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Zentrifugalwindsichter Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalwindsichter
mit einen tangentialen Lufteinlaß und einen; zentralen unteren Luftauslaß aufweisendem
stillstehendem Sichtraum sowie Sichtgutaufgabe von oben über ein Leitwerk für die
Bildung eines gleichmäßig verteilten ringförmigen Vorhanges, wobei die Breite des
tangentialen Einlaßkanals mittels eines längs der Peripherie des Mantels bewegbaren
Schiebers einstellbar ist.
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Zentrifugalwindsichter dieser Art sind in verschiedenen Ausführungen
bekannt, besitzen aber Nachteile, die insbesondere auf die feststehende Anordnung
der Sichtguteinführungsorgane zurückzuführen sind. Eine Änderung der Sichtraumhöhe
führt zwangläufig zu einer Änderung der Sichtguteinführung, die dann für jede Einstellung
der Sichtraumhöhe von neuem eingestellt werden muß. Das stört aber erheblich den
Betrieb der Windsichter und gewährleistet keine für jede Sichtraumhöhe zweckmäßige
Sichtguteinführung.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese Nachteile sehr leicht vermeiden
kann, wenn man erfindungsgemäß das Leitwerk und die obere Begrenzung des Sichtraumes
als Einheit zusammen zur Einstellung der Höhe des Sichtraumes vertikal verschiebbar
macht. Durch diesen Zusammenbau der Einführungsanordnung für das Sichtgut mit der
oberen Begrenzungswand des Sichtraumes zu einer heb- und senkbaren Einheit wird
erreicht, daß die Höhe des Sichtraumes in gewünschter Weise eingestellt werden kann,
ohne daß die Einführung des Sichtgutes irgendwie gestört wird bzw. verändert zu
werden braucht. Dadurch ist der Betrieb des Windsichters in entscheidender Weise
vereinfacht und eine völlige Gleichmäßigkeit sichergestellt.
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Die Erfindung ist an Hand zweier auf der Zeichnung veranschaulichter
Ausführungsformen näher beschrieben; in der Zeichnung zeigt F i g. 1 die eine Ausführungsform
im Vertikalschnitt, F i g. 2 dieselbe in einem Horizontalschnitt nach der Linie
II-II in F i g. 1, F i g. 3 die zweite Ausführungsform im Vertikalschnitt.
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Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Zentrifugalwindsichter besteht
aus einem im wesentlichen zylindrischen Mantel 1, der mit einem tangentiäl gerichteten
Lufteinlaß 2 in einem Stück ausgebildet ist, und einem im Mantel 1 befestigten trichterförmigen
Unterteil 3, der einen Sammelraum für das abgeschiedene gröbere Gut bildet und einen
für dieses bestimmten Auslaß 4 aufweist. Ein zentraler Luftauslaß 5 ist im Zentrum
der oberen Partie des Unterteiles 3 angebracht und steht über einen durch den Mantel
1 gehenden Kanal 6 mit einer zu einem Ventilator führenden Leitung 7 in Verbindung,
die mit einer Klappe 8 zur Regelung der Größe des Luftstromes versehen ist.
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Am Umfang des Luftauslasses 5 ist ein schwach konisches Blech 9 befestigt,
das den Sichtraum nach unten begrenzt. Nach oben wird dieser Raum von der Unterseite
eines konischen Gutverteilers 10 und von einem konischen Flansch 11 in einem den
Gutverteiler 10 umgebenden konischen Mantel 12 begrenzt. Der Mantel 12 ist
seinerseits an einem Blechzylinder 13 befestigt, der sich durch eine zentrale Öffnung
in einem den Windsichter nach oben abschließenden Oberteil 14 hindurch erstreckt.
Der Gutverteiler 10 ist an einer Stange 15 befestigt, deren oberer Teil mit einem
Gewinde versehen ist und eine Mutter 16 trägt, die auf einem Joch 17 ruht, das am
Zylinder 13 befestigt ist. Durch Anziehen der Mutter 16 kann der Mantel 12 zum Anliegen
an eine Anzahl am Umfang des Gutverteilers 10 befestigter Abstandsstücke 18 gebracht
werden, die die Größe des Spaltes zwischen dem Gutverteiler 10 und dem Mantel 12
bestimmen. Auf den oberen mit Gewinde versehenen Teil der Stange ist weiter ein
Handrad 19 aufgeschraubt, das an einem am Oberteil 14 befestigten Joch 20 anliegt.
Mit Hilfe dieses Handrades kann
die ganze, auf dem Gutverteiler
10, dem Zylinder 13 und dem Mantel 12 gebildete Anordnung angehoben und gesenkt
werden, wodurch sich die Höhe einstellen läßt.
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In den Zylinder 13 ist um die Stange 15 ein Guteinlaßtrichter
21 eingesetzt, der vertikal verschiebbar ist. An seinem Umkreis ist der Trichter
21 mit einer Anzahl Bolzen 22 versehen, die durch Schlitze 23 im Zylinder
13 herausragen. und an denen Muttern 24
befestigt sind, mit deren Hilfe
der Trichter 21 in der gewünschten Lage fixiert werden kann.
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Der Lufteinlaß 2 kann ganz oder teilweise mit Hilfe einer Klappe abgeschlossen
werden, die von einem im wesentlichen halbkreisförmig gebogenen Blech 25 gebildet
wird, das in Führungen 26 gleitet.
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Das zu sichtende Gut wird in den Trichter 21 aufgegeben und gleitet
danach an der konischen Oberfläche des Gutverteilers 10 in einer Menge herab, die
von, dem Spalt zwischen dem oberen Ende des Gutverteilers 10 und dem unteren
Ende des Trichters 21
bestimmt wird. Dieser Spalt ist durch Einstellung der
Lage des Trichters 21 3n der obengenannten Weise regelbar. Das Gut rutscht danach
in den Sichtraum durch den Spalt zwischen dem Gutverteiler 10 und dem Mantel 12
herab. Luft strömt durch den Einlaß 2 ein, und ihr wird eine rotierende Bewegung
im Mantel 1 erteilt, wonach sie unter fortgesetzter Rotation in den Sichtraum einströmt
und durch den zentralen Auslaß 5 ausströmt, wobei das zu sichtende Gut durch die
Luftrotation mitgenommen wird. Das feinere Gut folgt dem Luftstrom nach dem Zentrum
mit und kann aus dem durch die Auslaßleitung 6 abziehenden Luftstrom abgeschieden
werden, während das gröbere Gut von der Zentrifugalkraft nach außen gegen den Umfang
des Sichtraumes geschleudert wird, wo es in den Unterteil 3 des Sichters herabrutscht
und durch die Öffnung 4 entnommen wird. Die tangentiale Geschwindigkeitskomponente
der Luft im Sichtraum wird durch eine größere oder geringere Drosselung des Lufteinlasses
mit Hilfe der Klappe 25 eingestellt, während ihre radiale Geschwindigkeitskomponente
von der Höhe des Sichtraumes bestimmt wird, die in der oben angegebenen Weise einstellbar
ist. Durch diese kombinierte Einstellungsmöglichkeit kann eine sehr scharfe Fraktionierungsgrenze
innerhalb weiter Korngrößengrenzen eingestellt werden, und gleichzeitig läßt sich
sowohl die radiale als auch die tangentiale Geschwindigkeitskomponente innerhalb
weiter Intervalle variieren, wodurch es möglich ist, die Verhältnisse im Sichtraum
dem Charakter res behandelten Gutes anzupassen und den Sichter in so effektvoller
Weise wie möglich für das jeweilige Gut auszunutzen. Dies eraibt sich klar aus der
nachstehenden Überlegung.
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Ein Partikel, das sich im Sichtraum befindet, wird von zwei entgegengesetzt
gerichteten Kräften beeinflußt. Die eine Kraft ist radial nach außen gerichtet,
und ihre Größe hängt von der tangentialen Geschwindigkeit des Gases, dein Rotationsradius
sowie dem Durchmesser und dem spezifischen Gewicht des Partikels ab. Die andere
Kraft ist radial nach innen gerichtet und entsteht als Folge. der Reibung des Gases
an der PartikeloberHäche. Diese Reibung ist ihrer Größe nach von der radialen Strömungsgeschwindigkeit
des Gases, dem Durchmesser des Partikels, dem spezifischen Gewicht des Gases und
einem Widerstandskoeffizienten abhängig, der seinerseits eine Funktion der ReynolAchen
Zahl und der kinematisehen Viskosität des Gases ist. Für die beiden Kräfte erhält'man
folgende Ausdrücke
In diesen beiden Ausdrücken ist C die radial nach außen gerichtete Kraft, D der
Durchmesser des Partikels, y" das spezifische Gewicht des Partikels, Vt die tangentiale
Gasgeschwindigkeit, R der Rotationsradius (Radius des Sichtraumes), Fr die radial
nach innen gerichtete Kraft, y1 das spezifische Gewicht der Luft, VR die radiale
Gasgeschwindigkeit, C" ein Widerstandskoeffizient, g die Schwerkraftskonstante.
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Für eine gegebene Gasmenge ist Vt eine Funktion der Breite des Gaseinlasses
und VR eine Funktion der Höhe des Sichtraumes.
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Wird C = F" gesetzt, so kann, wenn die übrigen Werte
der Variabeln bekannt sind, D gelöst werden. Ein Partikel mit diesem Durchmesser
befindet' sich im Gleichgewicht, während größere Partikeln nach außen geschleudert
werden und kleinere Partikeln dem Gasstrom nach innen mitfolgen. Der Durchmesser
D bedeutet also die Fraktionierungsgrenze bei den herrschenden Verhältnissen.
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Beim Studium der Gleichungen sieht man ohne weiteres ein, daß für
ein gewisses im Gleichgewicht befindliches Partikel (eine gewisse Fraktionierungsgrenze)
ein beliebiger Wert für V, oder VR gewählt werden und VR bzw. Vt berechnet werden
kann. Wenn eine gewisse Sichtraumhöhe gewählt worden ist, kann also eine dieser
Höhe entsprechende Einlaßbreite leicht berechnet und eingestellt werden, und wenn
auf der anderen Seite eine gewisse Einlaßbreite gewählt worden ist, kann eine entsprechende
Sichtraumhöhe leicht berechnet und eingestellt werden.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß, wenn die Höhe des Sichtraumes
unveränderlich ist, man eine gewisse gewünschte Fraktionierungsgrenze nur bei einem
bestimmten Wert der tangentialen Luftgeschwindigkeit (Breite des Lufteinlasses)
erhalten kann. Wenn auf . der anderen Seite die Breite des Lufteinlasses unveränderlich
ist, kann man eine gewünschte Fraktionierungsgrenze -nur bei einer bestimmten radialen
Luftgeschwindigkeit erhalten (Sichtraurnhöhe). In diesen beiden Fällen ist man also
an einen bestimmten Wert sowohl der tangentialen als auch der radialen Luftgeschwindigkeit
gebunden, um eine gewisse gewünschte Fraktionierungsgrenze zu erhalten. Wenn dagegen
erfindungsgemäß sowohl die Breite des Lufteinlasses als auch die Höhe des Sichtraumes
variiert werden können, ist es möglich, die gewünschte Fraktionierungsgrenze in
weiteren Gebieten sowohl für die radiale als auch für die tangentiale Luftgeschwindigkeit
zu eurhaken, vorausgesetzt, daß diese beiden Variablen in Übereinstimmung mit den
oben angeführten Gleichungen einander angepaßt sind. Dies bedeutet, daß man entweder
die radiale Luftgeschwindigkeit oder die tangentiale Luftgeschwindigkeit in solcher
Weise frei wählen kann, daß sie sich für das zu behandelnde Material
eignet,
und daß man danach die tangentiale bzw. die radiale Geschwindigkeit so einstellen
kann, daß man die gewünschte Fraktionierungsgrenze erhält. Beispielsweise kann es
für gewisse Materialien zweckmäßig sein, das Material einem intensiven zentrifugalen
Feld auszusetzen. In solchen Fällen kann man eine hohe tangentiale Luftgeschwindigkeit
wählen und danach eine dieser und der gewünschten Fraktionierungsgrenze entsprechende
hohe radiale Luftgeschwindigkeit einstellen. Weiter kann es für gewisse Materialien
wünschenswert sein, beispielsweise mit einer großen Sichtraumhöhe zu arbeiten, wenn
man voluminöses Gut hat, das fraktioniert werden soll. In einem solchen Fall kann
die Fraktionierungsgrenze durch Einstellung einer entsprechenden Lufteinlaßbreite
eingestellt werden.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Kombination
eine scharfe Einstellung einer gewünschten Fraktionierungsgrenze unter gleichzeitiger
Rücksichtnahme auf den Charakter des behandelten Gutes ermöglicht, und zwar in einer
Weise, wie es nicht möglich ist, wenn nur die tangentiale oder nur die radiale Luftgeschwindigkeit
variiert werden kann. Weiter ist es möglich, für jedes Material die Verhältnisse
so zu gestalten, daß der Apparat so effektvoll wie möglich für dieses Material dadurch
ausgenutzt wird; daß höchstriiögliche Luftgeschwindigkeiten gewählt werden, die
das Material aushalten kann.
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Die Ausführungsform nach F i g. 3 stimmt im wesentlichen mit der oben
beschriebenen Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 überein, und die Teile, die gleich
sind, haben die gleichen Bezugszeichen erhalten und brauchen daher nicht erneut
beschrieben zu werden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist die den Sichtraum begrenzende
Wand 9' eben anstatt konisch, und ebenso ist der Flansch 11' am Mantel 12 eben.
Weiter ist im Gutverteiler 10 ein Elektromotor 27 eingebaut, der von einem im Gutverteiler
angeordneten Stativ 28 getragen wird. Auf der Motorwelle 29 ist eine mit Schaufeln
31 versehene Scheibe 30 befestigt. Dem zwischen dem Gutverteiler 10 und dem Mantel
12 herabrutschenden Gut wird von den Schaufeln 31 eine tangentiale Geschwindigkeitskomponente
erteilt, die der tangentialen Geschwindigkeitskomponente der Luft entspricht, wenn
die Klappe 25 in einer Mittellage eingestellt ist. Hierdurch wird, wie oben dargelegt,
das Fraktionierungsvermögen verbessert. Der Gutverteiler 10 ist mit dem Mantel 12
durch Abstandsstücke 18' fest verbunden, die rohrförmig sind. Durch sie wird von
den Schaufeln Luft zur Kühlung des Motors 27 eingesaugt. Im übrigen stimmt die Funktion
der Ausführungsform nach F i g. 3 vollständig mit der oben beschriebenen Funktion
der Ausführungsform nach F i g. 1 und 2 überein.