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Sichter
Es sind Sichter bekannt, bei denen ein Gemisch aus dem zu sichtenden Gut mit Luft durch einen Diffusor geleitet wird. In dem Diffusor wird die Luft infolge der Querschnittserweiterung verzögert. Die im
Luftstrom enthaltenen feinen Gutteilchen folgen dieser Verzögerung, wogegen die grösseren Gutteilchen infolge ihrer grösseren kinetischen Energie, die ja von ihrer Masse abhängt, den Reibungswiderstand der Luft überwinden und nur wenig von ihrer Geschwindigkeit verlieren. Am Austrittsende des Diffusors ist ihre Geschwindigkeit erheblich grösser als die der Luft.
Die verschieden grossen Teilchen des Gutes unterscheiden sich also beim Verlassen des Diffusors durch ihre unterschiedliche Geschwindigkeit. Die Luft kann nach dem Verlassen des Diffusors seitlich abgelenkt werden. Dieser Ablenkung folgen wieder die feinen Teilchen, die ja kaum noch eine Relativbewegung zum Luftstrom ausführen, wogegen die grösseren Teilchen aus ihrer Flugrichtung wenig oder gar nicht abgelenkt werden. Die feinen Teilchen werden in einem dem Sichter nachgeschalteten Zyklon oder sonstigen Abscheider von der Luft getrennt.
Bei dieser Sichterbauart bewegen sich die verschieden grossen Gutteilchen mit der ihrer Korngrösse eigentümlichen Geschwindigkeit, ungeordnet über den gesamten Querschnitt verteilt, durch den Diffusor. Hiebei passieren die Gutteilchen gewissermassen als Teile eines Gitters den Strömungskanal. Jedes dieser Gitter besteht aus Teilchen gleicher Grösse und somit auch gleicher Geschwindigkeit. Die geringste Geschwindigkeit haben die Gitter mit den feinsten Teilchen, deren Geschwindigkeit der Luftgeschwindigkeit entspricht. Die grösste Geschwindigkeit haben die Gitter mit den grössten Teilchen.
Durch die unter- schiedlichen Geschwindigkeiten prallendiese Gitter laufend aufeinander und beeinflussen sich in ihrer Bewegung etwa so, dass grobe Teilchen auf feine Teilchen aufprallen, welche dann an den grösseren Teilchen haften bleiben und von diesen mitgerissen werden. Das führt zu einer Verfälschung des Kornbildes der später abgeschiedenen Fraktionen, so dass der angestrebte Effekt wieder aufgehoben wird.
Eine Verbesserung der Sichtwirkung ist zu erwarten, wenn es gelingt, den Teilchen im Diffusor nicht nur eine unterschiedliche Geschwindigkeit zu erteilen, sondern darüber hinaus die Teilchenbewegung so zu ordnen, dass den Teilchen je nach Grösse eine bestimmte Strömungsbahn im Diffusorkanal zukommt.
Um die Trenngrenze zu verschieben, hat man auch schon vorgeschlagen, an der Diffusormündung höhenverstellbare Sammelräume anzuordnen.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, das Gut vor Eintritt in den Diffusor mittels geeigneter Vorrichtungen gleichmässig im Luftstrom zu verteilen und das so entstandene Gut-Luft-Gemisch in Rotation zu versetzen, bevor es dem Diffusor zugeleitet wird. Wie die gleichmässige Verteilung des Gutes im Luftstrom und die Rotation des Gut-Luft-Gemisches erzielt wird, ist im Rahmen der Erfindung unerheblich.
Es entsteht auf diese Weise in dem Diffusor eine spiralförmige Strömung der Luft und des Gutes.
Für die Eigenbewegung der Teilchen in einem spiralförmig geführten Luftstrom gelten die bekannten Gesetze der Strömungslehre. Danach überwiegen bei den grösseren Teilchen die Fliehkräfte und bei den kleineren Teilchen die Reibungskräfte des sie mitführenden Luftstromes. Die gröberen Teilchen werden nach aussen geschleudert, wogegen die feineren Teilchen die Reibungskräfte des Luftstromes nicht oder nur wenig überwinden können und daher mehr auf den inneren Strömungsbahnen verbleiben. Diese Gesetzmässigkeiten gelten für die Teilchenbewegung sowohl im Wirbier wie im anschliessenden Beschleu-
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niger und Diffusor.
Die Lage eines Teilchens im Strömungskanal ist abhängig von der Steilheit der Luftschraube in axialer Richtung sowie von der absoluten Geschwindigkeit des Luftstromes. Zur willkürlichen Erzielung unter- schiedlicherspiralströmungen wird daher erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Kanalbreiten durch Verstellung der äusseren und bzw. oder inneren Kegelwande einstellbar auszutühren.
Eine weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass der innere Sammelraum mit einem zentral durch den doppelkegeligen Einsatz und den Wirbier nach oben hindurchgeführten Abluftkanal versehen ist.
Die wirtschaftliche Überlegenheit der Erfindung gegenüber den bisher bekannten Vorrichtungen liegt somit nicht nur in der einfacheren Beherrschung und Überwachung des Sichtprozesses, sondern ausserdem auch in dem erheblich geringeren apparativen Aufwand, da der bisher hinter den Sichter zu schaltende Abscheider für das Feingut in den Sichter eingebaut ist.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine erste Ausführungsform des Sichters nach der Erfindung und Fig. 2 eine zweite Ausführungsform mit eingebautem Abscheider für das Feingut.
Gemäss Fig. l besteht der Sichter nach der Erfindung aus einem feststehenden Gehäuse, das im wesentlichen die Gestalt eines Doppelkegels hat. Das Gehäuse umschliesst einen in seiner Höhe verstellbaren Kern, der ebenfalls doppelkegelförmig ausgebildet ist. Der Teil k der Wandung des Kernes, der genau parallel zum Teil i der Wandung des Gehäuses angeordnet ist, bildet zusammen mit letzterem den Dif-
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einer Hohlspindel tltung verstellt werden kann. Die Hohlspindel umschliesst eine weitere Spindel t , die durch den Kern hin- durchgeführtist, und trägt an ihrem unteren Ende den Trichter r. Die Spindel tz und damit auch der Trich- ter r können mit Hilfe des Handrades uz gehoben und gesenkt werden.
Der Trichter r schliesst an seinem un- teren Ende an das fest mit dem Gehäuse verbundene Rohr p an und wird von diesem geführt. Die Spindel t sichert die Lage des Kernes zum Gehäuse.
Gemäss Fig. l wird das Gut durch die Schurre a dem Aufgaberohr d und von dort dem Wirbier b zugeführt. Durch die Rohrleitung c tritt die Luft tangential in das Wirblergehäuse ein. Das Aufgaberohr d kann mit Schlitzen oder Leitblechen e und f versehen sein, um eine gute Mischung des Gutes mit der Luft zu erreichen. Innerhalb des Wirblergehäuses b wird das Gut von der Luft mitgenommen und aufgelockert in den Beschleunigungskanal g gebracht. Infolge der tangentialen Einführung der Luft in den Wirbier durch- strömt das Gut-Luft-Gemisch den Beschleuniger g und den anschliessenden Diffusor h entlang einer schraubenförmigen Bahn.
Die Luft durchströmt den Beschleunigungskanal g mit etwa konstanter Geschwindigkeit, denn seine Form ist so gewählt, dass überall ein gleich grosser Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht. Die Abnahme der Kanalbreite zum Diffusor zu entspricht also dem zunehmenden Durchmesser. In diesem Beschleunigungskanal werden die aus dem Wirbier kommenden Gutteilchen beschleunigt. Während nämlich die feinen Teilchen bereits im Wirbier die Luftgeschwindigkeit annehmen, benötigen die gröberen Teilchen wegen ihrer grösseren Trägheit hiezu einen etwas längeren Weg. An der Eintrittsstelle 1 in den Diffusor h haben die grossen und die kleinen Teilchen etwa die Luftgeschwindigkeit.
Durch das von der schraubenförmigen Führung des Luftstromes im Wirbler und Beschleuniger erzeugte Fliehkraftfeld unterliegen die Teilchen im Luftstrom zusätzlich einer Zentrifugalbeschleunigung. Diese wirkt sich unterschiedlich auf die grossen und die kleinen Teilchen aus. Während die groben Teilchen, den Massenkräften folgend, nach aussen geschleudert werden, werden die feinen Teilchen, den Reibungskräften des Luftstromes folgend, auf den inneren Strömungsbahnen zurückgehalten. Die Teilchen sortieren sich also im Luftstrom nach ihrer Grösse, wobei an der Aussenwand des Strömungskanales sich vorzugsweise die gröberen Teilchen sammeln.
Diese Sortierung nach der Grösse der Teilchen bleibt auch im Diffusorkanal h erhalten, da ja hier ebenfalls eine schraubenförmige Strömung herrscht. Selbst aber. wenn im Diffusor die spiralförmige Strö- mung allmählich in eine gerade Strömung übergeht, bleibt die Sortierung der Teilchen erhalten, denn die groben Teilchen sind infolge der ihnen eigenen kinetischen Energie bestrebt, geradeaus, d. h. in derselben Richtung, also an der Aussenwand entlang zu strömen. Die Fallgeschwindigkeit, der sie ja ebenfalls unterliegen und die sie unter Umständen veranlassen könnte, ihre Flugrichtung zu ändern, ist gegenüber den hohen Geschwindigkeiten im Sichter so geringfügig, dass sie sich nicht auswirkt. Die Teilchen durchwandern den gesamten Strömungskanal in Bruchteilen einer Sekunde.
An der Austrittsstelle aus dem Diffusor wird die Luft nach innen abgesaugt. Dieser Umlenkung des Luftstromesfolgen die feinen Teilchen, wogegen die gröberen Teilchen, die sich ohnehin mehr längs der
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äusseren Diffusorwand bewegen, den an der Umlenkstelle erzeugten Reibungswiderstand überwinden und ihre ursprüngliche Bewegungsrichtung beibehalten. Sie bewegen sich zunächst längs der verlängerten äusseren Diffusorwand und fallen dann in den Griesssammelraum m. Von dort werden sie durch die Schurre n abgeführt.
Die Luft und die von ihr mitgeführten feinen Teilchen durchströmen nach dem Verlassen des Diffusors den Auffangraum o, der von dem Trichter r und dem unteren Gegenkegel des Kernes gebildet wird. Sie gelangen über das Rohr p in einen nachgeschalteten Abscheider.
An der Umlenkstelle q sind die vom Luftstrom mitgeführten Gutteilchen der Kraft der abgelenkten Luftströmung ausgesetzt. Diese Kraft wirkt auf die Teilchen sortierend, d. h. grosse Gutteilchen überwinden die Kraft des abgelenkten Luftstromes infolge ihrer Trägheit (kinetischen Energie) bzw. ihrer höheren Geschwindigkeit. Die feineren Teilchen, die die Kraft des abgelenkten Luftstromes nicht zu überwinden vermögen, werden von dem abgelenkten Luftstrom mitgenommen. Ändert man die Stärke des Luftstromes, so führt das zu einer Verschiebung der Trenngrenzen. Die Kraft des Luftstromes ist aber von der Strömungsgeschwindigkeitder Luft abhängig. Aus diesem Grunde wird gemäss der Erfindung die Luftgeschwindigkeit an der Umlenkstelle mit verschiedenen Mitteln geregelt.
So kann durch Verstellen des Trichters r in senkrechter Richtung die Einströmungsgeschwindigkeit der Luft in den Raum 0 geregelt werden. Allerdings ist dies nur innerhalb gewisser Grenzen möglich, denn die Einströmgeschwindigkeit ist ja in erster Linie abhängig von der Luftmenge und ihrer Geschwindigkeit, wenn sie aus dem Diffusor austritt.
Um die Luftgeschwindigkeit an der Umlenkstelle in weiteren Grenzen regeln zu können, sieht die Erfindung in der Mantelfläche i des Gehäuses einen über seinen ganzen Umfang reichenden Schlitz s vor, der mit Hilfe eines Ringschiebers, der mit Verstellschrauben v ausgerüstet ist, nach Belieben geöffnet und geschlossen werden kann. Der Schlitz ist genau an der Umlenkstelle angebracht. Ist er geöffnet, so dringt von aussen in den unter Unterdruck stehenden Sichter in regelbarer Menge Zusatzluft ein, durch die die
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undNoch eine andere Wirkung wird durch den Schlitz s erreicht. Der durch den Schlitz eintretende Luftstrom fliesst ja quer durch den aus dem Diffusor austretenden Gutstrom der Eintrittsöffnung des Raumes o zu.
Dieser Luftstrom ist daher geeignet, die gröberen Teilchen von etwa anhaftendem Staub zu reinigen und diesen zusammen mit der Luft hinwegzuführen.-
Nach den bisher bekannten Sichterbauarten ist zur Abscheidung, d. h. zur Trennung von Feingut und Luft, ein besonderer nachgeschalteter Abscheider, z. B. ein Zyklon, erforderlich. Auch bei der Ausfüh- rungsform nach Fig. l der Erfindung ist dies notwendig. In Fig. 2 ist nun eine Ausführungsform gezeigt, bei der dieser Abscheider in den Sichter eingebaut ist.
Der von dem Sammeltrichter r umschlossene Raum ist hier als Zyklon ausgebildet. Zu diesem Zweck sind nahe der Eintrittsstelle in diesen Raum Leitbleche x angeordnet, die die mit dem Feingut vermischte Luft zwingen, in dem Trichter r eine Rotationsbewegung auszuführen. Die durch den Wirbier b, den Be-
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dienen also dazu, die Geschwindigkeit der Luft in tangentialer Richtung zu vergrössern.
In dem Trichter r wird so ein Fliehkraftfeld erzeugt, das von der Luftgeschwindigkeit in tangentialer Richtung und von dem Durchmesser des Trichters in den verschiedenen Höhenlagen abhängig ist. Mit kleiner werdendem Durchmesser erhöhen sich die Zentrifugalkräfte des Strömungsfeldes. Durch die trichterförmige Gestalt des Abscheiders wird daher erreicht, dass das die Abscheidung bewirkende Fliehkraftfeld im unteren Teil des Trichters besonders stark ist.
Um zu erreichen, dass möglichst alle abzuscheidenden Teilchen in den Bereich dieses starken Fliehkraftfeldes gelangen, kann eine Leitwand z vorgesehen sein. Die in dem trichterförmigen Abscheider auszentrifugierten Teilchen gleiten an der Trichterwand abwärts mit dem einer luftdichten Austragvorrichtung ausgerüsteten Austrittsrohr p zu. Der vom Feingut betreue Luftstrom wird in Richtung des Pfeiles A durch das Abluftrohr B abgeführt. Dieses Abluftrohr ist durch den in den Sichter eingebauten Kern hindurch nach oben geführt. Um der aus dem Abscheider abzuführenden Luft eine geregelte Strömungsrich- tung aufzuzwingen, kann in den Trichter ein Verdrängungskörper y eingebaut sein.
Die groben Teilchen sammeln sich. wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. in dem von dem unteren Teil des Gehäuses umschlossenen Raum m und werden durch die Schurre n abgeführt.