Вибрационное сито

006956 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к ситам (грохотам), используемым для разделения продуктов с использованием вибрации. Уровень техники Системы вибрационных сит как круглой, так и прямоугольной формы, используются давно. В этих устройствах обычно имеется упруго закрепленный кожух, перекрываемый ситом. С кожухом соединен вибрационный привод для создания колебаний (вибрации) сита, благодаря чему повышается эффективность просеивания. Сита либо могут включать в свою конструкцию все необходимое, например, полотно сетки вибросита, натянутое и прикрепленное к раме, либо могут нуждаться в механизмах для установки и натяжения на упруго закрепленном кожухе. В последнем случае сито обычно включает полотно сита, к которому могут быть прикреплены крючки или иметься проушины для крепления натяжных механизмов,относящихся к кожуху. В другом варианте, сито может содержать перфорированную пластину с прикрепленным к ней полотном сетки вибросита. При использовании пластины сито может быть растянуто перед прикреплением к пластине. Полотно сетки может быть прикреплено к пластине эпоксидной смолой либо термопластическим материалом. Связующий материал помещается на пластину, а поверх него натягивается сито. Затем производится обработка материала, обычно посредством нагревания, либо для отверждения эпоксидной смолы, либо для плавления термопластического материала. В тех случаях, когда в процессе отверждения или плавления производится спрессовывание частей сборки, могут использоваться и не обладающие адгезией листы политетрафторэтилена. В пластинах имеются пустоты, в которые проходит просеиваемый материал. Также известны слоистые сита, в которых используются крюки или проушины для их натяжения посредством отдельного механизма. Известно прикрепление к рамам точечной сваркой, эпоксидной смолой или плавким материалом. Кроме того, известно вплавление нескольких слоев полотна сетки сита в верхнюю часть конструкции рамы, выполненной из плавкого материала, имеющей внешнюю раму и периодическую структуру открытых ячеек, образованную стенками ячеек. Несколько полотен сетки сита прикрепляются к раме и стенкам ячеек оплавлением материала конструкции рамы и отверждением его после его проникновения сквозь полотно или полотна сетки сита. Такая структура раскрыта в патенте США 5,851,393, описание которого полностью введено в настоящее описание посредством ссылки. Опорные слои были покрыты эпоксидной смолой и прикреплены к фильтрующему полотну сетки способом, раскрытым в патенте США 5,814,218. Для соединения металлических сит используется диффузионная сварка. Слои полотна сетки сжимаются и сильно нагреваются на продолжительное время. В диффузионном процессе крепления не используются никакие связующие материалы. Также известно многослойное сито, имеющее два или более полотна плетеной сетки сита, нити которых в одной из сеток имеют поверхности с температурой плавления, недостаточно высокой для воздействия на полотно другой плетеной сетки. Нежелательными результатами воздействия нагревания являются изменения в физических и химических свойствах полотна сетки сита. В полотно сетки вплетаются нити, поверхность которых плавится при температурах более низких, чем те, что влияют на другие полотна плетеной сетки вибросита. Полотна сетки вибросита имеют различный размер ячейки, причем сетка с более крупными ячейками включает нити с плавким материалом поверхности. Плавкий материал поверхности вплавляется в другое полотно сетки в местах соединения узлов (выступов) плетения этих нитей и полотна более мелкой сетки сита. Нити с плавкими поверхностями можно распределить по полотну сетки наилучшим образом. Они могут быть расположены только по одному направлению полотна сетки и разделены обычными нитями. Нити с плавкими поверхностями, кроме того, могут быть плавящимися по всему сечению. Нити полотна сетки сита могут представлять собой металлическую проволоку, например, из нержавеющей стали. Такая система раскрыта в патенте США 6,431,368, описание которой полностью введено в настоящее описание посредством ссылки. Установлено, что описанное выше вибрационное сито обладает существенным преимуществом при применении во многих областях промышленности. В этих случаях нижний поддерживающий слой обычно содержит проволочную сетку с ячейками 20 меш. При таком размере ячейки обеспечивается достаточно хорошая опора для более мелких сеток сита, расположенных сверху и прикрепленных к ситу с ячейкой 20 меш так, как это показано в патенте США 6,431,368. Такая сборка обеспечивает упругость,повышающую эффективность просеивания. Однако такая структура сита не обладает достаточной способностью к натяжению и поддерживающими свойствами нижних слоев, необходимыми для ряда применений, например, очистки повторно используемого бурового раствора. Простое прикрепление пластины или более жесткого сита, обеспечивающих такое натяжение, снижает, однако, фильтрующую эффективность сетки с более мелкими ячейками. Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к многослойному ситу, содержащему три или более металлических плетеных полотна (сетки) сита (называемых далее также "полотно сита" или "полотно"), соединенных друг с другом. Одно из наружных полотен сита имеет значительно более крупные ячейки, чем остальные полотна сетки сита. Во всех слоях полотна сетки сита, за исключением наиболее крупноячеисто-1 006956 го, по крайней мере некоторые нити в одном полотне сетки сита содержат плавкий материал. При плавлении этого плавкого материала он обволакивает участки нити по крайней мере всех полотен сетки сита,за исключением наиболее крупноячеистого, скрепляя эти полотна. Полотно сетки сита с самой крупной ячейкой также имеет плавкие поверхности. Плавкий материал этих поверхностей вплавляется только в соседнее плетеное полотно сетки сита. В общем случае в изобретении предлагается вибрационное сито (грохот), содержащее первое плетеное полотно сита, имеющее первые металлические нити, второе плетеное полотно сита, имеющее вторые металлические нити и размещенное в непосредственном контакте с первым полотном), третье плетеное полотно сита, имеющее третьи металлические нити и размещенное в непосредственном контакте со вторым полотном сита, и плавкий материал, взаимно соединяющий первое и второе полотна сита посредством его плавления и обволакивания коротких отрезков первых металлических нитей, причем плавкий материал имеет температуру плавления ниже температуры теплового повреждения первого полотна, а второе полотно сита имеет более мелкие ячейки, чем третье полотно сита. Третьи металлические нити имеют плавкую поверхность сплавленную со вторым полотном сита по крайней мере в некоторых узлах плетения третье полотна сита и не имеющую участков сплавления с первым полотном сита, причем указанная плавкая поверхность имеет температуру плавления ниже температуры теплового повреждения первого и второго полотен сита. В предпочтительных вариантах осуществления изобретения плавкие поверхности третьих металлических нитей имеют толщину не более толщины второго полотна. Сито дополнительно содержит четвертое плетеное полотно, соединенное с первым полотном и имеющее четвертые металлические нити, причем плавкий материал вплавлен в четвертое полотно сита с обволакиванием коротких отрезков четвертых металлических нитей. Второе полотно сита имеет размер ячеек 20 меш, а третье полотно сита имеет размер ячеек 4 меш. Плавкий материал может представлять собой плавкую решетку, расположенную между первым и вторым полотнами сита, или плавкий материал содержится на поверхности нитей, периодически расположенных по крайней мере в одном направлении во втором полотне сита, или плавкий материал представляет собой полностью расплавляемые, периодически расположенные нити второго полотна. В третьем полотне все металлические нити могут иметь плавкую поверхность. Управляемое обволакивание коротких участков проволоки второго полотна сита третьим, несущим,полотном сита, дополнительно не сопровождающееся обволакиванием первого полотна сита, обеспечивает достаточно высокое сечение прозрачности за счет снижения до минимума нерабочей площади многослойного сита с одновременным обеспечением существенной прочности на растяжение при натяжении сита. В то же время, первое полотно сита получает возможность наклоняться под углом под воздействием вибрации конструкции сита в результате того, что первое полотно сита скреплено только со вторым полотном сита. Таким образом, исключается необходимость ухудшать прочность на растяжение и создаваемую опору для достижения высокой эффективности просеивания. Соответственно, целью настоящего изобретения является создание усовершенствованной конструкции вибрационного сита. Другие и дополнительные цели и преимущества изобретения будут приведены ниже. Перечень фигур, чертежей или иных материалов На фиг. 1 представлено аксонометрическое изображениепервого многослойного сита в собранном виде. На фиг. 2 представлено аксонометрическое изображение в разобранном виде сита, показанного на фиг. 1. На фиг. 3 представлено аксонометрическое изображение второго многослойного сита в собранном виде. На фиг. 4 представлено аксонометрическое изображение в разобранном виде сита, показанного на фиг. 3. На фиг. 5 представлено аксонометрическое изображение третьего многослойного сита в собранном виде. На фиг. 6 представлено аксонометрическое изображение в разобранном виде сита, показанного на фиг. 5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения На фиг. 1 и 2 приведены подробные изображения первого варианта сита. Сито включает металлическое плетеное полотно 10 сита, так же называемое далее первым полотном. Размер ячеек и способ плетения этого полотна сита, так же как и других, описанных ниже, могут сильно различаться в соответствии с потребностями просеивания и принятой технологией в конкретной отрасли промышленности. Полотно 10 сита может иметь размер ячеи от 38 меш до 635 меш. В особых случаях этот интервал может быть расширен. Металлическое полотно 12 сита (также называемое далее вторым полотном), более грубого плетения показано соединенным с первым плетеным полотном 10 сита, причем второе полотно 12 сита образует поддерживающий слой. Размер ячеек полотна 12 сита может, с учетом вышеприведенныхзамечаний, изменяться от крупного, достигающего 11 меш, до мелкого, 40 меш. На фиг. 1 также показаны плетенные полотна 14 и 26 сита, в контексте настоящего изобретения на-2 006956 зываемые также, соответственно, как четвертое и третье полотна. Четвертое металлическое плетеное полотно 14 сита, с ячейками равного размера или более мелкими, чем у первого плетеного полотна 10 сита, может быть расположено с обратной стороны первого полотна 10 сита относительно полотна 12 сита грубого плетения. В большинстве случаев использования грубое полотно 12 сита имеет существенно больший размер ячеек, чем первое плетеное полотно 10 сита,которое, в свою очередь, обычно грубее, чем плетеное полотно 14 сита, в тех случаях, когда используется третий слой. В одном из примеров использования, относящихся к нефтедобыче, где пропускная способность текучей среды предопределяет применение щелевых сит, указанные слои сита имеют размер ячеек, соответственно, 20x20 проволок/дюйм (25,4 мм) при диаметре проволоки 0,014 дюйма (0,356 мм),120x160 проволок/дюйм при диаметре проволоки 0,0022 дюйма (0,0559 мм) и 205x95 проволок/дюйм при диаметре проволоки 0,0018 дюйма (0,0457). Все слои выполнены из нержавеющей стали. Полотно 12 сита грубого плетения в вариантах выполнения, показанных на фиг. 1 и 2, сделано из проволочных нитей (проволоки) 16 из нержавеющей стали и периодически расположенных нитей из плавкого материала 18 (далее "нити 18"). В данном варианте выполнения нити 18 являются расплавляемыми целиком. Нити 18 проходят только в одном направлении и разделены нитями 16 без покрытия,которые не расплавляются ниже температуры теплового воздействия на сито 10. Нити 18 также вплетены в ткань. Плавкие поверхности могут быть из полипропилена или полиэтилена. Эти материалы плавятся ниже температуры теплового повреждения (влияния) полотна 10 сита и полотна 14 сита. Например, полипропилен расплавляется достаточно для получения необходимой текучести при температурах в интервале 400oF - 450oF (204,4 - 232,2oC). Поскольку в ситах обычно используется проволока из нержавеющей стали, расплавление полипропилена и полиэтилена происходит значительно ниже температуры, которая могла бы вызвать повреждение полотна сита. Поскольку крупноячеистое полотно 12 сита выполнено плетением, то выступы плетения образуют точки соприкосновения между грубым полотном 12 сита и приложенным к нему полотном 10 сита. Так как, в предпочтительном варианте выполнения, полотно 12 сита имеет более грубое плетение, чем полотно 10 сита, для того, чтобы служить поддерживающим слоем, выступы плетения на грубом полотне 12 сита разнесены друг относительно друга достаточно далеко по сравнению с междоузлиями в полотне 10 сита. Обычно различие между поддерживающим слоем полотна 12 сита и полотном 14 сита выражено еще сильнее, когда используется еще более мелкая ячейка. Крупноячеистый слой 12 полотна сита совместно с мелкоячеистым слоем 10 либо двумя мелкоячеистыми слоями 10 и 14, сдавливаются и нагреваются. Сдавливание может осуществляться двумя тигельными пластинами. В зависимости от применяемой системы, либо тигельная пластина со стороны мелкоячеистого сита, либо обе тигельных пластины, могут нагреваться до температуры, достаточной для расплавления плавкие поверхности на выступах плетения, соприкасающихся с полотном мелкоячеистой сита, и затекания расплавленного материала в междоузлия на полотне 10 сита или полотнах 10 и 14 сита. В результате обволакиваются небольшие участки проволоки, образующей полотна 10 мелкоячеистой сетки сита или двух мелкоячеистых сеток полотен 10 и 14. Затем плавкому материалу дают остыть и затвердеть с образованием слоистой конструкции с соединительными точками 22. При необходимости,чтобы предотвратить прилипание к тигельным пластинам, могут быть использованы тонкие слои политетрафторэтилена. Полотно 26 сита (третье плетеное полотно) является дополнительным полотном, обеспечивающим достаточно жесткую опору при наложении на полотно 12 сита. Это полотно 26 сита характеризуется размером ячейки, достигающим, например, 1 меш, либо уменьшенным до 8 меш. В предпочтительном варианте выполнения, при размере ячейки проволочного полотна 12, равном 20 меш, размер ячейки проволочного полотна 26 составляет 4 меш. Полотно 26 сита при размере ячейки 4 меш содержит проволоку 28 диаметром 0,035 дюйма (0,889 мм), имеющую плавкую поверхность (слой) 30 на всех проволоках 28,в результате чего их диаметр увеличивается до значения 0,041-0,0475 дюйма (1,0414-1,2065 мм). Желательно, чтобы проволока была покрыта до плетения. Проволока 28 может быть покрыта плавким слоем 30 после сплетения из нее полотна. Могут быть использованы те же самые плавкие материалы, что и у второго полотна сита. Описанное выше многослойное сито из полотен 10, 12, 14 сита собрано в многослойную структуру последовательностью отдельных операций. Для соединения полотна 26 сита с первым слоем может быть использована отдельная операция. Однако подразумевается, что все полотна 10, 12, 14, 26 сита могут быть объединены в многослойную структуру в ходе одной операции. При этом плавкий материал поверхности 30 скрепляется с отрезками проволоки 16 полотна 12 сита, и даже обволакивает их, не обволакивая проволок полотен 10 и 14 сита. Это позволяет удерживать полотна 10 и 14 сита у полотна 12 сита в точках с определенным интервалом в соответствии с расположением нитей 18. Полотно 12 сита прикрепляется к полотну 26 сита в других точках (поверхности) 32, расположенных с интервалом, где выступы плетения полотна 26 сита соприкасаются с полотном 12 сита. Это достигается за счет того, что толщина поверхностного слоя 30 на полотне 26 сита не превышает толщины полотна 12 сита, к которому он должен быть прикреплен. Дополнительное крепление осуществляется там, где поверхностный слой 30-3 006956 сплавляется с плавким материалом полотна 12 сита. В предпочтительном варианте выполнения, используется одинаковый плавкий материал в обоих полотнах сита. В вышеприведенном примере с поддерживающим полотном 12 сита с 20x20 меш, соответствующее значение для плетеного полотна 26 сита конструкционного слоя составит 4x4 меш (диаметр проволоки 0,0410-0,0475 дюйма (1,0414-1,2065 мм) при диаметре металлической проволоки 0,035 дюйма (0,889 мм. В предпочтительном варианте выполнения проволока 28 полотна 26 сита имеет гальваническое покрытие. Этим повышается сцепление с плавким слоем. Ясно, что в предпочтительном варианте выполнения плавкий слой обволакивает удерживаемые проволоки, так как при этом обеспечивается более прочное крепление. Свойства полотна 26 сита выбираются так, чтобы обеспечивалась высокая прочность на растяжение, чем обеспечивается защита более тонких полотен 10 и 14 сит. Высокая прочность на растяжение требуется как для монтажа с предварительным натяжением на рамах, так и для натяжения на вибрационных сепараторах после монтажа. Второй вариант выполнения, показанный на фиг. 3 и 4, характеризуется той же структурой, что и вариант, представленный на фиг. 1 и 2, за исключением того, что вместо полотна 12 сита первого варианта выполнения установлено полотно 34 сита. Плавкий материал на металлических нитях 36 представляет собой покрытие на проволочной сердцевине. Нити 36, покрытые плавким материалом 38 (далее"покрытие 38"), вплетены в ткань. Примером покрытия в этом случае может служить покрытие на металлической проволоке диаметром 0,018 дюйма (0,457 мм), увеличивающее диаметр нити до 0,030 дюйма(0,762 мм). В этом случае нити также показаны разнесенными с интервалом и проходящими только в одном направлении. Нити, расположенные в промежутках, не плавятся ниже температуры теплового воздействия на полотно 34 сита. В данном случае для полотна сита из металлической проволоки диаметром 0,018 дюйма (0,457 мм) может использоваться, например, плавкая нить диаметром 0,039 дюйма(0,991 мм). Конструкционное полотно 26 сита накладывается так же, как и ранее. Третий вариант выполнения, показанный на фиг. 5 и 6, иллюстрирует конструкцию, в которой плавкий материал используется отдельно от полотна 40 сита в виде плавкой решетки 42 для скрепления более мелкоячеистых полотен 10 и 14 сита с полотном 40 сита. Плавкая решетка 42 собирается в пакете полотнами 10, 14, 40 и нагревается для сплавления. В такой структуре обычно остается меньше просветов для просеивания по сравнению с сплетенными плавкими нитями слоистых структур, показанных на фиг. 1-4. Конструкционное полотно 26 сита накладывается способом, описанным выше. Соответственно, раскрыты новые многослойные структуры сит. Были описаны и проиллюстрированы варианты выполнения настоящего изобретения и его применения, однако специалистам должно быть очевидно, что в рамках представленной концепции изобретения может быть сделано много модификаций. Поэтому изобретение ограничено по существу только приложенной формулой. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вибрационное сито, содержащее первое плетеное полотно (10) сита, имеющее первые металлические нити, второе плетеное полотно (12, 34, 40) сита, имеющее вторые металлические нити (16, 36) и размещенное в непосредственном контакте с первым полотном (10), третье плетеное полотно (26) сита,имеющее третьи металлические нити (28) и размещенное в непосредственном контакте со вторым полотном (12, 34, 40) сита, и плавкий материал (18, 38, 42), взаимно соединяющий первое (10) и второе (12,34, 40) полотна сита посредством его плавления и обволакивания коротких отрезков первых металлических нитей, причем плавкий материал (18, 38, 42) имеет температуру плавления ниже температуры теплового повреждения первого полотна (10), а второе полотно (12, 34, 40) сита имеет более мелкие ячейки,чем третье полотно (26) сита, отличающееся тем, что третьи металлические нити (28) имеют плавкую поверхность (30), сплавленную со вторым полотном (12, 34, 40) сита по крайней мере в некоторых узлах плетения третьего полотна (26) сита и не имеющую участков сплавления с первым полотном (10) сита,причем указанная плавкая поверхность (30) имеет температуру плавления ниже температуры теплового повреждения первого (10) и второго (12, 34, 40) полотен сита. 2. Сито по п.1, отличающееся тем, что плавкие поверхности (30) третьих металлических нитей (28) имеют толщину не более толщины второго полотна (12, 34, 40). 3. Сито по п.1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит четвертое плетеное полотно (14), соединенное с первым полотном (10) и имеющее четвертые металлические нити, причем плавкий материал (18, 38, 42) вплавлен в четвертое полотно (14) сита с обволакиванием коротких отрезков четвертых металлических нитей. 4. Сито по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что второе полотно (12, 34, 40) сита имеет размер ячеек 20 меш, а третье полотно (26) сита имеет размер ячеек 4 меш. 5. Сито по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что плавкий материал (42) представляет собой плавкую решетку, расположенную между первым и вторым полотнами (10, 40) сита. 6. Сито по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что плавкий материал (38) содержится на поверхности нитей (36), периодически расположенных по крайней мере в одном направлении во втором полотне (34) сита.-4 006956 7. Сито по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что плавкий материал (18) представляет собой полностью расплавляемые, периодически расположенные нити второго полотна (12). 8. Сито по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что в третьем полотне (26) все металлические нити(28) имеют плавкую поверхность (30).