DE10030705A1 - Zyklonsichter mit zentralen Einbau - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zyklonsichter (1) mit einem sich vertikal erstreckenden Gehäuse (2) mit einem oberen Gehäuseabschnitt (3), in dem sich ein Sichter (6) mit einem Sichterrad befindet und der mit einem Trägergas/Produkt-Einlauf sowie mit einem Trägergas/Feingut-Austrag ausgerüstet ist, mit einem mittleren Gehäuseabschnitt (4), der sich konisch nach unten verjüngt und in dem sich ein zentraler, der Gas/Produkt-Führung dienender Einbau (10) befindet, sowie mit einem unteren Gehäuseabschnitt (5), der mit einem Grobgut-Austrag (14) ausgerüstet ist; um den Arbeitsbereich dieses Zyklonsichters zu erweitern, wird vorgeschlagen, dass sich die untere Öffnung des zentralen Einbaus (10) in Höhe des konischen Gehäuseabschnittes (4) befindet und dass unterhalb der unteren Öffnung ein weiterer Einbau (11) angeordnet ist, der die Form eines sich nach unten erweiternden Kegels hat.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zyklonsichter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung ein Ver­ fahren zur Beeinflussung der Kornverteilung von Pulvern unter Verwendung eines Zyklonsichters dieser Art.

Bei der Herstellung, Behandlung und/oder Verarbeitung von Pulvern mit einer Korngröße im µ-Bereich, beispielsweise auf dem Gebiet der Herstellung von Beschichtungspulvern, werden an die Kornverteilungen immer höhere Anfor­ derungen gestellt. Relevant ist nicht mehr nur die Einhaltung einer bestimm­ ten oberen Partikelgröße; auch die Einhaltung einer bestimmten Partikelgrö­ ßenverteilung wird gefordert, und zwar je nach Anwendung unterschiedlich, in der Regel in Bezug auf den Feinanteil.

Aus der DE 196 08 142 A1 ist ein Zyklonsichter der hier betroffenen Art be­ kannt. Bei Versuchen mit diesem Zyklonsichter, Einfluß auf die Kornvertei­ lung von Pulvern zu nehmen, ergab sich, dass er den geänderten Anforderun­ gen in Bezug auf den Feinanteil im Grobgut nicht immer gerecht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zyklonsichter der vorbekannten Art mit verbesserten Klassierungseigenschaften zu schaffen, um dadurch seinen Arbeitsbereich zu erweitern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche erreicht.

Durch die Einbauten im erfindungsgemäßen Zyklonsichter wird eine kontrol­ lierte Strömungsführung erreicht, die im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Klassierungsergebnisse liefert. Wesentlich ist dabei, dass der un­ tere, kegelförmige Einbau mit dem Gehäuse einen definierten Spalt bildet. Dieser Spalt ist entscheidend für die verbesserten Klassierungseigenschaften des erfindungsgemäßen Zyklonsichters. Durch Einstellung der Spaltgröße kann Einfluß auf die Kornverteilung der zu verarbeitenden Pulver genommen werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Fig. 1 bis 5 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen für Zyklon­ sichter nach der Erfindung erläutert werden.

In allen Figuren ist das Gehäuse des Zyklonsichters 1 mit 2, sein oberer Ab­ schnitt mit 3, sein mittlerer, sich konisch nach unten verjüngender Abschnitt mit 4 und sein unterer Abschnitt mit 5 bezeichnet. Im oberen Abschnitt 3 be­ findet sich ein Sichter 6. Nur das Sichterrad ist schematisch dargestellt. Au­ ßerdem ist der obere Abschnitt seitlich mit einem Träger­ gas-/Produkt-Einlass 7 (vorzugsweise tangential angeordnet) und mit einem Trägergas-/Feingutaustrag 8 (zentral angeordnet) ausgerüstet. Die Achse des Systems ist mit 9 bezeichnet.

Etwa in Höhe des mittleren Abschnittes 4 befinden sich zwei zentral angeord­ nete, rotationssymmetrische Einbauten. Zum einen handelt es sich um einen oben und unten offenen, sich (zumindest im Bereich seines unteren Abschnit­ tes) nach unten verjüngenden Einbaus 10, dessen oberer Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Sichterrades 6. Er kann sich bis in den oberen, vorzugsweise zylindrischen Abschnitt 3 des Gehäuses 2 hineinerstrecken und unmittelbar unterhalb des Sichterrades 6 enden. Unterhalb des Einbaus 10 be­ findet sich der zweite Einbau 11, der mit Abstand unterhalb der unteren Öff­ nung des Einbaus 10 angeordnet ist und die Form eines sich nach unten er­ weiternden Kegelmantels hat. Dieser kegelförmige Einbau 11 ist am Einbau 10 höhenverstellbar befestigt. Dazu ist eine am Einbau 10 befestigte Strebe 12 vorgesehen, an der ein Träger 13 des Kegels 11 in der Höhe einstellbar, z. B. über ein Gewinde, gehaltert ist.

Der untere Gehäuseabschnitt 5 ist mit einem im einzelnen nicht dargestellten Grobgut-Auslass (angedeutet durch den Pfeil 14) ausgerüstet. Außerdem sind ein oder mehrere (zwei sind dargestellt) Rohranschlüsse 15 für die Zufuhr von Sekundärgasen, vorzugsweise Sekundärluft, vorgesehen. Diese können radial in den unteren Gehäuseabschnitt 5 münden (Fig. 1, 4 und 5).

Tangential mündende Rohranschlüsse 15 sind in den Fig. 2 und 3 darge­ stellt. Die Lösungen nach diesen Figuren unterscheiden sich in der Drehrich­ tung der Wirbel, die von den eintretenden Sekundärluftströmen erzeugt wer­ den (Pfeile 16, 17).

Während des Betriebs des Zyklonsichters 1 nach der Erfindung tritt der Pro­ dukt-/Trägergasstrom tangential in Höhe des Sichterrades 6 in den oberen Ab­ schnitt 3 des Gehäuses 2 ein. Sehr feine Partikel folgen dem Trägergas durch das Sichterrad 6 und verlassen das Gehäuse 2 durch den Trägergas-/Feingut- Austrag. Der verbliebene Anteil des eingetragenen Produkt-/Trägergasstromes strömt in dem Ringraum zwischen dem Einbau 10 und dem Außengehäuse 2 in spiralförmigen Bahnen nach unten. Der Einbau 10 hat den an sich bekannten Zweck, die im peripheren Bereich abwärts und im zentralen Bereich aufwärts gerichteten Trägergas-/Partikelströme voneinander zu trennen.

Der untere Einbau 11 bildet mit dem Außengehäuse 2 einen definierten Spalt 18. Im Bereich dieses Spaltes findet eine weitere Sichtung der abwärts ge­ richteten Trägergas-/Partikelströme statt. Diese Sichtung ist besonders wirk­ sam, wenn mit Hilfe von Sekundärluft, zugeführt über die Rohranschlüsse 15 am unteren Gehäuseabschnitt 5, im Bereich des Spaltes 18 ein Gegenstrom erzeugt wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, auch die Sekundärluft tangential zuzuführen, und zwar entweder gleichsinnig oder gegensinnig mit der bzw. zur Zufuhr des Trägergas-/Partikelstroms. Das im Spalt 18 abgetrennte Fein­ gut wird durch das Innere des Einbaus 10 erneut zum Sichter 6 geführt. Das Produkt, das den Spalt 18 passiert, wird als Grobgut ausgetragen.

Der kegelförmige Einbau 11 hat zum einen die Aufgabe, ein erneutes Aufstei­ gen des sich im unteren Bereich des Gehäuses 2 befindlichen Produktes auf­ grund von Strömungsturbulenzen zu verhindern. Neben der Drehzahl des Sichters 6 und die zugeführte Sekundärluftmenge beeinflusst die Größe des Spaltes 18 den Feinanteil am Feingut. Dadurch, dass die Größe des Spaltes 18 einstellbar ist, kann auch der Feinanteil am Feingut variiert werden.

In Fig. 1 hat der Einbau 10 über seine gesamte Höhe eine konische, sich nach unten verjüngende Form. Die Ebene seiner oberen Öffnung liegt unmit­ telbar unterhalb des Sichterrades 6. Die Ebene seiner unteren Öffnung liegt im Bereich der mittleren Höhe des konischen Abschnittes 4 des äußeren Ge­ häuses 2.

Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Gestaltungen des Einbaus 10. Er weist ähnlich dem Gehäuse 2 unterschiedliche Abschnitte auf.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 sind ein unterer konischer Abschnitt 10a und ein oberer zylindrischer Abschnitt 10b vorgesehen. Der Übergang von zylind­ risch zu konisch liegt etwa in der gleichen Höhe wie beim äußeren Gehäuse 2 (Übergang von Abschnitt 3 zu Abschnitt 4).

Bei der Ausführung nach Fig. 5 schließt sich an die obere Öffnung des Ein­ baus 10 zunächst ein sich konisch nach unten erweiternder Abschnitt 10c an. Dieser Abschnitt kann übergehen - wie in Fig. 5 dargestellt - in den zylind­ rischen Abschnitt 10b oder direkt in den konisch sich nach unten verjüngen­ den Abschnitt 10a.

Wie bereits erwähnt, hat der Zyklonsichter nach der Erfindung nicht nur ver­ besserte Klassierungseigenschaften; er erlaubt es darüber hinaus, gezielt Ein­ fluss auf die Größe des Feinanteiles eines feinkörnigen Pulvers zu nehmen. Versuche haben ergeben, dass der Feinanteil < 10 µ innerhalb relativ großer Bereiche variierbar ist. Allein durch Veränderung des Sekundärluftvolumen­ stromes oder der Umfangsgeschwindigkeit des Sichterrades lässt sich der Feinanteil bereits in einem Bereich einstellen, der zwischen einem ersten (kleineren) Wert und einem zweiten um bis zu 70% vergrößerten Wert liegt. Auf diese Partikelgrößenverteilung kann weiterhin durch Veränderung der Größe des Spaltes 18 Einfluss genommen werden.

Bei den Versuchen bezüglich der Einflüsse von Drehzahl und Sekundärluft­ menge betrug die Größe des Spaltes 18 etwa 10 mm (bei einem Durchmesser des unteren Randes des Kegels 11 von etwa. 130 cm). Durch Veränderung der Höhe des Kegels 11 ist der Spalt 18 in einem weiten Bereich einstellbar.

Claims (15)

1. Zyklonsichter (1) mit einem sich vertikal erstreckenden Gehäuse (2) mit einem oberen Gehäuseabschnitt (3), in dem sich ein Sichter (6) mit ei­ nem Sichterrad befindet und der mit einem Trägergas/Produkt-Einlauf sowie mit einem Trägergas/Feingut-Austrag ausgerüstet ist, mit einem mittleren Gehäuseabschnitt (4), der sich konisch nach unten verjüngt und in dem sich ein zentraler, der Gas/Produkt-Führung dienender Einbau (10) befindet, sowie mit einem unteren Gehäuseabschnitt (5), der mit ei­ nem Grobgut-Austrag (14) ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich die untere Öffnung des zentralen Einbaus (10) in Höhe des koni­ schen Gehäuseabschnittes (4) befindet und dass unterhalb der unteren Öffnung ein weiterer Einbau (11) angeordnet ist, der die Form eines sich nach unten erweiternden Kegels hat.

2. Zyklonsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zent­ rale Einbau (10) in Höhe des konischen Gehäuseabschnittes (4) ebenfalls konisch sich nach unten verjüngend ausgebildet ist.

3. Zyklonsichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koni­ zität von Einbau und Gehäuseabschnitt etwa gleich ist.

4. Zyklonsichter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die äußere Kante des kegelförmigen Einbaus (11) im unteren Be­ reich des konischen Gehäuseabschnittes (4) befindet.

5. Zyklonsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der untere kegelförmige Einbau (11) höhenverstellbar ist.

6. Zyklonsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der untere zentrale Einbau (11) am oberen zentralen Einbau (10) befestigt ist.

7. Zyklonsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass sich der obere zentrale Einbau (10) bis in den oberen Gehäuseabschnitt (3), vorzugsweise bis zum unteren Ende der Sichter­ radblätter, erstreckt.

8. Zyklonsichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zen­ trale Einbau (10) im Bereich des oberen Gehäuseabschnittes (3) zylind­ risch (Abschnitt 10b) ausgebildet ist.

9. Zyklonsichter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die obere Öffnung des zentralen Einbaus (10) ein konisch sich nach unten erweiternder Abschnitt (10c) anschließt, an den sich nach unten entweder der zylindrische Abschnitt (10b) oder der konische Ab­ schnitt (10a) anschließt.

10. Zyklonsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der untere Gehäuseabschnitt (5) mit mindestens ei­ nem Rohranschluß (15) für eine Sekundarluftzufuhr ausgerüstet ist.

11. Zyklonsichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Rohranschlüsse (15) zur radial oder tangential gerichteten Luft­ zufuhr vorgesehen ist/sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der tan­ gentiale Trägergas-/Produkt-Einlass (7) und ein tangential angeordneter Rohranschluß (15) derart angeordnet sind, dass die erzeugten Gaswirbel eine entgegengesetzte Drehrichtung haben.

13. Verfahren zur Beeinflussung der Kornverteilung von Pulvern, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zyklonsichter mit den Merkmalen eines der Patentansprüche 1 bis 12 verwendet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Träger­ gas-Produkt-Gemisch und die Sekundärluft derart tangential dem Zyklonsichter zugeführt werden, dass die Drehrichtung des Trägergas- Produkt-Wirbels der Drehrichtung des von der Sekundärluftzufuhr gebil­ deten Wirbels entgegengerichtet ist.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Feinanteil der Kornverteilung Einfluss genommen wird, indem die Drehzahl des Sichters (6), die zugeführte Sekundärluftmenge und/oder die Höhe des kegelförmigen Einbaus (11) verändert wird.