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Die bisherigen Reinigungs-und Sortiervorrichtungen beruhen fast durchwegs auf dem altbekannten Windfegevorgang mit kurzer Gutstrom-Abfallstrecke oder den herkömmlichen Aspirateuren mit Steigsichtern, Kaskaden und Separatoren. In neuerer Zeit fanden auch runde Durchlaufseparatoren sowie zyklonartige Windsichter und pneumatisch arbeitende Vorrichtungen Verwendung.
Bis auf die reinen Windsichter arbeiten alle diese Vorrichtungen mit geringen Gutstrom-Einlaufgeschwindigkeiten aus niedriger Freifal1höhe. Dementsprechend niedrig ist naturgemäss der spezifische Leistungsdurchsatz. Um die spezifischen Leistungen von verschiedenen Sortiervorrichtungen zu erhöhen, sind bereits mehrfach Band-und Walzen-oder Teller-Beschleunigungsvorrichtungen bekanntgeworden, die den Gutstrom im Gegenstrom in die Sortiervorrichtung schleudern. Der Nachteil solcher Beschleuniger liegt bekanntlich in ihrer praktischen Unbrauchbarkeit infolge starker Streuung bzw. wandernder Körner beim Abschleudern. Obwohl zu erwarten wäre, dass, z.
B. bei Schleuderwalzen, Rädern oder Tellern, nur die schwersten Partikal am weitesten fliegen, musste festgestellt werden, dass unmittelbar nach dem Schleuderelement schon schwere Teile ausfallen und eine Sortierung unmöglich machen.
Bei der bekannten Doppelband-Beschleunigung tritt obiger Mangel zwar weniger auf und es ist ein Parallelstrahl möglich. Nachteilig sind jedoch der grosse apparative Aufwand, der grosse Raumbedarf und die lange Bauweise sowie das immer wieder vorkommende Schieflaufen der Bänder mit Verbrennungen der Anstreifseiten. Ausserdem sind keine für den an sich physikalisch zulässigen raschen Sortiervorgang entsprechend hohen Gutstrom- und Mediumgeschwindigkeiten möglich, weil beim leistungsfähigen Gegenstrom die stärksten bzw. schwersten Partikelchen auf Grund der Streuung in einem bestimmten Winkel ausscheren, dann vorschnell zur völligen Umkehr gelangen und eine scharfe Sortierung ebenso wenig möglich ist wie bei Walzen-, Teller- oder Schleuderradbeschleunigern.
Die insbesondere für Getreidereinigung, Sortierung und Aufbereitung bisher üblichen Windputzmühlen,
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Grössenordnung 5 bis 15 mm WS sowie mit einem vielfach nicht laminaren Luftstrom auf das Sortiergut. Diese bekannten Einrichtungen weisen daher alle den gleichen Nachteil auf, dass der Weg für den Sortiervorgang kurz und die Eintrittsgeschwindigkeit gering sind und der Gutstrom dick wird, so dass der Sortiereffekt mangelhaft bleibt.
Ein wesentlich schnellerer-Gutstrahl tritt bei den sogenannten Zentrifugalsichtern auf. Die
Gutstrahlbeschleunigung erfolgt zumeist ebenfalls auf pneumatischem Wege, ergibt jedoch eine ungleiche
Beschleunigung des Sortiergutes, d. h., die Leichtteile werden rascher beschleunigt und lassen sich dann infolge des ansteigenden potentiellen Energieinhaltes schlechter auslenken.
Aus diesen Gründen hat sich keine Vorrichtung dieser Art durchsetzen können.
Gerade bei der heutigen mechanisierten Ernteeinbringung erfüllen die im Silobetrieb fast ausschliesslich eingesetzten Aspirateure mit Siebkästen oder Vibrationssieben die Anforderungen nicht mehr, da für eine Einstellung der Eintrittsbesaugung und des Auslaufkanals kein Personal zur Verfügung steht, wobei dies prinzipiell ohnehin kaum möglich ist. Ferner verlegen sich die Siebe bei feuchtem Sortiergut rasch trotz Kugel- oder Bürstenreinigung. Aus Gründen der Störanfälligkeit und der Durchsatzmängel stehen trotz der vielen
Siloneubauten in der Erntezeit noch lange Fahrzeugkolonnen an den Annahmestellen.
Es gibt auch bereits Vorrichtungen zum Reinigen und Sortieren von Schüttgütern, die im wesentlichen nach dem Querstromprinzip arbeiten, d. h. der Sortier-Luftstrom trifft quer zur Zuführungsrichtung des
Schüttgutes auf den Gutstrom, der dadurch in Schichten schwerster bis leichtester Körner aufgeteilt wird. Der
Gutstrom wandert dabei vorher über ein Sieb und wird grob vorgereinigt. Nachteilig bei diesen Vorrichtungen ist nun die relativ kurze Einwirkung des Luftstromes, die ohne vorherige Aufbereitung des Gutstromes zu keiner guten Sortierung führt. Ausserdem ist bei den bisher bekannten Verfahren, die nach dem Querstromprinzip arbeiten, ein Nachsortieren nicht möglich, so dass neben der nicht zufriedenstellenden Qualität der Sortierung auch ein relativ hoher Körneranteil als Abfall verloren geht.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gesetzt, alle bisherigen Nachteile zu vermeiden und darüberhinaus eine Reinigung und Sortierung für Höchstleistungs-Durchsatz sowie mehrfachem Besatzentzug mit einem
Bruchteil an Raumbedarf, Materialaufwand und Kosten zu schaffen, wobei Störungen ausgeschaltet und
Automationsmöglichkeiten bzw. Einpunktfernsteuerungen erreichbar sein sollen.
Ausgehend von einem Verfahren zum pneumatischen Reinigen und Sortieren von Schüttgütern aller Art, insbesondere Körnerfrüchten, bei dem der Gutstrom auf einen im wesentlichen nach dem Querstromprinzip geführten Sortier-Luftstrom trifft und in Schichten schwerster bis leichtester Körner aufgeteilt wird, löst die
Erfindung die ihr gestellte Aufgabe dadurch, dass der Gutstrom zuerst durch einen Zweigluftstrom vorgeschichtet wird, dann aufgelockert im Luftpolster (entsprechend dem winklerischen Schwebebetteffekt) eine senkrechte Freifallstrecke passiert oder auch mechanisch oder pneumatisch bis auf etwa 10 m/s und darüberhinaus beschleunigt wird und dann erst auf den Sortier-Luftstrom (mit einer Geschwindigkeit in der Grössenordnung von 30 bis 40 m/sec) trifft,
wobei die entstandene Grenzgemengeschicht für sich ausgeleitet und nachsortiert oder als Rücklauf wieder dem Gutstrom zugeführt wird. Der Gutstrom trifft also im Querstrom auf den
Sortierluftstrom auf, u. zw., wie bereits oben angedeutet, mit Luftabstand der Körner entsprechend dem
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winklerischen Schwebebetteffekt, so dass das Stroh und Leichtgut wie bei dicht geschichteten Körnerlagen bzw.
Kompaktstrahlen ungehinderter ausgelenkt werden kann. Ausschlaggebend für den Klassiereffekt ist nicht die gesamte Beaufschlagungsstrecke durch den Mediumsstrom, sondern bereits die ersten Zentimeter des
Zusammentreffens durch gemeinsames Wirken der beiden Komponenten, nämlich spez. Gewicht und
Richtwirkung durch die Massenkraft-Fallenergie oder Zwangsbeschleunigung durch ein Schleuderrad.
Ist das
Zusammentreffen von Gut-und Mediumstrom hart, so tritt eine zu grosse Gutstromablenkung ein bzw. mehr eine Transportwirkung als ein Klassiereffekt. Aus diesem Grunde sind die für Gleichrichtungszwecke des
Luftstromes angeordneten Jalousiebleche in ihrem Durchtrittsquerschnitt sowie ihrer Richtung differenziert angeordnet. Der Querschnitt ist demnach an der Seite des Gutstromeintrittes grösser und in seiner Richtung mehr horizontal geneigt, wogegen die untere Seite im Quersch hnitt enger und in der Richtung steil nach oben geneigt ist. Damit ist der Zweck erreicht, dass der Gutstrom am Eintritt weich und schonend angegriffen wird und, nachdem er durch die weitere Fallhöhe an energetischer Energie noch wesentlich zugenommen hat, mehr im
Gegenstrom und erhöhter Geschwindigkeit stark abgelenkt.
Die aus ihrer Fallenergie dann ausgelenkten
Leichtteile gelangen über breite Saugtaschen in den Lüfter und werden durch die als Zusatzspirale für
Abscheidezwecke erheblich verlängerte Lüfterspirale ausgeschieden.
Die grösste Schwierigkeit besteht nun darin, die Grenze für die Abgreifung durch cie Hauptsortenzunge zu finden. Bekanntlich handelt es sich z. B. bei Getreide um ein biologisches Partikelgemenge von nicht gleich grossen und gleich schweren Körnern (z. B. verdorbene, angefressene, unterentwickelte Körner), wodurch der
Erhalt einer einheitlichen Sorte, insbesondere bei Reinigungs-und Sortiervorrichtungen mit Strahlaufteilung, nicht möglich ist. Um das Ziel zu erreichen, die Reinigungswirkung durch Ausschaltung des
Grenzschichteinflusses zu verbessern, werden etwa 10% des Gutstromstrahles durch eine sägezahnartige Zunge abgegriffen und in einem Sonderaggregat aussortiert oder dem Annahme-Elevetor wieder zugeführt.
Ein weiteres, bisher ungelöstes Problem war das Auftreten von Springkörnern durch Aufprall auf die
Schneiden der Sortenzungen. Dieses wurde nun behoben durch eine sägezahnartige Ausbildung der Schneiden, wodurch die Körner beim Auftreffen auf die Flanken, ohne zu springen, schräg abgeleitet werden.
Ein weiterer schwerwiegender Nachteil entstand bisher durch das Auftreten von Sekundärwirbeln im
Strömungsschatten der Sortenzungen, wodurch bereits ausgeschiedene Leichtteile wieder in die Gutsorte eingespült wurden. Dieses übel konnte nun durch zweierlei entgegenwirkende Einbauten behoben werden. Sie bestehen in Form von Widerhaken, ähnlich angeordneten Blechen auf den Zungenrückseiten und von jalousieartigen Wirbelsperren im Entspannungsraum. Beide Vorkehrungen finden bei der linearen als auch bei der runden Bauart Anwendung.
Ein ebenso für beide Bauarten untragbarer Nachteil waren die bisherigen Prall-Partikelchen gegen die
Gehäusewand. Ein Teil der ebenfalls bereits ausgeschiedenen Schwachkörner gelangte durch Rückprall bzw.
Stossenergie von den Leitflächen bzw. der Gehäusewand wieder in die Gutsorte. Diese Erscheinung konnte nun erfindungsgemäss durch zweierlei Massnahmen behoben werden. Erstens durch Auskleiden der Gehäusewand mit einem Schaumstoffbelag oder ein engmaschiges Gitter, der bzw. das stossdämpfend wirkt.
Zweitens durch Verkürzung des Luftweges, d. h. Verengen des Luftstromes zwischen den Zungenkanten und dem Einlaufende, wodurch der an den sägezahnartigen Zungenenden vorbeistreichende Luftstrom eine derartig hohe Geschwindigkeit annimmt (etwa 10 bis 30 m/sec), dass die zurückprallenden Körner durch die künstlich gebildete Luftsperre nicht mehr in der Lage sind, diese zu durchdringen.
Bei der linearen Bauweise gab der bisherige schräggestellte Einlauf häufig wegen Verstopfung durch Langstroh und Papierknäuel zu Störungen Anlass. Diese Störungen konnten nun ebenfalls behoben werden, u. zw. durch eine Teilung des Senkrechteinlaufes und die pendelnde Aufhängung einer Einlaufhälfte. Bei Stau erfährt der lose Einlaufteil einen Seitendruck, weicht aus und der Fremdkörper kann abfallen. Von besonderer Wichtigkeit bei Erreichung einer hohen Durchsatzleistung hat sich eine wirkungsvolle Vorsortierung erwiesen.
Auf Grund dieser Erkenntnisse wurde beim linearen System am Einlauf eine Art Strohrechen vorgesehen und die Ausrollstrecke nach der deutschen Patentschrift Nr. 1167635 verwendet.
Bei der runden Bauart wurde in der den Einlaufkanal bildenden Trommel ein Rohr vorgesehen, durch welches die Luft nach oben durch den Getreideschleier hindurch austritt, der Leichtbesatz sowie Stroh auf die Oberseite des Gutstromes gefördert werden und vom Sortierluftstrom leicht abgehoben werden können. Erfolgt, wie bisher, keine wirkungsvolle Vorsortierung, dann wird der durch die Strömungsenergie entstandene Gutstromstrahl durch den zwischen den schweren Körnern sich rasch hindurchzwängenden Leichtteil empfindlich gestört. Es tritt sogar vielfach der Fall ein, dass z. B. durch ein ausscheidendes Strohstück beste Körner mit herausgerissen werden und in den Abputz gelangen.
In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 ein Verfahrensschema mit Grenzschichtentnahme und Nachsortierer, Fig. 2 eine Vorrichtung in Rundbauweise mit zylindrischem Gehäuse und angebautem Umluftkanal mit Spiralabscheider im Vertikalschnitt, Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie III in Fig. 2, FigA Sortenabschälzungen mit Rücklauf-Sperrblechen, Fig. 5 schräge Zahnflanken auf den Sortenabschälzungen, Fig. 6 Verteilersterne für den Mediumstrom, Fig. 7 eine Vorrichtung in linearer Bauweise mit kastenförmigem Gehäuse, Radiallüfter und Krümmerabscheider im
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abgestimmt.
Zwecks Regelung der Sortenbildung durch den gesamten Mediumskreislauf sind an dem doppelt saugenden Radiallüfter-2-Taschenschieber-45 und 46-- (s. auch Fig. 3) mit einem Regulierhebel - angebracht. Dieser ist im Bock-48-um einen Bolzen --49-- drehbar gelagert und greift kraftschlüssig in zwei Schlitzen--50--an einer am jeweiligen Schieber sitzenden Schraube --51-- an. Die Fernregulierung kann über ein Seil-52-, einen Getriebe-Regelmotor mit Zahnrad --53-- oder auch hydraulisch oder pneumatisch erfolgen.
Die verschiedenen durch die Strahlaufteilung gebildeten Sorten werden nach der Ausführung gemäss Fig. 2 durch zylindrische Einbauten-54 und 55-mit aufgeschweissten Boden-56, 57 und 58--, welche von dem Lüfterkrümmer durchdrungen werden, ausgeleitet. Sie können, wie aus Fig. 4 ersichtlich, in ihrer Höhe verstellbar gemacht und die zu verschiebenden Teile-59 und 60-- mittels Flügelmuttern --61 und 62-gehalten werden. In Fig. 4 bedeuten ferner die widerhakenförmig angeschweissten Bleche-63 und 64-Sperren gegen aufkriechende Schwachkörner durch die Sekundärwirbelbildung.
Zwecks Vermeidung von Springkörnern auf die gleichzeitig als Abschälzungen wirkenden Sperrbleche sind diese sägezahnartig ausgebildet, wodurch die Körner nicht mehr durch Prallwirkung zurück in die Gutsorte springen können, sondern entsprechend Fig. 5 an den Flanken --65-- abgleiten und durch Einzwängen zum Abfall kommen. Um zu vermeiden, dass die Sekundärwirbel zu gross werden und die Gutstrom-Klassierung dadurch beeinflusst wird, sind Leitbleche-66 und 67- (Fig. 2) oder-68, 69- (Fig. 7) vorgesehen.
Um den sehr ungünstigen Einfluss der Sekundärwirbelbildung gänzlich auszuschalten, sind bei der Rundausführung (Fig. 2) Verdrängungswülste --70-- angeordnet und es ist bei der Ausbildung nach Fig. 7 eine Verlängerung der Mediumsführung durch das Polster-71-um das Mass-X-vorgesehen. Um für den Mediumstrom nach Fig. 2 einen günstigeren
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verbreitert.
Nach den Fig. 7 und 9 sind die seitlichen übergangstaschen-73 und 74-entsprechend hoch und breit ausgebildet, und es ist ein Verteilerkörper --75-- vor dem Einlaufkanal--76-angebracht. Wegen des grossen Querschnittes der Umführungskanäle kann die Lagerung-77- (Fig. 9) jeder Ausführungsart vorzugsweise innerhalb der Kanäle angebracht werden, wodurch die LüfterradweIIe-78-mit dem mittig
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wird.Radiallüfters --26-- ebenfalls als Krümmerabscheider ausgebildet und mit einer Abscheidezunge-81-- versehen. Unmittelbar hinter der Abscheidezunge befindet sich der Drehpunkt-82-für eine Regelklappe - -83--, welche dazu dient, den Durchtrittsquerschnitt des Mediumstromes zu verringern und damit die Geschwindigkeit wesentlich zu erhöhen, um z.
B. Bohnen, Mais und Erbsen aussortieren zu können.
Zwecks Anpassung an die wachsende potentielle Energie der Gutstrompartikel sowie ihre Ablenkrichtung ist die in Fig. 7 nach den Gleichrichterstäben --84-- eingebaute Leitblechvorrichtung --85-- vorgesehen.
Aus Fig. 8 ist die Aufteilung der Strömungsgeschwindigkeit der Leitvorrichtung --85-- von 10 bis 30 m/sec und die Richtungsänderung ersichtlich, wie dies die versuchsmässigen Messungen ergeben haben. Wegen der einfacheren Möglichkeit kann bei der linearen Bauart nach Fig. 7 die Abschälzunge--86-für das Grenzgemenge schwenkbar angeordnet werden, ebenfalls die Zunge-87-für den Abputz. Darüberhinaus ist noch eine weitere verstellbare Abschälzunge--88-für Metallteile oder Steineabgang vorgesehen. Die entsprechenden Sortenausläufe sind mit --0-- für Schwerteile, --I-- für die Gutsorte,-II-für das Grenzschichtgemenge, --III-- für den Abputz und--IV--für Staub bezeichnet.
Nachdem die Erkenntnis gewonnen werden konnte, dass ohne entsprechende Vorsortierrichtung keine hochwertige Reinigung und Sortierung möglich ist, wurden für den Einlauf eine besondere Verteilungs-Gutstrom-Vorrichtung mit Vorsortierung durch den Ausrolleffekt sowie noch eine gesonderte Luftbehandlungseinrichtung vorgesehen. Für die eckige Bauweise werden eine Vorsortierung-89-
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zweiteilig ausgeführt und dessen Aussendeckel am Pendel --76a-- frei aufgehägt ist. Der Aussendeckel lässt sich durch Anstau des Gutstromes bei Fremdkörperverlegung abdrücken und schleust den Fremdkörper aus.
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