziert, und ein häufiges Problem ist der Abwurf von Gutprodukt. Dies führt zu Abfall, wo das Gutprodukt eigentlich hätte verwertet werden sollen.
Um dies zu vermeiden, muss vor dem Sieb eine Dosiervorrichtung installiert werden. Übliche Elemente sind:
Tabelle 2 : Pulverzufuhr zu SchwingSieben
| Ausstattung | Beschreibung | Skizze |
|---|---|---|
| Zuführrohr | Ein flexibles Rohr ist am Siebeinlass installiert. Der Abstand zwischen dem Rohrboden und dem Siebdeck bestimmt den durchgelassenen Produktstrom. | |
| Schneckenförderer | Die Schnecke steuert die Zufuhr zum Sieb über die Drehgeschwindigkeit der Schneckenwendel. |  |
| Drehschleuse | Eine Schleusenzellenradschleuse kann verwendet werden, ist jedoch teuer und empfindlich. Sie sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn sich das Sieb unter einem Druck- oder Vakuumtrichter befindet. Alternativ kann eine pneumatische Drehschleuse eingesetzt werden, allerdings ist der Durchsatz möglicherweise begrenzt. |  |
| Vibrationsventil | Einige Hersteller bieten eine Klappe mit einem speziellen Stellantrieb an, der den Produktfluss durch Vibrationen steuert. | |
| Drosselklappe | Aufgrund ihrer "Ein/Aus"-Charakteristik ist diese Art der Zuführung nicht empfehlenswert. | |
| Bedienereingriff | Schwingsiebe können an einer Kippstation installiert werden, an der Säcke von Bedienern entleert werden. Aufgrund der begrenzten Kippgeschwindigkeit (max. 2 t/h/Bediener) wird die Siebzufuhr kontrolliert. Es wird jedoch empfohlen, ein Sieb ohne Rückweisung zu verwenden, um Überläufe beim Entleeren jedes Sackes zu vermeiden. |
4. Dimensionierung von Schwingsieben
Wie stellt man sicher, dass das Sieb für die Anwendung groß genug ist?
Die Auslegung eines Schwingsiebs ist schwer zu modellieren und basiert meist auf Erfahrung: durch Referenzprojekte oder Tests in einer Versuchsanlage. Mit einer Referenz ist es jedoch möglich, die Hochskalierung eines bestimmten Siebs zu berechnen.
Die Hochskalierung basiert auf der offenen Siebfläche. Wenn bei einer Durchtrittsfläche *x* ein Durchsatz von 1000 kg/h erreicht wird, kann man bei einer Fläche *2x* mit 2000 kg/h rechnen – vorausgesetzt, die Pulververteilung ist korrekt.
Folgende allgemeine Regeln sind zu beachten:
- Je kleiner die Maschenweite, desto kleiner die Durchtrittsfläche.
- Eine Lochplatte hat eine kleinere offene Fläche als ein Drahtgewebe.
- Ein in einer pneumatischen Förderleitung) installiertes Schwingsieb hat einen höheren Durchsatz als ein durch Schwerkraft beschicktes Sieb.
5. Fehlerbehebung
Wie lassen sich Probleme mit Schwingsieben lösen?
Die folgende Tabelle fasst Maßnahmen zusammen, die bei spezifischen Problemen ergriffen werden können.
Tabelle 3 : Fehlerbehebung bei Schwingsieb-Betrieb
| Problem | Mögliche Maßnahme |
|---|---|
| Zu geringer Durchsatz | Prüfen, ob der Förderer den richtigen Durchsatz liefert. Prüfen, ob die Vibration korrekt ist (gemäß Herstellerhandbuch) – insbesondere bei rechteckigen Sieben. Prüfen, ob nichts die Vibration des Siebs behindert. Prüfen, ob die Halterung korrekt ausgelegt ist und nicht mitschwingt. Falls das Sieb verstopft, Ultraschallsiebung in Betracht ziehen. Größeres Sieb verwenden oder von Lochplatte auf Drahtgewebe umstellen. Größeres Sieb installieren. |
| Schneckenförderer | Die Schnecke steuert die Zufuhr zum Sieb über die Drehgeschwindigkeit der Schneckenwendel. |
| Drehschleuse | Eine Schleusenzellenradschleuse kann verwendet werden, ist jedoch teuer und empfindlich. Sie sollte nur in Betracht gezogen werden, wenn sich das Sieb unter einem Druck- oder Vakuumtrichter befindet. Alternativ kann eine pneumatische Drehschleuse eingesetzt werden, allerdings ist der Durchsatz möglicherweise begrenzt. |
| Vibrationsventil | Einige Hersteller bieten eine Klappe mit einem speziellen Stellantrieb an, der den Produktfluss durch Vibrationen steuert. |
| Drosselklappe | Aufgrund ihrer "Ein/Aus"-Charakteristik ist diese Art der Zuführung nicht empfehlenswert. |
| Bedienereingriff | Schwingsiebe können an einer Kippstation installiert werden, an der Säcke von Bedienern entleert werden. Aufgrund der begrenzten Kippgeschwindigkeit (max. 2 t/h/Bediener) wird die Siebzufuhr kontrolliert. Es wird jedoch empfohlen, ein Sieb ohne Rückweisung zu verwenden, um Überläufe beim Entleeren jedes Sackes zu vermeiden. |
Hersteller von Schwingsieben
Hinweis: PowderProcess.net unterhält keine kommerziellen Beziehungen zu diesen Unternehmen.
Zu den größten Herstellern von Schwingsieben zählen u. a.:
- Russell Finex
- Sinex / Chauvin
- Vibra Schultheis
- Farley Greene
- Kason
- Sweco
- Virto / Cuccolini
Viele weitere, kleinere Hersteller von Schwingsiebmaschinen bieten hochwertige Produkte an und sind eine Kontaktaufnahme wert. Messen wie die Powtech sind ein gutes Werkzeug für Verfahrenstechniker, die sich über aktuelle Konstruktionen informieren möchten.