CH659008A5 - Traegheitsseparator. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Trägheitsseparator nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Die vorliegende Erfindung wird zur Trennung von festen Schüttgütern nach Teilchengrössen angewandt, deren Abmessungen sich in weiten Grenzen von einigen zehntel Millimeter bis auf 15 mm und darüber ändern.

Die Erfindung kann in dem Lebensmittel-, Mühl- und -Getreidespeicher-, Getreidekörner-, Mischfutterindustrie-zweig wie auch in Landwirtschaft zur Trennung der Zerkleinerungsprodukte des Getreides nach ihrer Korngrösse, zur Abtrennung der wildgewachsenen Beimischungen vom Getreide, zur Aussortierung und Kalibrierung der Getreidekörner ihre Anwendung finden.

Der erfindungsgemässe Trägheitsseparator kann auch in dem chemischen, Bau-, Bergbauaufbereitungs- und Kohlege-winnungsindustriezweig in solchen Prozessen wie Trennung der granulierten Materialien und Schüttgüter, beispielsweise des Sandes und Kieses angewandt werden.

Der Trägheitsseparator kann auch zur Abtrennung der festen Teilchen von den Flüssigkeiten, beispielsweise zur Entwässerung des Kohlenkleins, zur Gewinnung des Safts aus Obst seine erfolgreiche Anwendung finden.

Zur Trennung der genannten Schüttgüter werden zur Zeit konventionelle Separatoren mit einer gelochten Tren-nungsoberfläche verwendet, in denen zur Trennung von heterogenen Mischungen in Fraktionen das Schwerkraftfeld unter gleichzeitiger Vibration bzw. Schwingungen der Trennungsoberfläche ausgenutzt wird. Eine nicht genug hohe Intensität der Schwerkraft verursacht auch eine geringe Leistung solcher Separatoren, die entweder auf eine Einheit der Trennungsfläche oder auch auf die Einheit der Separatormasse bezogen werden soll.

Das Hauptarbeitsorgan dieser Separatoren, die gelochte Trennungsoberfläche wird im allgemeinen als zusammengeknüpfte Netze oder als Platten mit einer Mehrheit von in unterschiedlicher Ordnung verteilten Löchern ausgeführt. Diese Löcher können eine verschiedenartige Form wie beispielsweise eine runde, rechteckige, quadratische, dreieckige usw. aufweisen. Die Form der genannten Löcher, deren Abmessungen und gegenseitige Anordnung werden in Abhängigkeit von der Zweckbestimmung des Separators, insbesondere von den Grössen der Teilchen des Trennungsproduktes gewählt.

Die Vibrationen bzw. Schwingungen des Hauptarbeitsorgans des Separators — der gelochten Trennungsoberfläche — werden unweigerlich auf den Rahmen und das Maschinenbett übergeben, an dem die Separatoren montiert sind, wodurch deren Montage an Zwischenetagendecken jeweils Schwierigkeiten aufwirft und die Betriebsverhältnisse verschlechtert werden.

Bekannt ist auch ein Separator, in dem die Trennung einer Mischung aus Schüttgut nach den Teilchenabmessungen mittels einer gelochten Trennungsfläche unter der Einwirkung der die Schwerekräfte der Teilchen mehrmals übersteigenden Trägheitskräfte erfolgt (s. SU-PS 460 076, veröffentlicht im Bericht «Entdeckungen, Erfindungen, Betriebsmuster und Warenzeichen», 1975, Bd. 6). Dieser Separator enthält ein Gehäuse, in dem ein um die Senkrechtachse drehbarer Läufer mit Flügeln untergebracht ist, die unter einem Winkel zu der durch die Drehachse des Läufers hindurchgehenden Ebene angeordnet sind und unter der Einwirkung

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der Fliehkräfte dem Trennungsprodukt eine Bewegungsrichtung von der Drehachse des Läufers zu der Umfangsgegend hin erteilen, wobei die Zufuhr des zu trennenden Ge-mischs längs der genannten Drehachse des Läufers über eine Beschickungsvorrichtung durchgeführt wird. Die Trennung in Fraktionen des zu trennenden Gemischs verläuft durch die in den Flügeln ausgesparten Öffnungen, wobei diese Öffnungen in den genannten Flügeln ähnlich wie die des Hauptarbeitsorgans des obenbeschriebenen Schwerkraftseparators ausgeführt sind.

Dieser Separator ist dadurch nachteilig, dass die Form, Abmessungen und Verteilung der Öffnungen in den Flügeln in keiner Übereinstimmung mit dem Verhalten des Trägheitskraftfeldes stehen, unter dessen Einwirkung die Bewegung des zu trennenden Gemischs an dem Arbeitsorgan und dessen Trennung in Fraktionen Zustandekommen. Bei dessen Bewegung an dem gelochten Flügel entlang unter der Wirkung der Fliehkräfte erhält das Trennungsprodukt eine verhältnismässig hohe Geschwindigkeit. Die Öffnungen in der Trennungsoberfläche weisen eine nur geringe Streckung in Bewegungsrichtung des Trennungsproduktes auf. Wegen bestehender Nichtübereinstimmung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit des zu trennenden Gemischs und der Form sowie der Ausdehnung der Öffnungen ist die Wirksamkeit bei der Aussonderung der kleineren Fraktion im gegebenen Separator nur gering.

Bekanntlich hängt die Wirksamkeit und Leistung der Trägheitsseparatoren mit der Umlauffrequenz des Arbeitsorgans zusammen. Jedoch erhöht sich auch die Geschwindigkeit des Trennungsproduktes mit der Steigerung der Umlauffrequenz des Läufers zusammen, mit welcher dieses sich an dem gelochten Flügel bewegt.

Auf diese Weise darf kein Zuwachs der Drehungfrequenz des Läufers zur Steigerung der Leistung im betreffenden Trägheitsseparator ausgenutzt werden, weil dadurch die Wirksamkeit der Aussonderung der kleineren Fraktion abnimmt.

Ein der wichtigsten Probleme, mit dessen erfolgreicher Lösung die Wirksamkeit und Leistung des Betriebes der Separatoren jeder Bauart zusammenhängen, besteht in der Reinigung der Öffnungen der Trennungsoberfläche von den in diesen zurückgebliebenen Teilchen des zu trennenden Gemischs. Die bisher bekannten Reinigungsvorrichtungen sind in ihrem Aufbau kompliziert und betriebsunsicher. Darüber hinaus nutzen sich die Reinigungselemente wie Bürsten, Rollen, Flachstreifen unter der Relativbewegung in bezug auf die Trennungsoberfläche schnell ab.

Im betreffenden Trägheitsseparator wird ein Prinzip der Veränderung der Drehungsrichtung des Arbeitsorgans zu einer entgegengesetzten zwecks Reinigung der Öffnungen in den gelochten Oberflächen von in diesen zurückgebliebenen Teilchen des zu trennenden Gemischs ausgenutzt. Dieses Prinzip besteht im folgenden: Im ersteren Stadium wird der Trägheitsseparator mit einer vorgegebenen Drehrichtung des Arbeitsorgans so lange betrieben, bis ein wesentlicher Anteil der Öffnungen der gelochten Oberfläche durch die in diesen zurückgebliebenen Produktteilchen verstopft wird. Diese Tatsache verursacht die Herabsetzung der Wirksamkeit bei der Absonderung der kleineren Fraktion. Hiernach wird die Drehungsrichtung des Arbeitsorgans in dem zweiten Stadium auf eine entgegengesetzte gewechselt, wodurch das zu trennende Gemisch sich an der anderen, gegenüberliegenden Seite der gelochten Oberfläche bewegt. Voraussichtlich werden die bewegenden Gemischteilchen durch ihren Druck die im ersteren Stadium des Separatorsbetriebes die Öffnungen der gelochten Trennungsoberfläche verstopfenden Produktteilchen herausstossen. Im weiteren wiederholt sich das beschriebene Arbeitsspiel.

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Die beschriebene Lösung des Problems der Reinigung der Öffnungen in den gelochten Trennungsoberflächen der Flügel von den in diesen zurückgebliebenen Produktteilchen ist dadurch nachteilig, dass selbst bei fortlaufendem Herausstossen der in den Öffnungen zurückgebliebenen Teilchen durch die bewegenden Teilchen des zu trennenden Gemischs der Betrieb des Separators am Ende des ersteren und am Anfang des zweiteren Stadiums unter erschwerten Betriebsverhältnissen verläuft, bei denen ein Teil der Öffnungen in der Trennungsoberfläche verstopft ist. Selbstverständlich verursacht diese Tatsache eine Herabsetzung der Leistung des Separators und der Wirksamkeit bei der Aussonderung der kleineren Fraktion.

Allgemein bekannt ist noch ein Trägheitsseparator (s. SU-PS 535 117, veröffentlicht im Bericht «Entdeckungen, Erfindungen, Betriebsmuster und Warenzeichen» am 15.11.76, Bd. 42), in dessen Gehäuse ein um die Senkrechtachse drehbarer Läufer mit Flügeln montiert ist, die einem Winkel zur durch die Drehachse des Läufers durchgehenden Ebene angeordnet sind und unter der Einwirkung der Fliehkräfte dem zu trennenden Gemisch eine Bewegungsrichtung von der Drehungsachse des Läufers zu der Umfangsgegend hin erteilen, wobei Zugabe des Gemischs längs der Drehachse des Läufers über eine Beschickungsvorrichtung, Trennung in Fraktionen durch kalibrierte Schlitzöffnungen nach der Anzahl der Flügel, die sich in Richtung von der Drehachse zur Umfangsgegend erweitern, und die Fraktionenaustragung durch nach der Flügelanzahl eingerichtete Leitbleche ausgeführt wird, die in unmittelbarer Nähe jedes Flügels an dessen der Drehungsrichtung des Läufers entgegengesetzter Seite montiert sind.

Der Läufer besteht aus einer Welle mit an dieser befestigten Scheibe, an der die Flügel derart montiert sind, dass die der Scheibe zugekehrten Flügelkanten mit der Oberfläche der Scheibe kalibrierte, in Richtung von der Mitte zur Umfangsgegend erweiternde Schlitzöffnungen bilden. Solch eine Gestalt der kalibrierten Schlitzöffnungen beseitigt deren Verstopfung durch Teilchen des zu trennenden Gemischs, da die Gemischteilchen bei ihrer Bewegung längs des Flügels unter der Einwirkung der Coriolisträgheitskraft und der Fliehkräftenkomponenten durch die Schlitzöffnungen an der Stelle hindurchgestossen werden, wo die Abmessungen des jeweiligen Teilchens mit der Breite der Schlitzöffnung übereinstimmt. Darüber hinaus gibt die betreffende Gestalt der Schlitzöffnungen eine Möglichkeit, das zu trennende Gemisch in jede notwendige Anzahl der Fraktionen ohne Auswechslung der Arbeitsorgane, bzw. Flügel zu zerteilen.

Es ist zu vermerken, dass die getroffene Gestalt der Schlitzöffnungen keine Einschränkungen mit sich bringt, die Leistung und die Wirksamkeit der Trennung durch die Erhöhung der Umlauffrequenz des Läufers zu steigern.

In der betreffenden Ausführung des Trägheitsseparators ist die Zahl der Schlitzöffnungen dieser der Flügel gleich, welche die Abmessungen der Scheibe bestimmt, an der die Flügel angeordnet werden. In diesem Zusammenhang wird die Produktivität des Separators bei den gegebenen Abmessungen der Scheibe durch die mögliche Anzahl der Flügel eingeschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trägheitsseparator mit solcher aufbaumässiger Ausführung der Flügel zu entwickeln, die eine Steigerung der Leistung des Separators und Erhaltung einer genug hohen Wirksamkeit der Trennung gleichzeitig ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst.

Um das Zurückbleiben der Teilchen des Trennungsproduktes in den Schlitzöffnungen zu vermeiden, können die Umfangsenden der Flügel im Schleuderseparator in der der

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Drehungsrichtung des Läufers entgegengesetzten Richtung abgebogen werden.

Zweckmässigerweise besitzt die Beschickungsvorrichtung längs des Axialkanals Flachringe zur Verteilung des zu trennenden Gemisches über die Flügelhöhe, deren Innendurchmesser vom oberen Flachring zu den unteren Flachringen abnehmen sollen.

Vorteilhaft hat jeder Flachring eine Irisblende. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, dass die Beschickungsvorrichtung mit zwischen den Flachringen angeordneten Hülsen zur Nachstellung des Zwischenabstandes zwischen diesen versehen ist.

Zweckmässigerweise ist jeder Flügel des Läufers im Trägheitsseparator als Platte ausgeführt, in welcher die Schlitzöffnungen in gleichem Abstand angeordnet sind, wobei die Stärke der Flügelabschnitte zwischen den Schlitzöffnungen ungefähr der Breite der Schlitzöffnungen entspricht.

Zur Wirksamkeitssteigerung bei der Aussonderung geringerer Fraktion, werden vorteilhafterweise die Platten gebogen ausgebildet, wobei die Biegung einem Ausschnitt aus einem Zylindermantel folgt, die Mantellinien der Platten parallel zur Drehachse des Läufers verlaufen und die Konkavseite der Platten in der Drehrichtung des Läufers liegen.

Zur Wirksamkeitssteigerung bei der Aussonderung geringerer Fraktion weisen die Flügelabschnitte weiter zwischen den Schlitzöffnungen vorteilhaft ein konvexes Profil auf, das mit ihrer Konvexseite der Drehungsrichtung des Läufers zugekehrt ist.

Um den Flügeln des Trägheitsseparators eine erhöhte Abnutzungsfestigkeit zu verleihen, kann jeder Flügel des Läufers in Form eines Stabsatzes ausgeführt werden, dessen jeder Stab an seinem Ende derart fest eingeklemmt wird,

dass dabei zwischen den Stäben sich die Schlitzöffnungen herausbilden.

Die Stäbe können auch an ihren beiden Enden starr befestigt werden.

Um jeweilige Verstopfung der Schlitzöffnungen durch grössere Teilchen zu vermeiden, sind die Stäbe vorteilhaft an ihren der Drehachse des Läufers zugewandten Enden fliegend zu befestigen, wobei Zwischenlagen zur Bildung der Schlitzöffnungen vorgesehen sind.

Die betreffende, aufbaumässige Ausführung des Trägheitsseparators ermöglicht bei gleicher Geometrie der Schlitzöffnungen und gleicher Flügelanzahl die Leistung des erfindungsgemässen Trägheitsseparators im Vergleich mit dem bisher bekannten um so viele Male zu erhöhen, um wieviel Male die Anzahl der Schlitzöffnungen in jedem Flügel vergrössert ist. Die Leistung des erfindungsgemässen Trägheitsseparators kann im Vergleich zu bekannten Separatoren um ein 2 bis 35 faches gesteigert werden.

Ausserdem vereinfacht die erfindungsgemässe Ausführung der Flügel die aufbaumässige Fertigstellung des Trägheitsseparators im ganzen, da die Schlitzöffnungen unmittelbar in den Flügeln ausgeführt werden.

Ein wichtigerer Vorteil des erfindungsgemässen Trägheitsseparators besteht in einer zumindest 2-fachen Verkleinerung des Rauminhalts, verglichen mit bekannten Separatoren.

Nachstehend wird die Erfindung durch Beschreibung konkreter Ausführungsbeispiele mit Hilfe der Zeichnungen etwas näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht des erfindungsgemässen, längsgeschnittenen Trägheitsseparators;

Fig. 2 eine erfindungsgemässe Variante der Ausführung des Flügels des Läufers in Form einer gelochten Platte, Ansicht in der Plattenebene;

Fig. 3 eine Variante der erfindungsgemässen Ausführung des Flügels des Läufers in Form einer gelochten Platte mit abgebogenem Umfangsende, geschnitten längs der Schlitzöffnung;

Fig. 4 eine Variante der Ausführung des Läuferflügels in Form einer Platte, die nach der Kreiszylinderoberfläche gebogen ist.

Fig. 5a, b, c Varianten der erfindungsgemässen Ausführung der Flügel in Form einer Platte, jeweils quergeschnitten;

Fig. 6 eine Variante der erfindungsgemässen Ausführung des Flügels in Form eines Satzes aus an den beiden Enden starr befestigten Stäben;

Fig. 7 eine Variante der erfindungsgemässen Ausführung des Flügels in Form eines Satzes aus an dem einen Ende starr befestigten Stäben, längsgeschnitten;

Fig. 8 ein Flügeldurchschnitt in Richtung VII—VII der Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht eines Teils des erfindungsgemässen Läufers mit drei Flügeln in schematischer Darstellung;

Fig. 10a, b, c, d Varianten der erfindungsgemässen Ausführung der Flügel in Form eines Satzes aus den Stäben, quergeschnitten;

Fig. 11 eine Gesamtansicht des Trägheitsseparators mit den erfindungsgemässen Flachringen der Beschickungsvorrichtung, längsgeschnitten;

Fig. 12 einen Längsschnitt der erfindungsgemässen Beschickungsvorrichtung im vergrösserten Massstab;

Fig. 13 eine Ansicht in Richtung A der Fig. 12;

Fig. 14 einen Teil des Trägheitsseparators in schematischer, isometrischer Darstellung, die den Trennungsvorgang des zu trennenden Gemischs in Fraktionen illustriert.

Der Trägheitsseparator enthält ein Zylindergehäuse 1 (Fig. 1) mit einem Deckel 2, das an einem Bett 3 montiert ist. An der Achse des Gehäuses 1 ist in dessen Oberteil ein Läufer 4 montiert. Der Läufer 4 schliesst eine Scheibe 5 ein, an welcher Flügel 6 mittels beispielsweise einer Gewindeverbindung befestigt sind (in Fig. 1 ist nur ein Flügel 6 bedingt dargestellt). Die Flügel 6 werden in gleichem Abstand voneinander senkrechtstehend unter einem Winkel zu der durch die Drehachse des Läufers 4 durchgehenden Ebene in einer Entfernung von dieser Drehachse angeordnet, d. h. die Ebene des Flügels 6 geht an der Drehachse des Läufers 4 vorbei. Im Oberteil wird die Stellung der Flügel 6 mittels eines Ringes 7 festgelegt. Jeder Flügel 6 wird auf einer der Drehachse des Läufers 4 zugekehrten Seite mit einer Führung 8 vereinigt, die mit dem Flügel 6 starr verbunden ist. Alle Führungen 8 sind in Form von Platten ausgeführt, die in einer Entfernung von der Drehachse des Läufers 4 radial derart montiert sind, dass sie einen Durchgang 9 zur Zuführung des zu trennenden Gemischs bilden. Die Scheibe 5 des Läufers 4 ist auf eine in Lagern 11 montierte Welle 10 fest aufgesetzt. Diese Welle 10 steht mit einem Elektromotor 13 über einen Keilriementrieb 12 in Verbindung. Die Lager 11 und der Elektromotor 13 sind auf einer Montageplatte 14 aufgestellt.

Die Beschickungsvorrichtung des Separators enthält einen Trichter 15, der in der Drehachse des Läufers 4 verlaufend im Deckel 2 angeordnet ist, und einen Verteilungskegel 16, der auf der Scheibe 5 befestigt ist.

Zur Trennung des zu trennenden Gemischs in Fraktionen werden in den Flügeln 6 Schlitzöffnungen 17 ausgeführt, die sich von der Drehachse des Läufers 4 aus zur Umfangsgegend erweitern. In der betreffenden Ausführung werden in jedem Flügel 6 drei Schlitzöffnungen 17 ausgespart, die übereinander angeordnet sind. Bei Drehung des Läufers 4 erteilen die Flügel 6 dem Gemisch eine Bewegungsrichtung unter der Einwirkung der Fliehkräfte von der Drehachse des Läufers 4 zur Umfangsgegend hin. Die Zahl der Flügel 6 hängt mit der Grösse der Scheibe 5, Länge und der Anzahl der Schlitzöffnungen 17 in jedem Flügel 6 zusammen, die die

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erforderliche Leistung und Wirksamkeit des Trägheitsseparators bestimmen.

Zum Heraustragen der Fraktionen des Trennungsproduktes sind im Separator nach der Zahl der Flügel 6 eingerichtete Leitbleche 18 und innerhalb des Zylindergehäuses 1 untergebrachte Zylinder 19,20 vorgesehen, deren Innenraum 21 zwischen den Wänden und Innenraum 22 zwischen der Wandung des Zylinders 20 und des Gehäuses 1 zum Ansammeln der abgesonderten Fraktionen dienen. Um eine Fraktion des zu trennenden Gemischs in einen entsprechenden Innenraum 21,22 zu leiten, werden mit den Leitblechen 18 Austragsstutzen 23 starr verbunden.

Im in Fig. 1 dargestellten Separator tritt eine feinere Fraktion in den Innenraum 22 und eine gröbere in den Innenraum 21.

Die Anzahl der innerhalb des Gehäuses 1 untergebrachten Zylinder wird durch die erforderliche Fraktionenanzahl bestimmt. Gegebenenfalls werden zusätzliche, in Fig. 1 nicht mitabgebildete Zylinder an Flachabschrägungen 24 montiert.

Die Flügel 6 können je nach der Zweckbestimmung des Separators verschiedenartig ausgeführt werden.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Flügels 6 in Form einer gelochten Platte 25 mit Schlitzöffnungen 26 dargestellt, die in gleichem Zwischenabstand übereinander ausgeführt werden.

Diese Schlitzöffnungen 26 erweitern sich zu einem der Enden der Platte 25. Die Abmessungen der Öffnungen 26, und zwar die kleinste und grösste Breite sowie ihre Länge werden in Abhängigkeit von der Zweckbestimmung des Separators gewählt. Die Stärke der Flügelabschnitte 27 zwischen den Schlitzöffnungen 26 ist mit der Breite dieser Öffnungen 26 vergleichbar.

Die in Fig. 2 dargestellte und beschriebene Ausführungsvariante des Flügels 6 wird bevorzugt in den Separatoren angewandt, die zur Trennung der Nahrungsschüttgüter wie Getreide, Zermahlungsprodukte vom Getreide usw. sowie des Saftes von Früchten vorausbestimmt sind.

In Fig. 3 ist die Ausführung des Flügels 6 in Form einer Platte 28 mit einem abgebogenen Ende dargelegt.

Um jede Möglichkeit der Verstopfung der Schlitzöffnungen durch die Teilchen des Trennungsproduktes zu beseitigen, deren Grösse die grösste Breite der erwähnten Schlitz-Öffnungen übertrifft, wird das Umfangsende der Platte 28 nach der der Drehrichtung des Läufers 4 entgegengesetzten Seite abgebogen, wobei die Biegungslinie quer zu diesen Schlitzöffnungen verläuft.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsvariante des Flügels 6 in Form einer Platte 29, die nach der Kreiszylinderfläche gebogen ist. Da die Wirksamkeit der Aussonderung geringerer Fraktion von der Bewegungsgeschwindigkeit und struktu-rell-mechanischen Eigenschaften der Komponenten des zu trennenden Gemischs abhängt, macht solch eine Form des Flügels 6 es möglich, die Bewegungsgeschwindigkeit vom Produkt bei Verschiebung längs des Flügels 6 herabzusetzen, was besonders für dessen Peripherieabschnitt von Bedeutung ist. Die Flügel 6 der vorliegenden Bauart sind vorzugsweise bei der Arbeit mit einem Produkt zu benutzen, das eine grosse Menge von Teilchen enthält, deren Grösse nahe der Maximalbreite der Schlitzöffnungen liegt.

Der Radius R der Kreiszylinderoberfläche wird unter der Berücksichtigung der strukturell-mechanischen Eigenschaften des auszusondernden Gemischs und aus der Bedingung des Erreichens einer optimalen Bewegungsgeschwindigkeit des Gemischs auf der ganzen Länge des Flügels 6 gewählt.

Solch eine bauliche Gestaltung des Flügels ermöglicht es, im Vergleich zu einem geradlinigen Flügel bei gleicher Wirksamkeit der Aussonderung geringerer Fraktion die Abmes659 008

sungen des Separators und dessen Masse zu verringern und den Energieaufwand beim Betrieb des Separators herabzusetzen.

In Fig. 5 sind die Profile des Querschnitts eines Flügels 6 wiedergegeben. Die Zwischenabschnitte 27 (Fig. 5a) zwischen den Schlitzöffnungen 26 weisen ein Rechteckprofil auf. Die Zwischenabschnitte 30 (Fig. 5b) und 31 (Fig. 5c) des Flügels 6 weisen ein konvexes Profil auf, das mit ihrer Konvexseite der Drehungsrichtung des Läufers 4 zugewandt ist. Die Zwischenabschnitte 30 besitzen ein Winkelprofil und die Abschnitte 31 eine längs einer Kreislinie gerundete Gestalt.

Durch Profilierung der Zwischenabschnitte 30, 31 zwischen den Schlitzöffnungen wird eine Steigerung der Wirksamkeit der Aussonderung von kleineren Fraktionen unter gleichen Bedingungen mit dem flachen Profil der Zwischenabschnitte 27, d. h. unter gleichen Abmessungen der Schlitzöffnungen bei der Trennung des gleichen Trennungsproduktes erreicht.

Zur Erhöhung der Abnutzungsfestigkeit des Flügels 6, z. B. für den Fall, wenn der Separator zur Trennung von Baumaterialien wie Sand oder Kies dienen soll, ist der Flügel 6 vorzugsweise aus einem Satz von Stäben gefertigt, wobei die Stäbe übereinander angeordnet und an ihren Enden derart fest eingeklemmt sind, dass sich zwischen den Stäben 32 die Schlitzöffnungen 33 herausbilden. Die Stäbe 32 werden mit ihren Enden an den Platten 34 und 35 derart ange-schweisst, dass sie sich in Richtung zur Platte 34 hin erweitern.

Um das Zurückbleiben der Teilchen des zu trennenden Gemischs, deren Grösse die grösste Breite der Schlitzöffnungen übertrifft, sowie der Faserteilchen in den Schlitzöffnungen zu vermeiden, ist der Flügel 6 vorteilhaft aus einem Satz von Stäben 36 (Fig. 7, 8) auszuführen, die übereinander montiert und deren eine Enden auf der der Drehachse des Läufers 4 zugekehrten Seite des Flügels 6 fliegend in einer Fassung 37 festeingeklemmt und über Keilzwischenlagen 38 angeordnet werden. Die Grössen dieser Keilzwischenlagen 38 sollen derart gewählt werden, dass dadurch zwischen den Stäben 36 die Bildung von Schlitzöffnungen 39 erforderlicher Abmessungen gesichert wird.

Die Fassung 37 stellt einen Zylinder dar, an dessen Achse eine Nut 40 (Fig. 8) ausgespart ist, in der abwechselnd die Stäbe 36 und Keilzwischenlagen 38 untergebracht werden. In dieser Nut 40 werden die Stäbe 36 und Keilzwischenlagen 38 durch eine Schraube 41 aneinander dicht zusammengedrückt. Die Schrauben 41 (Fig. 8) sind gleichzeitig auch die Befestigung des Flügels 6 am Ring 7.

In Fig. 9 sind absichtlich nur drei Flügel 6 dargestellt, von denen zwei Flügel 6 mit je einem Leitblech 18 und der dritte ohne Leitblech gezeigt sind.

Fig. 10 zeigt Varianten von Querschnittsprofilen des Flügels 6. Die Stäbe 32 (Fig. 6,10a) weisen ein rechteckiges Profil auf. Die Stäbe 36 (Fig. 7, 8,10b) sind von rundem Quer-schnittsprofil. Die Stäbe 42 aber (Fig. 10c) weisen einen Sechskantquerschnitt und die Stäbe 43 (Fig. lOd) ein Qua-dratprofil auf. Die aus den Stäben 36, 42, 43 ausgeführten Flügel 6 geben die Möglichkeit, im Vergleich mit dem aus den Stäben 32 ausgeführten Flügel 6 eine erhöhte Wirksamkeit der Absonderung von kleineren Fraktionen zu erhalten.

Die obenbeschriebenen Ausführungsvarianten der in den Fig. 2, 6 und 7, wiedergegebenen Flügel 6 besitzen eine genügend grosse Höhe, da 5 bis 16 Schlitzöffnungen vorgesehen sind. In Fig. 11 ist noch ein Ausführungsbeispiel des Separators dargestellt, in dem die Beschickungsvorrichtung Flachringe 44, 45, 46 zur Verteilung des Trennungsproduktes über die Höhe des Flügels 6 zusätzlich einschliesst. Diese Flachringe 44,45,46 werden zueinander parallel in gleichem Abstand angeordnet. Die Aussendurchmesser der Flachringe

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44,45,46 sind einander gleich, wobei der erwähnte Aussen-durchmesser kleiner als der des Kreises am Läufer 4 ist, an dem die Innenenden der Flügel 6 befestigt sind. Die Innendurchmesser der Flachringe 44,45 46 verkleinern sich von dem oberen Ring 44 aus zum unteren Flachring 46. In dieser Ausführung des Separators wird der Flügel 6 aus dem Satz der Stäbe 36 (Fig. 7) zusammengestellt. Eine grössere Fraktion des zu trennenden Gemischs tritt in den Innenraum 21 und eine kleinere in den Innenraum 22 hinein. Zur Leitung der getrennten Fraktionen des Gemischs weist jeder Flügel 6 einen Austragstutzen 47 auf und die Leitbleche 48 besitzen Austragstutzen 49. Die restlichen Bauteile des Separators werden der in Fig. 1 beschriebenen Ausführung des Trägheitsseparators ähnlich ausgeführt.

Die Flachringe 44,45,46 werden an der Scheibe 5 mittels drei Stiftschrauben 50 (Fig. 12) befestigt, wobei zwischen den Flachringen 44,45,46 ebenfalls auf den Stiftschrauben 50 Hülsen 51 angeordnet sind. Die Zahl der Flachringe kann sich von 1 bis 10 ändern und hängt mit der Höhe der Flügel 6 zusammen, die die notwendige Zahl von Schlitzöffnungen bestimmt. Die Abstandsgrössen zwischen diesen Flachringen können verschieden sein und werden auf experimentellem Wege in Abhängigkeit von den physikalisch-mechanischen Eigenschaften des zu trennenden Gemischs ermittelt. Gewünschte Abstände zwischen Flachringen können mit geeignet dimensionierten Distanzhülsen 51 sichergestellt werden.

Darüber hinaus wird die Anpassung des erfindungsgemässen Trägheitsseparators für den Betrieb mit unterschiedlichen physikalisch-mechanischen Eigenschaften des zu trennenden Gemischs durch Veränderung der Innendurchmesser der Flachringe 44,45,46 gesichert. Dazu ist jeder der Flachringe 44,45,46 mit einer Blende der Irisbauart versehen, die aus einem Satz von Lamellen 52 mit Ausschnitten 53 besteht. Diese Lamellen 52 werden an den entsprechenden Flachringen 44,45,46 mittels in den Ausschnitten 53 eingesteckter Schrauben 54 befestigt.

In Fig. 14, die den Trennungsvorgang des Gemischs in zwei Fraktionen veranschlaulicht, sind durch Pfeile Bewegungsrichtungen der Teilchen angedeutet.

Der erfindungsgemässe Trägheitsseparator arbeitet wie folgt.

Der Läufer 4 (Fig. 1) wird vom Elektromotor 13 in Rotation versetzt. Das zu trennende Gemisch wird dem Separator durch den Trichter 15 der Beschickungsvorrichtung zugegeben und tritt auf den Verteilungskegel 16. Von diesem gelangt das Gemisch zu den Führungen 8, die an der Scheibe 5 senkrecht entlang des Radius angebracht sind. Infolgedessen, dass die Führungen 8 nach dem Radius eingestellt sind, werden die auf sie geratenen Teilchen des Gemischs von den Flieh- und Coriolisträgheitskräften beeinflusst, die eine beträchtliche Grösse aufweisen. Unter der Einwirkung dieser Kräfte erreicht das Gemisch eine Geschwindigkeit von 2 bis 4 m/s und verteilt sich regelmässig in der Höhe der Führungen 8. Zur gleichmässigen Verteilung der Gemischteilchen trägt auch die Wirkung der Schwerkraft und des anströmenden Luftflusses bei. Auf diese Weise tritt das Gemisch auf die Flügel 6 in einer gleichmässigen Schicht mit grösserer Geschwindigkeit. Die grosse Geschwindigkeit des Gemischs mit der es den Schlitzöffnungen 17 in den Flügeln 6 zugeführt wird, verursacht eine hohe Leistung des Trägheitsseparators. Bei der Bewegung an den Flügel 6 vom Mittelpunkt zur Peripherie steigt die Geschwindigkeit der auszusondernden Gemischanteile unter der Einwirkung der Fliehkräfte. Mit der Erhöhung der Geschwindigkeit des Gemischs nehmen die Corioliskräfte zu, die an den Teilchen des Gemischs in der zur Ebene der Schlitzöffnungen 17 senkrechten Richtung angreifen. Dadurch treten die Teilchen des Gemischs bei ihrer Bewegung längs der Flügel 6 unter dem Angriff der Corioliskräfte und Fliehkomponenten, die zur Ebene der Schützöffnungen 17 senkrecht wirken, nämlich in dem Teil der Öffnungen, dessen Grösse mit der Teilchengrösse übereinstimmt. Die gesamte Wirkung der Flieh- und Corioliskräfte führt zu einem intensiven Austreten von Teilchen, deren Grösse der Maximalbreite der Schlitzöffnungen entspricht und gewährleistet eine hohe Wirksamkeit der Aussonderung geringerer Fraktion im ganzen Separator. Die feinere Fraktion mit kleinen Teilchen tritt in den Innenraum 22 und die gröbere Fraktion mit grossen Teilchen in den Innenraum 21 ein.

Der Trägheitsseparator (Fig. 11,12,13,14) arbeitet analog dem obenbeschriebenen. Der Unterschied besteht lediglich in der Wirkungsweise der Beschickungsvorrichtung. Das zu trennende Gemisch gelangt durch den Trichter 15 auf die Flachringe 44,45,46. Infolgedessen, dass sich die Innendurchmesser der Flachringe 44,45,46 in der Richtung von oben nach unten verringern, teilt sich das Gemisch in vier Ströme ein, wobei der Unterstrom gerade auf die Scheibe 5 des Läufers 4, und die Oberströme auf die Flachringe 44,45, 46 geraten.

Sobald die Flachringe 44,45,46 zusammen mit dem Läufer 4 rotieren, verschiebt sich das Gemisch unter der Einwirkung der Fliehkräfte in Horizontalrichtung auf der Oberfläche dieser Flachringe 44,45,46 zu deren Peripherie und erhält dabei eine Geschwindigkeit von 0,5 bis 1 m/s. Das Vorhandensein der Ringe 44,45,46 ermöglicht es, das Gemisch gleichmässig über die Höhe des Flügels 6 zu verteilen, wenn die Zahl der Öffnungen 39 im Flügel 6 ausreichend gross ist.

Die kleine Fraktion, die durch die Schlitzöffnungen 39 austritt, wird mit den Leitblechen 48 den Austragsstutzen 49 zugeleitet, durch die sie in den Innenraum 22 und danach zum Bestimmungsort gelangt. Die Teilchen der Grobfraktion, deren Grösse die Maximalbreite der Schlitzöffnungen 39 übersteigt, werden durch die Austragsstutzen 47 dem Innenraum 21 und dann dem Bestimmungsort zugeleitet.

Die vorliegende bauliche Gestaltung des Separators ist durchaus universell und macht es möglich, Produkte mit verschiedenen strukturell-mechanischen Eigenschaften zu separieren. Bei der Behandlung von schwer schüttbaren Produkten werden die Innendurchmesser der Flachringe durch die Verschiebung der Lamellen 52 (Fig. 12,13) einer Blende der Irisbauart vergrössert. Gleichzeitig wird der Abstand zwischen den Flachringen 44,45,46 durch die Auswechselung der Hülsen 51 vergrössert.

Bei unterschiedlicher baulicher Gestaltung der Flügel 6 (Fig. 2, 3,4, 6) erfolgt die Trennung des zu trennenden Gemischs analog dem obenbeschriebenen Verfahren.

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3 Blatt Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Trägheitsseparator mit einem Gehäuse (1) und einem darin vorgesehenen, um seine senkrechte Achse drehbaren Läufer (4) mit Flügeln (6), welche unter einem Winkel zu einer durch die Drehachse des Läufers gehenden Ebene verlaufen und einem durch Rotation zu trennenden Gemisch eine Bewegung aufgrund der Fliehkräfte von der Drehachse weg zur Umfangsgegend hin erteilen, wobei zur Beschickung des Separators mit dem zu trennenden Gemisch eine in der Drehachse des Läufers verlaufende Beschickungsvorrichtung (15) mit einem Axialkanal (9) vorgesehen ist, die Trennung des Gemischs in Fraktionen mittels sich in Richtung von der Drehachse des Läufers zur Umfangsrichtung erweiternder Schlitzöffnungen (17; 26; 33; 39) erreichbar ist und in Drehrichtung hinter den Flügeln Leitbleche (18) montiert sind, welche durch die Schlitzöffnungen hindurchtretendes Material zur Umfangsgegend leiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzöffnungen (17; 26; 33; 39) in den Flügeln (6) des Läufers (4) ausgespart sind und in Richtung längs der Drehachse (4) nebeneinander angeordnet sind.
2. 2. Trägheitsseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsenden der Flügel (6) nach der der Drehrichtung des Läufers (4) entgegengesetzten Seite abgebogen sind, wobei die Linie der Biegung quer zu den Schlitzöffnungen (17) verläuft (Fig. 3).
3. 3. Trägheitsseparator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung mit dem Läufer (4) verbundene, zueinander parallel angeordnete Ringe (44, 45,46) mit vom oberen Ring (44) bis zum unteren Ring (46) abnehmendem Innendurchmesser aufweist (Fig. 11,12,14).
4. 4. Trägheitsseparator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe (44,45,46) eine Irisblende aufweisen.
5. 5. Trägheitsseparator nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Ringen durch Hülsen (51) festgelegt ist (Fig. 12).
6. 6. Trägheitsseparator nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Flügel (6) des Läufers (4) in Form einer Platte (25) ausgeführt ist, die Schlitzöffnungen (26) in dieser Platte (25) in gleichem Abstand voneinander ausgespart sind, wobei die Abstände (27) zwischen den Schlitzöffnungen (26) annähernd der Breite der Schlitzöffnungen (26) entsprechen (Fig. 2).
7. 7. Trägheitsseparator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel (6) als gebogene Platten (29) ausgebildet sind, dass die Biegung einem Ausschnitt aus einem Zylindermantel folgt, die Mantellinien der Platte (29) parallel zur Drehachse des Läufers (4) verlaufen und die Konkavseite der Platte in der Drehrichtung des Läufers liegt (Fig. 4).
8. 8. Trägheitsseparator nach einem der Ansprüche 1 — 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche zwischen den Schlitzöffnungen (26) in Drehrichtung des Läufers (4) konvex ausgeformt sind (Fig. 5b, 5c).
9. 9. Trägheitsseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Flügel (6) aus einem Satz von Stäben (32) zusammengesetzt ist, welche Stäbe an ihren Enden derart befestigt sind, dass zwischen ihnen die Schlitzöffnungen (33) bestehen (Fig. 6,7, 8,10).
10. 10. Trägheitsseparator nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine starre Befestigung der Stäbe (32) an deren beiden Enden (Fig. 6).
11. 11. Trägheitsseparator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (36) an ihren der Drehachse des Läufers (4) zugekehrten Enden voneinander lösbar befestigt sind und zwischen den Stäben (36) Zwischenlagen (38) zur Bildung der Schlitzöffnungen (39) vorgesehen sind, die sich von den Befestigungsenden zu den freien Enden hin erweitern (Fig. 7,8).