Verfahren und Einrichtung zum Sichten vom pulver- oder griessförmigem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sichten von pulver-oder griessförmigem Gut, bei weichem dieses Gut einem gasförmigen oder flüssigen Trägermittel beigemengt wird und das dem Trägermittelstrom beigemengte Gut in einem von einem rotierenden Trommelmantel begrenzten Raum einer Schleuderwirkung ausgesetzt wird, so dass mindestens die schweren Teilchen des Gutes an die Trommelmantelwand gelangen und hier festgehalten werden.
Es sind Einrichtungen zur Durchführung eines derartigen Verfahrens bekannt, welche eine um ihre Achse drehbar gelagerte Trommel, deren Inneres als Sichtraum dient, und einen Antrieb für diese Trommel aufweisen. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird das zu sichtende Gut in der Zuleitung des Trägermittels diesem beigemengt, so dass das Trägermittel beim Eintritt in den Sichtraum das zu sichtende Gut in regelloser Verteilung enthält. Wird nun in der rotierenden Trommel das Gemisch der Fliehkraftwirkung ausgesetzt, so können an der gleichen Stelle der Trommelwand relativ leichte Teilchen, die sich schon beim Eintritt in der Nähe der Trommelinnenfläche befanden, zusammen mit schwereren Teilchen, die einen grösseren Weg bis zur Trommelinnenfläche zurückzulegen hatten, abgesetzt werden.
Bei den erwähnten bekannten Einrichtungen wirkt sich ausserdem ungünstig aus, dass das Trägermittel erst während der Anwesenheit im Sichtraum in Drehung versetzt wird, und zwar mittels den Sichtraum in radialer Richtung durchquerender Flügel, welche in den zwischen ihnen liegenden Kammern Sekundärströmungen erzeugen, so dass das Trägermittel durchwirbelt und eine geordnete Absetzung des Sichtgutes verhindert wird. Ausserdem prallen die festen Teilchen bei der Bewegung nach aussen auf die Flügel, da sie wegen der nach aussen zunehmenden Umfangsgeschwindigkeit der Flügel gegenüber diesen in der Drehrichtung zurückbleiben. Dies gibt wiederum Anlass zur Vermischung von Teilchen verschiedener Grösse.
Diese vorbekannten Einrichtungen lassen wohl erreichen, dass sich in der Nähe des Eintrittes des Trä germitteis an der Innenfläche der Trommel häufiger schwere Teilchen absetzen als leichte, dagegen in der Nähe der Austrittseibe häufiger leichte Teilchen als schwere. Eine Ordnung der auf der Innenfläche der Trommel abgesetzten Teilchen nach ihrer Grösse findet aber nur in unvollkommener Weise statt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile. Erfindungsgemäss wird das Trägermittel vor der Beimengung des zu sichtenden Gutes im Drehsinn des Trommelmantels in eine Umlaufbewegung versetzt und dieses Gut wird im Kern der Schraubbewegung, mit der das Trägermittel durch das Trommelmantelinnere strömt, beim Eintritt in den Trommelmantelraum in radialem Abstand vom Trommelmantel dem Trägermittel beigemengt.
Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem um seine Achse drehbar gelagerten Trommelmantel, dessen Innenraum zumindest zum Teil zum Sichten bestimmt ist, und einem Antrieb für diesen Trommelmantel. Erfindungsgemäss ist hierbei auf der Eintrittseite des Trommelmantels eine dem Trägermittel vor seinem Eintritt in den Sichtraum eine Schraubbewegung im Drehsinn des Trommelmantels zu erteilen bestimmte Leitvorrichtung vorgesehen, und es ist ferner am Eintritt des Sichtraumes im Bereich des Kernes der Schraubbewegung für das durch das Trommelmantelinnere strömende Trägermittel eine Aufgabevorrichtung mit in radialem Abstand von der Trommelman telinnenfläche angeordneten Austrittsöffnungen für das zu sichtende Gut vorgesehen.
Bei dieser Einrichtung erübrigt sich infolgedessen eine Anordnung von Flügeln im Sichtraum, welche das Trägermittel in Drehung zu versetzen hätten. Es kann somit eine Durchwirbelung des Trägermittels im Sichtraum vermieden werden. Da das zu sichtende Gut am Eintritt des Sichtraumes dem Trägermittel im erwähnten radialen Abstand vom Trommelmantel beigemengt wird, haben alle in den Trägermittelstrom austretenden Teilchen von der Trommelmantelwand in radialer Richtung den gleichen Abstand. Es sind somit im Sichtraum alle Teilchen den gleichen Bedingungen unterworfen.
Infolgedessen kann sich eine präzise Ordnung der sich auf der Innenfläche des Trommelmantels absetzenden Teilchen nach Teilchengrösse ergeben, da die feineren Teilchen längere Zeit brauchen, um den gleichen radialen Weg durch das Trägermittel hindurch bis zur Trommelmantelwand zu durchlaufen und somit erst an die Wand gelangen, wenn das Trägermittel in axialer Richtung einen grösseren Weg zurückgelegt hat.
Dadurch ist es möglich, in einer bestimmten axialen Zonenbreite nur einen Niederschlag von Teilchen innerhalb eines bestimmten Grössenbereiches zu erhalten, und dieser Bereich kann um so mehr eingegrenzt werden, je schmäler die Zone in axialer Richtung gewählt wird. Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht somit, die auszusondernde Teilchengrösse äusserst fein abzugrenzen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung dargestellt, an Hand welcher auch beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine hauptsächlich als Laborsichter verwendbare Ausführung,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Teil der Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3 und
Fig. 5 einen Vertikal schnitt durch eine vorzugsweise als Industriesichter verwendbare Ausführung.
Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Einrichtung weist einen Sichtraum 1 auf, der seitlich durch einen rotierenden Trommelmantel 2 begrenzt ist. Dieser Trommelmantel 2 ist als dünnwandiger Hohlzylinder ausgebildet und auswechselbar in einem ihn umgebenden zylindrischen Hohlkörper 3 eingesetzt, welcher in Kugellagern 4 und 5 um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Das Kugellager 4 sitzt in einer untern Platte 6 eines Ständers 7 und das Kugellager 5 in einer obern Platte 8, welche durch vertikale Streben 9 mit der untern Platte 6 verbunden ist.
Als Trägermittel für das zu sichtende pulver- oder griessförmige Gut wird atmosphärische Luft dem Sichtraum 1 von oben durch einen Ringraum 10 zugeleitet, der von der einen Seite durch einen auf die Platte 8 aufgesetzten Ringkörper 11 und von der andern Seite durch einen zentralen Rotationskörper 12 begrenzt ist.
Der Eintrittseite des Ringraumes 10 vorgelagert ist ein Leitapparat mit um Achsen 13 drehbaren Leitschaufeln 14, welche nach Art der Drehschaufeln von Leitapparaten von Wasserturbinen ausgebildet sind.
Für die gemeinsame Verstellung der Leitschaufeln kann irgendein bekannter Verstellmechanismus vorgesehen sein. Der Einfachheit halber ist hier angenommen, dass der zentrale Rotationskörper 12 in einem Aussenring 15 drehbar gelagert sei, und dass die Leitschaufeln mit Zapfen 16 in Schiltze dieses Rotationskörpers 12 eingreifen, so dass sie bei Drehung des Körpers 12 um seine Achse gemeinsam verstellt werden.
Die Leitschaufeln 14 dienen zur Erzeugung einer Umlaulbewegung der eintretenden Luft, die im Drehsinn der Trommel 2, und zwar von oben gesehen entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn verläuft. Nach ihrer Umlenkung in die axiale Richtung, wobei sich infolge der Querschnittsverminderung des Ringraumes 10 die Geschwindigkeit erhöht, strömt dann die Luft in einer Schraubbewegung durch den Sichtraum 1.
Unterhalb des Sichtraumes 1 schliesst an den drehbaren Hohlkörper 3 ein feststehendes, sich erweiterndes Rohrstück 17 an, welches über Rippen 18 mit der untern Platte 6 verbunden ist. Dieses Rohrstück 17 ist weiter durch ein zylindrisches Rohrstück 19 und ein sich verengendes Rohrstück 20 fortgesetzt.
Zur Erzeugung des Luftstromes dient ein im Rohrstück 19 eingebauter, von einem Motor 21 angetriebener Ventilator 22. Die Luftförderung wird durch eine am Austrittsende des Rohrstückes 20 angebrachte, auf einer Gewindespindel 23 aufgesetzte Drosseischeibe 24 geregelt, welche über eine durch ein Handrad 25 verstellbare Gewindespindel 26 und einen Kettentrieb 27 gedreht und damit in axialer Richtung verschoben werden kann.
Am Eintritt des Sichtraumes 1 im Bereich des Kernes der Schraubbewegung des durch das Trommelmantelinnere strömenden Trägermittels ist als Aufgabevorrichtung für das zu sichtende Gut eine Streuscheibe 28 vorgesehen. Diese Streuscheibe 28 ist am untern Ende eines koaxial zum Sichtraum 1 im zentralen Körper 12 über Kugellager 29, 30 gelagerten Rohres 31 befestigt und dreht sich gleichsinnig mit dem Trägermittelstrom. Sie wird durch ein am obern Ende des Rohres 31 aufgesetztes Turbinenrad 32 angetrieben, welches auf nicht näher dargestellte Art, beispielsweise durch Druckluft, in Drehung versetzt wird.
Das zu sichtende Gut wird in einen Trichter 33 eingegeben und durch ein das Rohr 31 koaxial durchdringendes feststehendes Rohr 34 ins Innere der rotierenden Streuscheibe 28 eingeführt. Diese ist mit radial verlaufenden Bohrungen 35 versehen, deren Austrittsöffnungen in radialem Abstand von der Innenfläche des Trommelmantels 2 angeordnet sind und durch welche das zu sichtende Gut austritt und so dem Trägermittel beigemengt wird. An die Streuscheibe 28 schliesst nach unten eine feststehende zentrale Stange 36 von etwa gleichem Durchmesser an, welche im Rohrstück 17 durch Rippen 37 befestigt ist.
Der den Trommelmantel 2 tragende Hohlkörper 3 ist in der Nähe des Lagers 4 als Riemenscheibe 38 ausgebildet. Er wird von einem Elektromotor 39 aus über einen um die Scheibe 38 gelegten Riemen 40 angetrieben.
Mit der beschriebenen Einrichtung wird also das Trägermittel vor der Beimengung des zu sichtenden Gutes im Drehsinn des Trommelmantels 2 in Umlauf versetzt, und dieses Gut wird dem Trägermittel im Kern der Schraubbewegung des durch das Trommelmantelinnere strömenden Trägermittels beim Eintritt in den Sichtraum 1 in radialem Abstand vom Trommelmantel 2 beigemengt.
Das Gut wird dann innerhalb des den Sichtraum 1 begrenzenden rotierenden Trommelmantels 2 der Schleuderwirkung ausgesetzt, so dass die Teilchen an die Trommelmantelwand gelangen und hier festgehalten werden.
Von dem in den Trägermittelstrom eingebrachten Gut durchlaufen die grobkörnigen Anteile den Weg bis zur Innenfläche des Trommelmantels 2 in kurzer Zeit, so dass sie schon wenig unterhalb der Streuscheibe 28 auf den Trommelmantel 2 auftreffen. Je feinkörniger aber das Gut ist, um so länger braucht es zum Durchlaufen dieses Weges und um so weiter wird es daher von dem sich schraubenlinienförmig nach unten bewegenden Luftstrom mitgetragen, bis es auf den Trommelmantel 2 auftrifft. Das auf dem Trommelmantel 2 aufgefangene Gut ist somit in der axialen Richtung nach der Korngrösse geordnet. Da die Schraubbewegung des Trägermittels in gleichem Sinn dreht wie der Trommelmantel 2, wird vermieden, dass die Drehbewegung des Trägermittels an der Aussenwand des Sichtraumes abgebremst wird. Man erhält eine stabile Strömung mit geringer Turbulenz.
Die abgeschiedenen Teile haften infolge ihrer Zentrifugalkraft gut an der Innenfläche des Trommelmantels 2, so dass die Gefahr, dass sie vom Trägermittelstrom wieder mitgerissen werden könnten, gering ist.
Es ergibt sich somit eine saubere Ordnung des aufgefangenen Gutes nach Korngrösse.
Um das aufgefangene Gut in gewisse Bereiche der Korngrösse aufzuteilen, ist der Trommelmantel 2 auf der Innenseite mit einer Reihe von axial im Abstand voneinander angeordneten, mit scharfen Schneiden versehenen Ringen 41 versehen. Je zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schneiden bzw. Ringen wird dann Sichtgut von einem gewissen Bereich der Korngrösse aufgefangen. Zweckmässig wird eine Verschiebbarkeit der Ringe im Trommelmantel 2 vorgesehen, so dass der von ihnen begrenzte Korngrössenbereich nach Wunsch verändert werden kann.
Die beschriebene Einrichtung ist vorzugsweise als Laborsichter verwendbar. Nach Inbetriebsetzen der Einrichtung wird eine Probe des zu untersuchenden Gutes in den Trichter 33 eingegeben. Die eingegebene Menge verteilt sich dann nach Korngrösse geordnet auf dem rotierenden Trommelmantel 2. Dann wird die Einrichtung abgestellt und nach Abheben des Körpers 12 der Trommelmantel 2 herausgenommen, und durch Abwägen des zwischen den einzelnen Schneiden bzw. Ringen 41 abgelagerten Gutes wird die Analyse nach Korngrösse erhalten.
Die Verstellbarkeit der Leitschaufeln 14 gestattet, das Verhältnis der Umlaufgeschwindigkeit des Trägermittels zur axialen Geschwindigkeit im Sichtraum in der für das zu untersuchende Gut geeigneten Weise zu wählen. Für den Antriebsmotor 39 wird ferner zweckmässig ein stufenlos regelbarer Motor gewählt, um die Drehgeschwindigkeit des Trommelmantels 2 der Umlaufgeschwindigkeit des Trägermittels anpassen zu können.
Die in Fig. 5 dargestellte Einrichtung ist vorzugsweise für die Verwendung als Industriesichter bestimmt. Der Sichtraum ist seitlich durch einen in Rollen 42 und 43 gelagerten Trommelmantel 44 begrenzt, der durch nicht gezeigte Mittel über einen Riemen 45 angetrieben wird. Das Trägermittel wird wieder durch einen Leitapparat, der ihm eine Umlaufund Axialbewegung erteilt, in den Sichtraum ein- geführt, den es dann mit dieser Schraubbewegung durchströmt. Der Trommelmantel 44 dreht wieder gleichsinnig mit der Schraubbewegung des Trägermittels. Das zu sichtende Gut wird in einen Trichter 47 eingegeben und durch eine umlaufende, durch einen Riementrieb 48 angetriebene Streuscheibe 49 in den Trägermittelstrom eingeführt.
Im Gegensatz zu der Ausführung nach den Fig. 1 bis 4 wird aber hier das vom Trommelmantel 44 aufgefangene Gut nicht zurückbehalten, sondern durch eine feststehende Abstreifvorrichtung 50 fortlaufend ausgetragen. Die Abstreifvorrichtung 50 besteht in einem Rohr, welches längs einer Schraubenlinie entlang der Innenfläche des Trommelmantels 44 geführt ist. Es ist in diesem Bereich in seiner Längsrichtung aufgeschlitzt, wobei die an der Trommelmantelinnenfläche liegende Kante als Schaber dient und das vom Trommelmantel 44 abgestreifte Gut ins Innere des Rohres befördert, durch welches es hernach ausgetragen wird.
Der Sichtraum ist aber hier in der axialen Richtung verhältnismässig kurz, da nicht beabsichtigt ist, das Gut darin vollständig aus dem Trägermittel ab zuscheiden. Das Feingut wird vielmehr mit dem Trägermittel mitgeführt. Dieses durchströmt nach Verlassen des Sichtraumes das Innere einer darunter koaxial dazu anschliessenden ruhenden Trommel 51, deren trichterförmiges unteres Ende 52 über einen elastisch nachgiebigen Schlauch 53 mit einer Leitung 54 verbunden ist. Zur Erzeugung des Trägermittelstromes dient ein nicht gezeigter Ventilator, welcher beispielsweise über zur Abscheidung des Feingutes dienende Filtersäcke an die Leitung 54 angeschlossen sein kann.
Um zu ermöglichen, dass je nach Wunsch Grobgut von einem kleineren oder grösseren Korngrössenbereich vom Trommelmantel 44 aufgefangen und durch den Schaber 50 ausgetragen wird, ist die Trommet 51 mit nur wenig kleinerem Durchmesser als der Trommelmantel 44 ausgeführt. Sie greift in den drehbaren Trommelmantel 44 von dessen Austrittseite her teleskopartig ein und ist in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Die Trommel 51 ist zu diesem Zweck auf in vertikaler Richtung hydraulisch verstellbaren Stützen 55 gelagert. Durch Zufuhr von Druckmittel über eine Pumpe 56 zu diesen Stützen kann die ruhende Trommel 51 bei Bedarf weiter angehoben werden, so dass nur ein kleinerer Anteil von Grobgut vom umlaufenden Trommelmantel 44 aufgefangen wird, dafür aber Feingut bis zu einem grösseren Korngrössenbereich in die Leitung 54 abgeführt wird.
Die Einrichtung gestattet, eine grosse Menge von Aufgabegut in zwei Sichtfraktionen zu trennen.
Statt nur einer Abstreifvorrichtung können zwei oder mehrere Abstreifvorrichtungen verschiedenen Zonen des sich drehenden Trommelmantels zugeordnet sein. Damit wird auch hier eine Unterteilung des aufgefangenen Gutes in verschiedene Fraktionen möglich.
Ausser für gasförmige Trägermittel kann jede der beschriebenen Einrichtungen auch für flüssige Trägermittel ausgebildet werden. Statt, wie beschrieben, das Trägermittel an der Austrittseite der Einrichtung abzusaugen, kann es auch durch auf der Eintrittseite angeordnete Fördermittel unter Überdruck in die Einrichtung eingeführt werden.