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Zentrifugalwindsichter
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalwindsichter und bezweckt, diesen so auszubilden, dass eine scharfe Fraktionierungsgrenze für alle Typen von Materialien, die im Sichter behandelt werden sollen, unter gleichzeitiger Rücksichtnahme auf die besonderen Eigenschaften der Materialien und bei gleichzeitiger bestmöglicher Ausnutzung des Sichters eingestellt werden kann.
Die Erfindung bezieht sich speziell auf einen Zentrifugalwindsichter mit einem stillstehenden Sichtraum, der von einem mit einem tangentialen Lufteinlass versehenen Mantel umgeben ist und an seinem Umfang mit dem von dem Mantel begrenzten Raum kommuniziert sowie einen zentralen Luftauslass aufweist. Hiedurch strömt ein durch den Einlass eingeführter und in dem vom Mantel begrenzten Raum in Rotation versetzter Luftstrom in den Sichtraum an dessen Umfang ein und zieht durch dessen zentralen Auslass ab, wobei der Windsichter mit einer Vorrichtung zum Einführen des zu sichtenden Gutes in Form eines gleichmässig verteilten, ringförmigen Vorhangs in den Sichtraum versehen ist und das Gut vom Luftstrom in eine gröbere und eine feinere Fraktion aufgeteilt wird.
Das Besondere eines derartigen Windsichters besteht nach der Erfindung darin, dass die Breite des tangentialen Lufteinlasses mittels einer längs der Peripherie des Mantels verschiebbar angebrachten, im wesentlichen halbkreisförmigen Klappe einstellbar und dass auch die Höhe des Sichtraumesz. B. dadurch ein- stellbar ist, dass dessen obere oder untere Begrenzungswand vertikal verschiebbar ist.
Gemäss einer besonders zweckmässigenAusführungsform der Erfindung ist bei einem Zentrifugalwindsichter, der mit einer Vorrichtung zur Einführung des Gutes in den Sichtraum aus einem den Sichtraum oben begrenzenden konischen Gutverteiler versehen ist und aus einem über dem Gutverteiler angebrachten Trichter besteht, der so angeordnet ist, dass das Gut an der Oberseite des Gutverteilers eingeführt wird, der Trichter gegenüber dem Gutverteiler zwecks Regelung der eingeführten Gutmenge unabhängig von der Einstellung der Sichtraumhöhe einstellbar.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand zweier in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsformen näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt Fig. l die eine Ausführungsform 1m Vertikalschnitt und Fig. 2 in einem Horizontalschnitt nach der Linie In - li in Fig. l. Fig. 3 zeigt die zweite Ausführungsfurm im Vertikalschnitt.
Der in Fig. l und 2 dargestellte Zentrifugalwindsichter besteht aus einem im wesentlichen zylindri- schen Mantel 1, der mit einem tangential gerichteten Lufteinlass 2 in einem Stück ausgebildet ist, und einem im Mantel 1 befestigten trichterförmigen Unterteil 3, der einen Sammelraum für das abgeschiedene gröbere Gut bildet und eine für dieses bestimmte Auslassöffnung 4 aufweist. Ein zentraler Luftauslass 5 ist im Zentrum der oberen Partie des Unterteiles 3 angebracht und steht über einen den Mantel 1 durchsetzenden Kanal 6 mit einer zu einem Ventilator führenden Leitung 7 in Verbindung, die mit einer Klappe 8 zur Regelung der Grösse des Luftstromes versehen ist.
Am Umfang des Luftauslasses 5 ist ein schwach konisches Blech 9 befestigt, das den Sichtraum nach unten begrenzt. Nach oben wird dieser Raum von der Unterseite eines konischen Gutverteilers 10 und von einem konischen Flansch 11 in einem den Gutverteiler 10 umgebenden konischen Mantel 12 begrenzt. Der Mantel 12 ist seinerseits an einem Blechzylinder 13 befestigt, der sich durch eine zentrale Öffnung in einem den Windsichter nach oben abschliessenden Oberteil 14 hindurch erstreckt. Der Gutverteiler 10 ist an einer Stange 15 befestigt, deren oberer Teil mit einem Gewinde versehen ist und eine Mutter 16 trägt, die auf einem Joch 17 ruht, das am Zylinder 13 befestigt ist.
Durch Anziehen der Mutter 16 kann der
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dasIn diesen beiden Ausdrücken ist
C = der radial nach aussen gerichteten Kraft
D = dem Durchmesser des Partikels yp = dem spezifischen Gewicht des Partikels Vt = der tangentialen Gasgeschwindigkeit
R = dem Rotationsradius (Radius des Sichtraumes)
Fx = der radial nach innen gerichteten Kraft i'1 = dem spezifischen Gewicht der Luft
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VR = der radialen Gasgeschwindigkeit c = einem Widerstandskoeffizienten
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Schwerkraftskonstanten.Für eine gegebene Gasmenge ist Vt eine Funktion der Breite des Gaseinlasses und VR eine Funktion der Höhe des Sichtraumes.
Wird C = Fx gesetzt, so kann, wenn die übrigen Werte der Variabeln bekannt sind, D bestimmt werden. Ein Partikel mit diesem Durchmesser befindet sich im Gleichgewicht, während grössere Partikel nach aussen geschleudert werden und kleinere Partikel dem Gasstrom nach innen mitfolgen. Der Durchmesser D bedeutet also die Fraktionierungsgrenze bei den herrschenden Verhältnissen.
Beim Studium der Gleichungen sieht man ohne weiteres ein, dass für ein gewisses im Gleichgewicht
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den und VR bzw. Vt berechnet werden kann. Wenn eine gewisse Sichtraumhöhe gewählt worden ist, kann also eine dieser Höhe entsprechende Einlassbreite leicht berechnet und eingestellt werden, und wenn auf der andern Seite eine gewisse Einlassbreite gewählt worden ist, kann eine entsprechende SichtraumhOhe leicht berechnet und eingestellt werden.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass, wenn die Höhe des Sichtraumes unveränderlich ist, man eine gewisse gewünschte Fraktionierungsgrenze nur bei einem bestimmten Wert der tangentialen Luftgeschwindigkeit (Breite des Lufteinlasses) erhalten kann. Wenn auf der andern Seite die Breite des Lufteinlasses unveränderlich ist, kann man eine gewünschte Fraktionierungsgrenze nur bei einer bestimmten radialen Luftgeschwindigkeit erhalten (Sichtraumhöhe). In diesen beiden Fällen ist man also an einen bestimmten Wert sowohl der tangentialen als auch der radialen Luftgeschwindigkeit gebunden, um eine gewisse gewünsche Fraktionierungsgrenze zu erhalten.
Wenn dagegen erfindungsgemäss sowohl die Breite des Lufteinlasses als auch die Höhe des Sichtraumes variiert werden können, ist es möglich, die gewünschte Fraktionierungsgrenze in weiteren Gebieten, sowohl für die radiale als auch für die tangentiale Luftgeschwin-
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zuführten Gleichungen einander angepasst sind. Dies bedeutet, dass man entweder die radiale Luftgeschwindigkeit oder die tangentiale Luftgeschwindigkeit in solcher Weise frei wählen kann, dass sie sich für das zu behandelnde Material eignet, und dass man danach die tangentiale bzw. die radiale Geschwindigkeit so einstellen kann, dass man die gewünschte Fraktionierungsgrenze erhält. Beispielsweise kann es für gewisse Materialien zweckmässig sein, das Material einem intensiven zentrifugalen Feld auszusetzen.
In solchen Fällen kann man eine hohe tangentiale Luftgeschwindigkeit wählen und danach eine dieser und der gewünschtenFraktionierungsgrenze entsprechende hohe radiale Luftgeschwindigkeit einstellen. Weiter kann es für gewisse Materialien wünschenswert sein, beispielsweise mit einer grossen Sichtraumhöhe zu arbeiten, wenn man voluminöses Gut hat, das fraktioniert werden soll. In einem solchen Fall kann die Fraktionierungsgrenze durch Einstellung einer entsprechenden Lufteinlassbreite eingestellt werden.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die erfindungsgemässe Kombination eine scharfe Einstellung einer gewünschten Fraktionierungsgrenze unter gleichzeitiger Rücksichtnahme auf den Charakter des be- handelen Gutes ermöglicht, u. zw. in einer Weise, wie es nicht möglich ist, wenn nur die tangentiale oder nu. die radiale Luftgeschwindigkeit variiert werden kann.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 stimmt im wesentlichen mit der oben beschriebenen Ausführungform nach Fig. l und 2 überein, und die Teile, die gleich sind, haben die gleichen Bezugszeichen erhalten und brauchen daher nicht erneut beschrieben zu werden.
Bei der Ausführungsform nachFig. 3 ist die den Sichtraum begrenzende Wand 9'eben anstatt konisch, und ebenso ist der Flansch 11'am Mantel 12 eben. Miter ist im Gutverteiler 10 ein Elektromotor 27 eingebaut, der von einem im Gutverteiler angeordneten Stativ 28 getragen wird. Auf der Motorwelle 29 ist eine mit Schaufeln 31 versehene Scheibe 30 befestigt. Dem zwischen dem Gutverteiler 10 und dem Mantel 12 herabrutschenden Gut wird von den Schaufeln 31 eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente erteilt, die der tangentialen Geschwindigkeitskomponente der Luft entspricht, wenn die Klappe 25 in einer Mittellage eingestellt ist. Hiedurch wird das Fraktionierungsvermögen verbessert. Der Gutverteiler 10 Ist mit dem Mantel 12 durch Abstandsstücke 18'fest verbunden, die rohrförmig sind.
Durch sie wird von den Schaufeln Luft zur Kúhlung des Motors 27 eingesaugt. Im übrigen stimmt die Funktion der Ausführungsform nach Fig.3 vollständig mit der oben beschriebenen Funktion der Ausführungsform nach Fig.1 und 2 über-