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Die Erfindung betrifft einen Querstrom-Drehkorbsichter, im folgenden Sichter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Derartige Sichter dienen der Trennung von Schüttgütern in zwei Fraktionen mit unterschiedlichen Partikelgrößenverteilungen. Die Trennung erfolgt dabei in einem Strömungsfeld eines Luftstroms, welches sich um einen sich drehenden Korb in einem zylindermantelförmigen Luftspalt, dem Sichtraum, um den Drehkorb ausbildet.
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Der zur Sichtung notwendige Luftstrom wird dabei über eine ringförmige Luftleiteinrichtung, die den Luftspalt umgibt, diesem zugeleitet. Der Luftstrom dringt dann in den rotierenden Drehkorb ein und wird aus diesem entweder nach oben oder nach unten abgezogen. Das zu sichtende Schüttgut wird über eine geeignete Verteilereinrichtung von oben in den Luftspalt aufgegeben, was zur Folge hat, dass eine Grobfraktion durch den Luftspalt fällt, diesen nach unten verläßt und über einen Grobgutaustrag aus dem Sichter ausgetragen werden kann, während eine Feinfraktion von der Sichtluft in den Drehkorb transportiert wird und aus diesem mit der Sichtluft über einen Feingutaustrag abgeführt wird.
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Bei konventionellen Sichtern besteht dabei das Problem, dass die Strömungswege der Sichtluft über die Höhe des Sichters, d. h. entlang einer zu Drehachse des Drehkorbs parallelen Richtung nicht konstant sind. Der Grund hierfür besteht darin, dass die Länge der Strömungswege von der Luftleiteinrichtung bis zum Feingutaustrag hin unterschiedlich lang ist. Dies hat zur Folge, dass sich die Strömungsverhältnisse im Luftspalt und damit die für den Sichtvorgang wesentlichen Prozessbedingungen entlang der zur Drehachse parallelen Richtung ändern. Dies hat eine Verringerung der Effizienz des gesamten Sichters zur Folge.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Sichter anzugeben, der bessere Strömungsverhältnisse im Luftspalt bzw. Sichtraum und damit eine bessere Sichtereffizienz ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Sichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Durchströmungswiderstand der Luftleiteinrichtung entlang der zur Drehachse parallelen Richtung zum Feingutaustrag hin zunimmt. Hierdurch wird erreicht, dass die Luftleiteinrichtung eine stärkere Anströmung der Bereiche des Luftspaltes bewirkt, welche bei konventionellen Sichtern schwächer durchströmt werden. Idealerweise wird die Luftleiteinrichtung dabei so ausgelegt, dass die verstärkte Anströmung der vom Feingutaustrag weg orientierten Bereiche des Luftspalts deren bei konventionellem Sichteraufbau schwächere Durchströmung gerade kompensiert, d. h. eine homogene Durchströmung des Luftspalts entlang der zur Drehachse parallelen Richtung stattfindet. Dabei ist die Zunahme des Durchströmungswiderstands der Luftleiteinrichtung vorzugsweise stetig.
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Abhänging von der Bauart des Sichters ist es daher entweder vorteilhaft, die Luftleiteinrichtung mit nach oben hin zunehmendem Durchströmungswiderstand oder nach unten hin zunehmendem Durchströmungswiderstand entlang der zur Drehachse parallelen Richtung auszulegen. Abhängig davon, ob der Austrag des Feinguts nach oben oder nach unten hin stattfindet.
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Die Luftleiteinrichtung weist dabei vorzugsweise flächige Luftleitelemente auf, die zwei Haupterstreckungsrichtungen aufweisen. Dabei ist die erste Haupterstreckungsrichtung zumindest im Wesentlichen parallel zur Drehachse orientiert. Die zweite Haupterstreckungsrichtung ist senkrecht zur ersten Haupterstreckungsrichtung orientiert. Vorteilhafterweise nimmt die Erstrekkung der Luftleitelemente in der zweiten Haupterstreckungsrichtung entlang der ersten Haupterstreckungsrichtung zum Feingutaustrag hin zu. Die Zunahme ist vorzugsweise stetig. Durch die größere Erstreckung wird ein höherer Luftwiderstand bewirkt, welcher die erfindungswesentliche Zunahme des Durchströmungswiderstands zur Folge hat.
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Abhängig von der Bauweise des Sichters ist es vorteilhaft, die Zunahme der Erstreckung der Luftleitelemente in ihrer zweiten Haupterstreckungsrichtung entlang ihrer ersten Haupterstrekkungsrichtung entweder nach oben oder nach unten hin auszuführen, je nachdem, ob der Feingutaustrag nach oben hin oder nach unten hin erfolgt.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Luftleitelemente entlang der zweiten Haupterstreckungsrichtung eine Krümmung aufweisen. Bei diesen Luftleitelementen kann es sich beispielsweise um gebogene Bleche handeln, wobei durch die Krümmung die Strömungsverhältnisse weiter positiv beeinflußt werden. Die Krümmung kann dabei sowohl einen Teil wie auch die gesamte Erstreckung eines Luftleitelementes entlang seiner zweiten Haupterstreckungsrichtung erfassen. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, die Luftleitelemente derart auszuführen, dass sie einen zur Drehachse hin orientierten, nicht gekrümmten und einen von der Drehachse weg orientierten, gekrümmten Bereich aufweisen.
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Die einzelnen Luftleitelemente weisen Randkonturen auf, die von der Drehachse weg orientiert sind. Diese liegen vorteilhafterweise auf der Mantelfläche eines gemeinsamen Rotationskörpers, der die Drehachse als Symmetrieachse aufweist. Vorzugsweise nimmt der Durchmesser dieses Rotationskörpers in Richtung des Feingutaustrags zu, die Zunahme ist vorzugsweise stetig. Diese Gestaltung der äußeren Randkonturen der Luftleitelemente bewirkt insbesondere im Zusammenwirken mit gekrümmten Luftleitelementen eine Zunahme des Durchströmungswiderstands der Luftleiteinrichtung zum Feingutaustrag hin.
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Weiterhin weisen die Luftleitelemente zur Drehachse hin orientierte Randkonturen auf, die ebenfalls auf einer Mantelfläche eines gemeinsamen Rotationskörpers mit der Drehachse X als Symmetrieachse liegen. Der Durchmesser dieses Rotationskörpers nimmt vorzugsweise in Richtung des Feingutaustrags hin ab. Auch durch diese Maßnahme wird ein Ansteigen des Durchströmungswiderstands der Luftleiteinrichtung zum Feingutaustrag hin bewirkt. Die Abnahme des Durchmessers des Rotationskörpers ist vorzugsweise stetig. Insbesondere ist diese Ausführungsform vorteilhaft, wenn die flächigen Luftleitelemente zumindest in einem zur Drehachse hin orientierten Bereich keine Krümmung aufweisen.
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Vorzugsweise weist der Drehkorb im Bereich seiner zylindrischen Mantelfläche Drehkorbstäbe auf, die entlang des Umfangs des Drehkorbs beabstandet die Struktur des Drehkorbs bilden, so dass zwischen den Drehkorbstäben die Sichtluft mit der Feinfraktion eindringen kann. Dabei weisen die Drehkorbstäbe vorteilhafterweise eine erste, zur Drehachse im Wesentlichen parallele Haupterstreckungsrichtung und eine weitere, zur ersten Haupterstrekkung senkrechte Haupterstreckungsrichtung auf. Vorteilhafterweise ist die zur ersten Haupterstreckungsrichtung senkrechte zweite Haupterstreckungsrichtung in einem Winkel von 12°–24° zu der zur Drehachse radialen Richtung orientiert. Derartig ausgeführte Drehkorbstäbe bewirken in Verbindung mit einer erfindungsgemäßen Luftleiteinrichtung ein verbessertes Strömungsfeld und damit eine erhöhte Sichtereffizienz. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der die Luftleitelemente die Form gekrümmter Flächen aufweisen, ist es vorteilhaft, dass sich durch die Randkonturen und Krümmungen der Luftleitelemente Luftdurchtrittsspalte zwischen den Luftleitelementen bilden, deren Breite in der zur Drehachse X des Drehkorbs parallelen Richtung zum Feingutaustrag hin abnimmt. Durch diese Abstimmung der Randkontur auf die Krümmung und die daraus resultierenden Verläufe der Breiten der Luftdurchtrittsspalte kann ebenfalls die erfindungswesentliche Zunahme des Luftdurchtrittswiderstandes der Luftleiteinrichtung zum Feingutaustrag hin bewirkt werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, oberhalb der Luftleiteinrichtung eine Sichtgutleiteinrichtung vorzusehen. Dabei kann es sich um eine, um die Drehachse des Drehkorbs rotationssymmetrisch angeordnete konische oder gekrümmte Fläche handeln. Für deren vorteilhaften Effekt muss diese geeignet sein, das in den Sichtraum einfallende Sichtgut zum Drehkorb hin abzulenken. Dadurch wird erreicht, dass das in den Luftspalt einfallende Sichtgut näher an den Drehkorb herangeführt wird. Versuche haben gezeigt, dass das für die Sichtung wesentliche rotierende Strömungsfeld der Sichtluftströmung sich im Wesentlichen in unmittelbarer Nähe des Drehkorbs ausbildet, so dass der Sichteffekt in diesem Bereich am stärksten ist. Daher ist es vorteilhaft, das Sichtgut bereits bei der Aufgabe in den Luftspalt möglichst nahe an den Drehkorb heranzuführen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1–8 schematisch näher erläutert:
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1 zeigt eine perspektivisch angeschnittene, schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters.
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2 zeigt eine Schnittdarstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters.
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3 zeigt eine Schnittdarstellung des Mantelbereichs des Drehkorbs und der Luftleiteinrichtung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters.
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4 zeigt eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters mit dargestellten Strömungswegen der Sichtluft und des Schüttgutes.
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5 zeigt schematisch eine Schnittdarstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters mit Feingutaustrag nach oben.
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6 zeigt schematisch eine entsprechende Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Sichters mit Feingutaustrag nach unten.
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7 zeigt eine schematische Darstellung der Strömungswege des Schüttgutes in einer vorteilhaften Sichtgutleiteinrichtung.
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8 zeigt eine schematische Schnittdarstellung zweier beispielhafter Erfindungsgemäßer Sichterhälften, einmal mit konventionellen Drehkorbstäben 2 (A) und einmal mit vorteilhaften angewinkelten Drehkorbstäben 2 (B).
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Den beispielhaften erfindungsgemäßen Sichtern gemein ist ein um eine Drehachse X drehbar gelagerter Drehkorb 1, der eine zylindrische Gestalt aufweist und dessen Mantelfläche durch die Drehkorbstäbe 2 gebildet wird. Die Sichtluft tritt durch den Sichtlufteingang 3 in den Sichter ein und wird durch die den Drehkorb umgebende Luftleiteinrichtung 4 dem Luftspalt bzw. Sichtraum 5 zugeführt. Aus diesem tritt sie zwischen den Drehkorbstäben 2 hindurch in den Drehkorb 1 ein, aus dem sie durch den Feingutaustrag 6 herausgeführt wird. Das Sichtgut wird über eine Zuführungseinrichtung 8 einer Verteilereinrichtung 9 zugeführt. Dabei handelt es sich beispielhaft um einen Drehteller, welcher aufgrund der Fliehkraft das Sichtgut gleichmäßig über den Umfang dem Sichtraum 5 zuführt.
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Das Grobgut fällt durch den Sichtraum 5 hindurch zum Grobgutaustrag 10, durch den es aus dem Sichter herausgeführt wird.
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Wie aus den 4–6 hervorgeht, sind die Strömungswege 11 der Sichtluft, die den Sichtraum 5 in dessen zum Feingutaustrag 6 hin orientierten Bereichen passiert, erheblich kürzer als die der Sichtluft, die den Sichtraum 5 in dessen vom Feingutaustrag 6 weg orientierten Bereichen passiert. Hieraus resultiert bei einem konventionellen Sichter eine bevorzugte Durchströmung des Sichtraums 5 in dessen zum Feingutaustrag 6 hin orientierten Bereichen. Bei einem erfindungsgemäßen Sichter wird diese dadurch kompensiert, dass der Durchströmungswiderstand der Luftleiteinrichtung 4 in deren zum Feingutaustrag 6 hin orientierten Bereichen größer ist als in deren vom Feingutaustrag 6 weg orientierten Bereichen.
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In dem beispielhaften Sichter gemäß 5 wird dies dadurch erreicht, dass die äußeren Randkonturen 7a der Luftleitelemente 7 der Luftleiteinrichtung 4 in den zum Feingutaustrag hin orientierten Bereichen der Luftleiteinrichtung 4 weiter von der Drehachse X entfernt verlaufen als in den vom Feingutaustrag 6 weg orientierten Bereichen der Luftleiteinrichtung 4. Hierdurch nimmt die Erstreckung der flächigen Luftleitelemente entlang der Strömungswege 11 der Sichtluft zum Feingutaustrag 6 hin zu, wodurch sich der Luftwiderstand erhöht. Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem nach oben führenden Feingutaustrag.
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Bei dem Sichter gemäß 6 verläuft die Randkontur 7b der Luftleitelemente 7 in den zum Feingutaustrag 6 orientierten Bereichen der Luftleiteinrichtung 4 näher an der Drehachse X als in den vom Feingutaustrag 6 weg orientierten Bereichen der Luftleiteinrichtung 4. Auch hierdurch wird die Erstreckung der Luftleitelemente 7 entlang der Strömungswege 11 der Sichtluft zum Feingutaustrag 6 hin erhöht und der Luftdurchtrittswiderstand der Luftleiteinrichtung 4 zum Feingutaustrag 6 hin gesteigert. Diese Bauweise ist besonders vorteilhaft in Verbindung mit einem nach unten hin weisenden Feingutaustrag 6.
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7 zeigt eine vorteilhafte Gestaltung der Sichtgutzuführung in den Sichtraum 5. Das Sichtgut wird dabei von der Verteilereinrichtung 9 zunächst gegen die Sichtgutleiteinrichtung 12 geschleudert. Die Flugbahn 13 des Sichtguts wird dabei durch das Abgleiten des Sichtguts von der Fläche 12a der Sichtgutleiteinrichtung 12 zum Drehkorb 1 hin geändert. Dadurch gelangt das Sichtgut bevorzugt in die dem Drehkorb 1 nahen Bereiche des Sichtraumes 5, in denen die Sichtung mit einer erhöhten Effizienz stattfindet.
