DD290989A7 - Verfahren und vorrichtung zur gewinnung feinster koernungen durch windsichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gewinnung feinster Koernungen durch Windsichtung im Zentrifugalfeld, wobei die Umlenk-Klassierung innerhalb eines rotierenden Gesamtsystems und mit Hilfe des Coandaeffekts in einem Winkel groeszer 0 bis kleiner 180 Grad zur Rotationsebene erfolgt, die umgelenkten und bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Systems beschleunigten Feingutkoernungen der Umlenkklassierung einer weiteren Klassierung im Gegenstrom-Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelstroemung unterzogen werden und die groben Koernungen aus beiden nacheinanderfolgenden Klassierverfahren gemeinsam am Umfang des rotierenden Gesamtsystems ausgetragen werden. Die Vorrichtung ist u. a. dadurch gekennzeichnet, dasz mindestens eine der Begrenzungswaende des Umlenksichtraumes im Querschnitt gekruemmt ausgebildet ist.{Windsichtung; Zentrifugalfeld; feinste Koernungen; Umlenkklassierung; Coandaeffekt; Rotationsebene; Begrenzungswaende, gekruemmt; Umlenksichtraum; Wirbelstroemung}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung feinster Körnungen im Bereich kleiner 30μΐπ durch Windsichtung im Zentrifugalfeld sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Gewinnung feinster Körnungen aus einem feinen Schüttgut wird vorteilhafterweise die Querstrom-Umlenksichtung bzw. Zentrifugal-Fliehkraftsichtung verwendet. Eine Übersicht ist u.a. im Lehrbuch von HoffI „Zerkleinerungs- und Klassiermaschinen", S.353-361, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1985, enthalten.

Verfahren und Vorrichtung der klassischen Querstrom-Umlenksichtung sind in der DE-OS 2104961 beschrieben. Dieses Sichtprinzip wird in erweiterter Form (Materialzuführung und innere Umlenkwand teilweise rotierend) auch in den DE-OS 2538190 und 2710543 behandelt. Verfahren und Vorrichtung für eine Querstrom-Umlenksichtung in einem rotierenden Gesamtsystem und gekoppelt mit einer vorgeschatteten Sichtstufe sind in verschiedenen Formen ebenfalls bekannt, z. B.

DD-WP 257 211. Allen genannten Erfindungen ist gemeinsam, daß die Querstrom-Umlenksichtung nur in einer unbewegten oder rotierenden Ebene erfolgt und damit u. a. die Möglichkeiten der wirkenden Zentrifugalkraft nur teilweise genutzt werden.

Seit langem sind Zentrifugalsichter bekannt, die ein flachzylindrisches, feststehendes Gehäuse (DE-OS 1657122 u. a.) besitzen, an dessen Umfang das Sichtgas tangential einströmt (DE-PS 834319 u. a.), in dem sich Materialzufuhr- und Materialabführvorrichtungen (z.B. Grobgutabführung in DE-OS 3418635) sowie eine Dispergiervorrichtung für das zu klassierende Gut befinden: z.B. außerhalb des Sichtergehäuses in DE-OS 3418634; z.B. innerhalb des Sichtergehäuses durch Stifte in DE-PS 834319 oder innerhalb des Sichtergehäuses durch Schaufeln in DE-PS 892266 bzw. in DE-AS 1482436.

Bei derartigen Zentrifugalwindsichtern ist weiterhin bekannt, daß im Gehäuse ein entgegen der Schleuderrichtung von einem Sichtgas durchströmtes Sichtrad (DE-OS 1657122 u.a.) rotiert, dem das Sichtgut und das Sichtgas zugeführt werden und bei dem das Grobgut das Sichtrad außen am Umfang verläßt, während Feingut und Sichtgas aus einer Öffnung im Zentrum des Sichtrades austreten (DE-PS 892266 u. a,).

Es sind weiterhin Zentrifugalwindsichter bekannt, bei denen der Sichtraum innerhalb des rotierenden Sichtrades aus zwei am Umfang des Sichtrades angeordneten Schaufelkränzen mit einem ringförmigen Raum zwischen ihnen besteht, in den das Sichtgut eintritt (AT-PS 281566 = DE-AS 1782775; DE-AS 2126552; DE-OS 3321292).

In DD-WP 248970 ist ein Zentrifugalwindsichter beschrieben, der u.a. an der aufgabeseitigen Außenwand des Sichtrades und der gegenüberliegenden Wand stift-, Stäbchen- und/oder schaufeiförmige Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente besitzt, die kreisförmig angeordnet sind und analog der Anordnung in Stiftmühlen ineinandergreifen und in dem das Sichtgut vor dem Sichtschaufelkranz bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des Sichtrades vorbeschleunigt wird.

Allen bekannten technischen Lösungen ist gemeinsam, daß die Trennschärfe ungenügend ist, die Gefahr der Spritzkornbildung besteht und/oder mit hohem Verschleiß bei harten Sichtgütern zu rechnen ist. Die Nachteile haben bei den genannten technischen Lösungen verschiedene Ursachen, die sich zusammengefaßt wie folgt darstellen lassen. In der Regel erfolgt die Klassierung nur einstufig. Die Dispergierung des Sichtgutes ist fast immer ungenügend. Die Rotationsenergie des Sichtsystems wird nur ungenügend genutzt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Gewinnung eines spritzkornarmen Schüttgutes durch verschleißarme und trennscharfe Sichtung im Bereich kleiner 30μηη.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens, mit dem aus einem nach dem Prinzip der Fliehkraft- und Umlenksichtung gewonnenen Feinstgut Spritzkörner und grobe Körner ausgeschieden werden sowie die entsprechende Gestattung eines Sichters, der mit hoher Trennschärfe und verschleißarm klassiert.

Die Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Gewinnung feinster Körnungen im Bereich kleiner 30μητι, bei dem in einem rotierenden System mittels Prall- und Fliehkraftwirkung tangential und radial beschleunigtes Sichtgut durch Umlenkelemente und einen bzw. mehrere Sichtgasströme bis 180 Grad umgelenkt und dadurch in Grobgut und in eine oder mehrere Feingutfraktionen klassiert wird, dadurch gelöst, daß die Umlenk-Klassierung innerhalb eines rotierenden Gesamtsystems und mit Hilfe des Coandaeffekts in einem Winkel größer 0 bis kleiner 180 Grad zur Rotationsebene erfolgt, die umgelenkten und bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Systems beschleunigten Feingut-Körnungen der Umlenkklassierung einer weiteren Klassierung im Gegenstrom-Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelströmung unterzogen werden und die groben Körnungen aus beiden nacheinanderfolgenden Klassierverfahren gemeinsam am Umfang des rotierenden Gesamtsystems ausgetragen werden.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß die am Umfang des rotierenden Gesamtsystems ausgetragenen groben Körnungen vor ihrem Auftreffen auf eine Wand bis fast auf die Geschwindigkeit Null abgebremst werden, daß das Sichtgut während der radialen und tangentialen Beschleunigung dispergiert, desagglomeriert und vorzerkleinert wird, daß das Sichtgut in Sichtgas dispergiert dem rotierenden System zugeführt wird, daß die Feingutkörnungen der Umlenkklassierung mindestens zwei Klassierungen im Gegenstrom-Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelströmung unterzogen werden und daß die Zentrifugalfelder und/oder die Gasströmungen pro Feingutabzug unterschiedlich ausgebildet sind.

Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem flachzylindrischen, feststehenden Gehäuse (1), in dem sich Materialzuführungs- (2) und -abführungsvorrichtungen (3,12) befinden und in dem ein vom Sichtgas durchströmtes Sichtrad (4) rotiert, dem das Sichtgut und das Sichtgas zugeführt werden und bei dem das Grobgut das Sichtrad (4) außen am Umfang verläßt und bei dem aus Austrittskanälen (5) im Zentrum des Sichtrades das Sichtgas und ein oder mehrere Feingutfraktionen austreten, daß aufgabeseitig Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente (6) kreisförmig angeordnet sind und analog der Anordnung in Stiftmühlen ineinander greifen, so ausgebildet, daß die Begrenzungswände des Umlenksichtraumes (7,8), die Dispergierelemente (6), der Sichtschaufelkranz (9) und das Element für die Materialvorbeschleunigung (13) mit der gleichen Umdrehungszahl pro Zeiteinheit rotieren, mindestens eine der Begrenzungswände (7,8) im Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist, der äußere Durchmesser des ringförmig angeordneten Sichtschaufelkranzes (9) kleiner als der Größtdurchmesser der inneren Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (8) bezogen auf die gemeinsame Rotationsachse ist, daß zwischen Materialzuführung (2) und innerem Kreis der Dispergierelemente (6) Gaszuführöffnungen (10) kreisförmig angeordnet sind und der achsparallele Abstand zwischen äußerer Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (7) und der gegenüberliegenden Wand des Sichtrades (4) verstellbar ist.

Kennzeichnend ist weiterhin, daß der Durchmesser des feststehenden Gehäuses (1) das 2- bis 5fache des äußeren Durchmessers des Sichtrades (4) beträgt und am Gehäuseumfang Gaszuführöffnungen (11) angeordnet sind, daß die innere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (8) im Querschnitt halbkreisförmig und symmetrisch zur Rotationsachse und die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (7) austauschbar angeordnet sind, daß beide Begrenzungswände des Umlenksichtraumes (7,8) im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind und ihre Radien einen gemeinsamen Ausgangspunkt haben, daß mindestens zwei Sichtschaufelkränze (9,15) ringförmig angeordnet sind, durch eine Zwischenwand (16) getrennt werden und die Sichtschaufelkränze (9,15) und Zwischenwand (16) mit dergleichen Umdrehungszahl pro Zeiteinheit rotieren, daß der äußere Durchmesser des Sichtschaufelkranzes (15) kleiner als der äußere Durchmesser des Sichtschaufelkranzes (9) ist, daß die Schaufeln der ringförmig angeordneten Sichtschaufelkränze (9,15) in radialer Richtung ausgerichtet sind und ihre mittlere freie Durchtrittsfläche (15) bis 85% der mittleren Gesamtumfangsfläche der Schaufelkränze beträgt und daß die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (7) keine Richtungsänderung erfährt, die von der radialen Richtung abweicht.

Das Sichtgas strömt bei (10) und (11) durch das Gehäuse (1) und wird dem rotierenden Sichtrad (4) zugeführt. Das Sichtgut tritt über die Materialzuführung (2) axial durch das Gehäuse (1), wird bei (6), (13) und (17) vorbeschleunigt und dispergiert, zwischen (7) und (8) einer Umlenksichtung und anschließend bei (9) einer Gegenstrom-Zentrifugalsichtung unterworfen. Das Grobgut wird nach außen geschleudert und bei (12) abgezogen. Das Feingut gelangt gemeinsam mit dem Sichtgas in die Achsnähe des Sichtrades (4), wird bei (3) abgeführt und in nachfolgenden Abscheidevorrichtungen von dem Sichtgas getrennt.

Ausf ü hru ng sbeispiele

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von 3 Ausführungsbeispielen und den Figuren 1-3 erläutert. Die Figuren 1-3 zeigen als schematische Schnittzeichnung verschiedene Sichterausführungen.

Ausführungsbeispiel 1

DerSichter in Figur 1 besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 1, Materialzuführung 2, Sichtrad 4, Gaszuführöffnungen 10und 11, Grobgutabführung 12, Feingut- und Gasabführung 3.

Die Sichtgut- und Sichtgasdosiervorrichtungen, die Sichtgut-, Grob- und Feingutvorratsbehälter, die Trennvorrichtung für Feingut und Gas, die Antriebe u.a. sind aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht dargestellt.

Das Gehäuse 1 umschließt Sichtrad 4 und ist fest mit der Feingut- und Sichtgasabführung 3 sowie der Sichtgaszufuhr 10, der Sekundärsichtgaszufuhr 11 und dem Grobgutaustrag 12 verbunden. Das Gehäuse 1 ist am Umfang des Sichtrades 4 flachzylindrisch ausgebildet und enthält die Lager für die Antriebswelle 14 des Sichtrades 4.

An der Außenseite des Sichtrades 4 befinden sich wie an der aufgabeseitigen Begrenzungswand stiftförmige Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente 6 und 17 in kreisförmiger Anordnung, wobei die Stifte 6 und 17 analog zur Anordnung in Stiftmühlen ineinandergreifen.

Die innere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes 8 ist im Querschnitt halbkreisförmig und symmetrisch zur Rotationsachse, die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes 7 im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet. Die Radien von 7 und 8 haben einen gemeinsamen Ausgangspunkt.

Der äußere Durchmesser des ringförmig angeordneten Sichtschaufelkranzes 9 entspricht dem Außendurchmesser des äußersten Kreises der Dispergierelemente 6. Die Schaufeln des Sichtschaufelkranzes 9 sind in radialer Richtung und in geringem Abstand angeordnet.

Der Gehäusedurchmesser beträgt das Zweifache des äußeren Sichtraddurchmessers.

Das Sichtgut gelangt durch die axiale Materialausführung 2, wird mit Sekundärgas von 10 gemischt, tangential und radial beschleunigt und dispergiert bzw. desagglomeriert (6,17,13). Die Dispergierelemente 6, die inneren und äußeren Begrenzungswände des Umlenkraumes 7 und 8 und die Schaufeln des Sichtschaufelkranzes 9 sind fest mit dem Sichtrad 4 verbunden und rotieren folglich mit ihm. Das Sichtgut wird einer Umlenkklassierung durch die Begrenzungswände des Umlenksichtraumes 7 und 8 bzw. das Primärgas von 11 unterworfen. Das Feingut der Umlenkklassierung wird in einer 2. Klassierstufe im Gegenstrom-Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelströmung klassiert. Die groben Körnungen aus beiden Sichtstufen verlassen das rotierende Sichtrad am Umfang und werden über 12 ausgetragen, während der Austrag des Feingut-Gas-Gemisches über 5 und 3 erfolgt.

Ausführungsbeispiel 2

Das Ausführungsbeispiel 2 (Figur 2) entspricht dem Beispiel 1 mit der Änderung, daß die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes 7 analog zur gegenüberliegenden Sichtradwand in radialer Richtung nicht gekrümmt- d. h. als ebener Ring - und in ihrem Abstand zur gegenüberliegenden Sichtradwand in axialer Richtung verstellbar ausgebildet ist.

Ausführungsbeispiel 3

Das Ausführungsbeispiel 3 (Figur 3) ist eine weitere Variante von Beispiel 1 mit der Änderung, daß zwei gleichartige Sichtschaufelkränze 9 und 15 gleichen Durchmessers und gleicher Breite durch die Zwischenwand 16 getrennt nebeneinander angeordnet sind und demzufolge 2 Feingut-Gas-Abzüge 3 existieren. Die Außendurchmesser der inneren Begrenzungswand des Umlenksichtraumes 8 und der Zwischenwand 16 sind gleich. Bei gleicher Gasabsaugung in beiden Feingutkanälen 3 wird infolge der Umlenksichtung das Feingut nach der Zentrifugalsichtung im Kanal unmittelbar neben der inneren Begrenzungswand des Umlenksichtraumes 8 feiner als nach der Zentrifugalsichtung im anderen Kanal sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens eignen sich vorzugsweise für Klassieraufgaben im feinen und feinsten Korngrößenbereich und bei denen spritzkornarm und verschleißarm klassiert werden soll. Darüber hinaus sind Verfahren und Vorrichtung als Teil einer Sichtermühle geeignet.

Claims (14)

1. Verfahren zur Gewinnung feinster Körnungen durch Windsichtung im Bereich kleiner 30μηη, bei dem in einem rotierenden System mittels Prall- und Fliehkraftwirkung tangential und radial beschleunigtes Sichtgut durch Umlenkelemente und einen bzw. mehrere Sichtgasströme bis 180 Grad umgelenkt und dadurch in Grobgut und in eine oder mehrere Feingutfraktionen klassiert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Umlenk-Klassierung innerhalb eines rotierenden Gesamtsystems und mit Hilfe des Coandaeffekts in einem Winkel größer Null Grad bis kleiner 180 Grad zur Rotationsebene erfolgt, die umgelenkten und bis auf die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Systems beschleunigten Feingutkörnungen der Umlenkklassierung einer weiteren Klassierung im Gegenstrom Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelströmung unterzogen werden und die groben Körnungen aus beiden nacheinanderfolgenden Klassierverfahren gemeinsam am Umfang des rotierenden Gesamtsystems ausgetragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die am Umfang des rotierenden Gesamtsystems ausgetragenen groben Körnungen vor ihrem Auftreffen auf eine Wand bis fast auf die Geschwindigkeit Null abgebremst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Sichtgut während der radialen und tangentialen Beschleunigung dispergiert, desagglomeriert und vorzerkleinert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Sichtgut in Sichtgas dispergiert dem rotierenden System zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Feingutkörnungen der Umlenkklassierung mindestens zwei Klassierungen im Gegenstrom-Zentrifugalfeld mit erzwungener Wirbelströmung unterzogen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bisS^ekennzeichnetdadurch.daßdieZentrifugalfelderund/oderdie Gasströmungen pro Feingutabzug unterschiedlich ausgebildet sind.

7. Vorrichtung zur Gewinnung feinster Körnungen durch Windsichtung, bestehend aus einem flachzylindrischen, feststehenden Gehäuse (1), in dem sich Materialzuführungs- (2) und -abführungsvorrichtungen (3), (12) befinden und in dem ein von Sichtgas durchströmtes Sichtrad (4) rotiert, dem das Sichtgut und das Sichtgas zugeführt werden und bei dem das Grobgut das Sichtrad (4) außen am Umfang verläßt und bei dem aus Austrittskanälen (5) im Zentrum des Sichtrades das Sichtgas und ein oder mehrere Feingutfraktionen austreten, daß aufgabeseitig Prall-, und Schlag- bzw. Dispergierelemente (6), (17) kreisförmig angeordnet sind und analog der Anordnung in Stiftmühlen ineinander greifen, gekennzeichnet dadurch, daß die Begrenzungswände des Umlenksichtraumes (7), (8), die Dispergierelemente (6), der Sichtschaufelkranz (9) und das Element für die Materialvorbeschleunigung (13) mit der gleichen Umdrehungszahl pro Zeiteinheit rotieren, mindestens eine der Begrenzungswände des Umlenksichtraumes (7), (8) im Querschnitt gekrümmt ausgebildet ist, der äußere Durchmesser des ringförmig angeordneten Sichtschaufelkranzes (9) kleiner als der Größtdurchmesser der inneren Begrenzungswand des Umlenkraumes (8) bezogen auf die gemeinsame Rotationsachse ist, daß zwischen Materialzuführung (2) und innerem Kreis der Dispergierelemente (6) Gaszuführöffnungen (10) kreisförmig angeordnet sind und der achsparallele Abstand zwischen äußerer Begrenzungswand des Umlenksichtraumes und der gegenüberliegenden Wand des Sichtrades (4) verstellbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchmesser des feststehenden Gehäuses (1) das 2- bis 5fache des äußeren Durchmessers des Sichtrades (4) beträgt und am Gehäuseumfang Gaszuführöffnungen (11) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, gekennzeichnet dadurch, daß die innere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (8) im Querschnitt halbkreisförmig und symmetrisch zur Rotationsachse und die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (7) austauschbar angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß beide Begrenzungswände des Umlenksichtraumes (7), (8) im Querschnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind und ihre Radien einen gemeinsamen Ausgangspunkt haben.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei Sichtschaufelkränze (9), (15} ringförmig angeordnet sind, durch eine Zwischenwand (16) getrennt werden und die Sichtschaufelkränze (9), (15) und Zwischenwand (16) mit der gleichen Umdrehungszahl pro Zeiteinheit rotieren.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß der äußere Durchmesser des Sichtschaufelkranzes (15) kleiner als der äußere Durchmesser des Schaufelkranzes (9) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaufeln der ringförmig angeordneten Sichtschaufelkränze (9), (15) in radialer Richtung ausgerichtet sind und ihre mittlere freie Durchtrittsfläche 15 bis 85% der mittleren Gesamtumfangsfläche der Schaufelkränze beträgt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 9 und 11 bis 13, gekennzeichnet dadurch, daß die äußere Begrenzungswand des Umlenksichtraumes (7) keine Richtungsänderung erfährt, die von der radialen Richtung abweicht.