DE2022036A1

DE2022036A1 - Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Trennen,Sieben und Sortieren

Info

Publication number: DE2022036A1
Application number: DE19702022036
Authority: DE
Inventors: Hukki Risto Tapani
Original assignee: INSINOEOERITOIMISTO ENGINEERIN
Current assignee: INSINOEOERITOIMISTO ENGINEERIN
Priority date: 1970-05-05
Filing date: 1970-05-05
Publication date: 1971-11-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zum pneumatischen Trennen, Sieben und Sortieren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum pneumatischen Sortieren, Trennen und Sieben von feinverteilten,kleinen,festen Stoffteilchen und kann im klein- und großindustriellen Maßstab in Anwendung kommen, insbesondere beim Trockenmahlen mit geschlossenem Kreislauf, wie z.B. bei der Herstellung von Zement und anderen pulverförmigen Stoffen.
Es sind pneumatische Trenn- und Sortiereinrichtungen bekannt, bei denen ein horizontaler LuftstromXder zu einem "Vorhang" vertikal fallender Stoffe geblasen wird, wobei zwei oder mehrere Produkte mit unterschiedlicher Teilchengröße erhalten werden.
Obwohl derartige Vorrichtungen schon seit längerer Zeit bekannt sind, haben sie sich in der Praxis bislang noch nicht durchgesetzt. Der Grund hierfür liegt offenbar in einer unzureichenden Trennschärfe.
Es ist bekannt, daß eine einzige Trennstufe nicht zu einer scharfen Trennung mit reinen Produkten führt. Ferner ist es bekannt, daß durch eine Wiederholung der Trennstufen es gelingt, ein endgültiges Grobprodukt grdßerer Reinheit zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes pneumatisches Trenn-, Sortier- und Siebverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben in Vorschlag zu bringen, wobei die Trennschärfe sehr hoch sein soll und die Vorrichtung einen einfachen Aufbau und eine große Kapazität aufweisen soll.
Bei dem Trockenmahlen, welches z. B. bei der Herstellung von Zement oder anderen feinen pulverförmigen Teilchen in Anwendung kommt, hat es sich gezeigt, daß folgende nur sehr schwer zu beseitigende Nachteile bestehen: a) die Trennschärfe ist bei sämtlichen industriell einsetzbaren Trenn-, Sieb- und Sortier einrichtungen unzureichend.
Aufgrund der niedrigen Trennschärfe werden großeMengen an Stoffen, die schon die endgültige Feinheit aufweisen, wieder zur Mühle zurückgeleitet, so daß der Wirkungsgrad und die Wirtschaftlichkeit beim Mahlen absinken, was eine Verringerung der Kpazität und eine Erhöhung des Energiebedarfes zur Folge hat. Außerdem entstehen in der Mühle an den verschiedensten Oberflächen nachteilige, schichtartige Überzüge.
c) Der hohe Energiebedarf beim Mahlen führt zu hohen Temperaturen? die die Durchführung des Verfahrens erschweren und Qualitätsänderungen des Produktes bewirken können.
d) Wegen der geringen Trennschärfe weist das endgültige Feinprodukt auch eine ungewöhnlich große Menge an sehr kleinen Teilchen mit einer Größe von z. B. -10 Mikron auf. Der Anteil an derartigen Kleinstteilchen soll aus verschiedenen Gründen ebenfalls möglichst gering gehalten werden.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, den vorgenannten Nachteilen abzuhelfen und es soll eine möglichst hohe Genauigkeit, insbesondere auch bei großindustrieller Auswertung erreicht werden.
Die Erfindung liegt darin, daß bei der kontinuierlichen pneumatischen Siebung, Trennung und Sortierung eine lange Reihe von primären Separationsstufen vorgesehen ist. Bei jeder dieser Stufen kreuzt ein Gasstrahl einen "Vorhang" aus fallenden Feststoffen, wobei eine bestimmte Menge dieser Feststoffteilchen von dem Gas stahl fortgetragen wird, deren mittlere Größe kleiner ist als die des Ausgangsmaterials. Die Teilchen, die nicht entfernt werden, fallen nach unten zu der nächsten priwären Trennstufe. Die Teilchen die noch nach dem Durchlauf der letzten primären Trennstufe vorhanden sind, werden nach unten als Grobprodukt abgeführt.
Es hat sich gezeigt, daß für eine scharfe primäre Trennung der feinen vertikal von den groben Teilchen der/nach unten gerichtete Strom aus Material möglichst zickzackförmig ausgebildet sein muß. Hierbei soll möglichst eine vollständige Biegung oder Schwingung im Bereich einer jeden primären Separationsstufe vorhanden sein. Die zickzackförmigen Biegungen und Schwingungen verringern die nach unten gerichtete Geschwindigkeit des Materialstromes, verbessern die Dispersion der Feststoffteilchen und bewirken, daß letztere wieder innerhalb des Stromes angeordnet werden.
Bei der Erfindung ist eine zweite Trennstufe für die feineren Teilchen vorgesehen, die aus dem Ausgangsmaterialstrom durch die Gasstrahlen abgetrennt sind. Bei dieser Sekundärstufe wird die Durchflußgeschwindigkeit des gasförmigen Mediums reduziert, wobei die Teilchen, die kleiner sind als eine bestimmte Maximalgröße, allein weiter zusammen mit dem gasförmigen Medium weggetragen werden und das Feinprodukt bilden, während die Feststoffteilchen, die nicht weiter fortgetragen werden, nach unten gleiten und ein oder mehrere mittlere Produkte bilden. Die mittlere Teilchengröße liegt hierbei zwischen der des ursprünglich abgetrennten Grob- und des Feinproduktes, welches durch das gasförmige Medium weggetragen wird.
Die Trennschärfe bei der sekundären Trennung kann wesentlich dadurch verbessert werden, daß eine oder mehrere in etwa vertikale Reihen von erzwungenen Strdmungsänderungen vorgesehen werden und zwar entweder der separaten primären Gasstrahlen oder des gesamten Gasmediumstrom es. An eine beliebige oder an jede dieser nach unten gerichteten Änderungen können sich, falls gewünscht, eine in etwa vertikale entsprechende Reihe von nach oben gerichteten Strömungsänderungen anschließen. Hierdurch können die gröbsten Teilchen der durch das Gasmedium aus der primären Trennzone entfernten Feststoffteilchen wirksam von den Feinstoffteilchen abgetrennt und nach unten zu den gröberen Produkten gerichtet werden.
Um die Gesamftrennschärfe noch weiter zu verbessern, ist es möglich, unter Schwerkrafteinwirkung ein bestimmtes oder sämtliche gröberen Produkte einem ähnlichen Trennverfahren zuzuführen, das auf einem niedrigeren Niveau stattfindet. Um die Dispersion von stark agglomerierten Ausgangsstoffen zu verbessern, können zusätzliche Gasstrahlen vorgesehen sein, die auf den Ausgangsstrom vor der Reihe von Trennstufen gerichtet werden.
Das "Herz" der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen pneumatischen Trennen, Sortieren und Sieben von feinverteilten teilkopfartigen stoffteilchen besteht aus einer längen, im wesentlichen vertikaleWReihe modularen von Separatoren, sogenanntenasisseparator en. Jeder Basisseparator besteht aus einem sog. vorderen Träger und einem sog. rückwaztgen Träger, die beide in derselben Höhe angeordnet sind. Jeder Basisseparator ist mit einem engen im wesentlichen liorizolitalen Luftkanal versehen, der durch die Oberseite des entsprechenden vorderen Trägers und die Unterseite des darüberliegenden entsprechenden Trägers gebildet ist, sowie mit einem Auslaß für das Feinprodukt, der durch die spitze kw.
scharfe Oberseite des entsprechenden rückwärtigen Trägers und die Bodenseite des darüberliegenden entsprechenden Trägers gebildet ist, sowie mit einem trichterartig ausgebildeten Sammelraum, der durch die rückwärtige Seite des vorderen Trägers und die Vorderseite des rückwärtigen Trägers gebildet ist.
Die Höhe des Basisseparators beträgt vorzugsweise weniger als 60 cm.
Aufgrund dieser kleinen Höhe können 16 oder mehr getrennte Anordmungen in einer Höhe von 1 m angeordnet werden. Der Platzbedarf für 32 Anordnungen beträgt 2 rn usw. Mit Einheiten, die 20 Separatoren mit 50 mm Höhe aufweisen, werden sehr gute Ergebnisse erzielt.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Einheit besteht im wesentlichen aus folgenden Teilen: a) einem stationären, kastenähnlichen Gehäuse; b) Mitteln zum Einführen von Gas (in der Regel Luft unter Druck in einen Druckausgleichsraum im vorderen Teil des Gehäuses; teilkopfartigen c) einer im wesentlichen vertikalen/,Reihe von Basisseparatoren, die, wie vorstehend beschrieben, ausgebildet sind; d) einem Raum für die sekundäre Abtrennung; e) einer vertikalen oder einer geneigten rückwärtigen Wandung; f) Mitteln zur Einführung der Ausgangsstoffe mit einer bestimmten gleichförmigen Geschwindigkeit; h) einem oder mehreren Mitteln zum Sammeln des mittleren Produktes oder der mittleren Produkte; 1) einem oder mehreren Zyklonen zum Trennen des Gasmediums von dem Feinprodukt und zum Sammeln des Feinproduktes.
Um die Sortier- und Trenneinheiten noch genauer arbeiten zu lassen, können eine oder mehrere Reihen von geneigten Platten vorgesehen sein, die einer venezianischen Blende eln0 Die Platten, die in einem bestimmten steilen Winkel angeordnet werden, bilden entweder nach oben oder nach unten gerichtete Durchflußkanäle. Ein üach oben gerichtetes und ein nach unten gerichtetes Durchflußkanalsystem kann gleichzeitig eine Reihe von in Verbindung stehenden, nach untengerichteten trichterförmigen Sammeltäumen bilden. Die Trenn- und Siebeinheiten können mit etwa vertikalen Mehrfachkanälen versehen sein, die im sekundären Trennraum angeordnet sind, wobei der oberste Eingang teilkopfartigen denJRosten, die die Basisseparatoren bilden, am nächsten liegt, während die weiter unten liegenden Eingänge stufenweise weiter weg liegen.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und anhand der beiliegenden Zeichnungen ersichtlich.
Hierin zeigen: Fig. 1 schematische Querschnittsdarstellungen dreier verschiedener Basisseparatoren, die bei der erflndungsgem äßen Vorrichtung in Anwendung kommen; Fig. 2 - einen Vertikalquerschnitt durch eine Sortiereinheit; Fig. 3 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine weitere S'ortter einheit; Fig. 4 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine Sortiervorrichtung, die aus einer großen Zahl von Sortiereinheiten besteht; Fig. 5 einen schematischen horizontalen Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 4.
Fig. la zeigt die Mittel, die zur Anwendung kommen bei der Konstruktellkopfartigen tion einer/Reihe von Basisseparatoren. Jeder Basisseparator besteht aus eine m vorderen Träger 1 und einem rückwärtigen Träger 2, die, wie in der Zeichnung dargestellt, ausgebildet sind und etwa in der gleichen Höhe angeordnet sind. Der vordere Träger ist vorzugsweise mit parallelen oberen und unteren Flächen versehen. Der rückwärtige Träger ist gekennzeichnet durch eine scharfe Oberseite und eine vordere Fläche, die in Richtung auf den vorderen Träger geneigt ist. Jeder Basisseparator weist mehrere in etwa horizontale enge Luftkanäle 3 auf, sowie Auslässe 4 für das feine Produkt und darunterliegende in etwa trichterförmige Sammelräume 5. Die Basisseparatoren sind in etwa in vertikalen Reihen angeordnet. Jedes Paar von vorderen Trägern 1 bestimmt einen Luftkanal. Jedes Paar von rückwärtigen Trägern 2 bestimmt einen Auslaß. Jedes Paar von vorderen und rückwärtigen Trägern 1 und 2 ergibt einen Sammelraum.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, die vorderen Träger mit stufenähnlichen, nach unten geneigten Vorsprüngen 6 zu versehen, die durch besondere Versclileißplatten 7 überdeckt sein können, deren Breite etwas größer ist als die Breite der Vorsprünge 6. Die Träger 2 können mit Schneiden 8 versehen sein, die ein scharfes oberes Ende aufweisen. Die Schneiden 8 können in bezug auf den Träger 2 einstellbar sein.
Die Träger 1 und 2 sind jeweils durch in etwa vertikale Schien09 und 10 gehaltert, die eine geeignete Formgebung aufweisen können und zusammen einen vorderen und einen hinteren Rost bilden. Die so gebildeten Roste sind vorzugsweise mit Mitteln geeigneter Ausbildung versehen, um den Abstand zwischen den Rosten einzustellent d. h. die Breite der Sammelräume 5. Vorzugsweise wird hierbei der hintere Rost innerhalb bestimmter Grenzen einstellbar ausgebildet. Die Roste können auch mit bekannten Vibrier- oder Absticheinrichtungen versehen sein.
Fig. 1b und lc zeigen weitere bevorzugte Ausführungsformen der Basisseparatorelemente. In Fig. 1b ist die Anordnung aus Träger und Schneide durch einen dreieckförmigen Träger 2 ersetzt. In Fig. lc sind die Vorsprünge 6 der Träger 1 um einen Winkel von etwa 600 nach unten geneigt. Die vorderen Flächen der dreieckförmigen Träger 2 sind nach unten um einen Winkel von ca. 60° in entgegengesetzter Richtung geneigt. Die rückwärtigen Flächen der Träger 2 sind mit Platten bzw.
Platten 11 versehen, die gebogene Vorsprünge 12 aufweisen, die nach unten gerichtete Durchflußkanäle 13 zwischen zwei benachbarten Trägern 2 bilden. Platten 14, die durch einen Träger 10 gehaltert sind, bilden eine Anordnung, die an eine l1venezianische Blende" erinnert.
Die Platten 14 bilden nach oben gerichtete Durchflußkanäle mit einer bestimmten Neigung von vorzugsweise 600 oder mehr. Die Platten 11 mit den Vorsprüngen 12 und die Platten 14 bilden eine weitere Reihe von trichterförmigen Räumen 15, die nach unten gerichtet sind.
Die Träger 1 und 2 bilden den eigentlichen Kern und das eigentliche Herz der Vorrichtung. Wie ohne weiteres ersichtlich, können auch viele andere Formgebungen in Anwendung kommen. Die Träger müssen jedoch folgende Bedingungen erfüllen: - Sie müssen stabil und steif genug sein, um ihre Form und Gestalt beizubehalten und sie müssen einer Abnutzung einen ausreichend hohen Widerstand entgegensetzen, - sie dürfen keinen zu großen Widerstand gegenüber der Luftströmung haben, - sie müssen sauber bleiben und dürfen sich nicht verunreinigen und zusetzen, - sie müssen einfach im Bedarfsfall ausgetauscht werden können.
Fig. 2 zeigt in einem schematischen Vertikalschnitt eine erfindungsgemäße Sortiereinheit. Diese besteht aus einem stationären Gehäuse 16, den Zufuhrmitteln 17, einem vorderen Gitter bzw. Rost 18 der/vorderen den' Träger 1 haltert, einem rückwärtigen Rost 19, der/rückwärtigeTräger 2 haltert, einer Zufuhröffnung 20, Mitteln 21 zur Regulierung der Gasströmung in einen Druckausgleichsraum 22, einem sekundären Sortierraum 23, einer vertikalen oder nach rückwärts geneigten Wandung 24 mit einer Ausflußöffnung 25, einem Zyklon 28 zum Sammeln des feinen Produktes und mit Aufnahmebehältern 27 und 28 zum Sammeln und zur Aufnahme des groben und des mittelgroben Produktes.
Beim Betrieb ist das Abzugsrohr 29 vom Zyklon 26 mit der Saugseite eines Niederdruckgebläses 30 verbunden, während die Druckseite dieses Gebläses über eine Öffnung 20 mit dem Raum 22 des Sortiergehäuses in Verbindung steht. Mittel 31, die z. B. aus mehreren Leitflächen mit einer Öffnung bestimmten Durchmessers jeweils bestehen können, werden zur Regulierung des Luftvolumens benutzt. Durch einen Auslaß 32 kann ein bestimmtes Luft- oder Gasvolumen der Zirkulation entnommen und nach außen herausgeführt werden.
Die Sortiereinheit arbeitet wie folgt: Die Stoffe, die sortiert und klassifiziert werden sollen, werden mit bestimmter Menge und Geschwindigkeit über die Zufuhreinrichtung 17 zugeführt, die eine geeignete Höhe aufweist. Niederdruckluft des Gebläses 30 wird über die Öffnung 20 in den Druckausgleichsraum 22 eingeführt, wo die Luftverteilung durch die Platten 21 weiter reguliert wird.
Vom Raum 22 wird die Luft über Düsen und die Reihe der Kanäle 3 im vorderen Rost 18 abgeführt. Bei jedem Basisseparator kreuzt die jeweilige Luftdüse den nach unten fließenden bzw. fallenden Strom an Feststoffen, der eine Art von Vorhang bildet. Die Düse trägt eine bestimmte Menge an feineren Stoffen über Auslässe 4 im rückwärtigen Rost 19 bis in den Raum 23. Die nicht entfernten Teilchen fallen in den rohr- bzw.
trichterartigen Raum 5 zur nächsten Trennstufe, die sich nach unten anschließt. Die Vorsprünge 6 und/oder die VerschleiiSplatten 7 der Träger 1 erzeugen eirminetwa zickzac-kförmigen Durchfluß. Hierdurch wird die nach unten gerichtete Geschwindigkeit des Materialstromes "gebrochen" bzw. verringert. Außerdem wird die Dispersion der Feststoffe und Agglomerate verbessert und die Teilchen werden wieder innerhalb des Stromes ausgerichtet. Das gröbste Produkt, welches am untersten Basisseparator erhalten wird, fließt in einen Aufnahmebehälter 27. Im Raum 23 findet eine weitere Trennung der durch die Luftdüsen aus dem Zufuhrstrom abgetrennten feineren Teilchen statt, die auf die Reduzierung der Durchflußgeschwindigkeit des Trägermediums zurückzuführen ist. Nur Teilchen, die feiner und kleiner sind als eine bestimmte maximale Teilchengröße können in Suspension bleiben. Mit der ausfließenden Luft werden diese feine n Teilchen über eine Öffnung 25 in den Zyklon 26 eingebracht, wo sich die feinen Feststoffteilchen vom Gas trennen. Die nicht aus dem Raum 23 in den Zyklon 26 herausgeführten Teilchen sammeln sich in einem Behälter 28 als mittleres Produkt an.
Die von dem Zyklon 26 abgezogene Luft ist nach hinten zur Saugseite des Gebläses 30 gerichtet, so daß ein geschlossener Kreislauf gebildet wird. Die Luftströmung zu der Sortiereinrichtung wird durch die Stau -bleche 31 gesteuert. Damit sich nicht Staub teilweise außerhalb der Vorrichtung ausbreitet, wird vorzugsweise eine bestimmte Luftmenge der Zirkulation über die Öffnung 32 und beliebige an sich bekannte Mittel entnommen. Die entfernte Luft wird durch Zufuhr frischer Luft kompensiert, die zusammen mit dem zugeführten Material in die Anordnung einfließt.
Fig. 3 zeigt einen vertikalen schematischen Querschnitt eines Sortiereinrichtung, die insbesondere zum Trennen von sehr feinen Zyklonprodukten dient. Die zusätzlichen Merkmale, die diese Vorrichtung aufweist, betreffen insbesondere mehrere vertikale Kanäle 33 im Raum 23.
Die Kanäle 33 führen über die Öffnung 25 in den Zyklon 26! Die oberste Eingangsöffnung 34 der Kanäle liegt dem rückwärtigen Rost 19 am ntichsten. Die nachfolgenden und weiter unten liegenden Eingangsöffnungen liegen stufenweise weiter entfernt. Beim Betrieb ergibt sich vor allem ein Unterschied bezüglich der zweiten Sortierstufe. Das Luftmedium muß durch die Kanäle nach plötzlicher Umlenkung nach oben hindurchfließen. Teilchen, die eine bestimmte Maximalgröße übersteigen, trennen sich von den kleineren Teilchen, stoßen an den Vorderseiten der Kanaiplatten an, verlieren ihre Geschwindigkeit und fallen nach unten.
Diese und andere Teilchen, die sich innerhalb des Kanalsystem es abtrennen, fallen aufgrund der Schwerkraft tlvorhangartigtt nach unten und werden durch die unteren Luftströme wiederholt gereinigt.
Bei den Vorrichtungen gemäß Fig. 2 und 3 werden drei verschiedene Produkte erhalten. Die Vorrichtungen können jedoch auch mit einfachen Rinnen versehen sein, um die Produkte in beliebiger Weise miteinander zu kombinieren.
Beim Betrieb der pneumatischen Sortiereinrichtungen gemäß Fig. 2 und 3 hat sich gezeigt, daß män eine sehr scharfe Trennung schon bei einem einmaligen Durchlauf der Vorrichtung erhält, wenn relativ grobe Ausgangsstoffe behandelt werden und grobe Teilchen das gewünschte Endprodukt bilden. Wenn jedoch Wert auf ein feines Endprodukt, z. B.
Zement, gelegt wird, ergibt ein einziger Durchlauf nur eine teilweise Trennung der feinen Teilchen im Zyklonprodukt.
Es hat sich gezeigt, daß die Trennung in der zweiten Stufe im Raum 23 durch eine oder mehrere Reihen von geneigten Durchflußkanälen, die durch die schon beschriebenen venezianischen Blenden erzeugt werden, verbessert werden kann. Das mittlere Produkt oder zumindest eines der mittleren Produkte ist so fein, daß es zusammen mit dem Zyklonprodukt als Endprodukt akzeptierbar ist. Wenn z. B. der rückwärtige Rost, wie in Fig. lc, bei den Anordnungen gemäß Fig. 2 und 3 benutzt wird, werden die ursprünglich horizontalen Gasstrahlen, die über die Öffnungen 4 abgeführt werden, durch die Vorsprünge 12 scharf nach unten längs der Kanäle 13 umgelenkt. Die gröbsten Körner, insbesondere solche Körner, die eine Übergröße haben und durch die Strahlen fortgetragen worden sind, führen ihre Nach-unten-Bewegung innerhalb der trichterförmigen Räume 15 fort, die durch die Platten 11, die Vorsprünge 12 und die Platten 14 gebildet sind, und werden gemeinsam durch den untersten Trichter 15 entfernt, und zwar in den Strom aus grobem Material, der aus der ersten Trennzone ausströmt. Der Teil des gasförmigen Mediums der noch mit feineren Stoffen beladen ist, wird durch die Umlenkplatten 14 nach oben umgelenkt und tritt in den Raum 23 ein, wo die Trennung der feineren Teile in zwei Anteile stattfindet, wie dies schon beschrieben wurde. Es ist wichtig, daß nicht durch Zufall irgenOvelche übergroßen Teilchen in das mittlere Produkt gelangen, daß die Feinheit des mittleren Produktes möglichst gleichmäßig ist und daß das mittlere Produkt bis zu einem starken Maß die Gewinnung von feinen Teilchen ermöglicht. In allen Fällen, wo das kombinierte feine Produkt den Anforderungen an das Endprodukt entspricht, gelingt es, die Zahl der Trennungen zu reduzieren. Hierdurch kann auch die Zahl der Sortiereinrichtungen herabgesetzt werden und die Sortierung wird wesentlich einfacher. Naturgemäß kann das mittlere Produkt und das Zyklonprodukt ebenfalls in der Form von zwei getrennten Endprodukten entfernt werden.
Selbst in solchen Fällen, wo nur allein das Zyklonprodukt den Anforderungen an das Endprodukt genügt, kann aufgrund der vorstehend beschriebenen erfindungsgem äßen Behandlung und der erfindungsgemäßen Mittel eine größere Gasdurchflußgeschwindigkeit in Anwendung kommen, so daß es gelingt, die Gewinnung der Feinstoffe (Zyklonprodukt) zu verbessern, ohne daß Nachteile bezüglich der Qualität entstehen.
Bei verschiedenen sehr feinen Pulvern ist es sehr schwierig die Agglomerierlmg für die Trennung aufzuldsenv Um die Dispersion derartiger Ausgangsstoffe zu verbessern, werden zusätzliche Gas strahlen mit hohem oder niedrigem Druck je nach Wunsch auf den Strom aus Ausgangsmaterial gerichtet. Düsen oder anderexbekannte Mittel zur Erzeugung derartiger Strahlen werden vorzugsweise an den Zufuhrmitteln 17 befestigt.
Ein Anhaften von sehr feinen Teilchen, z. B. von Staub, an bestimmten kritischen Flächen der Vorrichtung kann durch Vibrieren unter Kontrolle gehalten werden, sowie durch ein "Abstechen" entweder des einen oder beider Roste, die durch die vorderen Träger 1 und rückwärtigen Träger 2 und die zugeordneten Haltemittel gebildet sind. Das gleiche gilt bezüglich etwalger verwendeter Platten. In Sonderfällen kann insbesondere der vordere Rost mit Abkratzeinrichtungen versehen sein, um die Luftkanäle 3 auf jeden Fall freizuhalten.
Für die erfindungsgemäße, mehrfach wirkende Trenn- und Sortiereinrichtung ist insbesondere charakteristisch, daß sie aus einer beliebigen Anzahl von parallel oder in Reihe geschalteten Trenn- ünd Sortiereinheiten besteht, sowie aus Zufuhr mitteln, sie e. ü;rprimäre parallelgeschaltete Trenn- und Sortiervorrichtungen üblich sind, aus insbesondere in üblicher Weise ausgebildeten Sammeleinrichtungen für das endgültige grobe Produkt, aus insbesondere in üblicher Weise ausgebildeten Luftzlrkulationsmitteln, aus insbesondere in üblicher Weise ausge-und bildeten Mitteln zur Entfernung des Staubes sowie aus Rohren/Kanälen, die die verschiedenen Teile verbinden. Sämtliche Teile bilden eine geschlossene Vorrichtung, die im geschlossenen Kreislauf arbeitet.
Bei kleineren Industriellen Sortier- und Trennanordnungen werden die parallelen Einheiten in einer oder mehreren horizontalen oder vertikalen Reihen angeordnet, während sie bei sehr großen Anordnungen vor, zugswelse ringförmig über einen Bereich von 3600 angeordnet sind.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Trenn- und Sortiereinrichtung für großindustrielle Zementklinkermühlen mit geschlossenem Kreislauf. Fig. 5 zeigt einen horizontalen Querschnitt durch diese Anordnung.
Die in Fig. - 4 und 5 dargestellte Vorrichtung ist mit mehreren Sortier-und Trenneinheiten 35 versehen, die entsprechend den vorstehend erwähnten Grundzügen ausgebildet sind. Bei der dargestellten Anordnung beträgt die Gesamtzahl der parallelen Einheiten 20. Die effektive Höhe der Trenn- und Sortiereinrichtungen ist entsprechend den Produktanforderungen und dem gewünschten Ausmaß an Trennschärfe gewählt.
Der geschlossene Kreislauf der Vorrichtung (siehe Fig. 4) weist insbesondere folgende Teile und Einrichtungen auf: Einen scheibenförmigen Hilfsförderer 36, der sich mit bestimmter Geschwindigkeit um eine vertikale Achse dreht, einen Verteilerkanal 37, der durch zwei Kegel gebildet ist, Verteilerrohre 38, Zufuh ittel 39, einen zentral angeordneten Luftbehälter 40, Luftverteilerkanäle 41, die von dem Behälter 40 zu Einheiten 35 führen, Zyklone 42 zur Abtrennung des Feinproduktes, Luftsammelringe 43, Luftrückfuhrrohre 44, einen oder mehrere Niederdruckgebläse 45, Zufuhrrohre 46, die von den GebIäsen 45 zu dem Behälter 40 führen, Rinnen und Rohre 47 zum Sammeln der groben Teile in einem Behälter 48, Rinnen und Rohre für die mittleren Produkte, ein Abfuhrrohr 50 für das feine Zyklonprodukt und einen Behälter 51 zur Aufnahme der kombinierten mittleren und feinen Produkte als endgültiges Feinprodukt der Anordnung.
Außerhalb der Trenn- und Sortiereinrichtung weist der geschlossene, trockene Mühlenkreis noch folgende Einheiten und Einrichtungen auf: Eine primäre Mühle, z. B. eine Stabmühle, eine sekundäre Mühle, z. B. eine Kugelmühle, einen Aufzug, ein Fördersystem zwischen dem Aufzug und dem Oberteil der Trenn- und Sortiereinrichtung und Staubentfernungsmittel sowie Rohre und Kanäle, die die verschiedenen Teile miteinander verbinden, wobei sämtliche Teile eine Einheit mit geschlossenem Kreislauf bilden.
Der Mühlenkreis arbeitet wie folgt: Zementklinker wird zunächst in der Stabmühle gemahlen, die einen offenen Kreislauf hat. Das gemahlene Produkt wird durch einen Aufzug auf eine bestimmte Höhe gebracht und sodann über einen Riemen-.
förderer zu dem oberen Teil der Trenn- und Sortiereinrichtung weiterbefördert. Der Scheibenförderer 36 versprüht die Stoffe in einer Fläche von 3600 in dem Kanal 37. Die Verteilerrohre 39 verteilen das geförderte Material und führen es den Trenn- und Sortiereinheiten zu. Durch die Kanäle 41 aus dem Behälter 40 zugeführte Luft wird in den Trenn-und Sortiereinheiten 35 in eine lange Reihe von Luftstrahlen unterteilt, die die "Vorhänge" aus dem Material kreuzen. Das Grobprodukt, welches in den Rosten in sämtlichen Trenn- und Sortiereinheiten zurückgehalten wird, wird durch die Rinne und das Rohr 47 zu dem Behälter 48 gebracht und sodann einer Kugelmühle zur weiteren Zerkleinerung zugeleitet. Das Kugelmühlenprodukt wird mit dem Stabmühlenprodukt kombiniert und im geschlossenen Kreislauf zu der Trenn- und Sortiervorrichtung zurückgeführt. Das mittlere Produkt, welches in jeder'Trenn-und Sortiereinheit entsteht und das Zyklonprodukt, welches in jedem Zyklon anfällt, bilden bei dem dargestellten Ausführungsbeisplel den endgültigen Zement. Die mittleren Produkte werden durch die Rinne und das Rohr 49 gesammelt, die Zyklonprodukte durch die Rohre 50, die aufgrund der Schwerkrafteinwirkung das Material in den Behälter 51 einleiten, worin sich somit der Zement aus sämtlichen Trenn- und Sortier einheiten ansammelt. Um die Vorrichtung in ihrer Gesamtheit so staubfrei wie möglich zu halten, wird ein Teil der zirkulierenden Luft aus dem System z. B. über einen Auslaß 53 entfernt, der in eine beliebige äußere Einrichtung zum Entstauben führt.
Die Vorrichtung könnte naturgemäß auch derart ausgebildet sein, daß das genau eingestellte mittlere Produkt und das Zyklonprodukt getrennt als Feinprodukt erhalten werden. Das erstere kann z. B. einem Zement mit kleiner spezifischer Oberlache entsprechen, das letztere kann z. B. einem Zement rrt höherer spezifischer Oberfläche entsprechen.
Die SteJuerwLg und Regelung der TreT3Lz und Sortiereinrichtung erfolgt durch entsprechende Regulierung der Luft und der Geschwindigkeit des 11Materialvorhanges". Die Regulierung der Luft kann in einem weiten Bereich durch Regelung des Volumens und des Druckes der Luft erfolgen, die durch einen oder mehrere Niederdruckgebläse geliefert wird.
In einem kleineren Bereich kann die Luft derart geregelt werden, daß die einer jeden Trenn- und Sortiereinheit zugeführte Luftmenge gesteuert wird. Eine weitere Regelung innerhalb einer Trenn- und Sortier einheit kann dadurch erfolgen, daß etwas mehr Luft über die oberen Luftkanäle in dem vorderen Rost als über die unteren Kanäle zugeführt wird. Im allgemeinen führt ein Ansteigen des Luftvolumens zu einem groberen mittleren Produkt und zu einem groberen Feinprodukt, während ein Abnehmen zu feineren Produkten führt. Die Flußgeschwindigkeit des "Materialvorhanges" kann durch Brems- und Staubleche beeinflußt werden, die in den Zufuhrkanälen angeordnet sind, sowie dadurch, daß ein zickzackförmiger Fluß erzeugt wird.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung, insbesondere der erfindungsgemäßen sehr hohen Trennschärfe dienen die nachfolgenden Beispiele und Versuche, die auf industrieller Basis ausgeführt wurden.
Versuch 1 Durch die Trennung und Sortierung soll ein Grobprodukt mit einem Minimum an feinen Stoffen erzeugt werden.
Nicht gereinigter Sand wird nur einmal mit einer Durchflußmenge von 1 t/h einer Trenn- und Sortiereinheit gemäß Fig. 2 zugeführt. Diese Einheit weist insgesamt 20 Separatoren auf, ihre Höhe beträgt 50 mm, die Höhe der Luftkanäle 3 beträgt 3 mm. Die wirksame Breite des Gehäuses (Lbge der Träger 1 und 2) beträgt 20 cm. Die Versuchsergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle 1 ersichtlich.

Tabelle 1

Sieb- Sieb - Siebdurchgang (%) (Untermaß in %)
maschen Öffnung Ausgangs- ro - mittleres Fein-
stoff produkt Produkt produkt
28 589 100.0 100.0 100.0
35 417 93.8 89.5 99. 7
48 295 65.9 39.7 95.7
65 208 44.6 12.8 81.2 100.0
100 147 30.7 2.6 53. 8 99. 5
150 104 20. 3 0.4 25.3 95.1
200 74 14.4 0.3 11.2 83.3
Gewichtsver-
teilung 100.0% 56.8% 29.5% 13.7%

Durch grafische Aufzeichnung kann nachgewiesen werden, daß die logarithmische Grö ßenverteilungskurve des Gr obpr oduktes sehr steil ist.

Dies ist ein Maß für die Reinheit des Produktes. In gleicher Weise ist auch die entsprechende Kurve des mittleren Produktes (Mittelprodukt) steil. Es ist somit möglich, gleichzeitig zwei oder sogar mehrere scharf getrennte Grobprodukte mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung' voneinander zu trennen und zu sortieren.
Mit der beschriebenen kleinen Einheit wird die Geschwindigkeit und Durchflußmenge der Ausgangsstoffe von kleinen Werten bis zu 7 t/h geändert.
Der Energiebedarf ist sehr gering und beträgt in der Regel 0, 2 kWh/t.
Versuch 2 Bei der Trennung und Sortierung soll aus gemahlenem Kalkstein ein Produkt mit dem Kennwert 80% 200 Maschen erzeugt werden. Dieses Produkt entspricht dem herkömmlichen Rohmaterial in der Zementindustrie.
Gemahlener Kalkstein wird in einer Menge von 2 t/h der schon beschriebenen Trenn- und Sieb einheit zugeführt. Nach einem einzigen Lauf wurden folgende Ergebnisse festgestellt, die aus der nachstehenden Tabelle 2 ersichtlich sind.

Tabelle 2

Sieb- Sieb- Siebdurchgang (iO) (Untermaß in %)
maschen öffnung Ausgangs- Grob- mittleres Fein-
4 stoffe produkt Produkt produkt
35 417 66.0 45.5 100.0
48 295 60.0 35.7 99.9
65 208 54.1 26.4 99.8
100 147 48.1 17.2 98.8 100.0
150 104 41.2 8.0 94.2 99. 1
eoo 74 34.7 3.2 82. 6 96. 4
Gewichtsver-
teilung 100. 0% 62. 3% 26. 2% 11.5%

Das kombinierte endgültige Produkt, welches aus dem mittleren Produkt und dem Feinprodukt erhalten wird, hat einen Kennwert von 86, 8 SO -200 Maschen und ist demzufolge feiner als gefordert. Das kombinierte Endprodukt beläuft sich auf 37, 7 % der Ausgangsmaterialie;n bei der Trennung und Siebung. Die Gewinnung an -200 Maschen-Material in dem kombinierten Endprodukt beträgt 94, 1 %.

Versuch 3 Es soll ein Produkt erzeugt werden, welches in der Feinheit einem herkömmlichen Zement entspricht.
Gemahlener Feldspat wird in einer Menge von 2 t/h in dieselbe Trenn-und Siebeinheit eingebracht, wie sie schon zuvor benutzt worden ist. Die Grobprodulçte des ersten, zw'eeh und dritten Laufes werden nochmals behandelt, wodurch man ein endgültiges Grobprodukt erhält sowie vier mittlere Produkte und vier Feinprodukte. Die Siebanalysen der Ausgangsstoffe, des endgültigen Grobproduktes, der kombinierten mittleren Produkte und der kombinierten Feinprodukte sind aus der nachfolgenden Tabelle 3 ersichtlich.

Tabelle 3

Sieb- Sieb- Siebdurchgang (%) (Untermaß in SO

maschen öffnung Ausgangs- 1 Grob- mittleres Fein-

stoffe produkt Produkt produkt

200 74 51.6 9.6 90.9 99.0

400 37 33.4 2.2 59. 6 82. 6

Gewichtsverteilung 100. 0 % 49. 3 % 41. 9 % 8. 8 %

Bei einer Kombinierung ergeben das mittlere Produkt und das Feinprodukt zusammen in der Auswertung Werte von 92, 3%-200 Maschen und 63. 6%-400 Maschen. Die Gewinnung an -200 Maschen-Material in endgültigem Feinprodukt beträgt 90, 7 % und die von -400 Maschen-Material 96. 6 %. Die spezifische Oberfläche des mittleren Produktes beträgt 2930 cm2/g, sowie 3750 cm2/g beim Feinprodukt und 3030 cm2/g beim endgültigen kombinierten Material.

Da die vorstehend wiedergegebenen Versuchsdaten nur vorläufige Untersuchungen betreffen, ist ersichtlich, daß mittels der lich bessere Ergebnisse erzielt werden können. Ein Vergleich mit herkömmlichen Trenn-, Sortier- und Siebeinrichtungen zeigt jedoch, daß die gewonnenen Versuchsergebnisse ausgezeichnete Werte darstellen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum kontinuierlichen pneumatischen Abtrennen, Sieben und Sortieren von feinverteilten Feststoffteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß hintereinander in Reihe mehrere Trennstufen angeordnet werden, wobei in jeder Trennstufe ein Gasstrahl quer durch einen nach unten fallenden Strom an Feststoffteilchen hindurchgeleitet wird, wodurch eine bestimmte Menge von Teilchen, deren mittlere Größe kleiner ist als die des Ausgangsmaterials, mit jedem Gasstrahl fortgetragen wird, während die nicht fortgetragenen Teilchen weiter nach unten zu der nachfolgenden Trennstufe fallen und letztlich als Grobprodukt abgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn des nach unten fallenden Materials aus Feststoffteilchen in etwa zickzackförmig ausgebildet ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile an feineren Teilchen, die durch die Gasstrahlen entfernt und weggetragen werden, in einer zweiten Trennstufe weiterbehandelt werden, wobei die Fließgeschwindigkeit des Gasmediums reduziert wird und die Teilchen, die kleiner sind als eine bestimmte maximale Größe, zusammen mit dem Gasmedium als Feinprodukt weggetragen werden, während die nicht weggetragenen Teilchen nach unten fallen und ein oder mehrere mittlere Produkte bilden, deren mittlere Teilchengröße zwischen der des Grobproduktes und der des Feinproduktes liegt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschärfe der zweiten Trennstufe durch ein oder mehrere nach unten gerichtete Strömungs änderungen der Gas suspension verbessert wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich an eine nach unten gerichtete Strömungsänderung der Gassuspension eine nach oben gerichtete Strömungsänderung anschließt.

6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gröberen Produkte zum Teil oder in ihrer Gesamtheit unter Schwerkrafteinwirkung einer weiteren Sortierung, Trennung oder Siebung unterzogen werden.

7. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere getrennte Dispersionsstufen für das Ausgangsmaterial vorgesehen werden, indem zusätzliche Gas strahlen auf den Strom aus Ausgangsmaterial gerichtet werden, bevor er in die Reihe von Separationsstufen eintritt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine in etwa vertikale Reihe von Basisseparatoren mit je einem vorderen Träger (1) und einem rückwärtigen Träger (2), die beide in etwa in gleicher Höhe angeordnet sind, durch einen Luftkanal (3), der durch die Oberseite des vorderen Trägers (1) und die Unterseite des darüberliegenden äquivalenten Trägers gebildet ist, durch einen Auslaß (4) für das Feinprodukt der durch die scharfe Spitze des rückwärtigen Trägers (2) und den Boden des darüberliegenden äquivalenten Trägers gebildet ist und durch einen in etwa trichterförmig ausgebildeten Sammelraum (5), der durch die Rückseite des vorderen Trägers (1) und die Vorderseite des rückwärtigen Trägers (2) gebildet ist.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Basisseparatoren weniger als 60 mm beträgt.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des vorderen Trägers (1) mit einem stufenartigen, nach unten geneigten Vorsprung (6) versehen ist.

11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (6) durch eine Verschleißplatte (7) abgedeckt ist.

12. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung des Abstandes zwischen zwei Rosten oder Gittern vorgesehen sind, die durch die vorderen Träger (1), die rückwärtigen Träger (2) und die Mittel zur Halterung derselben gebildet sind.

13. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, mittels der der eine oder beide Roste und Gitter in Vibrationen versetzt oder abgekratzt werden können.

14. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 8 bis 13, gekennzeichnet durch ein stationäres kastenähnliches Gehause, Mittel zum Einführen von Gas, insbesondere Luft unter Druck in einen Druckausgleichsraum (22) im vorderen Teil des CEiuses, eine in etwa vertikaiegihe von Baisseparatoren die durch die vorderen Träger (1) und die rückwStigen Träger (2) gebildet sind, einen sekundären Trennraum (213), eine vertikale oder nach hinten geneigte Wandung (24), Mittel (17) zum Zuführen der Ausgangsstoffe mit einer bestimmten gleichfbrmigen Geschwindigkeit, Mittel (27) zum Sammeln des Grobproduktes, ein oder mehrere Mittel (28) zum Sammeln des mittleren Produktes oder der mittleren Produkte und durch Zyklonmittel (26) zum Sammeln des Feinproduktes.

15. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sekundären Trennraum (23) eine oder mehrere Reihen von Platten vorgesehen sind, die nach unten gerichtete Strömungskanäle bilden.

16. Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sekundären Trennraum (23) eine oder mehrere Reihen von Platten vorgesehen sind, die nach oben gerichtete Strömungskanäle bilden.

17. Vorrichtung gemäß Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Reihen von Platten vorgesehen sind, von denen di e eine nach oben gerichtete und die andere nach unten gerichtete Strömungs daß kanäle bildet und gleichzeitig eine Reihe von in Verbindung stehenden nach unten gerichteten, trichterförmigen Räumen gebildet wird.

18. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche i4 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in dem sekundären Trennraum(24 mehrere vertikale Kanäle (33) vorgesehen sind, wobei die oberste Eintrittsöffnung (34) dem Rost oder Gitter, der durch die rückwärtigen Träger (2) gebildet ist, am nächsten liegt, während die weiter unten liegenden Eingangsöffnungen stufenweise weiter weg liegen.

19. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekenn-.

zeichnet, daß im Kreislauf ein Niederdruckgebläse derart angeschlossen: ist, daß ein Abzugrohr (29) des Zyklon mit der Saugseite des Gebläses und die Druckseite des Gebläses mit dem Druckausgleichsraum <22) verbunden ist.

20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Steuerung der Gasströmung durch die Vorrichtung vorgesehen sind.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die ein bestimmtes Luftvolumen aus dem Luftkreislauf entziehen und daß die Mittel insbesondere hinter dem Zyklon, aber vor dem Gebläse angeordnet sind.

22. Vorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 14 bis 21, gekennzeichnet durch mehrere parallel ouer in Reihe geschalteter Trenneinheiten, Zufuhrmittel, wie sie üblicherweise für primäre, parallele Trenneinheiten benutzt werden, übliche Mittel zum Sammeln des endgültigen Feinproduktes, übliche Mittel zum Sammeln des endgültigen Grobproduktes, einen üblichen geschlossenen Luftkreislauf, übliche Staubentfernungsmittel und durch Verbindungsrohre und -kanäle für die einzelnen Teile, wobei zusammen mit einer äußeren Zerkleinerungseinrichtung ein geschlossener Kreislauf gebildet wird.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortier- und Trenneinheiten in derselben Ebene, insbesondere Drizontalebene, ringförmig in einem Bereich von 3600 angeordnet sind.