DE1910501B2 - Umluftsichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Umluftsichter, mit einem eine zentrale Sichtgutzufuhr aufweisenden Sichtraumgehäuse, in dem koaxial am oberen Ende des Sichtraumes ein Radiallaufrad angeordnet ist, und mit mehreren außerhalb des Sichtraumgehäuses gleichmäßig über dessen Umfang verteilt angebrachten Zyklonen, die einströmseitig mittels in Richtung der absoluten Austrittsgeschwindigkeit der Sichtluft aus dem Radiallaufrad verlaufender Eintrittskanäle rechteckigen Querschnitts, welche unmittelbar hinter dem Radiallaufrad angeschlossen sind, und ausströmseitig mittels von unten in die Zyklone hineinragender Tauchrohre über Austrittskanäle mit dem Sichtraum verbunden sind.

Derartige Umluftsichter sind aus der Literatur (DT-Patentanmeldung ρ 39 837 D, bekanntgemacht am 12.10.50) sowie aus der Praxis (DT-PS 11 78 284 sowie US-PS 30 95 369) bekannt Die mit Feingut beladene Sichtluft wird bei diesen Umluftsichtern in Zyklonen entstaubt, die außerhalb des Sichtraumes angeordnet sind. Der den Luftstrom erzeugende Ventilator ist bei den praktisch ausgeführten Umluftsichterr. außerhalb des Sichters angeordnet, wogegen er bei der nur druckschriftlich bekannten Ausführung, von der die Erfindung ausgeht am oberen Ende des Sichtraumes in ίο Form eines Radiallaufrades angeordnet ist Die Aufgabe des Sichtgutes in den Sichtraum erfolgt bei beiden Ausführungen durch einen angetriebenen Streuteller.

Der entscheidende Nachteil dieser bekannten Umluftsichter besteht darin, daß die Abscheideleistung der Zyklone nicht konstant ist

Der Grund dafür ist daß der zwischen Sichter und Ventilator kreisende Luftstrom entsprechend der jeweils gewünschten Feinheit des Fertiggutes verändert werden muß. Diese Veränderung der umgewälzten Luftmenge wird durch eine Widerstandsänderung im Sichter erreicht Das bedeutet aber, daß sich auch die Beaufschlagung der Zyklone mit feingutbeladener Sichtluft in gleicher Weise ändert und damit ebenfalls die Größe des Trennkorndurchmessers des in den Zyklonen abgeschiedenen Fertiggutes. Da die Endfallgesehwindigkeit des Trennkornes bei gegebenem Zyklon umgekehrt proportional der durchgesetzten Luftmenge ist, ändert sich die Abscheideleistung mit der jeweiligen Feinheit des Fertiggutes in der Weise, daß mit zunehmender Feinheit des Fertiggutes, d. h. mit abnehmender Luftgeschwindigkeit im Sichter, die Abscheideleistung der Zyklone immer geringer wird. Die aus den Zyklonen in den Sichtraum zurückströmende Sichtluft enthält deshalb einen immer größeren Anteil an Feingut. Hieraus ergibt sich, daß einmal die Trennschärfe sich durch die damit verbundene »Auffeinung« des Sichtgutes im Sichtraum verschlechtert (die Trennschärfe nimmt bekanntlich mit zunehmender Feinheit des Sichtgutes stark ab) und zum anderen die Menge des dem Sichter aufzugebenden Sichtgutes um den Betrag vermindert werden muß, der dem zurückströmenden Feingutanteil entspricht, da für jede Feinheit des Fertiggutes die spezifische Staubbeladung im Sichtraum (bei vorgegebener Luftgeschwindigkeit) einen bestimmten Wert nicht übersteigen darf. Der Bereich, in dem sich die umgewälzten Luftmengen und damit die Abscheideleistungen der Zyklone ändern, ist dabei verhältnismäßig groß. Die Feinheit des Fertiggutes, ausgedrückt in seiner spezifischen Oberfläche, ist etwa umgekehrt proportional der Wurzel aus der umgewälzten Luftmenge. Diese Feinheit muß bei industriellen Sichtern zwischen 2000 und 5000 cmVg geändert werden können. Die Endfallgeschwindigkeiten der Trennkorndurchmesser in den Zyklonen verhalten sich also ungefähr wie 6 :1, wenn die obere und untere Grenze des Verstellbereiches betrachtet wird.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Umluftsichter ist ihr verhältnismäßig hoher Leistungsbedarf Dieser hohe Leistungsbedarf hat seine Ursache in den unveränderlichen Widerständen, die durch die Sichterkonstruktion bedingt sind und die von der durchströmenden Sichtluft überwunden werden müssen, und in jenem veränderlichen Widerstand, mit dessen Hilfe die Axialgeschwindigkeit der Sichtluft im Sichtraum, d. h. die <>5 umgewälzte Luftmenge, auf den Wert gebracht wird, der die jeweils gewünschte Feinheit des Fertiggutes zur Folge hat.
Die unveränderlichen Widerstände ergeben sich

lurch die Leitungen zwischen den Zyklonen und dem Ventilator, zwischen dem Ventilator und dem Sichtraufli sowie durch den Sichtraum selbst, wobei der ^uptwiderstand vornehmlich aus dem Anschluß der Zyklonenkanäle am Sichtraumgehäuse herrührt Da nämlich die Summe der Anschlußquerschnitte der Zyklone nur einen Bruchteil des Sichtraumquerschnittes beträgt, erfährt die mit Feingut beladene Sichtluft bei ihrem Eintritt in die Zyklonenkanäle eine diesem Qu°rschnittsverhältnis entsprechende Geschwindigkeitsstei- _!0 -erung. Die «nit dieser Gesciiwindigkeitssteigerung verbundene Beschleunigung verursacht einen Druckverlust, der sich in bekannter Weise zusammensetzt aus dem Druckverlust zur Beschleunigung der reinen Sichtluft und insbesondere aus dem Druckverlust zur Beschleunigung des in der Sichtluft mitgeführten Feingutes. Auch durch einen tangentialen Anschluß der Zyklone am Sichtraum wird dieser Druckverlust nur wenig vermindert Der veränderliche Widerstand wird durch Drehzahländerung entweder des außerhalb des Sichters angeordneten Ventilators oder des Radiallaufrades erzeugt, das oberhalb des Streutellers angeordnet ist und das bei Umluftsichtem mit innenliegendem Laufrad zur Änderung der umgewälzten Luftmenge benutzt wird.

Ein anderer Nachteil der bekannten Umluftsichter liegt in der Aufgabe des Sichtgutes in den Sichtraum über einen Streuteller. Diese Art der Sichtgutaufgabe ist nicht geeignet das Sichtgut so zu dispergieren und gegebenenfalls auch zu desagglomerieren, wie es ier nachfolgende Sichtprozeß erfordert. Da für eine scharfe Trennung des Sichtgutes in Fein- und Grobgut eine möglichst vollständige Dispergierung des Sichtgutes, d. h. eine Auflösung der Sichtgutwolken und -strähnen in Teilchen, die sich der Sichtluft einzeln darbieten, unerläßliche Voraussetzung ist, kommt der Aufgabe des Sichtgutes in den Sichtraum ganz besondere Bedeutung zu. Diese Aufgabe wird aber von einem Streuteller nur sehr unvollkommen erfüllt. Mit einem Streuteller kann dem Sichtgut nicht annähernd die radiale Geschwindigkeit mitgeteilt werden, die für seine Ausbreitung und Dispergierung über den gesamten freien Sichtraumquerschnitt erforderlich wäre. Man kann leicht zeigen, daß zur Überwindung der bei industriellen Sichtern üblichen Entfernung zwischen Streutellerrand und der Wand des Sichtraumes Geschwindigkeiten notwendig sind, auf die die Teilchen des Sichtgutes von einem Streuteller üblicher Bauweise nicht zu beschleunigen sind. Um z. B. eine Entfernung von einem Meter radial zurückzulegen (wobei entgegen der Wirklichkeit angenommen wird, daß das Teilchen durch benachbarte Teilchen keine Störung erfährt), muß einem Teilchen mit einem Durchmesser von 0,1 mm und einem spezifischen Gewicht von 3,0 g/cm³ eine Anfangsgeschwindigkeit von mehr als 50 m/s erteilt werden. Für die noch kleineren Teilchen, die in der Regel den weitaus größeren Gewichtsanteil des Sichtgutes ausmachen, ist ein Mehrfaches dieser Geschwindigkeit zur Überwindung der angenommenen Strecke notwendig. An diesem Ergebnis ändert auch die Tatsache wenig, daß der Widerstand von Staubsträhnen geringer ist als der von Einzelteilchen. Es entspricht also nicht den Tatsachen, wenn angenommen wird, daß das Sichtgut vom Streuteller schleierartig über den freien Querschnitt des Sichtraumes ausgebreitet wird. Vielmehr wird die Radialgeschwindigkeit des Sichtgutes nach kurzem Flugweg zu Null, und das Sichtgut bewegt sich zunächst in Ballen und Strähnen vorwiegend nach unten.

Das Dispergieren und Aussichten des Feingutes erfolgt anschließend durch die im Sichtraum herrschende dreidimensionale Strömung der Sichtluft Bei den bekannten Umluftsichtem ist diese dreidimensionale Strömung aber nicht so ausgebildet, und zwar nach Richtung und Größe, daß sowohl Dispergieren als auch Sichten mit maximalem Effekt durchgeführt werden können. Der Grand dafür liegt in der Art der Einführung der Sichtluft in den Sichtraum und in der Gestaltung des Sichtraumes.

Die Einführung der Sichtluft in den Sichtraum erfolgt entweder durch ein kreisringförmiges Schaufelgitter, gewöhnlich Jalousie genannt, oder durch Düsen, die unterhalb des Streutellers angeordnet sind und die Sichtluft etwa tangential einblasen. Beide Arten der Sichtlufteinführung sind nachteilig.

Wird die Sichtluft über ein Schaufelgitter eingeführt so erhält sie dadurch in gewünschter Weise eine tangentiale und eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Damit entsteht im Sichtraum hinter dem Schaufelgitter eine mehr oder weniger ausgeprägte Drallströmung. Eine solche rotationssymmetrische DraJlströmung in einem zylindrischen Rohr bildet aber stets einen Wirbelkern, auch Totwasserkern genannt, in dem keine gesunde Strömung herrscht, sondern vielmehr eine starke Instabilität der Strömung zu beobachten ist. Alle Teilchen des Sichtgutes, bei denen die Größe des Strömungswiderstandes infolge der radialen Sichtluftkomponente größer ist als die Zentrifugalkraft die auf die Teilchen als Folge der tangentialen Sichtluftkomponente wirkt, gelangen damit zu einem großen Teil in den turbulenten Wirbelkern und werden dadurch praktisch dem Sichtprozeß entzogen. Sie werden somit überwiegend im Wirbelkern verbleiben und hier die Staubbeladung so weit steigern, bis es zum Ausfallen dieser Teilchen in den Grobgutauslauf kommt. Nachteilig ist bei diesem Vorgang insbesondere, daß durch die beschriebenen Kraftwirkungen gerade die sehr feinen Teilchen, also die, die zum Fertiggut gehören, in den Wirbelkern getrieben werden.

Im übrigen ist der Durchmesser des Wirbelkernes ausschließlich vom Verhältnis der axialen zur tangentialen Sichtluftgeschwindigkeit im Sichtraum abhängig, und zwar in dem Sinne, daß mit abnehmendem Geschwindigkeitsverhältnis der Durchmesser des Wirbelkerns wächst. Da die axiale Sichtluftgeschwindigkeit die Feinheit des Fertiggutes direkt bestimmt, wird eine Erhöhung der tangentialen Sichtluftgeschwindigkeit bei vorgegebener Fertiggutfeinheit wie sie z. B. bei verschiedenen Umluftsichtem durch Änderung der Anstellung der Schaufeln im Schaufelgitter möglich ist, den Durchmesser des Wirbelkerns beträchtlich vergrößern. Obwohl damit die auf die Teilchen wirkende Zentrifugalkraft erhöht wird, werden auf Grund des jetzt bereits kurz hinter dem Schaufelgitter beginnenden Wirbelkerns immer mehr Fertiggutteilchen in c'en Wirbelkern gelangen. Die an sich wünschenswerte Erhöhung der tangentialen Sichtluftkomponente mit dem Ziel, das Streugut besser zu dispergieren (was gerade dann wichtig ist, wenn ein feines Fertiggut ausgerichtet werden soll, die axiale Sichtluftkomponente also mehr gering ist) führt deshalb zu einer Verschlechterung der Trennschärfe.

Bei Umluftsichtem, bei denen die Schaufeln des Schaufelgitters nicht verstellbar sind, bleibt der Durchmesser des Wirbelkerns konstant, da auch das Verhältnis von Axial- zur Tangentialgeschwindigkeit der Sichtluft bei jeder umgewälzten Luftmenge unveränderlich

ist. Jedoch wird bei geringen Luftgeschwindigkeiten, also besonders wieder beim Aussichten von feinem Fertiggut, der Anteil der in den Wirbelkern wandernden Fertiggutteilchen zunehmen, da der radial nach innen gerichtete Strömungswiderstand mit abnehmender umgewälzter Luftmenge stärker wächst als die radial nach außen gerichtete Zentrifugalkraft.

Die mit zunehmender Feinheit der Fertiggutes progressiv schlechter werdende Trennschärfe, verbunden mit einer Abnahme des Durchsatzes am Fertiggut, hat also bei den bekannten Umluftsichtern ihre Ursache vornehmlich darin, daß sich die die Trennschärfe ungünstig beeinflussenden Wirkungen addieren, nämlich die erwähnten negativen Folgen aus der abnehmenden Abscheideleistung der Zyklone und der zunehmende Anteil des Feingutes, der in den hinter dem Schaufelgitter liegenden Wirbelkern wandert Das Ergebnis ist, daß beim Aussichten eines Fertiggutes mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 5000 cm²/g bis zu 50% des aufgegebenen Sichtgutes den Sichter unklassiert durchläuft.

Auch wenn die Sichtluft über tangentiale Düsen in den Sichtraum eingeführt wird, wobei diese Düsen an einem koaxial in den Sichtraum mündenden Rohr angeschlossen sind, werden die Nachteile des herkömmlichen Schaufelgitters nicht beseitigt Es ergibt sich nämlich der Nachteil, daß die gewählte Anordnung der tangentialen Düsen weder eine ausgeprägte Rotationsbzw. Potentialströmung noch eine gleichmäßig über den Sichtraumquerschnitt verteilte axiale Sichtluftkomponente möglich macht Die Folge is>f eine stark verwirbelte räumliche Strömung mit negativer Wirkung auf den Sichtprozeß. Eintscheidend nachteilig ist aber an dieser Anordnung, daß die Zentrifugalkraft, bedingt durch die tangentiale Sichtluftkomponente, die Teilchen an die Wand des Sichtraumes treibt, wo sie sich zum großen Teil absetzen, nach unten rutschen und so dem Sichtprozeß entzogen werden. Da nämlich die axiale Sichtluftkomponente erst oberhalb eines gewissen Abstandes der tangentialen Düsen wirksam werden kann, werden alle Teilchen, die unterhalb dieses Bereiches an die Wand gelangen bzw. von oben in diesen Bereich hineinrutschen, nicht daran gehindert, in den Grobgutauslauf abzurutschen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umluftsichter zu schaffen, der unter Vermeidung der voranstehend eingehend beschriebenen Nachteile und Mangel bei geringem Leistungsbedarf eine hohe Abscheideleistung besitzt die auch bei einer Änderung der Feinheit des Fertiggutes konstant bleibt

Diese Aufgabe wird bei einem Umluftsichter der eingangs beschriebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß koaxial im Sichtraumgehäuse ein über die gesamte Höhe des Sichtraumes verlaufendes Rohr von kreisförmigem Querschnitt angeordnet ist dessen Außendurchmesser größer ist als der Wirbelkerndurchmesser der Potentialströmung der mit Sichtgut beladenen Sichtluft daß die am unteren Ende des kreisringzy-Hndrischen Sichtraumes über dessen Umfang gleichmäßig verteilt ausmündenden Austrittskanäle aneinanderliegend, mit ihren Ausmündungen ein Schaufelgitter bildend, angebracht sind, daß die Eintrittskanäle über den Umfang des Radiallaufradaustrittes gleichmäßig verteilt aneinanderliegend mit ihren Einmündungen ein Schaufelgitter bilden und daß sowohl in die Eintrittskanäle als auch in die Austrittskanäle Klappen eingebaut sind, mit denen die Strömungsquerschnitte der Kanäle veränderlich sind.

Mit der Erfindung wird ein Umluftsichter geschaffen, in welchem eine gleichmäßige Verteilung des Sichtgutes über den gesamten Sichtraumquerschnitt erreicht wird, und zwar durch eine konstante Potentialströmung, so daß alle Sichtgutteilchen von der Sichtluft definiert angeströmt und klassiert werden. Die tangentiale Komponente der Potentialströmung ist auf Grund der Konstruktion des Umluftsichters unabhängig von der axialen Sichtluftkomponente, die für die Trenngrenze maßgebend ist, so daß eine Veränderung der Trenngrenze keine negativen Auswirkungen auf die Verteilung des Sichtgutes im Sichtraum hat Hierdurch bleibt die Güte und der Energiebedarf des Sichtprozesses unabhängig vom vorgegebenen Trennkorndurchmesser. Die in den Eintritts- und Austrittskanälen angeordneten Klappen ermöglichen schließlich ein Konstanthalten der Abscheideleistung der Zyklone unabhängig von der Menge der umgewälzten Sichtluft Um beispielsweise ein feineres Sichtprodukt aus dem Sichtraum abzuführen, wird weniger Sichtluft umgewälzt, und zwar durch eine niedrigere Drehzahl des Radiallaufrades. Damit hierbei die zur gleichmäßigen Verteilung des Sichtgutes mittels des Verteilerkegels erforderliche Potentialströmung konstant gehalten wird, werden die Klappen entsprechend angestellt Hierbei ist zu beachten, daß die Sichtung auf Grund des Gleichgewichts-Prinzips erfolgt. Mit zunehmender Menge der umgewälzten Sichtluft nimmt der Durchmesser und damit das Gewicht der in die Zyklone mitgenommenen Sichtgutteilchen zu, da die Tragkraft der Sichtluft bei einer größeren Menge an umgewälzter Sichtluft mehr und damit auch größere Teilchen mitnimmt Bei einer geringeren Menge an Sichtluft fallen dagegen bereits verhältnismäßig kleine Teilchen entgegen dem Sichtluftstrom nach unten, so daß sie in den Grobgutauslauf des Sichtraumgehäuses gelangen.

Der entscheidende Nachteil des sich mit der umgewälzten Luftmenge ändernden Trennkorndurchmessers in den Zyklonen der bekannten Umluftsichter wird beim erfindungsgemäßen Umluftsichter dadurch beseitigt, daß die Eintrittsquerschnitte der Zyklone durch die in den Zyklonkanälen befindlichen Klappen so verändert werden können, daß der Trennkorndurchmesser konstant bleibt Da für einen vorgegebenen Zyklon die Endfallgeschwindigkeit des Trennkorndurchmessers direkt umgekehrt proportional der durch den Zyklon strömenden Luftmenge ist andererseits aber die Trennkorn-Endfallgeschwindigkeit mit dem Verhältnis von Eintrittsquerschnitt zum Zyklonquerschnitt mono· ton wächst bzw. fällt kann für jede umgewälzte Luft menge ein Querschnittsverhältnis so gewählt werden daß die Trennkorn-Endfallgeschwindigkeit konstant bleibt Wird also z. B. die umgewälzte Luftmenge ver mindert weil ein Fertiggut mit größerer Feinheit aus gesichtet werden soll, so werden die Eintrittsquer schnitte der Zyklone durch Ausschwenken der Klapper in den Zyklonkanälen so weit verkleinert, bis der ge wünschte Trennkorn-Durchmesser erreicht ist Mit de auf diese Weise geschaffenen Möglichkeit, den Trenn

korndurchmesser bzw. die Abscheideleistung konstan zu halten, sind auch alle jene nachteiligen Wirkungei aufgehoben, die mit der Rückführung von feinem Fer tiggut in den Sichtraum verbunden sind.

Der strömungstechnisch symmetrische Aufbau de

f>5 Sichters, d. h. der für alle Stromfäden praktisch gleich Widerstand, gewährleistet, daß alle Zyklone gleichmä ßig beaufschlagt werden, was wiederum IQr alle Zyklc ne eine gleich große Abscheideleistung zur Folge hat.

Auch den Nachteil des hohen Leistungsbedarfes weist der erfindungsgemäße Umluftsichter nicht auf. Die unveränderlichen, durch die Konstruktion bedingten Widerstände sind klein. Einmal ist der Weg, den die Sichtluft bei einem vollständigen Umlauf zurückzulegen hat kurz, und zum anderen sind die Zyklone so bemessen, daß sie für eine vorgegebene Abscheideleistung einen möglichst geringen Druckverlust verursachen. Mit einem besonders kleinen Widerstand ist aber das Einströmen der Sichtluft in die Zyklonkanäle behaftet. Da diese Zyklonkanäle hinter dem Radiallaufrad so angeschlossen sind, daß die absolute Geschwindigkeit der Sichtluft nach ihrem Austritt aus dem Radiallaufrad weder in ihrer Größe noch in ihrer Richtung eine wesentliche Änderung erfährt, ist der mit diesem Strömungsvorgang verbundene Druckverlust auf einen minimalen Wert gebracht. Bedeutsam ist hierbei noch, daß der Austrittsdrall der Sichtluft praktisch nicht verlorengeht.

Die Änderung der umgewälzten Luftmenge wird durch entsprechende Änderung der Drehzahl des Radiallaufrades vorgenommen, womit gleichzeitig erreicht wird, daß der Energieverlust, der mit der Änderung der Luftmenge verbunden ist, ein absolutes Minimum ist. Besonders wichtig ist dabei, daß der auf den Fertiggutdurchsatz bezogene Energiebedarf sich etwa mit der zweieinhalbfachen Potenz der Drehzahl des Radiallaul rades ändert Das bedeutet aber im Gegensatz zu allen bekannten Umluftsichtern, daß der spezifische Energiebedarf mit zunehmender Feinheit des Fertiggutes stark abnimmt.

Der erfindungsgemäße Umluftsichter hat auch nicht die beschriebenen Nachteile, die mit der Einführung der Sichtluft in den Sichtraum und mit der Aufgabe des Sichtgutes verbunden waren. Die Einführung der Sichtluft erfolgt zwar auch jetzt über ein Schaufelgitter, das aus den Kanälen gebildet wird, die die Zyklone mit dem Sichtraum verbinden, jedoch mit dem wichtigen Unterschied, daß sowohl die Größe als auch die Richtung der in den Sichtraum einströmenden Sichtluft unabhängig voneinander verändert werden können. Die absolute Größe der Geschwindigkeit der Sichtluft bei ihrem Eintritt in das Sichtraumgehäuse wird durch die in den Kanälen befindlichen Klappen beeinflußt. Werden die Austrittsquerschnitte der Kanäle durch Ausschwenken der Klappen verringert, so erhöht sich die Eintrittsgeschwindigkeit der Sichtluft entsprechend.

Die zylindrische Gestaltung des Sichtraumes beim erfindungsgemäßen Umluftsichter unterstützt noch einen Vorgang, der einen weiteren Vorteil darstellt Bekanntlich wird die Trennschärfe, mit der ein Sichter ein disperses Gut in einen Fein- und Grobgutteil teilt dadurch erhöht daß das immer noch einen gewissen Feinanteil enthaltende Grobgut einer Nachsichtung unterworfen wird. Eine solche Nachsichtung findet im erfindungsgemäßen Umluftsichter in der Weise statt daß ein relativ großer Teil des gröberen Sichtgutes von der Drallströmung auszentrifugiert wird und oberhalb des Schaufelgitters in Form von Gutringen oder Gutsträhnen rotiert und so einer ständigen Nachsichtung unterliegt

Die ausgeprägte Drallströmung bewirkt noch einen anderen Vorteil. Bekanntlich kommt es bei jeder Gleichgewichtssichtung im Sichtraum zu einer Anreicherung von Teilchen, deren Durchmesser gleich dem Trennkorndurchmesser ist. Es werden sich also die im Gleichgewicht befindlichen Teilchen weder nach oben noch nach unten bewegen. Diese Anreicherung von Teilchen mit etwa gleichen Gewichten führt natürlich zu einer Verschlechterung der Trennschärfe des Sichtvorganges, wenn nicht dafür gesorgt wird, daß diese Teilchen kontinuierlich aus dem Sichtraum entfernt werden. Das kontinuierliche Entfernen dieser Teilchen geschieht in einfacher Weise durch die Drallströmung: Die gleichgewichtsnahen Teilchen werden, genau wie alle anderen Teilchen, durch die ihnen aufgezwungene Rotation und die damit verbundene Fliehkraft an die

ίο Wand des Sichtgehäuses getrieben, wo sie sich absetzen und dann der schon erwähnten Nachsichtung unterworfen werden.

Die beschriebene Möglichkeit durch entsprechendes Anstellen der Klappen in den Zyklonkanälen den Trennkorndurchmesser des in den Zyklonen ausgeschiedenen Fertiggutes konstant zu halten bzw. zu verändern, kann auch dazu benutzt werden, den Kornaufbau des Fertiggutes in gewissem Umfange zu beeinflussen. Die Veränderung des Kornaufbaues des Feingutes ist bei allen bekannten Umluftsichtern praktisch nicht möglich. Der sich ergebende Kornaufbau ist vielmehr weitgehend das Ergebnis von Sichterbauart und Sichtprinzip. Nun gibt es aber Fälle, bei denen der Kornaufbau erheblichen Einfluß auf die Qualität des Feingutes hat. Beispielsweise ist seit langem bekannt, daß für die Festigkeit von Zement der Kornaufbau des Zementpulvers von großer Bedeutung ist. In solchen Fällen, wo also die Forderung nach einem bestimmten Kornaufbau vor der Forderung nach einer möglichst scharfen Sichtung steht kann beim erfindungsgemäßen Umluftsichter der gewünschte Kornaufbau des Feingutes annähernd dadurch erreicht werden, daß die Klappen ir den Zyklonkanälen unterschiedlich angestellt werden Damit wird in jedem Zyklon ein Feingut mit einem anderen Kornaufbau abgeschieden, und der Kornaufbau des gesamten Feingutes, der sich zusammensetzt aus so viel verschiedenen Kornaufbauten, wie die Zahl der Zyklonen beträgt, ist somit in gewünschter Weise veränderlich.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind an den Austrittskanälen in den Sichtraum hineinragende, je um eine lotrechte Achse schwenkbare Schaufeln angebracht Weiterhin ist koaxial im Rohr ein Verteilerkegel für das zu sichtende Gut eingebaut und da; Rohr zum Sichtraum hin mit Durchtrittsöffnungen versehen. Die Klappen sowie Schaufeln sind erfindungsge maß über Stellglieder in Abhängigkeit von der Drehzahl des Radiallaufrades steuerbar. Die Änderung der Richtung der Sichtlufteintrittsge schwindigkeit erfolgt mittels der verstellbaren Schau fein, die in den Sichtraum hineinragen und die hintei den feststehenden Schaufeln des Gitters, d.h. hintei den Kanalwänden angebracht sind. Die Geschwindig keitskomponenten der sich hinter dem Schaufelgittei

SS bildenden Drallströmung können somit nach Größe und Richtung weitgehend verändert werden, und zwai unabhängig von der jeweils umgewälzten Luftmenge.

Das bedeutet zunächst daß die Drallströmung immei so eingestellt werden kann, daß der mit der Drallströ mung untrennbar verbundene Wirbelkern einen Durch messer hat der kleiner ist als der Durchmesser des koaxialen Rohres im Innern des Sichtraumes. Damit ist e< grundsätzlich unmöglich gemacht daß die feinen Teil chen des Sichtgutes in einen Wirbelkern geraten unc

⁶S aus diesem zum überwiegenden Teil in den Grobgut auslauf gelangen können.

Die Aufgabe des Sichtgutes über den Verteilerkege erfolgt oberhalb des Schaufelgitters in einem Bereich

in dem die Drallströmung noch weitgehend die Bewegungsform eines Potentialwirbels hat. Das Sichtgut wird nach Verlassen des Verteilerkegels von diesem Potentialwirbel erfaßt, radial über den kreisringförmigen Sichtraumquerschnitt verteilt und dabei in hohem Maße dispergiert bzw. auch desagglomeriert. Dispergierung und radiale Verteilung werden noch dadurch begünstigt, daß bei einem Potentialwirbel die Umfangsgeschwindigkeiten umgekehrt proportional den Radien sind. Da somit die Geschwindigkeiten auf zwei benachbarten Radien unterschiedlich sind, entsteht eine die Dispergierung und die Desagglomeration fördernde Art von Scherströmung. Weiterhin wird das Sichtgut unmittelbar nach Verlassen des Verteilerkegels von einer Umfangsgeschwindigkeit erfaßt, die am äußeren Umfang des Verteilerkegels ihren größten Wert hat und dementsprechend das Sichtgut tangential und radial stark beschleunigt, so daß dieses in wünschenswerter Weise schnell aus der Umgebung des Verteilerkegels in den Sichtraum transportiert wird. Die Unabhängigkeit der Drallströmung von der umgewälzten Luftmenge bietet darüber hinaus den großen Vorteil, die entscheidend wichtige Umfangsgeschwindigkeit am Rande des Verteilerkegels konstant halten zu können, was gerade beim Aussichten eines feinen Fertiggutes, bei dem die umgewälzte Luftmenge sehr gering ist, von Bedeutung ist.

Beim erfindungsgemäßen Umluftsichter können also sowohl der Trennkorndurchmesser des in den Zyklonen abgeschiedenen Fettiggutes als auch der Durchmesser des Wirbelkerns und die Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung am Verteilerkegel durch entsprechende Betätigung von drei verschiedenen Klappen für jeden Betriebszustand des Sichters konstan' gehalten werden.

Gibt man Werte für Trennkorndurchmesser, Wirbelkerndurchmesscr und Umfangsgeschwindigkeit vor, so gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen den Stellungen der drei Klappen und der Drehzahl des Radiallaufrades. Die automatische Steuerung der Klappen über entsprechende Stellglieder kann deshalb in einfacher Weise über die Drehzahl des Radiallcufrades so erfolgen, daß die drei genannten Größen für jede umgewälzte Luftmenge konstant bleiben.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt und

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Umluftsichter gemäß der Schnittlinie II-II in F i g. 1.

Oberhalb eines zylindrischen Sichtraumgehäuses 1 ist ein Radialiaufrad 2 angeordnet das über ein Getriebe 3 von einem drehzahlveränderlicher. Motor 4 angetrieben wird. Hinter dem Radiallaufrad 2 schließen sich Eintrittskanäle 5 von Zyklonen 6 an. In jedem dieser Eintrittskanäle 5 ist parallel zur äußeren senkrechten Kanalwand eine Klappe 7 eingebaut die über ein eine Drehbewegung erzeugendes Stellglied 8 so ausgeschwenkt werden kana daß der Eintrittsquerschnitt des Zyklons 6 von einem maximalen Wert bis auf Null verändert werden kann.

Die Zyklone 6 sind mit dem Sichtraumgehäuse 1 über von unten in die Feingutausläufe 9 eingeführte Tauchrohre 10 und sich an die Tauchrohre 10 anschließende Austrittskanäle ill verbunden, wobei die Seitenwände der Austrittskanäle 11 ein vom Umfang des Sichtraumgehäuses 1 begrenztes Schaufelgitter darstellen. Hinter den durch die Kanalseite gebildeten, feststehenden Schaufeln sind bewegliche Schaufeln 12 angeordnet, die wieder über ein eine Drehbewegung erzeugendes Stellglied 13 so verstellt werden können, daß jeder gewünschte Winkel, den die Schaufeln 12 mit dem Umfang des Sichtraumgehäuses 1 bilden, eingestellt werden kann. In die Austrittskanäle 11 sind parallel zu den oberen schrägen Seitenwänden Klappen 14 eingebaut, die ebenfalls wieder über ein Stellglied 15 so

ίο bewegt werden können, daß die Größe der Austrittsquerschnitte der Austrittskanäle 11 von ihrem maximalen Wert bis auf Null stufenlos variiert werden können. In das Sichtraumgehäuse 1 ist ein koaxiales Rohr 16 eingebaut, das sich an einem kegeligen Grobgutauslauf 17 abstützt. Der Durchtritt des Grobgutes aus dem kreisringförmigen Sichtraum in einen Auslauf 18 wird durch öffnungen 19 ermöglicht Am unteren Teil des koaxialen Rohres 16 schließt sich oberhalb des Schaufelgitters ein Verteilerkegel 20 an, dessen Spitze bis unter den Auslauf einer Luftförderrinne 21 reicht. Durch Durchtrittsöffnungen 22 gelangt das Sichtgut vom Verteilerkegel 20 in den Sichtraum. Oberhalb dieser Durchtrittsöffnungen 22 setzt sich das koaxiale Rohr 16 fort und endet unmittelbar unterhalb der Deckscheibe des Radiallaufrades 2.

Der Umluftsichter arbeitet wie folgt: Das Sichtgut gelangt über die Luftförderrinne 21 in das Innere des koaxialen Rohres 16, fällt hier auf die Spitze des Verteilerkegels 20, auf dem es sich gleichmä-Big verteilt und rutscht dann infolge der Neigung des Verteilerkegels 20 durch die Durchtrittsöffnungen 22 in den Sichtraum. Unmittelbar nach dem Eintritt in den Sichtraum wird das Sichtgut von dem hier rotierenden Potentialwirbel erfaßt, der durch das Einströmen der Sichtluft durch die Austrittskanäle 11 und gegebenenfalls durch entsprechende Anstellung der Klappen 14 und Schaufeln 12 erzeugt wird. Das Sichtgut wird dabei tangential und radial beschleunigt und damit über den gesamten Kreisringquerschnitt des Sichtraumes gleichmäßig verteilt. Während dieses Vorganges, bei dem das Sichtgut stark dispergiert und gegebenenfalls auch desagglomeriert wird, erfolgt gleichzeitig der eigentliche auf dem Prinzip der Gleichgewichtssichtung beruhende Sichtvorgang: Die vom Potentialwirbel unabhängige und durch entsprechende Wahl der Drehzahl des Radiallaufrades 2 stufenlos einstellbare, vertikale Sichtluftgeschwindigkeit trägt alle die Teilchen, deren Ge wicht kleiner ist als der durch die vertikale Sichtluftge· schwtndigkeit auf sie ausgeübte Widerstand, senkrech· nach oben. Die Teilchen, bei denen das Gewicht deT Widerstand überwiegt fallen nach unten in den Grob gutauslauf 17, den sie dann durch den Auslauf 18 verlas sen.

Die nach oben getragenen Teilchen des Feingute:

SS gelangen zunächst in das Radiallaufrad 2, aus diesem ii die Eintrittskanäle 5 und dann in die Zyklone 6. in dei Zyklonen 6 wird das Feingut bis auf einen nicht zu ver meidenden Rest abgeschieden. Dieser Rest wird dabe so klein wie möglich gehalten, indem (falls erforderlich durch Ausschwenken der Klappen 7 in den Eintrittska nälen 5 der kleinstmögliche Trennkomdurchmesse eingestellt wird. Das Feingut verläßt die Zyklone 1 durch die Feingutausläufe 9, die beispielsweise in eine kreisringförmigen Luftförderrinne münden, die sich un

<>5 terhalb dieser Ausläufe befindet und die das Feingu sammelt und abtransportiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Umluftsichter, mit einem eine zentrale Sichtgutzufuhr aufweisenden Sichtraumgehäuse, in dem koaxial am oberen Ende des Sichtraumes ein Radiallaufrad angeordnet ist, und mit mehreren außerhalb des Sichtraumgehäuses gleichmäßig über dessen Umfang verteilt angebrachten Zyklonen, die einströmseitig mittels in Richtung der absoluten Austrittsgeschwindigkeit der Sichtluft aus dem Radiallaufrad verlaufender Eintrittskanäle rechteckigen Querschnitts, weiche unmittelbar hinter dem Radiallaufrad angeschlossen sind, und ausströmseitig mittels von unten in die Zyklone hineinragender Tauchrohre über Austrittskanäle mit dem Sichtraum verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial im Sichtraumgehäuse (1) ein über die gesamte Höhe des Sichtraumes verlaufendes Rohr (16) von kreisförmigem Querschnitt angeordnet ist, dessen Außendurchmesser größer ist als der Wirbelkerndurchmesser der Potentialströmung der mit Sichtgut beladenen Sichtluft, daß die am unteren Ende des kreisringzylindrischen Sichtraumes über dessen Umfang gleichmäßig verteilt ausmündenden Austrittskanäle (11) aneinanderliegend, mit ihren Ausmündungen ein Schaufelgitter bildend, angebracht sind, daß die Eintrittskanäle (5) über den Umfang des Radiallaufradaustrittes gleichmäßig verteilt aneinanderliegend mit ihren Einmündungen ein Schaufelgitter bilden und daß sowohl in die Eintrittskanäle als, auch in die Austrittskanäle Klappen (7 bzw. 14) eingebaut sind, mit denen die Strömungsquerschnitte der Kanäle (5 bzw. 11) veränderlich sind.

2. Umluftsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Austrittskanälen (U) in den Sichtraum hineinragende, je um e;ne lotrechte Achse schwenkbare Schaufeln (12) angebracht sind.

3. Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial im Rohr (16) ein Verteilerkegel (20) für das zu sichtende Gut eingebaut und das Rohr zum Sichtraum hin mit Durchtrittsöffnungen (22) versehen ist.

4. Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (7, 14) sowie die Schaufeln (12) über Stellglieder (8,13,15) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Radiallaufrades (2) steuerbar sind.