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EP2055395B1 - Method and device for sieving out particles - Google Patents

Method and device for sieving out particles Download PDF

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Publication number
EP2055395B1
EP2055395B1 EP08167886.4A EP08167886A EP2055395B1 EP 2055395 B1 EP2055395 B1 EP 2055395B1 EP 08167886 A EP08167886 A EP 08167886A EP 2055395 B1 EP2055395 B1 EP 2055395B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
screen
particles
cover
sieve
granulate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Not-in-force
Application number
EP08167886.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2055395A2 (en
EP2055395A3 (en
Inventor
Dr. Hilmar Von Campe
Werner Buss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Publication of EP2055395A2 publication Critical patent/EP2055395A2/en
Publication of EP2055395A3 publication Critical patent/EP2055395A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2055395B1 publication Critical patent/EP2055395B1/en
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
    • B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/003—Separation of articles by differences in their geometrical form or by difference in their physical properties, e.g. elasticity, compressibility, hardness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/04—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices according to size
    • B07B13/05—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices according to size using material mover cooperating with retainer, deflector or discharger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/10—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices using momentum effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B07B13/00—Grading or sorting solid materials by dry methods, not otherwise provided for; Sorting articles otherwise than by indirectly controlled devices
    • B07B13/14—Details or accessories
    • B07B13/16—Feed or discharge arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/08—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures are supported by sieves, screens, or like mechanical elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B9/00—Combinations of apparatus for screening or sifting or for separating solids from solids using gas currents; General arrangement of plant, e.g. flow sheets

Definitions

  • the granules forming particles are fed to the melt via pipes. It must be ensured that a largely geometrically homogeneous granules are promoted, so in particular long grains are removed with an aspect ratio of> 3: 1, which otherwise remain stuck and can lead to clogging of the pipe.
  • Sieve cascades can be used to separate needle-shaped particles, wherein usually three sieve channels are arranged one above the other.
  • the inclined arranged gutters are set in vibration, wherein the ejection end of the respective upper gutter projects beyond the beginning of the underlying gutter in the conveying direction, so that the long grains are thrown off and can not fall into the following gutter.
  • the regularly shaped grains fall through the sieve from Siebrinne to Siebrinne.
  • a disadvantage of this method is that even smaller particles such as dust fall through the mesh, so that a dedusting does not take place. Due to the purity requirement, however, it should be avoided that dust is added to the melt, since it is disproportionately heavily contaminated due to the large overall surface area.
  • a further disadvantage is that the dust falling through the sieve cloth also soils the larger particles.
  • drum screening machines which rotate around the cylinder axes and separate too long needles from the granules. These can then slip out of the interior of the drum axis with slightly inclined drum axis.
  • a method of the type mentioned is the DE-C-195 26 841 refer to.
  • Spaced to the sieve bottom are a cover plate or link chain arranged to prevent the elongated grains of one of the fractions from straightening so that they can not fall through the sieve bottom.
  • the distance between the cover plate and the sieve bottom can be adjusted. In order to achieve an optimization with respect to the distance, experiments are carried out.
  • An apparatus for sorting elongate objects is the DE-U-202 18 848 refer to.
  • a plate is provided, which must be adjusted depending on the particle size.
  • Corresponding devices are also the FR-A-2 218 145 and the US-A-4,181,603 refer to.
  • a method for screening materials is the US-A-4,194,970 refer to.
  • a sieve tray is used, which is inclined at an angle preferably between 45 ° and 60 ° to the horizontal.
  • the present invention is based on the object of screening off a granulate or granulate mixture a certain material fraction, which differs geometrically in at least one dimension from the rest of the material.
  • a further aspect of the invention provides that the granules freed from the first particles are dust-poor, it being to be prevented during the screening, that impurities are introduced by abrasion of the material of the device, by means of which the screening takes place.
  • the task should be solved, a To avoid time-consuming adjustment of the gap height between the cover and the screen surface when changing the size of the particles.
  • the object is essentially achieved by using as a cover a film, which hangs on the particles due to gravity, or a plate which extends around an axis extending transversely to the conveying direction of the granules on the sieve surface and in the region of the transverse side of the sieve is pivotable such that an adaptation of a between the first screen surface and the cover extending gap depending on the size and / or shape of the particles takes place.
  • a self-regulating adaptation to the first particles to be aligned along the sieve bottom takes place, so that it is ensured even with fluctuations in the aspect ratio that the desired separation between the first and second particles takes place, a possibility which the prior art when using a plate as Cover does not offer. Therefore, it is also necessary in the prior art that the distance between the cover and the sieve bottom is determined by experiments to perform the desired separation. But also chain suspensions do not offer this possibility, since they can move along the transport direction of the particles, so that as a result an erection of the non-sieved particles can not necessarily be prevented. Furthermore, the chains of the hanger can have a distance from one another, which offers the possibility that particles which can not be removed are not caught by the chains and can thus straighten up.
  • the mesh size is designed such that only the second particles fall through the meshes, which in particular have an aspect ratio ⁇ 3: 1.
  • Aspect ratio means the ratio of the length of the particles to their width. Irrespective of this, as a further criterion for sifting out the first particles, it must be stated in principle that the length of the first particles is greater than 5 mm. Particles of smaller lengths, whose aspect ratio is also greater than 3: 1, are not to be referred to as first particles in the sense indicated above.
  • the length specification of more than 5 mm is not a fixed size, but can be varied depending on the material of the granules or the requirements regarding the conveying properties through a pipe system.
  • the inventive method for shredded silicon blanks is applicable, which in turn at high temperatures from a fluidized bed by gas phase deposition of silane at a temperature between 600 ° C and 900 ° C or trichlorosilane at a temperature of 1000 ° C to 1350 ° C in reduced hydrogen are deposited.
  • the resulting poly-silicon is crushed.
  • the grain shape of the material due to the given structure of poly-silicon, is elongated in an approximately circular cross-section (approximately needle-shaped), with usually only very few acicular particles in the total amount. However, these must be completely removed, to the extent mentioned exclude disability during transport through a pipe system.
  • Wafer fracture also used for crystal growth can be correspondingly screened out, wherein, as mentioned, the aspect ratio results from the length of the wafer fragments to its width, which has the wafer fragment perpendicular to the plane defined by the screen when transported on the screen.
  • granules of semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe 2 and other connecting conductors of the grade III-V, II-VI, but also materials such as SiO 2 as base material for the production of quartz, glasses and ceramic materials such as SiC, Al 2 O 3, Si 3 N 4 and other substances which are to be processed as granules, are divided into a material fraction and a sieve fraction, the particles of which have an undesired aspect ratio.
  • the contaminants deposit on the surface so that contamination occurs proportionally to the existing surface. Therefore, according to a further aspect of the invention, it is to be ensured that dust particles formed during comminution, whose grain size is usually ⁇ 10 ⁇ m, are not removed by screening, since otherwise there is the danger that the dust adheres to the larger particles. Therefore, according to the invention, dedusting takes place before the actual screening process.
  • the first sieve may be preceded by a second sieve of smaller mesh size. In particular, mesh sizes between 0.3 mm and 1 mm are to be preferred.
  • the invention proposes that via the second sieve with a mesh size of preferably between 0.3 mm to 1 mm, in particular between 0.5 mm and 0.8 mm, a suction is assigned, which extends above or below the screen.
  • the suction is from the top of the screen to prevent larger particles from clogging from the underside of the screen when aspirated.
  • the granules fall vertically in front of the suction nozzle or opening.
  • the suction flow can be chosen so that the particles of Gutfr forcing, especially those of a grain size with a mean diameter between 0.3 mm to 0.5 mm, are not hawked, whereas microscopic particles ( ⁇ 0.3 mm) from Suction flow detected and thus sucked.
  • the sieve should be arranged above the closed bottom surface of a vibrating sieve, which is in particular vibrated by means of a magnetic vibrator.
  • the sieve forming the bottom between the sieve cloth, which should be made of plastic to avoid metal abrasion, is covered according to the invention with a cover, such as a foil, which may have a thickness between 50 .mu.m and 1 mm, in particular in the range of 500 .mu.m.
  • a cover such as a foil, which may have a thickness between 50 .mu.m and 1 mm, in particular in the range of 500 .mu.m.
  • the particles enter the space between the cover, ie the film and the sieve or the sieve fabric.
  • Uniformly shaped particles may fall through the sieve meshes, whereas due to the cover, the long grains are aligned with their longitudinal axes along the plane defined by the sieve and thus prevented from straightening and falling through the sieve. In this way, it is possible effectively to sieve long grains, so that even single grains in very small amounts of z. B. 1 wt .-% can be reliably screened from the total amount.
  • the long grains fall out of the sieve at the end of the sieve and can be collected and collected in a separate container.
  • the z. B. has a thickness between 2 mm and 4 mm and is inherently stiff.
  • a related plate is pivotally mounted about an axis which is transverse to the conveying direction and above the feeding area of the sieve.
  • the plate is the task side bent so that there is a funnel-shaped opening for the supplied granules.
  • the pivotally mounted plate also results in a self-adjustment.
  • the screen sifting the first particles is preferably inclined to the horizontal, the screening task being at a higher point than the end.
  • a can also z.
  • a process for obtaining a pure granules freed from long-particle particles by, in particular, a combination of screening process and dedusting is provided, wherein the long-grain sieving process according to the invention is connected downstream of dedusting.
  • a device for screening particles of a predetermined size of a longitudinal extension x comprising at least one sieve with a mesh size y spanning an area is characterized in that the sieve of mesh size y with y ⁇ x is covered by a cover with a gap spacing ⁇ s with ⁇ s ⁇ x is and that the transport path of the particles between the sieve and the cover runs.
  • the cover can rest automatically due to gravity on the particles conveyed on the screen.
  • the cover should limit a funnel-shaped feed opening on the task side, through which the particles can be fed to the wire.
  • the cover may be a film having a thickness between 100 ⁇ m and 3 mm, in particular in the range between 500 ⁇ m and 1 mm.
  • the basis weight should be between 5 mg / cm 2 and 150 mg / cm 2 .
  • the film may also be a film filled with a fluid. This has the advantage that the weight of the "film” can be adjusted in a simple manner and designed for the particles to be screened off.
  • the cover is an inherently rigid plate.
  • the cover is pivotally fixed to one above the task side transverse edge of the screen.
  • the first sieve is preceded by a further sieve as a second sieve with a mesh size z with z ⁇ y.
  • the mesh size y of the first screen should be between 2 and 5 mm.
  • the mesh size z of the second screen should preferably be between 0.3 mm and 1 mm, in particular between 0.5 mm and 0.8 mm.
  • an extraction should be arranged above and below the second sieve.
  • the first and second screen should be connected to a vibration device, which may have a magnetic vibrator.
  • the first or second sieve can be bottom of a sieve, wherein the first sieve and the second sieve are possibly sections of a single sieve.
  • the sieve or sieve can also be mounted on a vibrating conveyor.
  • the granular material to be sifted off falls down on a suction opening in front of the first sieve in order to achieve an extremely effective dedusting.
  • the granulate or granule mixture is, in particular, comminuted poly-silicon material which has been deposited from the gas phase from trichlorosilane in reducing hydrogen, without, however, restricting the teaching according to the invention.
  • the corresponding particles are of flat to cylindrically symmetric form.
  • the crushed material is z. B. fed to pulling crystals of a melt. This is done via piping, which may have kinks and corners. Therefore, it must be ensured that particles that do not obey the previously indicated secondary conditions, are removed from the granules, otherwise there is a risk that the particles get caught in the pipes and thus close them.
  • the method according to the invention is preferably intended for comminuted poly-silicon blanks, this does not restrict the teaching according to the invention. Rather, the invention relates generally to granules of semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe 2 and other compound semiconductors of the grade III-V, II-VI, but also to materials such as SiO 2 as a base material for the production of quartz, glasses and ceramic materials such as SiC, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 and other substances that are processed as granules. Furthermore, needle-shaped metal parts or particles can also be removed.
  • semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe 2 and other compound semiconductors of the grade III-V, II-VI, but also to materials such as SiO 2 as a base material for the production of quartz, glasses and ceramic materials such as SiC, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 and other substances that are processed as
  • the granules of a vibrating trough 10 is supplied, which has a vibrated housing 12 and at a distance from the bottom wall 14 comprises a plane spanning a sieve 18.
  • About the existing plastic sieve 18 is the Granules, so the in Fig. 1
  • shown particles 16, 20 promoted to make a desired separation of fractions of the type described below.
  • Below the sieve 18 is a funnel 22, which opens into an opening, below which a receptacle 24 for the particles is arranged, which pass through the sieve 18.
  • the vibrating device 10 after Fig. 1a has a magnetic vibrator 28 which is connected to the housing 12 and this vibrated.
  • the housing 12 itself can be supported by springs 30, 32 shown in principle on a base.
  • the wire 18 extends to the horizontal (line 34) at an angle ⁇ , which is between 0 ° and 60 °, preferably in the range between 0 ° and 20 °.
  • the task point is above the ejection area.
  • Fig. 3 is purely a principle of a section of the sieve 18 shown.
  • the transport direction of the particles present on the sieve is indicated by the arrow 34.
  • the particles By causing the screen 18 to vibrate, the particles are moved onto roughly parabolas 36, causing elongated particles 38 to rise (Figure 40) and thus fall through the meshes of the screen 18.
  • the particle 38 is one which has the aspect ratio to be avoided with a length which is greater than the mesh size, the above-mentioned disadvantages which occur in conveying the fraction of particles which pass through the sieve 18 can occur and has a maximum length that is smaller than the mesh size.
  • these particles have an aspect ratio ⁇ 3: 1.
  • the invention provides that above the screen 18, a cover 42 extends, which ensures that the particles 38 can not set up as the Fig. 4 can be seen.
  • the particles of the granulate are conveyed between the cover 42 and the sieve 18 along the latter (arrow 34), without the risk that the particles with the aspect ratio> 3: 1, which can also be referred to as long grain, can scale up to an extent such that these enforce the meshes of the sieve 18.
  • the cover 42 is a thin film 114, the z. B. has a thickness between 50 microns and 3 mm.
  • the particles to be screened pass between the film 42 and the screen 18, with uniformly shaped particles having a maximum length dimension smaller than the mesh size falling through the screen meshes. In contrast, the long grains are prevented by the cover 42 from rising and falling through the wire 18.
  • the cover is formed as a film 114, there is the advantage that automatically adjusts the distance between the film, so the cover 42 and the surface of the sieve to the shape of the particles or their size, so that an optimal screening is possible.
  • the film may optionally be filled with a fluid, so to speak, be a flexible flat bag or a bag in order to achieve a desired weight with which the film rests on the particles.
  • a film 114 as the cover 52 has the advantage that a self-adjustment takes place, since the film rests on the particles due to gravity, so that adaptation to the extent of the particles takes place perpendicular to the plane defined by the screen 18. Regardless, the weight of the film 114 ensures that the particles can not straighten up as previously indicated.
  • a cover 48 extends above the screen 18 and is pivotable about an axis 46 which extends transversely to the screen longitudinal axis and in the feed area of the screen 18. This also results in a self-adjusting adaptation to the particles conveyed along the screen 18.
  • the plate 44 On the feed side, the plate 44 is bent to provide an inlet funnel 48 for the particles to be dispensed. In the area of the inlet funnel 48 is a closed bottom plate 19, which merges into the first sieve 18.
  • the sieve 18 with the cover 42 is preceded by a further sieve 50 of smaller mesh size ( Fig. 2 ).
  • the sieves 18 and 50 may be provided in a screening device.
  • the sieves 18, 50 may emanate from a vibrating sieve, which may be inclined to the horizontal, or from a horizontal vibratory conveyor.
  • the vibrating conveyor 100 comprises a housing 102 with, for example, made of metal or abrasion-resistant plastic bottom 104, parallel to the first sieve 18, along which the particles 16, 18 are conveyed.
  • the housing 102 is connected via leaf springs 106, 108 with a bottom plate 110, from which a magnet 112 extends, via which the bottom 104 and thus the housing 102 is attracted against the voltage generated by the leaf springs 106, 108.
  • the housing 102 is vibrated to transport the particles 16, 20 along the screen 18.
  • the particles 16, 20 are moved to throw parabola 52, which should have an angle of preferably 30 ° to 60 °, in particular in about 45 ° to the horizontal, to allow the conveying to the extent required.
  • the cover 44 extends above the sieve 18 and the particles 16, 20 and, according to the invention, has a gravitational force on the particles 16.
  • 20 legend foil 114 is.
  • a feed opening 48 between the foil 114 and plate, respectively 44 and the screen 18 is provided, which tapers in the transport direction, that has a quasi V-shape in section.
  • the closed surface 19 In the region of the feed opening 48 is the closed surface 19, which then passes into the sieve 18.
  • the second screen 50 which has a mesh size preferably in the range between 0.3 mm and 1 mm, preferably between 0.5 mm and 0.8 mm, serves to screen off particulate matter and contaminant dust.
  • the particles conveyed along the second screen 50 are likewise moved on the throwing parabolas 52 by the vibration of the screen 50 and thereby shaken, so that loosely adhering micrometer-sized particles are detached due to the friction of the particles. These can then be sucked either through the sieve 50 down (arrow 54) or upwards (arrow 56).
  • a suction device is provided which has a width which covers the screen mesh over its entire width b.
  • the suction opening should have a cross-section axb, with 5 cm ⁇ a ⁇ sieve length. The larger a is selected, the better removed microparticles can be removed and the lower the likelihood that granulate particles attributable to the good fraction will be extracted with suction.
  • a plurality of suction funnels 58, 60 disposed above the screen 50 to suck the minute particles.
  • the speed at which the particles impinge on the wall of the vibration device should not be greater than about 1 m / s.
  • the oscillation frequency of the first and second sieve can be in the range between 10 Hz and 400 Hz, in particular between 50 Hz and 60 Hz.
  • the conveying speed of the particles along the first and second screen should preferably be between 1 mm / s and 100 mm / s.
  • the suction funnels 58, 60 are preferably arranged above the sieve 50.
  • the area of each funnel 58, 60 should be 20 mm ⁇ 20 mm ⁇ 70% (70% open area).
  • the suction power should be up to 3400 1 / min.
  • Suction surface and suction power should be further coordinated so that the extraction speed is 0.1 to 3 m / s, preferably 0.5 m / s.
  • L Long grain: 1.5 mm ⁇ L: B ⁇ 30 mm, where L is approximately 3 mm to 10 mm.
  • Gutfr forcingp 1.5 mm ⁇ L: B ⁇ 10 mm, wherein L is preferably in the range between 0.5 mm and 3 mm.
  • the aspect ratio L: B for undersize particles should be 1.5 mm ⁇ L:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aussieben von ersten Partikeln aus einem erste und zweite Partikel umfassenden Granulat durch Fördern des Granulats entlang einer Siebfläche, wobei die ersten Partikel ein Aspektverhältnis a1 mit a1 > n : 1, mit n = 2, 3, > 3 und die zweiten Partikel eine Dimensionierung aufweisen, die ein Hindurchfallen durch die Maschen der Siebfläche ermöglicht, wobei das Granulat entlang der Siebfläche zwischen dieser und einer sich entlang der Siebfläche erstreckenden Abdeckung gefördert wird und durch die Abdeckung bedingt die ersten Partikel mit ihren Längsachsen entlang der Siebfläche verlaufend ausgerichtet werden, wobei Längenerstreckung eines jeden ersten Partikels größer als Maschenweite des die Siebfläche bildenden Siebs ist und Längenerstreckung der zweiten Partikel gleich oder kleiner als die Maschenweite ist.The invention relates to a method for screening out first particles from granules comprising first and second particles by conveying the granules along a sieve surface, wherein the first particles have an aspect ratio a 1 with a 1 > n: 1, where n = 2, 3 ,> 3 and the second particles have a dimensioning, which allows a passage through the meshes of the screen surface, wherein the granules are conveyed along the screen surface between this and a cover extending along the screen surface and due to the cover conditionally the first particles with their longitudinal axes along the screen surface are aligned, wherein the longitudinal extent of each first particle is greater than the mesh size of the sieve-forming screen and the longitudinal extent of the second particle is equal to or smaller than the mesh size.

In der Halbleiterindustrie werden z. B. aus einer Schmelze Kristalle gezogen. Beispielhaft sind das Czochralsky oder das Edged-Defined-Film-Fed-Growth - Verfahren (EFG-Verfahren) zu nennen. Dabei ist es insbesondere bei letzterem Verfahren notwendig, dass kontinuierlich Partikel in einem Umfang der Schmelze zugeführt werden, wie Material durch die wachsenden Kristalle aus der Schmelze entfernt wird.In the semiconductor industry z. B. drawn from a melt crystals. By way of example, mention may be made of the Czochralsky or the Edged Defined Film Fed Growth (EFG) process. In this case, it is necessary, especially in the case of the latter method, to continuously supply particles in a circumference of the melt, as material is removed from the melt by the growing crystals.

Die ein Granulat bildenden Partikel werden der Schmelze über Rohrleitungen zugeführt. Dabei muss sichergestellt sein, dass ein weitgehend geometrisch homogenes Granulat gefördert wird, also insbesondere Langkörner mit einem Aspektverhältnis > 3 : 1 entfernt sind, die anderenfalls hängen bleiben und zu einer Verstopfung des Rohres führen können.The granules forming particles are fed to the melt via pipes. It must be ensured that a largely geometrically homogeneous granules are promoted, so in particular long grains are removed with an aspect ratio of> 3: 1, which otherwise remain stuck and can lead to clogging of the pipe.

Zum Abtrennen nadelförmiger Partikel können Sieb-Kaskaden eingesetzt werden, wobei üblicherweise drei Siebrinnen übereinander angeordnet sind. Die geneigt angeordneten Rinnen werden in Vibration versetzt, wobei das Auswurfende der jeweils oberen Rinne über den in Förderrichtung betrachteten Anfang der darunter liegenden Rinne hinausragt, so dass die Langkörner abgeworfen werden und nicht in die nachfolgende Rinne fallen können. Demgegenüber fallen die regelmäßig geformten Körner durch das Siebgewebe von Siebrinne zu Siebrinne. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass auch kleinere Partikel wie Staub durch das Siebgewebe fallen, so dass eine Entstaubung nicht erfolgt. Aufgrund der Reinheitsforderung sollte jedoch vermieden werden, dass der Schmelze Staub zugeführt wird, da dieser aufgrund der großen Gesamtoberfläche unproportional stark verunreinigt ist. Nachteilig ist des Weiteren, dass der durch die Siebgewebe fallende Staub auch die größeren Partikel beschmutzt.Sieve cascades can be used to separate needle-shaped particles, wherein usually three sieve channels are arranged one above the other. The inclined arranged gutters are set in vibration, wherein the ejection end of the respective upper gutter projects beyond the beginning of the underlying gutter in the conveying direction, so that the long grains are thrown off and can not fall into the following gutter. In contrast, the regularly shaped grains fall through the sieve from Siebrinne to Siebrinne. A disadvantage of this method is that even smaller particles such as dust fall through the mesh, so that a dedusting does not take place. Due to the purity requirement, however, it should be avoided that dust is added to the melt, since it is disproportionately heavily contaminated due to the large overall surface area. A further disadvantage is that the dust falling through the sieve cloth also soils the larger particles.

Zum Absieben von Langkörnern ist es auch bekannt, Trommelsiebmaschinen einzusetzen, die sich um die Zylinderachsen drehen und zu lange Nadeln vom Granulat trennen. Diese können sodann bei leicht schräg gestellter Trommelachse aus dem Innenbereich der Trommelachse herausrutschen.For screening long grains, it is also known to use drum screening machines which rotate around the cylinder axes and separate too long needles from the granules. These can then slip out of the interior of the drum axis with slightly inclined drum axis.

Ferner sind Überlängenabscheider zum Absieben von Überlängen, Verkettungen und Agglomeraten aus Kunststoffgranulaten bekannt. Dabei werden nadelförmige Teilchen mittels eines sehr flachen Wurfwinkels am Aufstellen gehindert.Furthermore Überlängenabscheider for screening of excess lengths, links and agglomerates of plastic granules are known. In this case, needle-shaped particles are prevented from being set up by means of a very shallow throwing angle.

Die nach dem Stand der Technik eingesetzten Verfahren können Langkörner bzw. nadelförmige Partikel nur unvollkommen absieben, da nicht ausgeschlossen ist, dass sich einige nadelförmige Partikel zufällig und zeitweise senkrecht stellen und somit durch die Maschen des Siebes fallen können.The methods used according to the prior art can only incompletely sieve long grains or needle-shaped particles, since it is not excluded that some acicular particles may be random and occasionally perpendicular and thus fall through the meshes of the sieve.

Um eine effektive Entstaubung zu erreichen, ist es bekannt, das Granulat aufzuwirbeln, wobei der freiwerdende Staub abgeworfen und abgesaugt oder abgeblasen wird. Die Granulatpartikel werden dabei durcheinander gewirbelt und mit hoher kinetischer Energie auf die Begrenzungen des die Partikel aufnehmenden Gerätes, also dessen Wandungen geschleudert. Dies führt wiederum zu einer Staubentwicklung und Verschmutzung des Granulats durch Abrieb.In order to achieve effective dedusting, it is known to stir up the granules, wherein the released dust is thrown off and sucked off or blown off. The granulate particles are thereby vortexed and with high kinetic energy to the boundaries of the particle receiving device, so its walls spun. This in turn leads to dust and contamination of the granules by abrasion.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist der DE-C-195 26 841 zu entnehmen. Zum Trennen von zumindest zwei in der Kornform unterschiedlichen Fraktionen eines aus z. B. Baumischabfällen und Fremdstoffen wie Dübeln bestehenden Feststoffgemisches wird dieses entlang eines Siebbodens gefördert, der eine Maschenweite für den Durchgang einer der Fraktionen aufweist. Beabstandet zu dem Siebboden sind eine Abdeckplatte oder eine Gliederkette angeordnet, um zu verhindern, dass die länglichen Körner einer der Fraktionen sich aufrichten, so dass diese nicht durch den Siebboden fallen können. Der Abstand zwischen der Abdeckplatte und dem Siebboden kann verstellt werden. Um eine Optimierung bezüglich des Abstandes zu erzielen werden Versuche durchgeführt.A method of the type mentioned is the DE-C-195 26 841 refer to. For separating at least two different in the grain shape fractions of a z. B. Baumischabfällen and foreign matter such as dowels existing solid mixture this is conveyed along a sieve plate having a mesh size for the passage of one of the fractions. Spaced to the sieve bottom are a cover plate or link chain arranged to prevent the elongated grains of one of the fractions from straightening so that they can not fall through the sieve bottom. The distance between the cover plate and the sieve bottom can be adjusted. In order to achieve an optimization with respect to the distance, experiments are carried out.

Eine Vorrichtung zum Sortieren von länglichen Gegenständen ist der DE-U-202 18 848 zu entnehmen. Um die Gegenstände auf einer Siebfläche auszurichten, ist eine Platte vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Partikelgröße eingestellt werden muss. Entsprechende Vorrichtungen sind auch der FR-A-2 218 145 und der US-A-4,181,603 zu entnehmen.An apparatus for sorting elongate objects is the DE-U-202 18 848 refer to. In order to align the objects on a screen surface, a plate is provided, which must be adjusted depending on the particle size. Corresponding devices are also the FR-A-2 218 145 and the US-A-4,181,603 refer to.

Ein Verfahren zum Absieben von Materialien ist der US-A-4,194,970 zu entnehmen. Hierzu wird ein Siebboden benutzt, der unter einem Winkel bevorzugterweise zwischen 45° und 60° zur Horizontalen geneigt verläuft.A method for screening materials is the US-A-4,194,970 refer to. For this purpose, a sieve tray is used, which is inclined at an angle preferably between 45 ° and 60 ° to the horizontal.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, aus einem Granulat oder Granulatgemisch eine bestimmte Materialfraktion abzusieben, die sich in zumindest einer Dimension geometrisch von dem übrigen Material unterscheidet. Speziell sollen erste nadelförmige Partikel mit einem Aspektverhältnis (Länge zu Breite) von zumindest größer 2 : 1, insbesondere = 3 : 1 von dem weiteren Material abgesiebt werden. Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das von den ersten Partikeln befreite Granulat staubarm ist, wobei es während des Absiebens zu verhindern ist, dass Verunreinigungen durch Abrieb des Materials der Vorrichtung eingebracht werden, mittels der das Absieben erfolgt. Insbesondere soll die Aufgabe gelöst werden, ein zeitaufwendiges Einstellen der Spalthöhe zwischen Abdeckung und Siebfläche zu vermeiden, wenn eine Änderung der Größe der Partikel erfolgt.The present invention is based on the object of screening off a granulate or granulate mixture a certain material fraction, which differs geometrically in at least one dimension from the rest of the material. Specifically, first acicular particles having an aspect ratio (length to width) of at least greater than 2: 1, in particular = 3: 1, are to be screened off from the further material. A further aspect of the invention provides that the granules freed from the first particles are dust-poor, it being to be prevented during the screening, that impurities are introduced by abrasion of the material of the device, by means of which the screening takes place. In particular, the task should be solved, a To avoid time-consuming adjustment of the gap height between the cover and the screen surface when changing the size of the particles.

Verfahrensmäßig wird die Aufgabe im Wesentlichen dadurch gelöst, dass als Abdeckung eine Folie, die sich schwerkraftbedingt auf die Partikel auflegt, oder eine Platte verwendet wird, die um eine quer zur Förderrichtung des Granulats auf der Siebfläche und im Bereich des aufgabenseitigen Querrands des Siebes verlaufende Achse derart schwenkbar ist, dass eine Anpassung eines zwischen der ersten Siebfläche und der Abdeckung verlaufenden Spalts in Abhängigkeit von Größe und/oder Form der Partikel erfolgt.In terms of the method, the object is essentially achieved by using as a cover a film, which hangs on the particles due to gravity, or a plate which extends around an axis extending transversely to the conveying direction of the granules on the sieve surface and in the region of the transverse side of the sieve is pivotable such that an adaptation of a between the first screen surface and the cover extending gap depending on the size and / or shape of the particles takes place.

Erfindungsgemäß erfolgt eine selbstregulierende Anpassung an die entlang des Siebbodens auszurichtenden ersten Partikel, so dass auch bei Schwankungen im Aspektverhältnis sichergestellt ist, dass die gewünschte Trennung zwischen den ersten und zweiten Partikeln erfolgt, eine Möglichkeit, die der Stand der Technik bei der Verwendung einer Platte als Abdeckung nicht bietet. Daher ist es auch nach dem Stand der Technik erforderlich, dass der Abstand zwischen der Abdeckung und dem Siebboden durch Versuche ermittelt wird, um die gewünschte Trennung durchzuführen. Aber auch Kettengehänge bieten diese Möglichkeit nicht, da diese sich entlang der Transportrichtung der Partikel bewegen können, so dass infolgedessen ein Aufrichten der nicht abzusiebenden Partikel nicht zwingend unterbunden werden kann. Ferner können die Ketten des Gehänges zueinander einen Abstand aufweisen, der die Möglichkeit bietet, dass nicht abzusiebende Partikel von den Ketten nicht erfasst werden und sich somit aufrichten können.According to the invention, a self-regulating adaptation to the first particles to be aligned along the sieve bottom takes place, so that it is ensured even with fluctuations in the aspect ratio that the desired separation between the first and second particles takes place, a possibility which the prior art when using a plate as Cover does not offer. Therefore, it is also necessary in the prior art that the distance between the cover and the sieve bottom is determined by experiments to perform the desired separation. But also chain suspensions do not offer this possibility, since they can move along the transport direction of the particles, so that as a result an erection of the non-sieved particles can not necessarily be prevented. Furthermore, the chains of the hanger can have a distance from one another, which offers the possibility that particles which can not be removed are not caught by the chains and can thus straighten up.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre ist sichergestellt, dass sich in dem Granulat vorhandene Langkörner als die ersten Partikel nicht "aufstellen" können, so dass diese nicht durch die Maschen des Siebs hindurchfallen. Vielmehr ist die Maschenweite derart ausgelegt, dass allein die zweiten Partikel durch die Maschen hindurchfallen, die insbesondere ein Aspektverhältnis ≤ 3:1 aufweisen.Due to the teaching of the invention it is ensured that long grains present in the granules can not "set up" as the first particles, so that they do not fall through the meshes of the sieve. Rather, the mesh size is designed such that only the second particles fall through the meshes, which in particular have an aspect ratio ≦ 3: 1.

Zu dem Aspektverhältnis a1 der ersten Partikel ist anzumerken, dass dieses dem Grunde nach betragen kann a1 > n : 1 mit n = 2, 3 oder größer 3, wobei das Aspektverhältnis an die jeweilige Aufgabe angepasst werden kann.It should be noted with regard to the aspect ratio a1 of the first particles that this can basically amount to a1> n: 1 with n = 2, 3 or greater than 3, wherein the aspect ratio can be adapted to the respective task.

Aspektverhältnis bedeutet dabei das Verhältnis von Länge der Partikel zu deren Breite. Unabhängig hiervon ist grundsätzlich als weiteres Kriterium für das Aussieben der ersten Partikel anzugeben, dass die Länge der ersten Partikel größer als 5 mm ist. Partikel kleinerer Längen, deren Aspektverhältnis gleichfalls größer 3:1 ist, sind im zuvor aufgezeigten Sinne nicht als erste Partikel zu bezeichnen. Die Längenangabe von mehr als 5 mm ist dabei keine feste Größe, sondern kann in Abhängigkeit von dem Material des Granulats bzw. den Anforderungen bezüglich der Fördereigenschaften durch ein Rohrsystem variiert werden.Aspect ratio means the ratio of the length of the particles to their width. Irrespective of this, as a further criterion for sifting out the first particles, it must be stated in principle that the length of the first particles is greater than 5 mm. Particles of smaller lengths, whose aspect ratio is also greater than 3: 1, are not to be referred to as first particles in the sense indicated above. The length specification of more than 5 mm is not a fixed size, but can be varied depending on the material of the granules or the requirements regarding the conveying properties through a pipe system.

Ganz allgemein wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass aufgrund der sich entlang der Siebfläche erstreckenden Abdeckung sichergestellt ist, dass eine Materialfraktion, die sich in ihrer Längenerstreckung geometrisch von den übrigen Partikeln unterscheidet, abgesiebt wird, da die Abdeckung ein Aufrichten der entsprechenden Partikel mit der Folge verhindert, dass diese nicht durch die Maschen des Siebes hindurch fallen können.Quite generally, it is proposed according to the invention that, due to the cover extending along the screen surface, it is ensured that a material fraction, which differs geometrically from the remaining particles in its longitudinal extension, is screened off, since the cover prevents the corresponding particles from being erected with the result. that they can not fall through the meshes of the screen.

Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren für zerkleinerte Silicium-Rohlinge anwendbar, die ihrerseits bei hohen Temperaturen aus einem Wirbelbett mittels Gasphasenabscheiden von Silan bei einer Temperatur zwischen 600 °C und 900 °C oder von Trichlorsilan bei einer Temperatur von 1000 °C bis 1350 °C in reduziertem Wasserstoff abgeschieden werden. Das entsprechend entstehende Poly-Silicium wird zerkleinert. Die Kornform des Materials ist aufgrund der vorgegebenen Struktur von Poly-Silicium länglich mit in etwa kreisförmigem Querschnitt (in etwa nadelförmig), wobei sich üblicherweise nur ganz wenige nadelförmige Partikel in der Gesamtmenge befinden. Diese müssen jedoch vollständig entfernt werden, um erwähntermaßen eine Behinderung beim Transport durch ein Rohrsystem auszuschließen.In particular, the inventive method for shredded silicon blanks is applicable, which in turn at high temperatures from a fluidized bed by gas phase deposition of silane at a temperature between 600 ° C and 900 ° C or trichlorosilane at a temperature of 1000 ° C to 1350 ° C in reduced hydrogen are deposited. The resulting poly-silicon is crushed. The grain shape of the material, due to the given structure of poly-silicon, is elongated in an approximately circular cross-section (approximately needle-shaped), with usually only very few acicular particles in the total amount. However, these must be completely removed, to the extent mentioned exclude disability during transport through a pipe system.

Aber nicht nur auf zerkleinerte Poly-Silicium-Materialien beschränkt sich die Erfindung. Auch für die Kristallzucht benutzter Waferbruch kann entsprechend ausgesiebt werden, wobei sich erwähntermaßen das Aspektverhältnis durch die Länge der Waferbruchstücke zu dessen Breite ergibt, die das Waferbruchstück beim Transport auf dem Sieb senkrecht zu der von dem Sieb aufgespannten Ebene aufweist.But not limited to shredded poly-silicon materials, the invention. Wafer fracture also used for crystal growth can be correspondingly screened out, wherein, as mentioned, the aspect ratio results from the length of the wafer fragments to its width, which has the wafer fragment perpendicular to the plane defined by the screen when transported on the screen.

Ganz allgemein können aufgrund der erfindungsgemäßen Lehre Granulate aus Halbleitermaterial wie Silicium, Germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe2 und andere Verbindungsleiter aus der Sorte III-V, II-VI, aber auch Werkstoffe wie SiO2 als Grundmaterial für die Herstellung von Quarz, Gläsern sowie keramische Materialien wie SiC, A1203, Si3N4 und andere Stoffe, die als Granulat verarbeitet werden sollen, in eine Gutfraktion und in eine solche durch Sieben aufgeteilt werden, dessen Partikel ein nicht gewünschtes Aspektverhältnis aufweisen.Quite generally, owing to the teaching of the invention, granules of semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe 2 and other connecting conductors of the grade III-V, II-VI, but also materials such as SiO 2 as base material for the production of quartz, glasses and ceramic materials such as SiC, Al 2 O 3, Si 3 N 4 and other substances which are to be processed as granules, are divided into a material fraction and a sieve fraction, the particles of which have an undesired aspect ratio.

Oben aufgestellte Überlegungen gelten auch für das Absieben metallischer Überlängen und auch für nadelförmige metallische Partikel, selbst für Nadeln, Nägel und Schrauben. Insoweit erstreckt sich die Erfindung auch auf entsprechende Teile.The considerations above also apply to the screening of metallic overlengths and also to needle-shaped metallic particles, even for needles, nails and screws. In that regard, the invention also extends to corresponding parts.

Bei der Zerkleinerung von Materialien wie Poly-Silicium kann es durch Abrieb zu Verunreinigungen kommen. Dabei lagern sich die Verunreinigungen an der Oberfläche ab, so dass eine Verschmutzung proportional zur vorhandenen Oberfläche erfolgt. Daher ist nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sicherzustellen, dass während der Zerkleinerung entstandene Staubanteile, deren Korngröße üblicherweise < 10 µm ist, nicht durch Absieben entfernt werden, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass der Staub an den größeren Partikeln anhaftet. Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass vor dem eigentlichen Siebprozess eine Entstaubung erfolgt. Hierzu kann dem ersten Sieb ein zweites Sieb geringerer Maschenweite vorgeschaltet sein. Insbesondere sind Maschenweiten zwischen 0,3 mm und 1 mm zu bevorzugen.During the comminution of materials such as poly-silicon, abrasion can lead to contamination. In the process, the contaminants deposit on the surface so that contamination occurs proportionally to the existing surface. Therefore, according to a further aspect of the invention, it is to be ensured that dust particles formed during comminution, whose grain size is usually <10 μm, are not removed by screening, since otherwise there is the danger that the dust adheres to the larger particles. Therefore, according to the invention, dedusting takes place before the actual screening process. For this purpose, the first sieve may be preceded by a second sieve of smaller mesh size. In particular, mesh sizes between 0.3 mm and 1 mm are to be preferred.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass allein ein Absieben von Staub nicht ausreichend ist. Daher wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass über das zweite Sieb mit einer Maschenweite von vorzugsweise zwischen 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 0,8 mm eine Absaugung zugeordnet ist, die sich oberhalb bzw. unterhalb des Siebes erstreckt. Bevorzugterweise erfolgt die Absaugung von der Oberseite des Siebes aus, um zu verhindern, dass größere Partikel beim Absaugen von der Unterseite des Siebes her Maschen zusetzen.However, it has been shown that only a screening of dust is not sufficient. Therefore, the invention proposes that via the second sieve with a mesh size of preferably between 0.3 mm to 1 mm, in particular between 0.5 mm and 0.8 mm, a suction is assigned, which extends above or below the screen. Preferably, the suction is from the top of the screen to prevent larger particles from clogging from the underside of the screen when aspirated.

Die Absaugung erfolgt insbesondere mit einem großen Saugquerschnitt derart, dass das Sieb über seine gesamte Breite abgedeckt ist. Ferner sollte die Erstreckung in Sieblängsachse, also in Richtung des Transportweges, betragen a x b, wobei 5 cm ≤ a ≤ 1 mit 1 = Sieblänge und b = Siebbreite ist. Je größer a gewählt wird, desto besser können abgelöste Mikro-Partikel entfernt werden und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Granulatpartikel der Gutfraktion also diejenigen, die eine gewünschte Größe zur Weiterverarbeitung aufweisen, mit abgesaugt werden.The extraction takes place in particular with a large suction cross-section such that the sieve is covered over its entire width. Furthermore, the extension in Sieblängsachse, ie in the direction of the transport path should be axb, where 5 cm ≤ a ≤ 1 with 1 = Sieblänge and b = wire width. The larger a is selected, the better removed micro-particles can be removed and the lower the probability that granules of the Gutfraktion so those who have a desired size for further processing, are sucked with.

Bevorzugterweise und zur Erzielung einer effektiven Absaugung ist vorgesehen, dass das Granulat vor der Saugdüse bzw. -öffnung vertikal herabfällt. In diesem Fall kann der Saugstrom so gewählt werden, dass die Partikel der Gutfraktion, insbesondere solche einer Korngröße mit mittlerem Durchmesser zwischen 0,3 mm bis 0,5 mm, nicht abgesaut werden, wohingegen mikroskopisch kleine Partikel (≤ 0,3 mm) vom Saugstrom erfasst und somit abgesaugt werden.Preferably, and to achieve an effective suction, it is provided that the granules fall vertically in front of the suction nozzle or opening. In this case, the suction flow can be chosen so that the particles of Gutfraktion, especially those of a grain size with a mean diameter between 0.3 mm to 0.5 mm, are not hawked, whereas microscopic particles (≤ 0.3 mm) from Suction flow detected and thus sucked.

Das so entstaubte Granulat gelangt dann auf das Sieb, auf dem die ersten Partikel abgesiebt werden. Dabei sollte das Sieb oberhalb der geschlossenen Bodenfläche einer vibrierenden Siebrinne angeordnet sein, die insbesondere mittels eines Magnetvibrators in Schwingung versetzt wird. Das den Boden bildende Sieb zw. das Siebgewebe, das zur Vermeidung eines Metallabriebs aus Kunststoff bestehen sollte, ist erfindungsgemäß mit einer Abdeckung wie einer Folie abgedeckt, die eine Dicke zwischen 50 µm und 1 mm, insbesondere im Bereich von 500 µm aufweisen kann. Über eine Eintrittsöffnung gelangen die Partikel in den Raum zwischen der Abdeckung, also der Folie und dem Sieb bzw. dem Siebgewebe. Gleichmäßig geformte Partikel können durch die Siebmaschen hindurchfallen, wohingegen die Langkörner aufgrund der Abdeckung mit ihren Längsachsen entlang der von dem Sieb aufgespannten Ebene ausgerichtet und somit gehindert werden, sich aufzurichten und durch das Sieb zu fallen. Auf diese Weise gelingt es effektiv, Langkörner abzusieben, so dass selbst Einzelkörner in sehr geringen Mengen von z. B. 1 Gew.-% aus der Gesamtmenge zuverlässig ausgesiebt werden können. Die Langkörner fallen am Ende des Siebes aus der Siebrinne heraus und können in einem separaten Behälter aufgefangen und gesammelt werden.The granulated material thus deducted then reaches the sieve on which the first particles are screened. In this case, the sieve should be arranged above the closed bottom surface of a vibrating sieve, which is in particular vibrated by means of a magnetic vibrator. The sieve forming the bottom between the sieve cloth, which should be made of plastic to avoid metal abrasion, is covered according to the invention with a cover, such as a foil, which may have a thickness between 50 .mu.m and 1 mm, in particular in the range of 500 .mu.m. Via an inlet opening, the particles enter the space between the cover, ie the film and the sieve or the sieve fabric. Uniformly shaped particles may fall through the sieve meshes, whereas due to the cover, the long grains are aligned with their longitudinal axes along the plane defined by the sieve and thus prevented from straightening and falling through the sieve. In this way, it is possible effectively to sieve long grains, so that even single grains in very small amounts of z. B. 1 wt .-% can be reliably screened from the total amount. The long grains fall out of the sieve at the end of the sieve and can be collected and collected in a separate container.

Anstelle einer Folie, die selbstjustierend wirkt, da diese schwerkraftbedingt auf den entlang des Siebs durch Vibration geförderten Partikeln aufliegt, kann auch eine Platte als Abdeckung benutzt werden, die z. B. eine Dicke zwischen 2 mm und 4 mm aufweist und eigensteif ist. Eine diesbezügliche Platte ist schwenkbar um eine Achse gelagert, die quer zur Förderrichtung und oberhalb des Aufgabebereichs der Siebrinne verläuft.Instead of a film which acts self-adjusting, since this is due to gravity rests on the particles conveyed along the screen by vibration, also a plate can be used as a cover, the z. B. has a thickness between 2 mm and 4 mm and is inherently stiff. A related plate is pivotally mounted about an axis which is transverse to the conveying direction and above the feeding area of the sieve.

Dabei ist die Platte aufgabeseitig derart gebogen, dass sich eine trichterförmig Öffnung für das zuzuführende Granulat ergibt.The plate is the task side bent so that there is a funnel-shaped opening for the supplied granules.

Durch die schwenkbar gelagerte Platte ergibt sich gleichfalls eine Selbstjustierung.The pivotally mounted plate also results in a self-adjustment.

Das die ersten Partikel absiebende Sieb ist vorzugsweise zur Horizontalen geneigt, wobei die Siebaufgabe auf einem höheren Punkt als das Ende verläuft.The screen sifting the first particles is preferably inclined to the horizontal, the screening task being at a higher point than the end.

Insbesondere beschreibt die von dem Sieb aufgespannte Fläche bzw. Ebene zur Horizontalen einen Winkel a mit 0° = a = 60°, wobei der bevorzugte Wertebereich zwischen 0° und 20° liegt. In Abhängigkeit von dem Neigungswinkel a können auch z. B. plattenförmige Langkompartikel herausgesiebt werden, indem man das Sieb als Lochblech mit rechteckigen Spalten ausführt. In Abhängigkeit von dem Winkel a kann des Weiteren die Transportgeschwindigkeit erhöht werden.In particular, the area defined by the sieve or plane to the horizontal describes an angle a with 0 ° = a = 60 °, the preferred value range being between 0 ° and 20 °. Depending on the angle of inclination a can also z. B. plate-shaped Langkompartikel be screened out by performing the screen as a perforated plate with rectangular columns. In addition, depending on the angle a, the transport speed can be increased.

Erfingdungsgemäß wird ein Verfahren zur Gewinnung eines reinen von langkömigen Partikeln befreiten Granulats durch insbesondere eine Kombination von Siebprozess und Entstaubung zur Verfügung gestellt, wobei der erfindungsgemäße Langkornsiebprozess der Entstaubung nachgeschaltet ist.According to the invention, a process for obtaining a pure granules freed from long-particle particles by, in particular, a combination of screening process and dedusting is provided, wherein the long-grain sieving process according to the invention is connected downstream of dedusting.

Eine Vorrichtung zum Aussieben von Partikeln vorbestimmter Größe einer Längenstreckung x umfassend zumindest ein eine Fläche aufspannendes Sieb mit einer Maschenweite y zeichnet sich dadurch aus, dass das Sieb mit der Maschenweite y mit y < x von einer Abdeckung mit einem Spaltabstand Δs mit Δs < x abgedeckt ist und dass der Transportweg der Partikel zwischen dem Sieb und der Abdeckung verläuft. Dabei kann die Abdeckung selbsttätig schwerkraftbedingt auf den auf dem Sieb geförderten Partikeln aufliegen. Die Abdeckung sollte aufgabenseitig eine trichterförmige Aufgabeöffnung begrenzen, durch die die Partikel dem Sieb zuführbar sind.A device for screening particles of a predetermined size of a longitudinal extension x comprising at least one sieve with a mesh size y spanning an area is characterized in that the sieve of mesh size y with y <x is covered by a cover with a gap spacing Δs with Δs <x is and that the transport path of the particles between the sieve and the cover runs. In this case, the cover can rest automatically due to gravity on the particles conveyed on the screen. The cover should limit a funnel-shaped feed opening on the task side, through which the particles can be fed to the wire.

Bei der Abdeckung kann es sich um eine Folie handeln, die eine Dicke zwischen 100 µm und 3 mm, insbesondere im Bereich zwischen 500 µm und 1 mm aufweist. Das Flächengewicht sollte zwischen 5 mg/cm2 und 150 mg/cm2 liegen.The cover may be a film having a thickness between 100 μm and 3 mm, in particular in the range between 500 μm and 1 mm. The basis weight should be between 5 mg / cm 2 and 150 mg / cm 2 .

Bei der Folie kann es sich auch um eine mit einem Fluid gefüllte Folie handeln. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Gewicht der "Folie" auf einfache Weise einstellbar und auf die abzusiebenden Partikel ausgelegt werden kann.The film may also be a film filled with a fluid. This has the advantage that the weight of the "film" can be adjusted in a simple manner and designed for the particles to be screened off.

Alternativ besteht die Möglichkeit, dass die Abdeckung eine eigensteife Platte ist. Dabei ist die Abdeckung schwenkbar um eine oberhalb des aufgabeseitigen Querrands des Siebes fixiert.Alternatively, there is the possibility that the cover is an inherently rigid plate. The cover is pivotally fixed to one above the task side transverse edge of the screen.

In einer weiteren hervorzuhebenden Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass dem als erstem Sieb ein weiteres Sieb als zweites Sieb mit einer Maschenweite z mit z < y vorgeschaltet ist. Die Maschenweite y des ersten Siebes sollte zwischen 2 und 5 mm betragen. Die Maschenweite z des zweiten Siebes sollte vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 1 mm, insbesondere zwischen 0,5 mm und 0,8 mm liegen.In a further embodiment of the invention to be emphasized, it is provided that the first sieve is preceded by a further sieve as a second sieve with a mesh size z with z <y. The mesh size y of the first screen should be between 2 and 5 mm. The mesh size z of the second screen should preferably be between 0.3 mm and 1 mm, in particular between 0.5 mm and 0.8 mm.

Zum Absaugen von Feinstpartikeln wie Staub sollte ober- und unterhalb des zweiten Siebs eine Absaugung angeordnet sein. Insbesondere ist oberhalb des Siebs eine Absaugung vorgesehen, wobei sich die Absaugung über die gesamte Breite des Siebes erstrecken sollte. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass sich der Querschnitt der siebseitigen Öffnung der Absaugung beläuft auf a x b mit 5 cm ≤ a ≤ 1 mit 1 = Sieblänge und b = Siebbreite.For suction of fine particles such as dust, an extraction should be arranged above and below the second sieve. In particular, a suction is provided above the screen, wherein the suction should extend over the entire width of the screen. It is preferably provided that the cross section of the suction opening on the sieve side amounts to a x b with 5 cm ≤ a ≤ 1 with 1 = sieve length and b = sieve width.

Das erste bzw. zweite Sieb sollte mit einer Vibrationseinrichtung verbunden sein, die einen Magnetvibrator aufweisen kann. Das erste bzw. zweite Sieb kann dabei Boden einer Siebrinne sein, wobei das erste Sieb und das zweite Sieb ggfs. Abschnitte einer einzigen Siebrinne sind. Das Sieb bzw. die Siebrinne kann auch auf einem Vibrationsförderer montiert sein.The first and second screen should be connected to a vibration device, which may have a magnetic vibrator. The first or second sieve can be bottom of a sieve, wherein the first sieve and the second sieve are possibly sections of a single sieve. The sieve or sieve can also be mounted on a vibrating conveyor.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das abzusiebende Granulat vor Aufgabe auf das erste Sieb an einer Absaugöffnung vorbei herabfällt, um eine überaus wirksame Entstaubung zu erreichen.In a further embodiment of the invention, it is provided that the granular material to be sifted off falls down on a suction opening in front of the first sieve in order to achieve an extremely effective dedusting.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen -für sich und/oder in Kombination-, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them-alone and / or in combination-but also from the following description of preferred embodiments to be taken from the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 aFig. 1 a
eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Siebvorrichtung,a schematic diagram of a first embodiment of a screening device,
Fig. 1bFig. 1b
eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Siebvorrichtung,a schematic diagram of a second embodiment of a screening device,
Fig. 2Fig. 2
eine Prinzipdarstellung zum Absieben von Partikeln,a schematic diagram for the screening of particles,
Fig. 3Fig. 3
eine Prinzipdarstellung von auf einem Sieb sich bewegenden Partikeln,a schematic diagram of particles moving on a sieve,
Fig. 4Fig. 4
eine Prinzipdarstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens,a schematic diagram to illustrate the method according to the invention,
Fig. 5Fig. 5
einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer Siebvorrichtung,a detail of an embodiment of a screening device,
Fig. 6Fig. 6
eine Prinzipdarstellung eines Sieb mit Abdeckung,a schematic diagram of a sieve with cover,
Fig. 7Fig. 7
eine Darstellung von abgesiebten Langkörnern unda representation of sieved long grains and
Fig. 8Fig. 8
eine Darstellung der abgesiebten Gutfraktion.a representation of the screened Gutfraktion.

Anhand der den Figuren zu entnehmenden Prinzipdarstellungen soll die erfindungsgemäße Lehre näher erläutert werden, aufgrund der aus einem Granulat bzw. einer Granulatmischung eine oder mehrere gewünschte Materialfraktionen ausgesiebt bzw. entfernt werden können. Dabei ist das Ziel, eine Fraktion (Gutfraktion) zu erhalten, deren Partikel innerhalb vorgegebener Dimensionen eine geometrisch gleiche Geometrie aufweisen, wobei Staubpartikel sowie Partikel, deren Aspektverhältnis größer 3:1 ist, entfernt sind (Fig. 7). Partikel, deren Länge grundsätzlich kleiner als 5 mm ist, sollen auch dann der sogenannten Gutfraktion zugeordnet werden, wenn das Aspektverhältnis größer 3:1 ist (Fig. 8).The teachings of the invention will be explained in more detail with reference to the schematic diagrams to be taken from the figures, on the basis of which one or more desired material fractions can be screened or removed from a granulate or a granulate mixture. The aim is to obtain a fraction (good fraction) whose particles have a geometrically identical geometry within predefined dimensions, with dust particles and particles whose aspect ratio is greater than 3: 1 removed are ( Fig. 7 ). Particles whose length is generally less than 5 mm should also be assigned to the so-called good fraction if the aspect ratio is greater than 3: 1 ( Fig. 8 ).

Zu den Fig. 7 und 8 ist anzumerken, dass die den Partikeln zugeordneten Zahlen das Aspektverhältnis angeben.To the Fig. 7 and 8th It should be noted that the numbers assigned to the particles indicate the aspect ratio.

Bei dem Granulat bzw. Granulatgemisch handelt es sich insbesondere um zerkleinertes Poly-Siliciummaterial, das aus der Gasphase aus Trichlorsilan in reduzierendem Wasserstoff abgeschieden worden ist, ohne dass jedoch hierdurch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre erfolgt. Die entsprechenden Partikel sind von flacher bis zylindersymmetrischer Form. Das zerkleinerte Material wird z. B. zum Ziehen von Kristallen einer Schmelze zugeführt. Dies erfolgt über Rohrleitungen, die Knicke und Ecken aufweisen können. Daher muss sichergestellt sein, dass Partikel, die den zuvor aufgezeigten Nebenbedingungen nicht gehorchen, aus dem Granulat entfernt werden, da anderenfalls die Gefahr besteht, dass sich die Partikel in den Leitungen verhaken und somit diese verschließen.The granulate or granule mixture is, in particular, comminuted poly-silicon material which has been deposited from the gas phase from trichlorosilane in reducing hydrogen, without, however, restricting the teaching according to the invention. The corresponding particles are of flat to cylindrically symmetric form. The crushed material is z. B. fed to pulling crystals of a melt. This is done via piping, which may have kinks and corners. Therefore, it must be ensured that particles that do not obey the previously indicated secondary conditions, are removed from the granules, otherwise there is a risk that the particles get caught in the pipes and thus close them.

Auch wenn erwähntermaßen das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise für zerkleinerte Poly-Silicium-Rohlinge bestimmt ist, ist hierdurch eine Beschränkung der erfindungsgemäßen Lehre nicht zu sehen. Vielmehr bezieht sich die Erfindung ganz allgemein auf Granulate aus Halbleitermaterial wie Silicium, Germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe2 und andere Verbindungshalbleiter aus der Sorte III-V, II-VI, aber auch auf Werkstoffe wie SiO2 als Grundmaterial für die Herstellung von Quarz, Gläsern sowie keramischen Materialien wie SiC, Al2O3, Si3N4 und andere Stoffe, die als Granulat verarbeitet werden. Des Weiteren können auch nadelförmige Metallteile oder Partikel entfernt werden.Even though, as mentioned, the method according to the invention is preferably intended for comminuted poly-silicon blanks, this does not restrict the teaching according to the invention. Rather, the invention relates generally to granules of semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe 2 and other compound semiconductors of the grade III-V, II-VI, but also to materials such as SiO 2 as a base material for the production of quartz, glasses and ceramic materials such as SiC, Al 2 O 3 , Si 3 N 4 and other substances that are processed as granules. Furthermore, needle-shaped metal parts or particles can also be removed.

Um Granulat, d. h. die das Granulat bildenden Partikel in die gewünschten Fraktionen zu trennen, wird das Granulat einer Vibrationsrinne 10 zugeführt, die ein in Schwingung versetztes Gehäuse 12 aufweist und im Abstand zur Bodenwandung 14 ein eine Ebene aufspannendes Sieb 18 umfasst. Über das aus Kunststoff bestehende Sieb 18 wird das Granulat, also die in Fig. 1 prinzipiell dargestellten Partikel 16, 20 gefördert, um eine gewünschte Trennung von Fraktionen nachstehend beschriebener Art vorzunehmen. Unterhalb des Siebs 18 befindet sich ein Trichter 22, der in einer Öffnung mündet, unterhalb der eine Aufnahme 24 für die Partikel angeordnet ist, die das Sieb 18 durchsetzen. Auswurfsseitig, also am unteren Ende des Siebs 18, befindet sich eine weitere Aufnahme 26, über die die Partikel aufgenommen werden, die das Sieb 18 nicht durchsetzen. Hierbei handelt es sich um die zuvor erläuterten Partikel mit einem Aspektverhältnis > 3:1.To granules, ie to separate the granules forming particles in the desired fractions, the granules of a vibrating trough 10 is supplied, which has a vibrated housing 12 and at a distance from the bottom wall 14 comprises a plane spanning a sieve 18. About the existing plastic sieve 18 is the Granules, so the in Fig. 1 In principle, shown particles 16, 20 promoted to make a desired separation of fractions of the type described below. Below the sieve 18 is a funnel 22, which opens into an opening, below which a receptacle 24 for the particles is arranged, which pass through the sieve 18. On the discharge side, ie at the lower end of the screen 18, there is a further receptacle 26, via which the particles are received, which do not pass through the screen 18. These are the previously explained particles with an aspect ratio> 3: 1.

Die Vibrationsvorrichtung 10 nach Fig. 1a weist einen Magnetvibrator 28 auf, der mit dem Gehäuse 12 verbunden ist und dieses in Schwingung versetzt. Das Gehäuse 12 selbst kann über prinzipiell dargestellte Federn 30, 32 auf einer Unterlage abgestützt sein.The vibrating device 10 after Fig. 1a has a magnetic vibrator 28 which is connected to the housing 12 and this vibrated. The housing 12 itself can be supported by springs 30, 32 shown in principle on a base.

Im Ausführungsbeispiel verläuft das Sieb 18 zur Horizontalen (Linie 34) unter einem Winkel α, der zwischen 0° und 60°, vorzugsweise im Bereich zwischen 0° und 20° liegt. Dabei liegt der Aufgabepunkt oberhalb des Auswurfbereichs.In the exemplary embodiment, the wire 18 extends to the horizontal (line 34) at an angle α, which is between 0 ° and 60 °, preferably in the range between 0 ° and 20 °. The task point is above the ejection area.

In Fig. 3 ist rein prinzipiell ein Ausschnitt des Siebs 18 dargestellt. Die Transportrichtung der auf dem Sieb vorhandenen Partikel ist durch den Pfeil 34 angedeutet.In Fig. 3 is purely a principle of a section of the sieve 18 shown. The transport direction of the particles present on the sieve is indicated by the arrow 34.

Dadurch, dass das Sieb 18 in Vibration versetzt wird, werden die Partikel auf in etwa Wurfparabeln 36 bewegt, wodurch sich längliche Partikel 38 aufrichten (Darstellung 40) und somit durch die Maschen des Siebs 18 hindurchfallen können. Handelt es sich bei dem Partikel 38 um ein solches, das das zu vermeidende Aspektverhältnis mit einer Länge aufweist, die größer als die Maschenweite ist, so können die zuvor aufgezeigten Nachteile auftreten, die beim Fördern der Fraktion von Partikeln auftreten, die das Sieb 18 durchsetzen und eine maximale Längenerstreckung aufweist, die kleiner als die Maschenweite ist. Insbesondere weisen diese Partikel im Falle von Poly-Silicium ein Aspektverhältnis < 3 : 1 auf.By causing the screen 18 to vibrate, the particles are moved onto roughly parabolas 36, causing elongated particles 38 to rise (Figure 40) and thus fall through the meshes of the screen 18. If the particle 38 is one which has the aspect ratio to be avoided with a length which is greater than the mesh size, the above-mentioned disadvantages which occur in conveying the fraction of particles which pass through the sieve 18 can occur and has a maximum length that is smaller than the mesh size. In particular, in the case of poly-silicon, these particles have an aspect ratio <3: 1.

Um das Aufrichten der Partikel 38 auszuschließen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass oberhalb des Siebes 18 eine Abdeckung 42 verläuft, die sicherstellt, dass die Partikel 38 sich nicht aufstellen können, wie der Fig. 4 zu entnehmen ist.To preclude the erection of the particles 38, the invention provides that above the screen 18, a cover 42 extends, which ensures that the particles 38 can not set up as the Fig. 4 can be seen.

Die Partikel des Granulates werden zwischen der Abdeckung 42 und dem Sieb 18 entlang diesem gefördert (Pfeil 34), ohne dass das Risiko besteht, das die auch als Langkorn zu bezeichnenden Partikel mit dem Aspektverhältnis > 3:1 sich in einem Umfang aufrichten können, dass diese die Maschen des Siebes 18 durchsetzen.The particles of the granulate are conveyed between the cover 42 and the sieve 18 along the latter (arrow 34), without the risk that the particles with the aspect ratio> 3: 1, which can also be referred to as long grain, can scale up to an extent such that these enforce the meshes of the sieve 18.

Bei der Abdeckung 42 handelt es sich um eine dünne Folie 114, die z. B. eine Dicke zwischen 50 µm und 3 mm aufweist. Die abzusiebenden Partikel gelangen zwischen die Folie 42 und das Sieb 18, wobei gleichmäßig geformte Partikel mit einer maximalen Längenerstreckung, die kleiner als die Maschenweite ist, durch die Siebmaschen hindurchfallen. Demgegenüber werden die Langkörner durch die Abdeckung 42 daran gehindert, sich aufzurichten und durch das Sieb 18 zu fallen.The cover 42 is a thin film 114, the z. B. has a thickness between 50 microns and 3 mm. The particles to be screened pass between the film 42 and the screen 18, with uniformly shaped particles having a maximum length dimension smaller than the mesh size falling through the screen meshes. In contrast, the long grains are prevented by the cover 42 from rising and falling through the wire 18.

Dadurch, dass die Abdeckung als Folie 114 ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, dass sich der Abstand zwischen der Folie, also der Abdeckung 42 und der Oberfläche des Siebbodens auf die Form der Partikel bzw. deren Größe automatisch einstellt, so dass ein optimales Absieben möglich ist. Dabei kann die Folie gegebenenfalls mit einem Fluid gefüllt sein, quasi eine flexible flache Tasche oder ein Beutel sein, um ein gewünschtes Gewicht zu erreichen, mit dem die Folie auf den Partikeln aufliegt.The fact that the cover is formed as a film 114, there is the advantage that automatically adjusts the distance between the film, so the cover 42 and the surface of the sieve to the shape of the particles or their size, so that an optimal screening is possible. In this case, the film may optionally be filled with a fluid, so to speak, be a flexible flat bag or a bag in order to achieve a desired weight with which the film rests on the particles.

Es besteht keine Verstopfungsgefahr, da die Folie 114 bei größeren Partikeln ausweichen kann, eine Möglichkeit, die fixierte Platten nicht bieten. Sofern gewünscht, kann auf die Folie neben deren Gewicht gegebenenfalls eine zusätzliche Kraft einwirken, um einen gewünschten Druck auf die abzusiebenden Partikel auszuüben, ohne dass jedoch die Flexibilität und das automatische Ausrichten auf die Partikel verloren geht.There is no risk of clogging, as the film 114 can dodge with larger particles, a possibility that fixed plates do not offer. If desired, an additional force may be applied to the film adjacent to its weight, if desired, to exert a desired pressure on the particles to be screened, without, however, losing the flexibility and automatic alignment to the particles.

Durch diese Maßnahmen gelingt es effektiv, Langkörner abzusieben, so dass selbst Einzelkörner in sehr geringen Mengen von z. B. nur 1 Gew.-% aus der Gesamtmenge ausgesiebt werden können. Die Langkörner fallen am Ende des Siebes 18 aus der Förderrinne 12 und werden von dem Behältnis 26 aufgesammelt.By these measures, it is possible effectively to sieve long grains, so that even single grains in very small amounts of z. B. only 1 wt .-% screened from the total can be. The long grains fall at the end of the screen 18 from the conveyor trough 12 and are collected by the container 26.

Die Verwendung einer Folie 114 als die Abdeckung 52 zeigt den Vorteil, dass eine Selbstjustage erfolgt, da die Folie schwerkraftbedingt auf den Partikeln aufliegt, so dass eine Anpassung an die Erstreckung der Partikel senkrecht zur von dem Sieb 18 aufgespannten Ebene erfolgt. Ungeachtet dessen stellt das Gewicht der Folie 114 sicher, dass sich die Partikel nicht im zuvor aufgezeigten Sinne aufrichten können.The use of a film 114 as the cover 52 has the advantage that a self-adjustment takes place, since the film rests on the particles due to gravity, so that adaptation to the extent of the particles takes place perpendicular to the plane defined by the screen 18. Regardless, the weight of the film 114 ensures that the particles can not straighten up as previously indicated.

Anstelle einer Folie 114 kann auch eine Platte 44 benutzt werden, wie dies rein prinzipiell der Fig. 6 zu entnehmen ist. So verläuft oberhalb des Siebs 18 eine Abdeckung 48, die um eine Achse 46 schwenkbar ist, die sich quer zur Sieblängsachse und im Aufgabebereich des Siebs 18 erstreckt. Auch hierdurch ergibt sich eine selbstjustierende Anpassung an die entlang des Siebs 18 geförderten Partikel.Instead of a film 114 and a plate 44 may be used, as this in principle the Fig. 6 can be seen. Thus, a cover 48 extends above the screen 18 and is pivotable about an axis 46 which extends transversely to the screen longitudinal axis and in the feed area of the screen 18. This also results in a self-adjusting adaptation to the particles conveyed along the screen 18.

Aufgabeseitig ist die Platte 44 gebogen, um einen Einlauftrichter 48 für die aufzugebenden Partikel zur Verfügung zu stellen. Im Bereich des Einlauftrichters 48 befindet sich eine geschlossene Bodenplatte 19, die in das erste Sieb 18 übergeht.On the feed side, the plate 44 is bent to provide an inlet funnel 48 for the particles to be dispensed. In the area of the inlet funnel 48 is a closed bottom plate 19, which merges into the first sieve 18.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist dem Sieb 18 mit der Abdeckung 42 ein weiteres Sieb 50 kleinerer Maschenweite vorgeschaltet (Fig. 2). Dabei können die Siebe 18 und 50 in einer Siebvorrichtung vorgesehen sein. Die Siebe 18, 50 können von einer vibrierenden Siebrinne, die zur Horizontalen geneigt verlaufen kann, oder von einem horizontalen Vibrationsförderer ausgehen.According to a further aspect of the invention, the sieve 18 with the cover 42 is preceded by a further sieve 50 of smaller mesh size ( Fig. 2 ). In this case, the sieves 18 and 50 may be provided in a screening device. The sieves 18, 50 may emanate from a vibrating sieve, which may be inclined to the horizontal, or from a horizontal vibratory conveyor.

Ein Vibrationsförderer 100 ist rein prinzipiell der Fig. 1b zu entnehmen. Dabei werden für Elemente, die im Zusammenhang mit der Fig. 1a erläutert worden sind, die gleichen Bezugszeichen verwendet. Der Vibrationsförderer 100 umfasst ein Gehäuse 102 mit beispielsweise aus Metall oder abriebfestem Kunststoff bestehendem Boden 104, zu dem parallel das erste Sieb 18 verläuft, entlang der die Partikel 16, 18 gefördert werden.A vibratory conveyor 100 is purely in principle the Fig. 1b refer to. In doing so, for elements related to the Fig. 1a have been explained, the same reference numerals used. The vibrating conveyor 100 comprises a housing 102 with, for example, made of metal or abrasion-resistant plastic bottom 104, parallel to the first sieve 18, along which the particles 16, 18 are conveyed.

Das Gehäuse 102 ist über Blattfedern 106, 108 mit einer Bodenplatte 110 verbunden, von der ein Magnet 112 ausgeht, über den der Boden 104 und damit das Gehäuse 102 entgegen der von den Blattfedern 106, 108 erzeugten Spannung angezogen wird. In Abhängigkeit von der Frequenz des Magneten 112 wird das Gehäuse 102 in Schwingung versetzt, um die Partikel 16, 20 entlang des Siebes 18 zu transportieren. Hierbei werden die Partikel 16, 20 auf Wurfparabeln 52 bewegt, die zur Horizontalen einen Winkel von vorzugsweise 30° bis 60°, insbesondere in etwa 45° aufweisen sollten, um das Fördern im erforderlichen Umfang zu ermöglichen. Damit die länglichen Partikel 38 sich nicht in einem Umfang aufrichten können, dass sie durch die Maschen des Siebes 18 fallen können, verläuft oberhalb des Siebes 18 und der Partikel 16, 20 die Abdeckung 44, die erfindungsgemäß insbesondere eine schwerkraftbedingt sich auf die Partikel 16, 20 legende Folie 114 ist. Alternativ kann auch eine um eine senkrecht zur Transportrichtung schwenkbare Platte 44 verwendet werden, die gleichfalls schwerkraftbedingt auf den Partikeln 16, 20 aufliegt.The housing 102 is connected via leaf springs 106, 108 with a bottom plate 110, from which a magnet 112 extends, via which the bottom 104 and thus the housing 102 is attracted against the voltage generated by the leaf springs 106, 108. Depending on the frequency of the magnet 112, the housing 102 is vibrated to transport the particles 16, 20 along the screen 18. Here, the particles 16, 20 are moved to throw parabola 52, which should have an angle of preferably 30 ° to 60 °, in particular in about 45 ° to the horizontal, to allow the conveying to the extent required. In order that the elongate particles 38 can not straighten up to the extent that they can fall through the meshes of the sieve 18, the cover 44 extends above the sieve 18 and the particles 16, 20 and, according to the invention, has a gravitational force on the particles 16. 20 legend foil 114 is. Alternatively, it is also possible to use a plate 44, which can be pivoted about a direction perpendicular to the transport direction and which likewise rests on the particles 16, 20 due to gravity.

Unabhängig davon, ob eine Platte 44 oder eine Folie 114 verwendet wird, um das unerwünschte Aufrichten der länglichen Partikel in einem Umfang zu vermeiden, dass diese durch die Maschen des Siebes 18 fallen könnten, ist einlaufseitig eine Aufgabeöffnung 48 zwischen der Folie 114 bzw. Platte 44 und dem Sieb 18 vorgesehen, die sich in Transportrichtung verjüngt, also im Schnitt eine quasi V-Form aufweist. Im Bereich der Aufgabeöffnung 48 befindet sich die geschlossene Fläche 19, die in das Sieb 18 sodann übergeht.Regardless of whether a plate 44 or a foil 114 is used to prevent the unwanted elevation of the elongate particles to an extent that would allow them to fall through the meshes of the sieve 18, there is a feed opening 48 between the foil 114 and plate, respectively 44 and the screen 18 is provided, which tapers in the transport direction, that has a quasi V-shape in section. In the region of the feed opening 48 is the closed surface 19, which then passes into the sieve 18.

Das zweite Sieb 50, das eine Maschenweite vorzugsweise im Bereich zwischen 0,3 mm und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 0,8 mm aufweist, dient dazu, Feinstaub und Verunreinigungsstaub abzusieben.The second screen 50, which has a mesh size preferably in the range between 0.3 mm and 1 mm, preferably between 0.5 mm and 0.8 mm, serves to screen off particulate matter and contaminant dust.

Entsprechend der zuvor erläuterten Lehre werden die entlang des zweiten Siebes 50 geförderten Partikel durch die Vibration des Siebes 50 gleichfalls auf Wurfparabeln 52 bewegt und dabei geschüttelt, so dass durch die Reibung der Teilchen untereinander locker anhaftende mikrometergroße Partikel abgelöst werden. Diese können dann entweder durch das Sieb 50 nach unten (Pfeil 54) oder nach oben abgesaugt werden (Pfeil 56). Dabei ist entsprechend der Prinzipdarstellung der Fig. 5 eine Absaugvorrichtung vorgesehen, die eine Breite aufweist, die das Siebgewebe über seine gesamte Breite b abdeckt. Ferner sollte die Saugöffnung einen Querschnitt a x b aufweisen, wobei 5 cm < a ≤ Sieblänge ist. Je größer a gewählt wird, desto besser können abgelöste Mikropartikel entfernt werden und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass Granulatpartikel, die der Gutfraktion zuzuordnen sind, mit abgesaugt werden.According to the teaching explained above, the particles conveyed along the second screen 50 are likewise moved on the throwing parabolas 52 by the vibration of the screen 50 and thereby shaken, so that loosely adhering micrometer-sized particles are detached due to the friction of the particles. These can then be sucked either through the sieve 50 down (arrow 54) or upwards (arrow 56). It is according to the schematic representation of Fig. 5 a suction device is provided which has a width which covers the screen mesh over its entire width b. Furthermore, the suction opening should have a cross-section axb, with 5 cm < a ≤ sieve length. The larger a is selected, the better removed microparticles can be removed and the lower the likelihood that granulate particles attributable to the good fraction will be extracted with suction.

Um die Absaugung energetisch günstig zu gestalten, sind entsprechend der Fig. 5 mehrere Absaugtrichter 58, 60 über dem Sieb 50 angeordnet, um die Kleinstpartikel abzusaugen.In order to make the suction energetically favorable, are in accordance with the Fig. 5 a plurality of suction funnels 58, 60 disposed above the screen 50 to suck the minute particles.

Bei Auslegung der Förderanlage ist darauf zu achten, dass die Partikel mit möglichst niedriger kinetischer Energie auf die Wandung auftreffen, um den unerwünschten Materialabtrag zu vermeiden.When designing the conveyor, make sure that the particles impinge on the wall with the lowest possible kinetic energy in order to avoid unwanted material removal.

Dabei sollte die Geschwindigkeit, mit der die Partikel auf die Wandung der Vibrationseinrichtung auftreffen, nicht größer als in etwa 1 m/s betragen.The speed at which the particles impinge on the wall of the vibration device should not be greater than about 1 m / s.

Die Schwingungsfrequenz des ersten bzw. zweiten Siebes kann im Bereich zwischen 10 Hz und 400 Hz, insbesondere zwischen 50 Hz und 60 Hz liegen. Die Fördergeschwindigkeit der Partikel entlang des ersten bzw. zweiten Siebes sollte bevorzugterweise zwischen 1 mm/s bis 100 mm/s betragen.The oscillation frequency of the first and second sieve can be in the range between 10 Hz and 400 Hz, in particular between 50 Hz and 60 Hz. The conveying speed of the particles along the first and second screen should preferably be between 1 mm / s and 100 mm / s.

Typische Abmessungen des ersten Siebes 18 bzw. zweiten Siebes 50 sind:

  • erstes Sieb 18: Maschenweite 2,0 mm bis 3 mm, vorzugsweise 3,0 mm,
  • zweites Sieb 50: Maschenweite 0,3 mm bis 1 mm , vorzugsweise 0,5 mm.
Typical dimensions of the first sieve 18 and second sieve 50 are:
  • first sieve 18: mesh size 2.0 mm to 3 mm, preferably 3.0 mm,
  • second sieve 50: mesh size 0.3 mm to 1 mm, preferably 0.5 mm.

Bezüglich der Absaugvorrichtung zum Absaugen der Staubpartikel werden bevorzugterweise die Absaugtrichter 58, 60 über dem Sieb 50 angeordnet. Dabei sollte die Fläche eines jeden Trichters 58, 60 betragen 20 mm x 20 mm x 70 % (bei 70% sieboffene Fläche). Die Saugleistung sollte bis 3400 1/min betragen. Absaugfläche und Saugleistung sollten des Weiteren derart aufeinander abgestimmt werden, dass die Absauggeschwindigkeit 0,1 bis 3 m/s, vorzugsweise 0,5 m/s beträgt.With regard to the suction device for sucking off the dust particles, the suction funnels 58, 60 are preferably arranged above the sieve 50. The area of each funnel 58, 60 should be 20 mm × 20 mm × 70% (70% open area). The suction power should be up to 3400 1 / min. Suction surface and suction power should be further coordinated so that the extraction speed is 0.1 to 3 m / s, preferably 0.5 m / s.

Hinsichtlich der Partikel und der Gut- bzw. Langkornfraktion sind als typische Abmessungen anzugeben:With regard to the particles and the crop or long grain fraction, the typical dimensions given are:

Langkorn: 1,5 mm ≤ L : B ≤ 30 mm, wobei L in etwa 3 mm bis 10 mm beträgt.Long grain: 1.5 mm ≤ L: B ≤ 30 mm, where L is approximately 3 mm to 10 mm.

Gutfraktionspartikel: 1,5 mm ≤ L : B ≤ 10 mm, wobei L vorzugsweise im Bereich zwischen 0,5 mm und 3 mm liegt.Gutfraktionspartikel: 1.5 mm ≤ L: B ≤ 10 mm, wherein L is preferably in the range between 0.5 mm and 3 mm.

Das Aspektverhältnis L : B für Unterkornpartikel sollte betragen 1,5 mm ≤ L :The aspect ratio L: B for undersize particles should be 1.5 mm ≤ L:

B ≤ 10 mm bei einer Länge L bevorzugterweise mit L ≤ 0,5 mm.B ≤ 10 mm at a length L, preferably with L ≤ 0.5 mm.

Claims (16)

  1. A method for screening first particles out of a granulate comprising first and second particles by conveying the granulate along a screen surface, wherein the first particles have an aspect ratio a1, wherein a, ≥ n : 1, with n = 2, 3, > 3, and the dimensions of the second particles allow them to fall through the mesh of the screen surface, wherein the granulate is conveyed along the screen surface between said surface and a cover (42, 44) which extends along the screen surface, and the cover causes the first particles to be aligned with their longitudinal axes extending along the screen surface, wherein the longitudinal extension of each first particle is greater than the mesh width of the screen (18) which forms the first screen surface, and the longitudinal extension of the second particles is equal to or smaller than the mesh width,
    characterized in that
    a sheet (114), which rests on the particles by virtue of gravitational force, or a plate (44) is used as the cover, which is capable of pivoting about an axis (46) which extends transversely to the direction of transport of the granulate on the screen surface and in the area of the transverse edge at the intake side of the screen in such a way that a gap which extends between the first screen surface and the cover is adjusted based upon the size and/or shape of the particles.
  2. The method according to claim 1,
    characterized in that
    a sheet is used having a surface weight GF, with 5 mg/cm3 ≤ GF ≤ 150 mg/cm2 and/or a sheet having a thickness dF, with 100 µm ≤ dF ≤ 3 mm.
  3. The method according to at least one of the previous claims,
    characterized in that
    the first screen surface is set at an angle α, wherein 0° ≤ α ≤ 60°, especially 0° ≤ α ≤ 20°, in relation to the horizontal.
  4. The method according to at least one of the previous claims,
    characterized in that
    the cover delimits at the screen intake side to the screen an intake opening, which narrows gradually in the direction of transport.
  5. The method according to at least one of the previous claims,
    characterized in that
    before being conveyed over the screen surface which is a first screen surface, the granulate is conveyed over a further screen surface which is a second screen surface, over and/or below which and/or via which miniature particles with a large surface, especially dust particles, are removed, wherein particularly the miniature particles are sucked off above and/or below the second screen surface through one or more suction openings, which preferably extend over the entire width of the screen surface, wherein, preferably, as a total suction opening, an opening is used which has a cross-section a x b, with 5 cm ≤ a ≤ 1, wherein b = the width of the screen surface and 1 = the length of the screen surface.
  6. The method according to claim 5,
    characterized in that
    as screen of the first screen surface a screen is used having a mesh width between 2 mm and 5 mm, and/or that as screen of the second screen surface a screen is used having a mesh width between 0.3 mm and 1 mm, especially between 0.5 mm and 0.8 mm.
  7. The method according to at least one of the previous claims,
    characterized in that
    before being placed upon the screen surface, the granulate is dropped vertically past a suction opening.
  8. The method according to at least one of the previous claims,
    characterized in that
    crushed polysilicon blanks are used as the granulate and/or a wafer scrap consisting of silicon is used as the granulate and/or semiconductor material such as silicon, germanium, GaAs, GaP, CdS, CdTe, CuInSe2 and other compound semiconductors of the III-V, II-VI types, but also materials such as SiO2 as the base material for the production of quartz, glasses, and ceramic materials such as SiC, Al2O3, Si3N4 and other materials which are processed as granulate are used as the granulate.
  9. A device (10) for screening out particles (16, 20, 38) having a predetermined longitudinal extension measurement x, comprising at least one first screen (18) defining a surface and having a mesh width y, wherein the screen having a mesh width y, with y < x, is covered by a cover (42, 44), the particles can be conveyed between the cover and the screen along said screen, and the effective gap width ds between the cover and the first screen is ds < x,
    characterized in that
    the cover (42) that covers the screen (18), which can set into oscillation or vibration, is a sheet (114) which rests, by virtue of gravitational force, upon the particles (16, 20, 38) being conveyed on the screen, or a plate (44) which is capable of pivoting about an axis (46) which extends in the area of the transverse edge of the screen (18) at the intake side.
  10. The device according to claim 9,
    characterized in that
    the cover (42) delimits at the intake side an intake opening (48), which narrows gradually in the direction of transport of the particles (16, 20).
  11. The device according to claim 9 or 10,
    characterized in that
    the sheet (114) has a thickness dF, with 100 µm ≤ dF ≤ 3 mm and/or a surface weight GF, with 5 mg/cm2 ≤ GF ≤ 150 mg/cm2.
  12. The device according to one of the claims 9 to 11,
    characterized in that
    the cover (42) rests in a self-adjusting manner on the particles (16, 20, 38) being conveyed on the screen (18).
  13. The device according to one of the claims 9 to 12,
    characterized in that
    the screen (18) forms an angle α with the horizontal, wherein especially the angle α measures 0° ≤ α ≤ 60°, especially 0° ≤ α ≤ 20°.
  14. The device according to one of the claims 9 to 13,
    characterized in that
    a further screen (50), which is the second screen, is arranged upstream from the first screen (18), wherein above and below the further screen (50) a suction device (58, 60) is positioned which preferably extends along the entire width of the second screen (50), and wherein preferably the suction device (58, 60), which extends along the second screen (50), has a cross-section a x b, with 5 cm ≤ a ≤ 1, wherein b = the width of the second screen (50) and 1 = the length of the second screen.
  15. The device according to claim 14,
    characterized in that
    the first screen (18) and the second screen (50) originate from a shared vibration device, wherein especially at least the first screen (18) originates from a vibrating screen trough or a horizontal vibrating conveyor (100), and preferably the vibration device has a magnetic vibrator.
  16. The device according to one of the claims 14 or 15,
    characterized in that
    the first screen has a mesh width y with 2 mm ≤ y ≤ 5 mm and/or the second screen (50) has a mesh width with 0.3 mm ≤ z ≤ 1 mm, especially 0.5 mm ≤ z ≤ 0.8 mm.
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