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Windsichter
Die Erfindung betrifft einen Windsichter zum Fraktionieren von feinsten Stoffgemischen. Die Wir- kungsweise einer solchen Einrichtung beruht darauf, dass die Trennung der Teilchen durch die in einer
Spiralströmung wirksamen Kräfte erfolgt. Die gröberen Teilchen werden auf Grund ihrer grösseren Masse nach aussen geschleudert, wogegen die feineren Teilchen, infolge ihrer geringeren Masse, von den Rei- bungskräften des nach innen geführten Luftstromes mitgerissen werden. Werden die Reibungskräfte des
Luftstromes geringer, so werden immer mehr Teilchen durch die Zentrifugalkraft nach aussen geschleu- dert und somit eine feinstufigere Fraktionierung erzielt.
Da die Verringerung der Reibungskräfte des Luft- stromes eine Verringerung der Geschwindigkeit des Luftstromes bedingt, kann die Trennung nur bis zu einer bestimmten Grenze getrieben werden, da der Durchsatz, d. h. die Leistung der Einrichtung von der
Luftgeschwind'igkeit abhängig ist. Somit ist der Nachteil der bekannten Geräte offenbar, nämlich feinstu- fige Trennung bei niedrigem Durchsatz und weniger feinstufige Trennung bei höherem Durchsatz.
Es ist bereits eine Schleuderkammer zur Ausscheidung von physikalischen Gemischen unter der Ein- wirkung von Fliehkräften aus einem Luftstrom bekanntgeworden, bei welcher in die etwa kreisförmige
Schleuderkammer das Gemisch tangential eingeführt wird. In der Schleuderkammer ist ein Zylinder drehbar gelagert. Unter der Einwirkung von Fliehkräften fliegen die spezifisch schwereren Teilchen an die Aussenwandung und sinken von dort nach unten, wo sie in einem der Stutzen gesammelt und abgezogen werden. Die spezifisch leichteren Teilchen werden von der Strömung mit nach innen zur Luftaustrittsöffnung genommen, gelangen aber dort in die durch den rotierenden Zylinder hervorgerufene Strömung, so dass sie ebenfalls nach unten sinken und dort gemeinsam mit den schwereren Teilchen abgezogen werden.
Diese bekannte Anordnung ermöglicht lediglich eine Ausscheidung von groben und feinen Teilchen aus einem Förderstrom, d. h. es handelt sich um einen echten Zyklon.
Bei einer andern bekannten Vorrichtung zum Zerstäuben und Sichten in Mehrfachfliehkraftabscheidern wird die Reinigungsluft dem Reiniger von unten und die staubbeladene Luft von oben zugeführt. Es findet eine Unterteilung in verschiedene Luftströme statt, um eine Vorsichtung des Materials durchzuführen, während die Abscheidung entsprechend in verschiedenen Zyklonröhren erfolgt.
Bei einem andern bekannten Zyklon sind im Guteinlauf zwei Teilströme vorgesehen, von denen der eine der eigentliche Eintrittsstrom für das Gut ist und der andere Strom innerhalb des Zyklons die feinen Teilchen aufnehmen soll, um sie ebenfalls zur Abscheidung zu bringen.
Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf einen Sichter zum Fraktionieren von feinsten Stoffgemischen, wobei die Aufgabe darin besteht, einen Windsichter zu schaffen, der es einerseits ermöglicht, das Sichtgut einer hohen Zentrifugalbeschleunigung zu unterwerfen und anderseits die Reibungskräfte des das Sichtgut eintragenden Luftstromes zu verringern.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass der gekrümmte Trennraum mit im wesentlichen tangential angeordneten Ein- und Austrittsöffnungen für den das zu fraktionierende Gemisch fördernden Luftstrom und die die Fraktionen enthaltenden Teilströme an der gekrümmten Aussenseite durch ein festes Gehäuse und an der gekrümmten Innenseite durch die Umfläche eines in seiner Drehzahl regelbaren rotierenden Körpers begrenzt ist. Durch den eintretenden Luftstrom und den rotierenden Körper wird den Teilchen des Sichtgutes eine hohe Zentrifugalbeschleunigung erteilt, so dass auch Teilchen mit geringer Masse die Reibungskräfte des Gasstromes überwinden können.
Mit Hilfe des erfindungsge-
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mässen Sichters ist es möglich, eine äusserst feinstufige Fraktionierung bei gleichzeitig wirtschaftlichem Durchsatz zu erreichen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung nimmt der Abstand der die Aussenseite der Krümmung des Trennraumes bildenden festen Gehäusewand von dem rotierenden Körper in Richtung auf dasAustragsende hin stetig zu. Durch diese stetige Querschnittserweiterung des Trennraumes werden die Bahnen der Gutteilchen weiter auseinandergezogen, so dass sich ein breites Spektrum ergibt, aus dem mit Hilfe der weiter unten erörterten Mittel ein beliebiger Teil als Fein- bzw. als Grobgut abgetrennt werden kann.
An Stelle dieser Querschnittserweiterung des Trennraumes kann der Trennraum erfindungsgemäss aber auch so ausgebildet sein, dass bei konzentrisch zum rotierenden Körper verlaufender äusserer Gehäusewand der -Winkel, unter dem sich die Achsen der Ein-und Austrittsöffnungen des Trennraumes schneiden, ver- änderlich ist, beispielsweise dadurch, dass man den Trennraum aus zwei gegeneinander beweglichen sektorenartigen Gehäuseteilen bildet, die sich teleskopartig ineinanderschieben lassen.
Bei beiden Ausführungsformen des Trennraumes wird vorteilhaft die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Körpers so gross gewählt, dass die mit der Geschwindigkeit des Luftstromes eintretenden Gutteilchen beschleunigt werden. Als rotierender Körper ist erfindungsgemäss eine Walze vorgesehen, deren Oberfläche verchromt und poliert ist.
Die Strömungsgeschwindigkeit des Aufgabeluftstromes ist durch Veränderung des Eintrittsquerschnittes und/oder der Luftmenge einstellbar. Die Gutteilchen treten mit vorgegebener Geschwindigkeit in diesen Luftstrom ein. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Eintrittsöffnung des Gehäuses durch eine oder mehrere Trennwände, deren Endkanten parallel zur Achse des rotierenden Körpers verlaufen, unterteilt. Diese Trennwände werden erfindungsgemäss so angeordnet, dass in der Eintrittsöffnung eine mittlere schlitzartige Düse entsteht, durch die der das Sichtgut fördernde Luftstrom eintritt. Diese schlitzartige Düse wird beiderseits oder allerseits begrenzt durch Öffnungen, durch welche Reinluft eingeleitet werden kann.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass die Strömung in dem gebogenen Trennraum ungeachtet des Umstandes, dass die Luft an der Aussenwand einen grösseren Weg zurückzulegen hat als die Luft längs der Oberfläche des den Trennraum unten begrenzenden, rotierenden Körpers im wesentlichen laminar bleibt, indem durch die Schlitze Luft mit verschiedener Geschwindigkeit in den gebogenen Trennraum eingeleitet wird. Im Trennraum wird dadurch eine weitgehend laminare Luftströmung erreicht, was den Trenneffekt des Sichters erheblich verbessert.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist im Austrittskanal des Trennraumes eine Verstellvorrichtung vorgesehen, mit deren Hilfe der Querschnitt des austretenden Gutstromes abtastbar ist. Vorteilhaft besteht diese Vorrichtung aus einer in ihrer Länge veränderlichen Trennwand. Durch diese Ausbildung ist es möglich, die Kante der Trennwand je nach den Eigenschaften des zu behandelnden Stoffgemisches genau an der Stelle anzuordnen, an der die optimale Fraktionierung erreicht ist. Eine nachträgliche Vermischung der Fraktion wird dadurch verhindert.
In der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbeispiel von nach der Erfindung ausgebildeten Windsichtern dargestellt, u. zw. zeigen : Fig. l einen Schnitt durch den Trennraum des Sichters, Fig. 2 eine Anlage zum Sichten von feinsten Stoffgemischen unter Verwendung eines Sichters gemäss Fig. l, teilweise im Schnitt, und Fig. 3 einen Schnitt entsprechend Fig. l einer andern Ausführungsform.
Wie in der Zeichnung erkennbar ist, ist der Trennraum des Sichters gekrümmt ausgeführt. Die Aussenseite seiner Krümmung wild durch das feststehende Gehäuse 1 gebildet, wogegen die innere Begrenzung durch die Umfläche einer rotierenden Walze 2 erfolgt. Das Sichtgut wird mittels eines Luftstromes der Aufgabeöffnung 3 des Sichters zugeführt. Zum Austragsende hin erweitert sich der Querschnitt des Sichtraumes stetig, indem der Abstand der Gehäusewand 1 von der Umfläche des rotierenden Körpers 2 zunimmt und endet in den Austragskanälen 4 und 5. Die Aufgabeöffnung 3 und die Austragskanäle 4,5 sind tangential am Trennraum angeordnet. An der Austragsseite des Sichtraumes ist eine schwenkbare Klappe 6 angebracht, mit deren Hilfe eine beliebige Trenngrenze eingestellt werden kann.
Das Sichtgut wird durch einen Luftstrom mit einer je nach Art des Gutes eingestellten Strömungsgeschwindigkeit der Aüfgabeöffnung 3 des Sichtraumes zugeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes, die mit Rücksicht auf den stündlichen Durchsatz vergleichsweise gross ist, hat grössere Reibungkräfte zur Folge. Die grösseren Teilchen des Sichtgutes überwinden infolge ihrer grösseren Masse diese Reibungskräfte und werden an die äussere Gehäusewand 1 geschleudert. Die Walze 2 rotiert mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die grösser ist als die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstromes und verleiht daher den Gutteilchen eine zusätzliche Zentrifugalbeschleunigung, so dass nunmehr auch Gutteilchen mit einer geringeren Masse auf Grund ihrer vergrösserten Zentrifugalbeschleunigung die Reibungskräfte des Luftstromes überwinden.
Durch die stetige Erweiterung des Querschnittes des Sichtraumes von der Aufgabeöff-
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nung 3 zu den Austragskanälen 4, o hin, wird die Geschwindigkeit des Luftstromes und werden damit die Reibungskräfte verringert und demzufolge ein weiterer Teil der Gutteilchen nach aussen geschleudert. Im inneren Luftstrom verbleiben nur noch Gutteilchen mit ganz geringer Masse. Mit Hilfe der verstellbaren Klap- pe 6 kann nunmehr em beliebiger Teil als Fein-bzw. als Grobgut abgetrennt werden.
Die Wechselwirkung zwischen Trägerluftmenge, deren Geschwindigkeit, Umfangsgeschwindigkeit der
Walze sowie der verstellbaren Klappe an der Austragseite des Trennraumes gestatten eine Anpassung an die verschiedenartigsten Verhältnisse, z. B. bei einer bestimmten vorgegehenen Luftmenge oder bei ver- schiedenen spezifischen Gewichten von im Sichtgut enthaltenen Materialien.
In Fig. 2 ist eine Anlage zum Fraktionieren von Mehl dargestellt. Der Prallmühle 7 wird Weizenmehl zugeführt, um Protein von der Stärke zu lösen. Das prallgemahlene Gut wird von dem Ausgang der Prall- mühle 7 mittels eines Luftstromes einstellbarer Geschwindigkeit und Menge dem erfindungsgemässen
Sichter zugeführt. In der vorher beschriebenen Weise findet im Trennraum des Sichters die Trennung des prallgemahlenen Weizenmehles in ein Stärke-und Proteinkonzentrat statt. Das Proteinkonzentrat wird
Uber den Austragskanal 4 dem Abscheider 8 und das Stärkekonzentrat über den Austragkanal 5 dem Ab- scheider 9 zugeführt. In den Austragskanälen 4 und 5 befindet sich je eine drehbare Klappe 10, die eine
Beeinflussung der Geschwindigkeit der Abluftströme ermöglicht. In den Abscheidern 8 und 9 wird das Gut von dem Luftstrom getrennt.
Der gereinigte Luftstrom wird durch die Abzüge 11 und 12 den Abscheidern entnommen und dem Kreislauf wieder zugeführt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist wiederum ein gebogener Trennraum vorhanden, welcher in der Zeichnung mit 11 bezeichnet worden ist. Der Trennraum wird von zwei sektorartigen Gehäuseteilen
12 und 13 gebildet, die teleskopartig einander umfassen und ineinander schiebbar sind. Die innere Begrenzung des Querschnittes des etwa rechteckigen Trennraumes 1 wird von der Umfläche einer Walze 14 gebildet, die um die Achse 15 rotiert. Die Gehäuseteile12, 13 sind um die Achse 15 der Walze 14 schwenkbar. Die gebogene Aussenseite der Gehäuseteile 12,13 verläuft konzentrisch zur Oberfläche der
Walze 14.
An der einen Seite mündet in den Gehäuseteil 12 eine Öffnung 16 für das zu zerlegende Stoffgemisch.
Diese Öffnung 16 ist durch eine Reihe von Trennwänden, welche mit 17,18 und 19 bezeichnet sind, unterteilt, die in Ebenen im wesentlichen parallel zur Achse 15 der Walze 14 verlaufen. Durch die Trennwände 17,18 wird eine Schlitzöffnung 20 begrenzt, durch die der das Sichtgut fördernde Luftstrom eingeleitet wird. Der Schlitzöffnung 20 sind beiderseits schlitzförmige Öffnungen 21 bzw. 22 und 23 zugeordnet, durch die Reinluft eingeblasen werden kann.
Diese Anordnung ergibt die Möglichkeit, die Luftbe- wegung in dem gebogenen Trennraum 11 weitgehend laminar zu halten, indem die Luft durch die Schlitz- öffnung 21 mit geringerer Geschwindigkeit als die Förderluft durch die Schlitze 20 und die Reinluftströme durch die Schlitze 22,23 eingeleitet werden, der Förderluftstrom durch die Öffnung 20 mit geringerer Geschwindigkeit als die Reinluftströme 12 und 13, und schliesslich der Reinluftstrom 13 mit der grössten Geschwindigkeit. Durch diese verschiedenen Geschwindigkeiten wird der verschiedene Weg, den die Luftströme durch den gebogenen Trennraum zu machen haben, kompensiert.
Je nach den Eigenschaften des zu behandelnden Gutes wird die Winkellage der Gehäuseteile 12,13 durch Verschwenken um die Achse 15 so eingestellt, dass sich aus dem Sichtgutluftstrom, der durch die Düse 20 in den Trennraum eintritt, innerhalb des letzteren die schwereren bzw. grobkörnigen Kornanteile nahe der gebogenen Aussenwand 24 des Gehäuseteiles 13 ansammeln, die feinkörnigeren Anteile aber nahe der Oberfläche der Walze 14.
In der Austrittsöffnung 25 des Sichters ist eine längs verschiebbare Trennwand 26 vorgesehen, deren Endkante im Bereich des Doppelpfeiles 27 liegen kann. Die verschiebbare Trennwand 26 wird beiderseits abgedeckt durch feste Trennwände 28, welche die Abzugsöffnung 29 für die feine Fraktion und die Abzugsöffnung 30 für die Grobfraktion begrenzen.
Die Gehäuseteile 12,13 sind beiderseits mit Wänden 31 bzw. 32 versehen, die den gebogenen Trennraum 11 seitlich abschliessen.
Die verschiebbare Trennwand 26 kann gegebenenfalls gebogen ausgeführt werden. Ihre Vorderkante wird vorteilhaft abgerundet mit einem Radius von etwa 0, 5 bis 1 mm.
Unter Umständen ist es vorteilhaft, die Trennwände 28 in der Austrittsöffnung quer zu ihrer Längserstreckung verschiebbar anzuordnen, wenn es notwendig ist, den freien Querschnitt der Austrittsöffnungen 29,30 zu verändern. Es kann aber auch die verschiebbare Trennwand 26 mit einer verstellbaren Klappe, ähnlich der Klappe 6 im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kombiniert werden.
Der freie Querschnitt der Schlitzöffnungen 20,21, 22,23 und die Geschwindigkeit der durch diese Öffnungen strömenden Luft wird unabhängig voneinander vorteilhaft so gewählt, dass im Trennraum 11 eine praktisch laminare Strömung herrscht.