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Verfahren zum Sichten von pulver-und grießförmigem Gut und Einrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum
Sichten von pulver- und grießförmigem Gut, bei welchem ein gasförmiger oder flüssiger
Trägermittelstrom in einer Schraubenbewegung durch einen vertikalachsigen Sichtraum
geführt wird, der von außen durch einen in der Hauptsache zylindrischen, rotierenden
Mantel begrenzt ist, der im gleichen Sinne wie das Trägermittel dreht, und bei welchem
das zu sichtende Gut dem Trägermittelstrom in radialem Abstand von der Innenfläche
des Mantels beigement wird.
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Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt, womit jedoch der
Nachteil verbunden ist, daß das Trägermittel bis zu der Aufgabestelle nicht frei
von Sichtgut ist. Das an die Wand des Mantels gelangende Sichtgut fällt nämlich
bei dem bekannten Verfahren entgegen der Gasströmung nach unten, wobei sich feinere
und gröbere Teilchen miteinander vermengen. Dieses Teilchengemisch wird sodann im
untersten Teil des rotierenden Mantels einer Nachbehandlung unterzogen, indem es
von dem eintretenden Luftstrom aufgewirbelt wird. Nur die gröbsten Teilchen fallen
ganz nach unten, während die übrigen Teilchen vom Luftstrom mitgerissen werden.
Der ins Mantelinnere eintretende Luftstrom ist also schon mit schwebenden Teilchen
versetzt, bevor er seine Drehbewegung erhält. Damit ergibt sich eine regellose Verteilung
des Sichtgutes im Luftstrom, so daß eine hinreichende Ordnung der Teilchen nach
Teilchengröße auf der Mantelinnenfläche nicht erhalten wird.
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Die bekannten Aufgabevorrichtungen sind nicht so gebaut, daß alle
Teilchen denselben Bedingungen unterworfen sind. Im Zentrum verlassen nämlich die
Teilchen einen Ringspalt mit einer relativ kleinen Umfangsgeschwindigkeit. Die mit
der Aufgabevorrichtung fest verbundenen Ventilatorflügel erstrecken sich nämilch
radial in den Strömungsraum, und ihre Umfangsgeschwindigkeit ist um so größer, je
weiter man sich von der Achse entfernt. Die aus der hohlen Welle austretenden Teilchen
bleiben also bei der Drehung der bekannten Ventilatorflügel zurück, und zumindest
die den Flügeln zunächstliegenden Teile prallen auf die Flügel auf und werden von
diesen danach wieder abgeschleudert. Die im Strömungsraum enthaltenen Flügel bringen
somit eine Unordnung in die Teilchen, so daß gleiche Bedingungen für alle Teilchen
nicht gegeben sind.
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Bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen ist auch eine separate
Abtrennung der auf eine bestimmte Zone des Mantels gelangenden Teilchen nicht vorgesehen.
Die bekannten Einrichtungen können allerdings die Gewähr dafür leisten, daß verhältnismäßig
feine Teilchen nicht mehr in den Austragstrichter gelangen, aber eine genaue Abtrennung
der Teilchengröße, wie sie bei Bestimmung des Teilchenspektrums eines Gutes erforderlich
ist, kann nicht erreicht werden.
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Ferner ist in einem bekannten Falle eine Verkopplung der Drehung der
Luftflügel mit der Drehung der Aufgabevorrichtung vorgesehen, was aber gleichfalls
nachteilig ist, weil man für eine gute Verteilung des Sichtgutes die Aufgabevorrichtung
vorteilhaft schneller umlaufen läßt als den Luftstrom.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile
zu beseitigen und eine Verbesserung der Trennschärfe zwischen Grobgut und Feingut
zu erreichen.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß dem
Trägermittel die Drehbewegung vor Eintritt in den Sichtraum erteilt und anschließend
das Sichtgut am Sichtraumanfang in das Trägermittel eineschleudert wird, wobei das
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mittel radial außerhalb der Einschleuderstelle
im Sichtraum einen unterbrochenen Ringraum ausfüllt, sich in gleicher axialer Richtung
wie das sich absetzende Sichtgut bewegt und die auf mindestens einen axial begrenzten
Bereich der Innenfläche des rotierenden Mantels auftreffenden Teilchen gesondert
gesammelt werden.
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Diese Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Querbewegungen
im Trägermittelstrom bei den bekannten Einrichtungen hauptsächlich darin begründet
sind, daß die Drehbewegung der wandnahen Teilchen des Trägermittelstromes abgebremst
wird und stets wieder energiereichere Teilchen von innen in die Grenzschicht eindringen.
Die Turbulenz der Strömung wird so erhöht, und es kann daher das an die Wand geschleuderte
Gut wieder aufgewirbelt werden. Durch die erwähnten erfindungsgemäßen Maßnahmen
wird aber nun die erwähnte Turbulenzerhöhung vermieden und eine stabile Strömung
erhalten. Darüber hinaus behalten die an die Wand abgeschleuderten Teilchen des
abzuscheidenden Gutes ihre Drehbewegung und werden durch Zentrifugalwirkung an die
Wand gedrückt.
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Zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens bezieht sich
die Erfindung auf eine Einrichtung mit einem um seine vertikale Achse drehbar gelagerten,
in der Hauptsache zylindrischen Mantel, dessen Inneres für den Durchtritt eines
gasförmigen oder flüssigen Trägermittels für das Sichtgut bestimmt ist und mindestens
zum Teil als Sichtraum dient, einem Antrieb für diesen Mantel, Mittel zur Erteilung
einer mit dem Mantel gleichsinnigen Drehbewegung an das Trägermittel und einer im
Inneren des Mantels untergebrachten rotierenden Aufgabevorrichtung mit im Abstand
von der Mantelinnenfläche angeordneten Öffnungen für den Austritt des Sichtgutes
in das Trägermittel.
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Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Aufgabevorrichtung,
in Strömungsrichtung des Trägermittels betrachtet, am Anfang des Sichtraumes angeordnet
ist und radial außerhalb der Öffnungen für den Austritt des Sichtgutes den unterbrochenen
Ringraum für den Durchtritt des Trägermittels frei läßt, daß die Mittel zur Erteilung
einer Drehbewegung an das Trägermittel, in dessen Strömungsrichtung be-. trachtet,
ausschließlich vor der Aufgabevorrichtung angeordnet sind und daß ferner Mittel
für die gesonderte Austragung des in mindestens einer axial begrenzten Zone auf
der Innenfläche des Mantels abgesetzten Sichtgutes vorhanden sind. Hierdurch werden
alle Teilchen des zu sichtenden Gutes am Anfang des Sichtraumes in gleichem radialem
Abstand von der Innenfläche des rotierenden Mantels zugeführt. Radial außerhalb
der Eintrittsstelle füllt das Trägermittel den erwähnten ununterbrochenen Ringraum,
der also nicht durch Ventilatorflügel unterteilt ist. Dies bewirkt, daß alle Teilchen,
die in den Trägermittelstrom gelangen, den gleichen Bedingungen unterworfen sind,
wie das bereits erwähnt wurde.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der
nun folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die Zeichnung.
In dieser zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine hauptsächlich als Laborsichter
verwendbare Ausführung, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der F i g. 1,
F i g. 3 einen Teil der F i g. 1 in größerem Maßstab, F i g. 4 einen Schnitt nach
der Linie IV-IV der F i g. 3, F i g. 5 einen Vertikalschnitt durch eine vorzugsweise
als Industriesichter verwendbare Ausführung. Die in den F i g. 1 bis 4 dargestellte
Einrichtung weist einen Abscheideraum 1 auf, der von außen durch einen zylindrischen
Mantel 2 begrenzt ist. Dieser Mantel 2 ist als dünnwandiger Hohlzylinder ausgebildet
und auswechselbar in einem zylindrischen Hohlkörper 3 eingesetzt, welcher in Kugellagern
4
und 5 um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Das Kugellager
4 sitzt in einer unteren Platte 6 eines Ständers 7 und das Kugellager
5 in einer oberen Platte 8, welche durch vertikale Streben 9 mit der unteren Platte
6 verbunden ist.
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Als Trägermittel wird atmosphärische Luft dem Abscheideraum 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 anderen Seite durch einen zentralen
rotationssymmetrischen Körper 12 begrenzt ist.
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Dem Ringraum 10 vorgelagert ist ein Leitapparat mit um Achsen 13 drehbaren
Leitschaufeln 14. Für die gemeinsame Verstellung der Leitschaufeln können irgendwelche
bekannte Verstellmechanismen vorgesehen sein. Der Einfachheit halber ist hier angenommen,
daß der zentrale Körper 12 in einem Außenring 15 beschränkt drehbar gelagert sei
und daß die Leitschaufeln mit Zapfen 16 in Schlitze dieses Körpers 12 eingreifen,
so daß sie bei Drehung des Körpers 12 um seine Achse gemeinsam verstellt werden.
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Die Leitschaufeln 14 erteilen der eintretenden Luft eine Drehbewegung,
welche, von oben gesehen, entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn verläuft. Nach Umlenkung
in die axiale Richtung, wobei sich infolge der Querschnittsverminderung die Geschwindigkeit
erhöht, strömt dann die Luft in einer Schraubenbewegung durch den Abscheideraum
1.
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Utnerhalb des Abscheideraumes 1 schließt an den drehbaren Hohlkörper
3 ein feststehendes, sich erweiterndes Rohrstück 17 an, welches über Rippen
18
mit der unteren Platte 6 verbunden ist. Dieses Rohrstück 17 ist weiter
durch ein zylindrisches Rohrstück 19 und ein sich verengendes Rohrstück 20 fortgesetzt.
Zur Förderung 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 Drosselscheibe
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.
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Das zu sichtende Gut wird über eine am Eintritt des Abscheideraumes
1 koaxial zu diesem angeordnete Streuscheibe 28 in den Trägermittelstrom eingegeben.
Diese Streuscheibe 28 ist am unteren Ende eines koaxial zum Abscheideraum 1 im zentralen
Körper 12 über Kugellager 29, 30 gelagerten Rohres 31 befestigt und dreht sich gleichsinnig
mit dem Trägermittelstrom. Der Antrieb erfolgt durch ein am oberen Ende des Rohres
31 aufgesetztes Turbinenrad 32, welches auf nicht näher dargestellte Art, beispielsweise
durch Druckluft, in Drehung versetzt wird.
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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, durch welche nun das zu behandelnde Gut unter gleichzeitiger Rotation
in den Trägermittelstrom austritt. 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.
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Von dem in den Trägermittelstrom eingebrachten Gut durchlaufen die
grobkörnigen Anteile den Weg bis zum Außenmantel 2 in kurzer Zeit, so daß sie schon
wenig unterhalb der Streuscheibe 28 auf den Mantel 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 schraubenförmig nach unten bewegenden Luftstrom
mitgetragen, bis es auf den Mantel 2 auftrifft. Das auf dem Mantel aufgefangene
Gut ist somit in der axialen Richtung nach der Korngröße geordnet.
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Um aber im Trägermittelstrom eine schädliche Turbulenz zu vermeiden,
welche zu einer Durchmischung der verschiedenen Kornanteile führen würde, wird nun
der den Abscheideraum von außen begrenzende Mantel 2 gleichsinnig mit der Schraubenbewegung
des Trägermittels in Drehung gehalten. Zu diesem Zweck ist der den Mantel 2 tragende
Hohlkörper 3 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. Infolge des Mitdrehens des Mantels 2
in gleichem Sinn
wie die Schraubenbewegung des Trägermittels wird dabei vermieden, daß die Drehbewegung
des Trägermittels an der Außenwand des Abscheideraums abgebremst wird. Man erhält
eine stabile Strömung mit geringer Turbulenz. Außerdem haften die abgeschiedenen
Teile infolge ihrer Zentrifugalkraft gut am Außenmantel 2, so daß die Gefahr, daß
sie vom Trägermittelstrom wieder mitgerissen werden könnten, gering ist. Es ergibt
sich somit auf dem Mantel 2 eine saubere Ordnung des aufgefangenen Gutes nach Korngröße.
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Um das aufgefangene Gut in gewisse Bereiche der Korngröße aufzuteilen,
ist der Mantel 2 auf der Innenseite mit einer Reihe von axial im Abstand voneinander
angeordneten, mit scharfen Schneiden versehenen Ringen 41 versehen. Je zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Ringen wird dann Sichtgut von einem gewissen Bereich der
Korngröße aufgefangen. Zweckmäßig wird eine Verschiebbarkeit der Ringe im Mantel
2 vorgesehen, so daß der von ihnen begrenzte Korngrößenbereich nach Wunsch verändert
werden kann.
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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 Mantel 2. Dann wird die Einrichtung abgestellt und
nach Abheben des Körpers 12 der Mantel 2 herausgenommen, und durch Abwägen des zwischen
den einzelnen Ringen 41 abgelagerten Gutes wird die Analyse nach Korngröße erhalten.
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Die Verstellbarkeit der Leitschaufeln 14 gestattet, das Verhältnis
der Drehgeschwindigkeit des Trägermittels zur axialen Geschwindigkeit im Abscheideraum
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 Mantels 2 der Drehgeschwindigkeit des Trägermittels anpassen zu können.
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Die in F i g. 5 dargestellte Einrichtung ist vorzugsweise für die
Verwendung als Industriesichter bestimmt. Der Abscheideraum ist von außen durch
einen in Rollen 42 und 43 gelagerten zylindrischen Mantel 44 begrenzt, der
durch nicht gezeigte Mittel über einen Riemen 45 angetrieben wird. Das Trägermittel
wird wieder durch einen Leitapparat, der ihm eine Drehbewegung erteilt, in den Abscheideraum
eingeführt, den es dann mit einer Schraubenbewegung durchströmt. Der Mantel 44 dreht
wieder gleichsinnig mit der Drehbewegung 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.
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Im Gegensatz zu der Ausführung nach den F i g. 1 bis 4 wird aber hier
das vom Mantel 44 aufgefangene Gut nicht zurückbehalten, sondern durch eine feststehende
Abstreifvorrichtung 50 fortlaufend ausgetragen. Die Abstreifvorrichtung 50 besteht
aus einem Rohr, welches längs einer Schraubenlinie entlang der Innenfläche des Mantels
44 geführt ist. Es ist in diesem Bereich in seiner Längsrichtung aufgeschlitzt,
wobei die freie Kante als Schaber dient und das vom Mantel 44 abgestreifte
Gut ins Innere des Rohres befördert, durch welches es hernach ausgetragen wird.
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Der Abscheideraum ist aber hier in der axialen Richtung verhältnismäßig
kurz, da nicht beabsichtigt ist, das Gut darin vollständig aus dem Trägermittel
abzuscheiden. Das Feingut wird vielmehr mit dem Trägermittel mitgeführt. Dieses
durchströmt nach Verlassen des Abscheideraums das Innere eines darunter koaxial
dazu anschließenden Zylindermantels 51, dessen trichterförmiges unteres Ende 52
über einen nachgiebigen Schlauch 53 mit einer Leitung 54 verbunden ist. Zur Förderung
des Trägermittels dient ein nicht gezeigter Ventilator, welcher beispielsweise über
zur Abscheidung des Feingutes dienende Filtersäcke an die Leitung 54 angeschlossen
sein kann.
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Um zu ermöglichen, daß je nach Wunsch Grobgut von einem kleineren
oder größeren Korngrößenbereich vom Mantel 44 aufgefangen und durch den Schaber
50 ausgetragen wird, ist der Zylindermantel 51 mit nur wenig kleinerem Durchmesser
als der Außenmantel 44 des Abscheideraums ausgeführt und innerhalb des sich drehenden
Außenmantels 44 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Er 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 der ruhende
Zylindermantel 51 bei Bedarf weiter angehoben werden, so daß nur ein kleinerer Anteil
von Grobgut vom umlaufenden Mantel 44 aufgefangen wird, dafür aber Feingut von einem
größeren Korngrößenbereich in die Leitung 54 abgeführt wird. Die Einrichtung gestattet,
eine große Menge von Aufgabegut in zwei Sichtfraktionen zu trennen.
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Statt nur einer Abstreifvorrichtung können bei der Ausführung nach
F i g. 5 zwei oder mehrere Abstreifvorrichtungen verschiedenen Zonen des sich drehenden
Außenmantels des Abscheideraums zugeordnet sein. Damit wird auch hier eine Unterteilung
des auf dem Mantel aufgefangenen Gutes in verschiedene Fraktionen möglich.
Außer
für gasförmige Trägermittel kann die beschriebene Einrichtung auch für flüssige
Trägermittel verwendet 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.