(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）と、
前記スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）に配置されるスクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と、
超音波振動を励振するための少なくとも１つの超音波コンバータ（１５、２５、３５、４５）と、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）とを有し、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記超音波コンバータ（１５、２５、３５、４５）と音響伝導接続される、超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）において、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と連続的に接触しつつ前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して移動可能なように設けられ、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）によって前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に前記超音波振動が導入される、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）上の位置は、動作時に、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）が、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と連続的に接触しつつ前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して移動することによって変化し、
前記超音波スクリーニングのための前記デバイス（１０、２０、３０、４０）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）を前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して相対的に移動させるための駆動デバイスを有し、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記駆動デバイスにより、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に連続的に直接接触しつつ回転されることを特徴とする超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）。
【請求項２】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３）は、前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３）が前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）に圧力を加えるように、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５４）の上または下に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０、５０）。
【請求項３】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５３）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）のあらゆる場所が、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３）の一部と接触することができるように、移動可能であることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０、５０）。
【請求項４】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）は、３００μｍより大きいメッシュを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０、５０）。
【請求項５】
前記スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）が配置され、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）が移動可能となるように装着され、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）を動かすための前記駆動デバイスが配置される、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）の側に少なくとも１つのガーダー（２６、３６ａ、３６ｂ、４６ａ、４６ｂ）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）。
【請求項６】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に垂直な軸の周りに回転することができることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）。
【請求項７】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して直線変位で移動することができることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）。
【請求項８】
前記スクリーンファブリックに超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段の前記スクリーンファブリックとの接触面は、曲面であることを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の超音波スクリーニングのためのデバイス（１０、２０、３０、４０）。
【請求項９】
超音波スクリーニングのための方法であって、
スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）と、前記スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）に配置されるスクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と、超音波振動を生成するための少なくとも１つの超音波コンバータ（１５、２５、３５、４５ａ、４５ｂ）と、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）とを有するデバイス（１０、２０、３０、４０）であって、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）が前記超音波コンバータ（１５、２５、３５、４５ａ、４５ｂ）と直接的に音響伝導接続され、前記デバイス（１０、２０、３０、４０）が、スクリーニングプロセスでスクリーニングされている材料の流れに、少なくとも一時的に配置され、かつ、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）が、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）によって、前記方法の過程において少なくとも一時的に超音波振動によって励振され、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）の位置は、動作中に、超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）が前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に直接接触して回転されることで、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に対して変化し、その結果、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）の異なる場所が超音波振動に励振され、前記超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）の少なくとも一部に接触することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ、５３）によって、上からまたは下から圧力が前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２、５２）に加わることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を上からまたは下から導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と接触し、
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）は、音響供給導体（１４、２４、３４、４４ａ、４４ｂ）を通して１つまたは複数の超音波コンバータ（１５、２５、３５、４５ａ、４５ｂ）と直接的または間接的に接触することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）と前記スクリーンファブリック（１２、２２、３２、４２）に超音波振動を導入する前記少なくとも１つの手段（１３、２３、３３ａ、３３ｂ、４３ａ、４３ｂ）との間の角度は、変化することができることを特徴とする請求項９乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波スクリーニングのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なプロセス、特に、特にバルク材料のローディング、使用、または生産に関わるプロセスについては、生産されたまたは使用されたバルク材料をスクリーニングすることが通例である。この状況において、スクリーンファブリックの超音波励振が処理率を実質的に強化し得ることは、長年にわたって公知である。超音波スクリーニングの処理率は、スクリーンファブリックの目詰まりしやすさに依存する。超音波を用いることにより、ファブリックの開口は自由に保たれるが、それは静止摩擦が超音波の運動によってより弱い滑り摩擦に変換され、粉体ブリッジが分解されるからである。
【０００３】
しかし、先行技術によれば、超音波スクリーニングのための超音波の使用は、いくつかの条件を伴う。スクリーンファブリックへの超音波振動の満足なチャネリングを確保するために、金属スクリーンファブリックを用いなければならず、さらに、それらはファブリック張力条件を正確に満たさなければならない。実際には、３００μｍ未満のメッシュを有するスクリーンファブリックだけが現在用いることができる。
【０００４】
また好適なバルク材料は、既知の超音波スクリーンの使用に制限を課すか、またはそれらの効率を制限する。湿ったまたは濡れたバルク材料は、重い減衰をもたらし、したがって超音波動作の損失になる。他のバルク材料では、静電堆積が生じることがあり、それは処理率を妨げる。
【０００５】
長年にわたって、超音波スクリーニングで達成し得る処理率を高めるために、より効率的なやり方でスクリーンファブリックに超音波を導入する方法を見いだすための探求が行われてきた。このように、例えば、どのようにスクリーンフレーム上の超音波励振を行って、スクリーンフレームに伸張されたスクリーンファブリックに送信するかは、特許文献１により公知となっている。しかし、この方法は比較的小さいスクリーンについてのみ実行可能であり、その理由は、スクリーンフレームからのスクリーンファブリックの領域の距離が増加するとともに、減衰効果がますます超音波振動の振幅を弱めるからである。
【０００６】
したがって、特に大きな超音波スクリーンについては、スクリーンフレームを通したスクリーンファブリックの超音波励振をもはや行わず、その代わりに、スクリーンファブリックに配置された、特に適所に接着された音響導体または共振器、すなわち特定の超音波周波数に同調する音響導体を通して超音波励振を行うように、切り換えが起こった。このようなスクリーニングシステムは、例えば、特許文献２または特許文献３により公知である。
【０００７】
スクリーンファブリック全体に充分な音の入力を確実にするための努力において、例えば、共振する音響導体の一貫した励振（例えば特許文献４を参照のこと）、または、システム全体が超音波コンバータを駆動する生成器から高電力を吸収する動作点の周りの周波数変化（例えば特許文献５を参照のこと）などの多様な方法が選択された。
【０００８】
しかしながら、これらの方法も欠点をもち続けていることが示された。一方では、音響導体または共振器を取り付ける際の出費、およびスクリーンフレームに音響導体を接続する際の問題があり、これはスクリーンフレームへの超音波エネルギーの不必要な放出を防止すると思われる。また他方では、特にスクリーニングプロセスが例えばタンブルスクリーニングなどのように外部の運動によってさらに持続されるスクリーンシステムの場合には、音響導体を機械的に支持しなければならない。
【０００９】
最後に、スクリーンファブリックの全ての場所で必要な超音波強度を提供する際の緊急の問題が継続している。発生する付着グレインがスクリーンファブリックの全ての場所で超音波励振によって除去できるというわけではないという点に、これらの問題は特に現れる。スクリーンファブリックに堅固に取り付けられた音響導体の場合、エネルギー密度および達成される振動の振幅は、しばしばメッシュ開口から付着グレインを除去するのに充分ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５３８６１６９号
【特許文献２】仏国特許出願公開第２６８２０５０号
【特許文献３】独国特許出願公開第１０２００６０４７５９２号
【特許文献４】独国特許出願公開第４４１８１７５（Ａ１）号
【特許文献５】欧州特許出願公開第２０４９２７４（Ｂ１）号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決する問題は、スクリーンファブリック上の超音波励振の改善された分布を確実にして、スクリーニングされた材料の改善された処理率を達成する、超音波スクリーニングのための方法および超音波スクリーンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この問題は、請求項１の特徴を有する超音波スクリーニングのためのデバイスおよび請求項１３の特徴を有する超音波スクリーニングのための方法によって解決される。デバイスおよび方法の有利な構成は、従属請求項に見いだされる。
【００１３】
本発明による超音波スクリーニングのためのデバイスは、スクリーンフレームに配置されるスクリーンファブリックを有するスクリーンフレームを有する。一般に、スクリーンファブリックは、スクリーンフレームによっても伸張され、および／またはそれによって支持される。意図的に、スクリーニングされている材料がスクリーンファブリックを通過した後にスクリーンフレームの清浄な開口を通過することができるだけであるように、スクリーンファブリックはスクリーンフレームに配置される。
【００１４】
さらに、本発明による超音波スクリーニングのためのデバイスは、超音波振動の励振のための少なくとも１つの超音波コンバータと、超音波コンバータと音響伝導接続される、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つの手段と、を有する。スクリーンファブリックに超音波振動を導入する多くのこのような手段は、先行技術、特にプレート、ウェッジ、ロッド、およびソノトロードにおいて公知である。
【００１５】
ここで、電気信号を超音波振動に変換する機能をもつ超音波コンバータは、一般に、対応する電気信号を生成する超音波生成器によって作動され駆動される点に留意すべきである。しかし、超音波生成器は一般に別売りであって、多様なデバイスの超音波コンバータを作動させ駆動するために好適であり、その結果、超音波生成器がその動作のために本質的であっても、それらが超音波スクリーニングのためのデバイスの一部であると必ずしもみなされるわけではない。ここで特定される本発明にとっては、生成器のタイプおよび制御原理は、それが固定周波数であるか、所与の周波数範囲における変動であるか、あるいは位相同期であるかどうかに関わらず無関係であって、それは、いかなる所与の生成器によっても、また、いかなる所与の制御原理によっても動作する。
【００１６】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の少なくとも１つがスクリーンファブリックに対して可動に配置されることが本発明に本質的なことであって、その結果、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段によってスクリーンファブリックに超音波振動を導入することが発生するスクリーンファブリックの場所が、スクリーンファブリックに対する、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の運動によって変化することができる。言い換えれば、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の少なくとも１つに運動の自由度が提供され、スクリーンファブリックに超音波振動を導入することが発生する場所を移動することが可能になる。
【００１７】
このように、本発明によれば、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の可動配置によって、超音波がスクリーンファブリックに導入される場所が変化し得るという点で、スクリーンファブリック上の超音波振動の確実で一様な分布が保証される。スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段および励振される方法を構成することによって、スクリーンファブリックにおける超音波振動の伝搬に、あるやり方で影響を与えようとする代わりに、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の運動によって、すなわち、超音波振動がスクリーンファブリックに導入される場所を変えることによって、スクリーンファブリックの全ての場所で必要な超音波強度を提供し得ることを保証する。
【００１８】
このパラダイムシフトは、それと共にいくつかの主要な利点をもたらす。第１に、スクリーンファブリックにおいて超音波振動の伝搬が生じることがもはや必要ではない。したがって、スクリーンファブリックに課された以前の要件はなくなる。第２に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の形式は、スクリーンファブリック上の超音波振動の一様な分布のための要件をもはや志向しない。これは、特に、スクリーンファブリックとの接触面をより小さくすることを可能にし、それと共により高い電力密度をもたらす。そのうえ、本発明の１つの有利な実施形態では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段において、振幅変更のための手段をこのようにして設けることができる。
【００１９】
基本的に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段を、スクリーンファブリックの上に、またはスクリーンファブリックの下に設けることができる。スクリーンファブリックの上とは、バルク材料の流れの反対方向であるスクリーンファブリックの上流側、すなわちバルク材料のスクリーニングされていない流れの側を意味する。したがって、スクリーンファブリックの下とは、バルク材料の流れの中でスクリーンファブリックの下流側、すなわち、バルク材料のスクリーニングされた流れの側を意味する。後の配置が好ましい。
【００２０】
「上に」（ａｂｏｖｅ）および「下に」（ｂｅｌｏｗ）というこれらの定義は、例えば「上に」（ｏｎ  ｔｏｐ）、「下に」（ｂｅｎｅａｔｈ）、「上側」（ｔｏｐ  ｓｉｄｅ）、または「下側」（ｂｏｔｔｏｍ  ｓｉｄｅ）などの用語の解釈に直接適用することができる。
【００２１】
特別な有効性によって区別される本発明の１つの有利な変形では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の少なくとも１つは、少なくとも超音波スクリーンが所望の粉体流に配置された場合に、それがスクリーンファブリックに圧力を加えるように、スクリーンファブリックの上にまたはその下に配置される。スクリーンフレームに伸張されたスクリーンファブリックの変形が生じるほど圧力が大きい場合に、それは特に有利である。
【００２２】
特に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がスクリーンファブリックとは独立に装着または固定され、その結果、手段およびスクリーンファブリックが互いに動くことができ、特に接触面においても動くことができる場合に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がスクリーンファブリックに圧力を加える配置が存在することに留意すべきである。
【００２３】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する１つまたは複数の手段が、スクリーンファブリックに圧力がかかるようにスクリーンファブリックの上にまたはそれに配置されることで達成されるプラスの効果は非常に大きいので、請求項１の前提部の特徴と組み合わせたこの変形は独立な発明としてカウントし、上述した問題に対する代替的解決策を表す。
【００２４】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段によってスクリーンファブリックに加えられる圧力を達成するいくつかの異なる可能性がある。例えば、スクリーンファブリックが伸張されたスクリーンフレームとスクリーンファブリックとの間の接触領域によって規定される平面をそれらが通過するように、すなわち、それらが両方の方向にこの平面の上に立ち上がるように、スクリーンファブリックに超音波を導入する手段を配置することで、スクリーンフレームに伸張されたスクリーンファブリックを圧力がかかるように配置することができる。特にスクリーンファブリックのメッシュおよび材料の厚さおよび材料特性に応じて、この突出は、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段から離れて面する端部において、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段とスクリーンファブリックとの間の接触位置でバルジが明白であるという効果を有することができ、特にスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の構造を基本的に反映する。
【００２５】
しかし、これは絶対に必要というわけではない。なぜなら、特にスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がその位置に置かれた場合に、スクリーンファブリックがスクリーンフレームに伸張された後、１０分の数ｍｍ程度だけ突出することですでに充分だからである。
【００２６】
圧力は、超音波スクリーンを用いる場合に粉体流によって強化することができ、あるいはその時だけ選択的に生成することができる。これまでの従来の超音波スクリーニングでは、特にスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がスクリーンファブリックに接着される場合には、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段およびスクリーンファブリックの独立な装着または取付けが全く保証されず、スクリーンファブリック上の強い粉体流は、スクリーンファブリックがそれに配置されるスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段と共に変形することを意味するだけである。これに反して、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がスクリーンファブリックとは独立に装着または取り付けられ、その結果、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段およびスクリーンファブリックが互いに動くことができ、好ましくは接触面においても動くことができる場合には、スクリーンファブリックの変形だけが生じ、それがスクリーンファブリックとスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段との間に圧力を増成し、その手段は静止したままである。単に完全な説明のために述べるが、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段によってスクリーンファブリックの変形が妨げられる場所においては、ニュートンの作用反作用の原理によるスクリーンファブリック上の材料の流れの圧力が、スクリーンファブリックとスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段との間に反対圧力を生じる。
【００２７】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段として、星型または格子構造のプレート状音響導体を用いることは、この独立な発明で特に有効である。
【００２８】
両方の発明に共通する全体に関わる原理は、スクリーンフレームと、スクリーンフレームに配置されるスクリーンファブリックと、超音波振動を生成するための少なくとも１つの超音波コンバータと、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つの手段と、を有する超音波スクリーニングのためのデバイスが提供され、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段は超音波コンバータと音響伝導接続され、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の少なくとも１つに力を導入するための手段が提供され、その結果、運動または圧力が生じる、または生じ得るということである。
【００２９】
以下の記載する好適な実施形態は、それぞれ両方の発明に適用することができる。
【００３０】
本発明の一実施形態では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段は、スクリーンファブリックの各場所がスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の１つのセグメント（すなわち、任意のセグメントであって、必ずしも同じセグメントまたは全てのセグメントでなくてもよい）と接触することができるように移動可能である。これは、スクリーンファブリックの全体を超音波に完全に露出することを確実にする。
【００３１】
本発明の１つの好適な変形では、スクリーンファブリックは非金属であって、特にプラスチックでできている。これはより経済的なシステムの使用を可能にし、特に腐食性の物質などの積極的なスクリーニングの場合に有益であり得る。
【００３２】
さらにまた、大きなメッシュのスクリーン、特に３００μｍより大きいメッシュサイズを有するスクリーンの使用が可能になる。メッシュサイズは、メッシュの２つの端部の間の最大距離を示す。
【００３３】
本発明の一実施形態では、超音波スクリーニングのためのデバイスは、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つの可動手段を、スクリーンファブリックに対して動かすための駆動デバイスをも有する。これは、特に、モーターであってもよく、それはスクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段を動かす。特に、タンブルスクリーニング機械、振動スクリーニング機械、およびスクリーン自体がスクリーニング処理を支援するために動く類似のデバイスの場合には、運動を生じるためのスクリーンの位置変更により生じる位置エネルギーの変化を用いることによって、純粋に機械的な方法で駆動を実現することもできる。
【００３４】
本発明の１つの好適な変形では、スクリーンフレームは、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段が配置される、および／または、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段が可動に装着される、および／または、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段を動かすための駆動デバイスが配置される、スクリーンファブリックの側に支持構造を有する。これは、本発明の非常に簡素な設計を可能にする。基本的に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段の運動を可能にする機構および／または存在する他の任意の駆動ユニットは、スクリーンフレームに、またはスクリーニング機械の個別のホルダーに装着もしくは配置することもできる。
【００３５】
本発明の別の有利な実施形態では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段は、スクリーンファブリックに対して回転することができる。この自由度は、特に円形スクリーンフレームにとって有益であり、なぜなら、円形スクリーンフレームの中点を通りスクリーンファブリックに対して垂直な軸の周りに回転可能な、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段を設計し、さらにその長さを円形スクリーンフレームの半径または直径に適合させる場合には、スクリーンファブリックのあらゆる領域に超音波を直接導入できることを、非常に簡素なやり方で確認することができるからである。それから、モーターのロータによって直接駆動することができる。
【００３６】
本発明の別の変形では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段は、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段またはそれが回転し得る軸がスクリーンファブリックに対して９０°から０°までの角度で立つように、スクリーンファブリックに対して配置される。これは、スクリーンファブリックと、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段またはそれが回転し得る軸との間の角度が変化することができることで、さらに最適化することができる。印加される局所的エネルギー密度が変化し得るので、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段の接触面が曲面として構成される場合に、これらの方法は特に望ましい。
【００３７】
回転自由度の代わりに、あるいはそれに加えて、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段は、スクリーンファブリックに対して直線変位で移動するように設計することができる。この自由度は、特に矩形スクリーンフレームにとって重要である。スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段を、矩形のスクリーンフレームの２つの対向する側部に平行な方向に、これら側部の長さ全体にわたって直線的に移動することができるように構成し、さらにその大きさをスクリーンフレームのこれらの対向する側部の間の距離に適合させる場合には、スクリーンファブリックの各領域に超音波を直接導入できることを、非常に簡素なやり方で確認することができる。それから、駆動は、簡素なモーターによるリニアドライブによって可能である。
【００３８】
本発明による超音波スクリーニングのための方法では、スクリーンフレームと、スクリーンフレームに配置されるスクリーンファブリックと、超音波振動を生成するための少なくとも１つの超音波コンバータと、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つの手段と、を有するデバイスであって、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段が超音波コンバータと音響伝導接続される、デバイスが、スクリーニングプロセスでスクリーニングされている材料の流れに、少なくとも一部の時間に配置され、かつ、スクリーンファブリックが、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段によって、本方法の過程において少なくとも一部の時間に超音波振動によって励振される。
【００３９】
本発明によれば、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の位置は、本方法の間に、スクリーンファブリックに対して変化する。
【００４０】
このように、スクリーンに超音波振動を導入する手段、ならびに望ましい方法でスクリーンファブリックにおける超音波振動の伝搬に影響を与えるためにそれを励振する方法を構成しようとする代わりに、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の運動によって、すなわち、超音波振動がスクリーンファブリックに供給される位置を変化させることによって、スクリーンファブリックの全ての場所で必要な超音波強度を提供できることを保証する。汚れた超音波スクリーンが同じ方法によって清浄にされ得ることも明示的に指摘される。
【００４１】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つまたは複数の手段によって、圧力が上からまたは下からスクリーンファブリックに加わる場合に、本方法は特に有効である。特に、スクリーンフレームに伸張されたスクリーンファブリックの変形を生じるほど圧力が大きいことが有益である。
【００４２】
スクリーンファブリックに超音波振動を導入する１つまたは複数の手段によって圧力が上からまたは下からスクリーンファブリックに加わることで達成されるプラスの効果は非常に大きいので、請求項１３の前提部の特徴と組み合わせたこの特徴は独立な発明としてカウントし、上述した問題に対する代替的解決策を表す。スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段として、星型または格子構造のプレート状音響導体を用いることは、この独立な発明で特に有効である。
【００４３】
両方の発明に共通する全体に関わる原理は、スクリーンフレーム（１１、２１、３１、４１）と、スクリーンフレームに配置されるスクリーンファブリックと、超音波振動を生成するための少なくとも１つの超音波コンバータと、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つの手段と、を有するデバイスであって、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段が超音波コンバータと音響伝導接続される、デバイスが、スクリーニングプロセスでスクリーニングされている材料の流れに、少なくとも一部の時間に配置され、かつ、スクリーンファブリックが、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段によって、本方法の過程において少なくとも一部の時間に超音波振動によって励振され、一方、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の少なくとも１つに力が作用し、スクリーンファブリックに運動または圧力を生成する、超音波スクリーニングのための方法が提供されることである。
【００４４】
以下の記載する好適な実施形態は、それぞれ両方の方法に適用することができる。
【００４５】
本方法の一実施形態では、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する少なくとも１つまたは複数の手段は、スクリーンファブリックと上からまたは下から接触し、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段は、音響供給導体を通して直接的または間接的に１つまたは複数の超音波コンバータと接触する。
【００４６】
本方法は、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の運動に加えて、超音波励振の周波数が、１つもしくは複数の周波数範囲、特にデバイスの共振がある、またはデバイスの最大電力吸収が生じる、１つもしくは複数の周波数範囲を通り抜けることによって変化する場合には、特に有効であるように設計することができる。例えば、これは、選択された周波数範囲がスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の所与の位置においてスクリーンファブリック上で一度掃引され、それから、その位置がスクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の運動によって次の所望の位置に変更されるように、構成することができる。しかし、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段の連続的な運動の間、連続的な周波数変化を提供することもできる。
【００４７】
本方法の１つの好適な変形では、超音波励振の周波数はメガヘルツ範囲、すなわち１ＭＨｚと１０ＭＨｚとの間の範囲にある。
【００４８】
スクリーンファブリックとスクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段との間の角度がさらに変化する方法は、特に有益である。
【００４９】
ここで、本発明の例示的な実施形態を示す図によって、本発明はより密接に説明されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】超音波スクリーニングのためのデバイスの第１の例示的な実施形態の上から斜めに見た図である。
【図２】超音波スクリーニングのためのデバイスの第２の例示的な実施形態の上から斜めに見た図である。
【図３】超音波スクリーニングのためのデバイスの第３の例示的な実施形態の上から斜めに見た図である。
【図４】超音波スクリーニングのためのデバイスの第４の例示的な実施形態の下から斜めに見た図である。
【図５】圧力がスクリーンファブリックに加わるように、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する手段がスクリーンファブリックに配置される、超音波スクリーニングのためのデバイスの例示的な実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
図１は、スクリーンファブリック１２が配置された円形スクリーンフレーム１１を有する超音波スクリーニングのためのデバイス１０を示す。実際には円形スクリーンフレーム１１によって囲まれる表面全体にスクリーンファブリック１２が延在しているが、スクリーンファブリック１２の下にある超音波スクリーニングのためのデバイス１０の構成要素をより明瞭に表現できるようにするために、図１ではそれを部分的にのみ示している。同じ理由で、それぞれのスクリーンフレーム２１、３１、および４１によって実際に囲まれた完全におおうスクリーンファブリック２２、３２、および４２の表面は、図２、図３、および図４では部分的にのみ示してある。
【００５２】
具体的には、スクリーンファブリック１２は、例えば、円形スクリーンフレーム１１に接着されてもよい。スクリーンファブリック１２を励振するために、スクリーンファブリック１２に超音波振動を導入する可動手段１３は、スクリーンファブリック１２の反対側にあるプレート状共振器の形で提供され、その長さは円形スクリーンフレーム１１の直径に対応する。プレート状共振器は、円形スクリーンフレーム１１の直径に対応して、その狭い側面が接触線に沿ってスクリーンファブリックに接するように設けられる。プレート状共振器によってスクリーンファブリックに導入される超音波振動は、超音波コンバータ１５によって生成されて、ここではシルフォン（ｓｙｌｐｈｏｎ）として構成される音響供給導体１４を介してプレート状共振器に送信される。
【００５３】
図１の二重矢印Ｄにより示すように、スクリーンファブリック１２の反対側にあるプレート状共振器の形の超音波振動を導入する手段が、円形スクリーンフレームの中点を通りスクリーンファブリック１２に垂直な軸の周りに回転することができることは、特に重要である。この回転の間、音響供給導体１４および超音波コンバータ１５もともに運ばれ、好ましくはそれらが共通の剛性サブアセンブリを形成するように、互いにかつプレート状共振器に確実に結合され、超音波振動がスクリーンファブリック１２に導入されるスクリーンファブリック１２の場所が変化する。このように、スクリーンファブリック１２に超音波振動を導入する可動手段１３は、スクリーンファブリックに対して可動に配置され、その結果、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段１３によって、スクリーンファブリックに超音波振動が導入されるスクリーンファブリックの場所を、スクリーンファブリック１２に対するスクリーンファブリック１２に超音波振動を導入する可動手段１３の運動によって変化させることができる。特に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段１３の選択された幾何学的形状は、スクリーンファブリック１２の表面の各点で回転運動によって超音波がスクリーンファブリック１２に導入され得ることを確実にし、それは特に付着グレインを確実に回避または除去するために有益である。
【００５４】
超音波コンバータ１５、音響供給導体１４、およびプレート状共振器１３、ならびにこの回転運動を生成し得る駆動ユニットから構成されるサブアセンブリを保持するために実際には存在する手段を図１には示していないが、それは多くの実施態様があり得るからである。実行される回転運動の性質は、同様に変化することができる。例えば、図１の実施形態では、一方向に連続する回転が提供されてもよいし、あるいは、一方向に１８０°回転した後に続いて他方向に１８０°回転してもよい。
【００５５】
取付けおよび駆動ユニットの１つの可能性は、例えば、モーターによって回転するように配置され得るターンテーブルの表面に超音波コンバータ１５を配置することであり、そのターンテーブルは円形スクリーンフレーム１１の中点を通りスクリーンファブリック１２に対して垂直な軸の周りに回転し、それが回転軸と交差する表面の点に中心が置かれる。このようなターンテーブルは、例えばタンブルするまたは振動するスクリーニング機械において、それがスクリーンフレーム１１のいかなる運動にも追従するように、すなわち、それがスクリーンフレーム１１に対して静止した状態を保つように取り付けられなければならない点に留意すべきである。
【００５６】
別の可能性は、振動と結合され回転可能でスクリーンフレーム１１の内周部に沿って動くベアリング（図示せず）にプレート状共振器を支持して、スクリーンフレーム１１と相互作用することによって、例えばモーターラック（図示せず）をスクリーンフレーム１１の内周部に配置された歯状レール（図示せず）に係合することによって、プレート状共振器の回転運動を生成するモーター（図示せず）を設けることであってもよい。
【００５７】
図２は、スクリーンフレーム２１と、スクリーンファブリック２２と、プレート状共振器の形でスクリーンファブリック２２の反対側に配置され、円形スクリーンフレームの中点を通りスクリーンファブリック２２に垂直な軸の周りに回転し得るスクリーンファブリック２２に超音波振動を導入する可動手段２３と、音響供給導体２４と、超音波コンバータ２５と、を有する超音波スクリーニングのためのデバイス２０の第２の実施形態を示す。超音波スクリーニングのためのデバイス２０は、スクリーンフレーム２１の直径に沿って走るガーダー２６がスクリーンファブリック２２の下に配置されるという点で、図１の超音波スクリーニングのためのデバイス１０と異なる。このガーダー２６は、特に、スクリーンファブリックに超音波振動を導入する可動手段２３の推進力および取付けを提供する特に簡素な方法を可能にするが、しかし、一般にそれは可能な回転角をちょうど１８０°に制限し、その結果、この回転角は前方および後方に交互に掃引されなければならない。
【００５８】
例えば、取付けおよび推進力のために、モーター（図示せず）を回転軸でガーダー２６に取り付けることができ、そのモーターのロータにプレート状共振器２３が配置され、音響供給導体２４はそれに固定され、超音波コンバータ２５は音響供給導体２４に固定される。
【００５９】
図３は、スクリーンフレーム３１と、スクリーンファブリック３２と、プレート状共振器の形でスクリーンファブリック３２の反対側に配置され、円形スクリーンフレームの中点を通りスクリーンファブリック３２に垂直な軸の周りに回転し得る超音波振動を導入する２つの可動手段３３ａ、３３ｂと、音響供給導体３４と、超音波コンバータ３５と、２本のガーダー３６ａ、３６ｂと、を有する超音波スクリーニングのためのデバイス３０の第３の実施形態を示す。超音波スクリーニングのためのデバイス３０は、ガーダー３６ａ、３６ｂの数および超音波振動を導入する可動手段３３ａ、３３ｂの数の点で、図２の超音波スクリーニングのためのデバイス２０と異なる。より多くのガーダー３６ａ、３６ｂのおかげで、超音波スクリーニングのためのデバイス３０の機械的安定度を高めることができる。しかし、これらのガーダーがスクリーンファブリック３３に超音波振動を導入する可動手段３３ａ、３３ｂの可能な回転角度範囲を制限するので、少なくともスクリーンファブリック３２の実際にあらゆる場所で超音波が導入され得ることを依然として確認したい場合には、可動手段３３ａ、３３ｂの数を増加しなければならない。
【００６０】
図４は、スクリーンフレーム４１と、スクリーンファブリック４２と、プレート状共振器の形でスクリーンファブリック４２の反対側に配置され、円形スクリーンフレームの中点を通りスクリーンファブリック４２に垂直な軸の周りに少なくとも特定の角度範囲で回転し得る超音波振動を導入する２つの可動手段４３ａ、４３ｂと、ガーダー４６ａ、４６ｂと、を有する超音波スクリーニングのためのデバイス４０の第４の実施形態を示す。超音波スクリーニングのためのデバイス４０は、別々の超音波コンバータ４５ａ、４５ｂが別々の音響供給導体４４ａ、４４ｂのプレート状共振器の各々に割り当てられるという点で、図３の超音波スクリーニングのためのデバイス３０と異なる。これは、スクリーンファブリック４２に異なる超音波励振を提供することを可能にする。
【００６１】
図５は、スクリーンフレームの外壁に配置されるコンバータホルダー６１と、コンバータホルダー６１に取り付けられた超音波コンバータ５５と、を有し、音響供給導体５４を横切って、スクリーンフレーム５１を通り、スクリーンファブリック５２に超音波振動を導入する手段５３に音響伝導方法で導かれる、超音波スクリーニングのためのデバイス５０の例示的な実施形態を示す。
【００６２】
図５の実施形態では、スクリーンファブリック５２（部分的に示される）に超音波振動を導入する手段５３は、部分的に示しているが、いくつかの円形リング５３ａから成る超音波格子の形を有し、それはスクリーンファブリック５２の下に配置された十字形状のガーダー５３ｂに配置される。しかし、もちろん、他の形状、特に正方形および長方形の格子ならびに構造変形、あるいはこれらの組み合わせを実現することができる。
【００６３】
十字形状のガーダー５３ｂは、十字の各先端において固定角度５７でフレームに取り付けられ、その結果、図示する好適な実施形態では、少なくとも超音波スクリーニングのためのデバイス５０がスクリーニングされる材料の粉体流に配置される場合に、しかし、このような粉体流の外側に配置された場合でも、スクリーンファブリック５２に超音波振動を導入する手段５３がスクリーンファブリック５２に圧力を加える。
【００６４】
これを示すために、図５は、スクリーンファブリック５２が描かれたセグメントの線の形で、バルジ５８、すなわち、スクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３によってスクリーンファブリック５２を通して強制された等高線を示す。これらは、スクリーンファブリック５２に超音波振動を導入する手段５３の形状に追従するが、このセグメントの下に配置され直接見えない。しかし、圧力がスクリーンファブリック５２に加わるような、スクリーンファブリック５２に超音波振動を導入する手段５３の配置が、スクリーンファブリック５２に超音波振動を導入する手段５３の反対のスクリーンファブリック５２の側にバルジ５８を生じさせるか否かという疑問が、使用するスクリーンファブリック５２の性質から導かれるということに留意すべきである。特に比較的固いスクリーンファブリック５２では、相当な圧力であってもバルジ５８を生成しないことがあり得る。さらに、スクリーンファブリック５２のバルジ５８は、粉体流において見られるだけである。
【００６５】
具体的には、円形リング５３ａの形状に追従するバルジ５８ａおよび十字形状のガーダー５３ｂの形状に追従するバルジ５８ｂは、認識することができる。
【００６６】
スクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３の配置を達成する好適な可能性は、手段５３がスクリーンファブリック５２が固定されたスクリーンフレーム５１の平面の上に立ち上がるように、すなわち、動作時に粉体流の方向の反対の方向に突き出るように、固定角度５７を用いて手段５３を配置することである。多くの用途では、１０分の数ｍｍ程度だけ突出することですでに充分である。
【００６７】
スクリーンファブリック５２が固定されたスクリーンフレーム５１の平面に対して、スクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３の位置を適応させるための手段（図示せず）を、固定角度５７が有することは有益であり得る。これは、例えば、固定角度５７で長円孔またはねじ切りを設けて、スクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３の対応する固定手段と係合することによって行うことができる。
【００６８】
固定角度５７を介して超音波エネルギーがスクリーンフレーム５１に流れるのを回避するために、図５には示していないが、固定角度５７とスクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３の固定手段との間に、シリコーン、ゴム、または相当する材料の、例えばディスクまたは長方形のプレートなどの超音波減衰材料を選択的に用いることができる。
【００６９】
代わりに、または、さらに、固定角度５７とスクリーンファブリック５２に超音波を導入する手段５３もしくはそれの固定手段との間に配置される機械的減結合要素を用いることによって接続を構成し、励振周波数のためのフィルタを構成することができる。このような減結合要素は、先行技術においてよく知られている。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２０，３０，４０，５０  超音波スクリーニングのためのデバイス
１１，２１，３１，４１，５１，  スクリーンフレーム
１２，２２，３２，４２，５２  スクリーンファブリック
１３，２３，３３ａ，３３ｂ，４３ａ，４３ｂ，５３  超音波振動を導入する手段
５３ａ  ガーダー
５３ｂ  円形リング
１４，２４，３４，４４ａ，４４ｂ，５４  音響供給導体
１５，２５，３５，４５ａ，４５ｂ，５５  超音波コンバータ
２６，３６ａ，３６ｂ，４６ａ，４６ｂ  ガーダー
５７  固定角度
５８，５８ａ，５８ｂ  バルジ
６１  コンバータホルダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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