DE2263147A1

DE2263147A1 - Verfahren zum transport von teilchen mittels eines mitreissenden fluids und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2263147A1
Application number: DE2263147A
Authority: DE
Inventors: Imauts Reba; Edward Clair Wolthausen
Original assignee: Crown Zellerbach International Inc
Current assignee: Crown Zellerbach International Inc
Priority date: 1972-01-31
Filing date: 1972-12-22
Publication date: 1973-08-16
Also published as: IT974750B; DE2263147C3; ZA727373B; AT324213B; IE36996B1; NO137686C; JPS4883574A; SU598547A3; FR2169958B1; NL7300055A; CH565695A5; NO137686B; IE36996L; LU66880A1; AU471799B2; FR2169958A1; JPS5245998B2; SE383721B; DE2263147B2; DD102124A5

Description

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Firma CROWN ZELLERBACH INTERNATIONAL, INC., San Francisco., Californien /U.S.A.

Verfahren zum Transport von Teilchen mittels eines mitreissenden Fluids und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von Teilchen mittels eines mitreissenden Fluids, bei dem die von dem Medium mitgerissenen Teilchen längs eines ersten Strömungsweges, der einen Zu- und einen Abfluss besitzt, befördert werden, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dabei werden unter Fluide strömungsfähige Kontinua wie Flüssigkeiten oder Gase verstanden.

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Ein mit "Coanda"-Effekt bezeichneter Strömungseffekt ist seit längerer Zeit bekannt. Man bezeichnet damit das Bestreben eines Fluids, das unter Druck aus einem Schlitz oder Spalt austritt, sich an eine Fläche anzulegen und dieser Fläche zu folgen, die in Form einer Schnauze oder Tülle den Spalt verlängert. Dabei tritt diese Schnauze bezüglich der Strömungsachse des Fluids zurück, mit der es aus dem Spalt austritt. Dies erzeugt sine Zone reduzierten Drucks in der Fläche des Spaltes und so kann Luft oder jedes andere mitreissbare Material, dass sich in dieser Zone befindet, mitgerissen werden und fliesst mit dem Fluid weiter, das sich selbst an die verlängerte Schnauze anlegt. Als Coanda-Düse kann daher ein Gerät bezeichnet werden, das diesen Strömungseffekt ausnutzt.

Es ist auch bekannt, dass ein Fluid, das unter Druck aus einem Spalt austritt, sich an eine abbiegende und zurückverlegte Fläche anlegt und dieser folgt, auch wenn diese Fläche räumlich von dem Spalt getrennt ist. Auch dieses Anlegen der Fluidströmung erzeugt eine Zone reduzierten Drucks und damit ein Mitreissen von Luft oder anderem Material in der Zone der sich anlegenden Strömung.

Coanda-Düsen wurden bereits mit gutem Erfolg benützt, um spezielle Materialien sehr rasch zu transportieren. Bei Materialien, die etwas agglomeriert bzw. zusammengeballt

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sind, ist es jedoch häufig erforderlich, das Material einer grösseren brechenden oder auseinandertreibenden Kraft auszusetzen, als man sie mit einer Lediglich schnellen, mit der Strömung erfolgenden Bewegung des mitgerissenen Materials erhält. Es ist anzustreben, dies während des Transports und nicht in einem gesonderten Arbeitsgang zu erreichen. Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise mit unterschiedlichem spezifischen Gewicht, werden häufig als Gemisch transportiert und es ist wünschenswert wenigstens eine gewisse Trennung oder Sichtung des Materials während des Transports zu erhalten. In anderen Fällen ist es erforderlich, eine gute Vermischung des zu transportierenden Materials während des Transportes zu erreichen.

Es besteht die Aufgabe, ein Verfahren der Eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so auszugestalten, dass einerseits eine grosse Verkleinerungskraft auf transportierte, mitgerissene Teilchen ausgeübt werden kann und dass eine Trennung von Teilchen unterschiedlicher Eigenschaften oder eine gute Durchmischung von Teilchen möglich ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass als Schranke eine Wand aus einem strömenden Fluid vorgesehen ist, die den ersten Strömungsweg an seinem Ausfluss kreuzt, dass die Wand auf eine Fangfläche gerichtet ist,

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an die sich die Strömung anlegt und dass alle Teilchen, die von dem Fluid der Wand mitgerissen sind, längs eines zweiten Strömungsweges mitbewegt werden, wobei die Fangfläche ein Teil dieses zweiten Strömungsweges ist.

Vorzugsweise ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei der Teilchen von dem Fluid vom Zufluss des ersten Strömungsweges zu seinem Ausfluss beförderbar sind, so ausgestaltet, dass benachbart zum Ausfluss des ersten Strömungsweges eine Einrichtung zur Erzeugung einer als Schranke dienenden Wand aus einem Fluid angeordnet ist, die den ersten Strömungsweg kreuzt, dass in Abstand zu dieser Einrichtung eine Fangfläche vorgesehen ist, die bezüglich der Wand so angeordnet ist, dass sich das Fluid der Wand an die Fangfläche anlegt und alle mitgerissenen Teilchen mit der Fangfläche einem zweiten Strömungsweg folgen. Vorzugsweise ist der erste Strömungsweg von einer ersten Düse gebildet, die mit einer die Teilchenströmung führenden Innen- und 'Aussenflaehe versehen ist, wobei durch die Innenfläche ein Teilchenzu- und -aus'fluss geformt ist und die Einrichtung zur Erzeugung einer Wand aus einem Fluid eine zweite Düse aufweist, die einen Ausströmspalt besitzt, der in der Nähe des Ausflusses der ersten Düse angeordnet ist, wobei mit dem Fluid, das durch diesen Ausströmepalt gerichtet strömt, die Wand aus Fluid gebildet ist, die den ersten Strömungsweg kreuzt und wobei die die Teilchenströ-

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mung führende Aussenfläche der ersten Düse eine Fangfläche
enthält, an die sich das strömende Fluid anlegt.

Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft anhand der
Figuren 1 bis 6 näher erläutert.

Es zeigt: . ^λ ■

Figur 1 teilweise- im Schnitt die Seitenansicht einer Vorrichtung zum Transport von mit Fluid mitreissbaren Teilchen; ·

Figur 2 teilweise im Schnitt die vergrösserte Seitenansicht einer Düse, wie sie in Figur 1 eingesetzt wird;

Figur 3 teilweise im Schnitt eine vergrösserte Seitenansicht einer anderen Düse, wie sie in Figur 1 benützt wird;

Figur 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Figur 2;

Figur 5 einen Schnitt 'längs der Linie 5-5 der Figur 1, wobei Teile weggelassen wurden um die Über- . sichtlichkeit zu wahren und

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Figur 1..

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Bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wird das zu transportierende, spezielle Material über einen Einfülltrichter 10 in einen ersten Strömungsweg 11 eingespeist. Dieser Strömungsweg 11 ist durch die Innenfläche einer ersten Düse 12 gebildet. Das Material wird von einem geeigneten Fluid, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem Gas wie Luft, mitgerissen und schnell weiterbefördert. Der Transport erfolgt in Richtung des Pfeiles, der von dem Zufluss 13 zum Ausfluss 14 des ersten Strömungspfades 11 zeigt.

Eine Einrichtung zur Erzeugung einer Wand bzw. eines Vorhanges aus einem strömenden Fluid ist in Form einer zweiten Düse 15 in der Nähe des Ausflusses 14 des ersten Strömungsweges 11 angeordnet. Mit dieser Düse 15 wird eine dünne Wand bzw. ein Vorhang aus einem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Fluid, beispielsweise aus Luft, gebildet, die aus einem Ausströmspalt 16 in der zweiten Düse ausströmt. Dieser Vorhang bildet eine Schranke, die den ersten Strömungspfad 11 an seinem Ausfluss kreuzt. Die Wand ist von dem Ausströmspalt 16 auf eine Fangfläche 17 gerichtet, an die sich die Strömung anlegt. Die Fangfläche 17 ist das anfänglich nach aussen gewölbte, äussere Ende der Düse 12. Sie ist so nahe an dem Ausströmspalt 16 angeordnet, dass sich der ausströmende Fluidvorhang entsprechend dem erwähnten Coanda-Effekt an die Fangfläche 17

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anlegt und ihr in seiner Strömung folgt. In der gezeigten, bevorzugten Ausführungsform strömt die Fluidwand in einer Richtung, die den ersten Flüssigkeitspfad unter einem Winkel von ungefähr 90° kreuzt. Das Fluid befördert alle mitgerissenen Teilchen mit sich, wenn es längs der Aussenfläche ' 18 der Düse in Richtung der Pfeile strömt. Die Flüssigkeitswand reisst zusätzlich Luft von einer Aussenquelle, beispielsweise aus der Atmosphäre, mit sich, wobei diese Luft über eine Öffnung 19 einer Ummantelung bzw. eines Gehäuses 20 eintritt.. Durch diese mitgerissene Luft wird die Tel-*· * chenkonzentration weiter reduziert. Die Innenfläche^x der Ummantelung 20 bildet zusammen mit der Aussenfläche 18 der ersten Düse 11 einen zweiten Strömungsp'fad, der einen Zufluss besitzt, der in Verbindung mit dem Ausfluss des ersten Flüssigkeitsweges 11 ist. Die Fangfläche 17 ist so angeordnet, dass die Strömungsrichtung aller Teilchen, die von der Wand mitgerissen werden, sich wenigstens um 90° bezüglich der Bewegungsrichtung ändert, die die Teilchen besitzen, die längs des ersten Strömungsweges 11 befördert werden.

Beim Ausführungsbeispiel werden alle Teilchen, die von der Fluidwand mitgerissen wurden,längs des zweiten Strömungsweges in Richtung der Pfeile transportiert, wobei die Be* wegungssrichtung der Teilchen im zweiten Strömungsweg 21 entgegengesetzt bzw. um 180° verdreht gegenüber der Bewe-

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gungsrichtung der Teilchen ist, die sich längs des ersten Strömungsweges 11 bewegen.

Die mitgerissenen Teilchen werden von dem zweiten Strömungsweg 21 in einen geeigneten Kollektor 22 transportiert. Da die Form des Kollektors nicht kritisch ist, wurde er als ein Behälter dargestellt, der ein Gitter 23 aufweist, durch das Luft aus dem Gefass abströmen kann, während die Teilchen in dem Gefäss verbleiben.

Am Ausfluss des ersten Flüssigkeitsweges 11 besitzen die Teilchen, bevor sie auf den Fluidvorhang auftreffen, eine sehr hohe Geschwindigkeit. Vorzugsweise beträgt die Geschwindigkeit wenigstens 12 m/sec, wenn als mitreissendes Fluid ein Gas, beispielsweise Luft, benützt wird. Der Fluidvorhang, der aus dem Ausströmspalt 16 austritt und der den ersten Flüssigkeitspfad kreuzt, strömt ebenfalls mit einer hohen Geschwindigkeit, die vorzugsweise wenigstens 90 m/sec. beträgt, wenn das Fluid, mit dem die Wand erzeugt wird, ein Gas, beispielsweise Luft, ist. Die Teilchen erhalten beim Aufprall auf die Fluidwand einen starken Stoss, mit dem ein Zerreisen oder Auseinanderbrechen aller agglomerierten Teilchen erreicht wird. Falls die Teilchen nicht genügend Beharrungsvermögen oder Wucht besitzen um die Fluidwand zu durchdringen, werden sie von der Fluidwand mitgerissen und bewegen sich längs des zwei-

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ten Strömungsweges 21. Es können jedoch Teilchen vorhanden sein, die eine genügend grosse Wucht bei ihrer Bewegung längs des ersten Strömungsweges erhalten haben, um die Fluidwand zu durchbrechen. Diese Teilchen werden nach dem Durchdringen der Wand bzw. des Vorhanges durch geeignete Mittel weiterbewegt, mit denen sie in eine Richtung befördert werden, die von dem zweiten Strömungsweg der mitgerissenen Teilchen wegführt.

Die Teilchen, die die Fluidwand durchdringen, können ausserdem in zwei generelle Klassen eingeteilt werden, nämlich in Teilchen, die ein genügend grosses Beharrungsvermögen aufweisen,um die Fluidwand ohne wesentliche Ablenkung zu durchdringen, und in Teilchen, die von dem Fluid- ■ bzw. Luftvorhang abgelenkt werden, aber wegen der Zentrifugalkraft der Luftwand nicht folgen sondern von ihr weggeschleudert werden, wobei die Richtung, in der sie weggeschleudert werden, ungefähr 90° gegen die Strömungsrichtung des zweiten Strömungsweges 21 gedreht ist. Diese Klassifizierung ist fakultativ und falls erforderlich kann das gesamte Material, das die Fluidwand durchdringt und nicht längs des zweiten Strömungsweges 21 transportiert wird, in einer einzigen Fraktion gesammelt werden.

Mit der beschriebenen Vorrichtung können also nicht nur durch die Berührung mit einer Fluidwand Kräfte auf Teilchen ausgeübt werden, mit denen die Teilchen zerbröckelt

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werden und eine intensive Vermischung in der Wandzone erhalten wird, sondern es können die Teilchen auch in drei allgemeine Gruppen klassifiziert werden, wobei die Klassifizierung von der Wucht abhängt, die die Teilchen am Ausfluss des ersten Flüssigkeitsweges 11 besitzen. Die erste Gruppe beinhaltet die Teilchen, die nicht genügend Wucht besitzen um die Fluidwand zu durchdringen oder die diese Wucht beim Zerbröckeln verloren haben. Die Teilchen dieser ersten Gruppe werden von der Fluidwand mitgerissen und längs des zweiten Flüssigkeitsweges 21 weiterbefördert. In der zweiten Gruppe befinden sich die Teilchen, die genügend Wucht aufweisen, um die Fluidwand ohne wesentliche Ablenkung zu durchdringen. Die Teilchen dieser zweiten Gruppe dringen in den Bereich geeigneter Beförderungsmittel ein, die beim Ausführungsbeispiel durch eine weitere Coanda-Fangfläche 24 und ein Gehäuse 25 gebildet sind. Von dort werden sie in ein geeignetes Sammelgefäss weitergeleitet. Ein Fluid, mit dem diese zweite Teilchengruppe mitgerissen wird, wird über einen weiteren Ausströmspalt 26 eingespeist, der von der ersten Düse 12 her gesehen auf der entgegengesetzten Seite der Fluidwand liegt, die durch den Ausströmspalt 16 erzeugt wird. Eine dritte Gruppe bilden die Teilchen, die eine Wucht besitzen, die zwischen der der ersten und zweiten Gruppe liegt. Diese dritte Gruppe wird von dem Luftvorhang in ein geeignetes Sammelgefäss 27 weggeschleudert.

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Einzelheiten der ersten Düse 12, die innerhalb der zylinderförmigen Ummantelung 20 befestigt ist, sind in den Figuren 3 und 6 dargestellt. Die Ummantelung 20 wird von einer Grundplatte 28 getragen, an der sie mittels einer Klemmhülse 29 befestigt ist*

Die erste Düse 20 besitzt einen Hauptteil in Form eines länglichen Dif füsors 20, ,der in Abstand und konzentrisch zur Innenfläche des Gehäuses 20 angeordnet ist. Der Diffusor hat eine im wesentlichen zylinderförmige Aussenfläche 18 und Innenfläche 31 und besitzt damit einen ringförmigen Querschnitt. Die Innenfläche· 31 erweitert sich von einer Einschnürung 32 gegen den Abfluss 14. In der Nähe der Einsenkung 32 besitzt die Aussenfläche des Diffusors ein abgesetztes Teilstück, das mit einem Aussengewinde versehen ist. Auf dieses abgesetzte Teilstück ist ein Bauteil 33 aufgebracht, mit dem ein erster Ausströmspalt gebildet wird. Das Bauteil 33 besitzt ringförmigen Querschnitt und ist an einem Ende mit einem Innengewinde 34 auf das Aussengewinde des Diffusors aufgeschraubt. Der Figur 3 ist zu entnehmen, dass die Innenfläche 35 des Bauteils 33 nach aussen gewölbt ist und damit eine Endkante 36 bildet, die dem Gewindeteil des Bauteiles 33 gegenüberliegt. Dieses Endstück 36 bildet eine Kante des Ausströmspaltes 37. Der Ausströmspalt 37 ist in der Nähe des Materialzuflusses 13 des ersten Strömungsweges 11 angeordnet. Die Innenfläche 35 des

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Bauteils 33 bildet zusammen mit dem Materialzufluss des Diffusors 30 die Einschnürung 32 für den ersten Strömungsweg für die Teilchen, wozu die Fläche 35 sich vom Ausströmspalt 37 gegen die Einschnürung 32 hin verengt. Die zweite Kante des Ausströmspaltes 37 wird durch einen nach innen gerichteten Flansch eines Ringteiles 39 gebildet. Durch eine Ausbuchtung· 40 im Bauteil 33 zusammen mit der Innenfläche 41 des Ringstückes 39 ist eine Druckkammer 42 gebildet, die mit dem Ausströmspalt 37 verbunden ist. Die Druckkamer 42 erhält ein Fluid, beispielsweise Luft, unter Druck über eine geeignete Versorgungsleitung 43. Das Fluid strömt daher unter Druck aus dem Ausströmspalt 37 aus und legt sich entsprechend dem Coanda-Effekt an die Fläche 35 an und fliesst auf dieser in einer nach innen verlaufenden Strömung zu der Einschnürung 32. Von der Einschnürung 32 aus erweitert sich der Stromweg bis zum Abfluss 14 der Düse 12. Das schnellbewegte Fluid, das beispielsweise Luft sein kann, erzeugt eine Zone reduzierten Drucks, so dass zusätzliche Luft und jedes teilchenförmige Material mitgerissen wird, das in der Zone angeordnet ist, die sich von der Fläche 35 her gesehen auf der anderen Seiten des Ausströmspaltes 37 befindet. Teilchen, die von diesem Fluid mitgerissen werden, werden daher sehr schnell vom Zufluss 13 zum Abfluss 14 des ersten Strömungsweges transportiert, der durch die Innenfläche der ersten Düse gegeben ist.

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.Für die Grosse des Ausströmspaltes 37 ist eine Justierung vorzusehen. Diese erhält man mittels einer Schraubverbindung 44 zwischen den Bauteilen 33 und 39. Wird das Bauteil 39 in eine Richtung gedreht, so wird die Breite des Ausströmspaltes vergrössert,. dreht man das Bauteil in die andere Richtung, so wird die Breite des Ausströmspaltes verkleinert. Um das Bedienungspersonal vom Ausmass der Vergrösserung oder der Verkleinerung der Spaltbreite ohne eine tatsächliche Messung in Kenntnis zu setzen, ist eine feder-vorgespannte Rastnase 35 vorgesehen, die etwas von der abgesetzten Fläche des Diffusors 30 absteht. Diese Rastnase 45 greift in eine von mehreren Einsenkungen 46 ein, die in gleichen Abständen dem ringförmigen Ende des Bauteiles 39 angeordnet sind. Sind beispielsweise 36 Einsenkungen vorgesehen, so weiss das Bedienungspersonal, dass das Bauteil 39 um 10° gedreht wurde, wenn die Rastnase aus einer Einsenkung herausgesprungen ist und in die nächstfolgende einspringt. Wegen der Gewindeteile der Bau-· teile 39 und 33 weiss das Bedienungspersonal, dass jede Drehung von 10° in Abhängigkeit von der Drehrichtung die Breite des Ausströmspaltes 37 um einen bestimmten Viert vergrössert oder verkleinert, der von der Gewindesteigung der Gewindeteile abhängt. Ein Dichtungsring 47 ist zwischen der Aussenflache des Bauteiles 33 und der Innenfläche des Bauteiles. 39 eingefügt. ,·

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Am Ausfluss 14 der Düse 12 ist ein Ringstück 48 mittels Klemmschrauben 49 befestigt. Das Ringstück 48 hat eine konvex gekrümmte Aussenflache, die die bereits erwähnte Fangfläche 17 für die Fluidwand ist, die aus dem Ausströmspalt 16 der zweiten Düse 15 ausströmt.

Am Ringstück 39 ist ein konisches Bauteil 51 mittels geeigneter Klemmschrauben 52 befestigt. Die zusammenlaufende Aussenfläche dieses konischen Bauteils wirkt als Diffusor, da sich mit ihr der Querschnitt des zweiten Strömungsweges 21 allmählich erweitert, wenn die Teilchen in Richtung des Punktes 53 des konischen Bauteiles befördert werden. Eine Materialversorgungsleitung 54 führt zu einer Innenkammer 55 im konischen Bauteil. Diese Innenkammer 55 ist in direkter Verbindung mit dem ersten Strömungsweg 11, der vom Einströmspalt 37 ausgeht. Über diese Verbindung wird kontinuierlich zu beförderndes Material der Zone zugeführt, die dem Ausströmspalt benachbart ist. Dieses Material wird v/egen des beschriebenen Coanda-Effektes von dem Fluid mitgerissen, das aus dem Spalt 37 ausströmt.

Düse Konstruktive Einzelheiten der zweiten/15 sind in Figur 2 dargestellt. Eine im wesentlichen zylinderförmige, äussere Fluidleitung 56 besitzt einen Fluidzufluss 57. Ein Aussenring 58 mit abgeschrägter Aussenfläche 59 umgibt die Aussenfläche der Leitung 56 konzentrisch und ist an dieser

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befestigt. Eine innere, im wesentlichen zylinderförmige Fluidleitung 60 ist konzentrisch innerhalb und in Abstand von der äusseren Leitung 56 gehalten. Diese Innenleitung steht in Verbindung mit einer Versorgungsleitung 61. Eine Verlängerung 62 schliesst sich an die Leitung 60 an. Mit ihr wird Fluid unter Druck von der Leitung 60 zu dem AuS-strömspalt 16 über die Öffnungen 63 geführt, die zu einer Kammer 64 führen, die mit dem Ausströmspalt 16 verbunden ist. Der Ansatz 62 ist mit der Röhre 60 mittels eines Ringstückes 65 verbunden. Ein äusseres, eingesenktes Flächenstück 66 des Verbindungsstückes 65 ist mit einem Gewinde versehen, auf das das Innengewinde eines ringförmigen"Bauteiles 67 aufgeschraubt ist, mit dem ein dritter Ausströmspalt gebildet wird. Das ringförmige Bauteil 67 besitzt ein äusseres, konvex verlaufendes Flächenstück 68, das eine Begrenzung des Äusströmspaltes 26 bildet und von diesem wegführt. Das ringförmige Bauteil 67 besitzt Einsenkungen 70 an seinem einen Ende. Eine mit einer Feder vorgespannte Rastnase 71, die im Bauteil 65 angebracht ist, greift in eine dieser Einsenkungen 70 ein. Damit wird eine Einstellung der Grosse des Spaltes 26 in der gleichen Weise ermöglicht, wie sie bei der Justierung der Breite des Ausströmspaltes 37 der ersten Düse 12 beschrieben wurde. Ein Dichtungsring 72 i st^_ zwischen der Aussenf lache des Verbindungsstückes 65 und der Innenfläche des ringförmigen Bauteiles 67 vorgesehen.

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Auf das Verlängerungsstück 62 sind Abstandsringe 73 aufgeschraubt, mit denen ein ringförmiges Bauteil 74 zwischen einem ringförmigen Flansch 75 des Verlängerungsstückes und einem ringförmigen Flansch 76 des Verbindungsstückes 65 festgeklemmt wird. Dieses ringförmige Bauteil 74 bildet die zweite Begrenzung bzw. Kante des Ausströmspaltes 26.

Eine Fläche 77 des Flansches 75 ist eine der Kanten des zweiten Ausströmspaltes 16. Durch den ringförmigen Vorsprung 73 einer Manschette 79 ist die zweite Kante des Ausströmspaltes 16 geformt. Die Manschette 79 ist auf das A_ussengewinde 80 des Ansatzes 72 so aufgeschraubt, dass die Grosse des Ausströmspaltes 16 durch eine Drehung der Manschette 79 bezüglich des Ansatzes 62 verändert werden kann. Der Flansch 75 und die Manschette 79 haben komplementäre, im wesentlichen zylinderförmige Aussenflachen und sind so geformt, dass der Ausströmspalt 16 konzentrisch innerhalb der gleichen Ebene liegt, die durch die äusserste linke Kante der Fangfläche 17 gebildet ist, wie es die Figur 1 zeigt. .

Um das Ausmass einer Vergrösserung oder Verkleinerung der Breite des Ausströmspaltes bestimmen zu können, ist eine federvorgespannte Rastnase 61 in der Fläche 62 der Manschette 79 befestigt. Diese Rastnase 61 greift in Jeweils eine von mehreren Einsenkungen eines Ringstückes 84 ein,

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das auf den Ansatz 62 aufgeschraubt ist. Ein Dichtungsring 85 ist zwischen der Aussenfläche des Ansatzstückes 62 und der Innenfläche des Ringstückes 79 angeordnet. Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist ein nasenförmiger Kegel 86 auf das äussere rechte Ende des Ansatzstückes 62 aufgeschraubt. Der Figur 1 ist zu entnehmen, dass dieser Kegel ausgehend vom Ausströmspalt 16 konzentrisch in die Endöffnung der ersten Düse 12 hineinragt. Der Kegel 86 dient als Leitfläche, mit der bewirkt wird, dass die im ersten Strömungsweg transportierten Teilchen ungefähr im rechten Winkel auf die Fluidwand treffen.

Über Öffnungen 88 des Verbindungsstückes 65 wird Fluid unter Druck einer Kammer 87 zugeführt, die den Ausströmspalt 26 mit Fluid speist. Das aus dem Ausströmspalt 26 strömende Fluid legt sich selbst an die Fläche 68 an und folgt entsprechend dem erwähnten Coanda-Effekt dem Verlauf dieser Fläche. Diese sich anlegende Fluidströmung reisst zusätzlich Luft und die Teilchen mit sich, die sich in der Nähe des Ausströmspaltes befinden. Ein zylinderförmiges Gehäuse 25, das sich im Abstand von der Fläche 24 befindet, bildet zusammen mit dieser Fläche einen Materialströmungsweg längs der Fläche 24 in Richtung der in Figur 1 gezeigten Pfeile.

Es wurde bereits erwähnt, dass das Sammelgefäss 27 benützt

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ORlQlNAL INSPECTED

wird um die Teilchen aufzufangen, die am Ausfluss der ersten Düse 12 nicht genügend Wucht besitzen, um sich auf einem geradlinigen Weg weiterzubewegen und die daher durch die Luft- bzw. Fluidwand abgelenkt und in dieses Sammelgefäss geschleudert werden. Die Figuren 1 und 5 zeigen, dass das Samraelgefäss 27 eine gebogene, innere Umflache 89 besitzt. Diese Fläche 89 geht in die Vorder- und Rückwand 89a über und es wird durch das so gebildete Gefäss der Raum zwischen den Ummantelungen 20 und 25 nur teilweise geschlossen und eine Öffnung 90 belassen, über die zusätzliche Luft aus der Atmosphäre angesaugt und mitgerissen werden kann. Dieses Mitreissen von zusätzlicher Luft wird durch das Sich-Anlegen der Strömung an die Flächen 17 und 24 bewirkt, wobei diese Strömungen von Fluid, beispielsweise Luft, bewirkt werden, das aus den Ausströmspalten 16 und 26 austritt. Selbstverständlich könnte auch eine geschlossene Kammer den Raum 90 umschliessen, und man könnte Luft unter Druck dieser Kammer zuführen. Eine innere, gebogene Teilungswand 91 im Sammelgefäss 27 bildet einen Einströmkanal 92 für Luft, die über diesen Kanal auch unter Druck zugeführt werden kann. Ausserdem wird durch die Teilungswand 91 eine Ausströmleitung 93 gebil- ' det_f über die Luft und das von dieser Luft mitgerissene Material abströmen kann. Die über den Zuflusskanal 92 einströmende Luft folgt in einer tangentialen Wirbelströmung der inneren Fläche des Sammelgefässes und verlässt

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dieses über den Ausströmkanal 93, wobei sie mitgerissenes Material mit sich führt. Durch Zentrifugalkräfte wird das teilchenförmige Material gegen die Fläche 89 gedrückt und die Strömung bewirkt, dass das Material an dieser Fläche zur Ausströmöffnung 93 hin entlanggleitet. Anstatt Druckluft über den Zuflusskanal 92 zuzuführen, ist es möglich, eine nicht gezeigte Coanda-Düse im Abflusskanal 93 anzuordnen, mit der Luft und das mitgerissene Material nach aussen bewegt und aus dem Sammelgefäss entfernt werden kann.

Ein L-förmiger Tragrahmen 94, der einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt hat, ist einstellbar an der Muffe 29 befestigt. Der Rahmen 94 trägt die zweite Düse 15. Die Befestigung ist so ausgebildet, dass die Relativstellung zwischen erster und zweiter Düse eingestellt werden kann. Damit ist eine Justierung der Stellung des Ausströmspaltes 16 bezüglich der Fangfläche 17 der ersten Düse möglich. Ein ergänzender L-förmiger Tragrahmen 95 durchstösst die Ummantelung 25 und ist an einem Ende der zweiten Düse 15 befestigt. Das andere Ende des Rahmens 95 besitzt ein Kopfstück 96 mit einer Gewindebohrung 97. Die Figur 1 zeigt, dass dieses Ende des Rahmens 95 in einen Schenkel des Rahmens 94 bündig eingepasst ist. Ein Kurbelarm 98 ist drehbar im Rahmen 94 gelagert und mit seinem Gewindeteil 99 in die Gewindebohrung 97 eingeschraubt, Mit einer

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Drehung der Kurbelwelle 98 wird eine waagrechte Bewegung der zweiten Düse 15 bezüglich der ersten Düse 12 erhalten. Damit kann die Stellung des zweiten Ausströmspaltes 16 der zweiten Düse 15 relativ zur Fangfläche 17 der ersten Düse 12 eingestellt werden.

Wie die Komponenten der erfindungsgemässen Vorrichtung relativ zueinander einzujustieren sind, kann anhand der Figur 1 illustriert werden. Der Äusströmspalt 16 sollte sich ungefähr in der Ebene befinden, die durch alle Punkte der äussersten linken Spitze der Fangfläche 17 gebildet wird (sh. Figur 1). Es ist jedoch auch möglich, ein Sich-Anlegen des aus dem Äusströmspalt 16 strömenden Fluidvorhangs an die Fläche 17 zu erhalten, wenn der Äusströmspalt bis zu ungefähr 1,27 cm von dieser Ebene aus nach links bewegt wird. Im allgemeinen ist es nicht anzustreben, den Ausströmspalt von dieser Ebene aus nach rechts zu bewegen. Zwar ist es noch möglich ein Sich-Anlegen der Fluidwand in dieser Stellung an die Fläche 17 zu erhalten, es wird dabei jedoch ein Rückstaudruck und eine Instabilität der Strömung in der ersten Düse 12 erzeugt.

Es wurde bereits erwähnt, dass eine Justierung der Breite der Ausströmspalte 16, 37 und 26 möglich 1st· Anzustreben ist es, dass eine Justierung der Spaltbreite von ungefähr 0,0025 cm bis ungefähr 0,33 cm möglich ist. Für die mei-

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sten, momentan in Erwägung gezogenen Anwendungen wird die gewählte Spaltbreite zwischen ungefähr 0,0075 cm und 0,125 cm liegen.

Bei einer gegebenen Spaltbreite wächst mit einer Vergösserung des Druckes des Fluids, das dem Spalt zugeführt wird, die Geschwindigkeit des Fluids, mit der es aus dem Spaltaustritt und über die Fang'flache strömt. Damit wird auch die Geschwindigkeit vergrössert, die das vom Fluid mitgerissene Material erhält. Der Druck, den das dem Spalt .zugeführte Transportfluid besitzt, kann über einen weiten Bereich verändert werden. Er kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, die erreicht werden soll, und von der Operationsweise, die zum Transport eines be-

stimmten Materials benötigt ist, zwischen 0,07 kg/cm (0,07 x 10 dyn/cm ) und 28 kg/cm schwanken. Für die meisten momentan in Erwägung gezogenen Anwendungen liegt der Druck des Fluids, das den Spalten zugeführt wird, zwi-

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sehen 0,35 kg/cm und 7 kg/cm .

Es ist wichtig, dass die Geschwindigkeit des über den Ausströmspalt 37 eingespeisten Fluids und der mitgeris- . senen Teilchen am Ausfluss 14 des ersten Strömungsweges 11 nicht so gross ist, dass eine Zerteilung der Fluidwand erfolgt, die über den Ausströmspalt 16 zur Fangfläche 17 strömt, da sonst keines der Teilchen dem zwei-

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ten Strömungsweg 21 folgen würde. In den meisten Fällen wird daher das Bedienungspersonal den Druck aussuchen, der für das Austreten des Fluids aus dem Ausströmspalt 16 benötigt wird und es wird anfänglichen einen Fluidstrom aus diesem Ausströmspalt erzeugen, der sich an die Fläche 17 anlegt und ihr folgt. Das Bedienungspersonal wird dann allmählich den Druck des Fluids erhöhen, das aus dem Ausströmspalt 37 austritt, bis ein Wert erreicht ist, bei dem die Strömung des Fluidvorhangs, der durch den Spalt 16 erzeugt wird, von der Oberfläche 17 abgerissen ist. Das ist der Grenzdruck für den Ausströmspalt 37. Für die gewählten Spaltbreiten muss das Fluid, das dem Ausströmspalt 37 zugeführt wird, einen Druck besitzen, der kleiner als dieser Grenzdruck ist, ^^ei dem die Strömung von der Fläche abgerissen wird. Auf der anderen Seite könnte das Bedienungspersonal zuerst die Durchflussrate für ein bestimmtes Material bestimmen, die bei einem bestimmten Druck erreicht wird, und danach die Spaltbreite des Ausströmspaltes 37 einstellen. Das Bedienungspersonal könnte dann allmählich den Druck erhöhen und/oder die Spaltbreite des Ausströmspaltes 16 einstellen, bis ein Sich-Anlegen der Fluidwand, die aus dem Spalt 16 auströmt, an die Fangfläche 17 erfolgt.

Es wurde bereits angedeutet, dass die Strömungsgeschwindigkeiten, die durch die Drücke und die Spaltbreiten bestimmt sind, die man für das mitreissende Fluid im Strö-

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mungsweg 1.1 im Vergleich zur Strömungsgeschwindigkeit der Fluidwand des Spaltes 16 wählt, von der Betriebsweise ab-, hängen, die benötigt wird, um den Transport eines bestimmten Materials zu bewerkstelligen. Falls beispielsweise das zu transportierende Material eine Mischung zweier Materialien ist, von denen eines bei der Bewegung eine höhere Wucht erhält als das andere, und falls die Trennung dieser beiden Materialien gefordert wird, so ist es erforderlich, im Flüssigkeitsweg 11 eine Geschwindigkeit zu wählen, die so gross wie möglich ist, ohne dass mit ihr die Fluidwand unterbrochen oder von der Fangfläche 17 abgelöst wird.

Andererseits ist es meistens erforderlich ein Zerbrechen oder Vermischen der zu transportierenden Teilchen zu erreichen. Dann muss mann die Geschwindigkeit des aus dem Ausströmspalt 16 austretenden Fluidvorhangs so einstellen, dass sie bezüglich der Geschwindigkeit der im ersten Strömungspfad 11 transportierten Teilchen hoch ist. In diesem Falle ist es besonders vorzuziehen, dem Fluid, das dem Ausströmspalt 16 zugeführt wird,einen höheren Druck aufzuprägen im Vergleich zu dem Druck des Fluids, mit dem man den Ausströmspalt 37 speist. '

Da wie bereits angedeutet wurde die Geschwindigkeiten, die das mitgerissene Material erhält, geändert werden können, ist es vorzuziehenden Druck und die Spaltbreite für ein

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Material so einzustellen, dass man eine Geschwindigkeit von wenigstens 12 m/sec. am Ausfluss des Strömungsweges 11 erhält und ausserdem den Druck des aus dem Ausströmspaltes 16 strömenden Fluidvorhangs so einzustellen, dass seine Geschwindigkeit wenigstens 90 m/sec. beträgt. Dies sind günstige Geschwindigkeiten für die meisten Teilchenarten, wenn man ein gasförmiges mitreissendes Fluid zum Transport der Teilchen benützt.

Die spezielle Material- bzw. Teilchenart die zu befördern ist, ist unwesentlich, wenn sich dieses Material bzw. diese Teilchen von einem Fluid mitreissen lassen. Die Teilchen können aus jedem von einem Fluid mitreissbaren Material bestehen, das von dem Transportfluid bei den angewendeten Flüssigkeiten mitgerissen wird. Beispielsweise kann man Erze, Metallteilchen, Getreidekörner, Holz-späne, Kunststoffasern, feinkörniges Pulver und viele andere Materialien mit dem beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung befördern.

Die im Bälgenden angeführten Beispiele illustrieren die Benützung der erfindungsgemässen Vorrichtung an verschiedenen Materialarten. Dabei ist zu betonen, dass auch viele andere Teilchenarten befördert werden können, obwohl die Behandlung der in den Beispielen enthaltenen Materialien besonders vorteilhaft ist. Beziehen sich die BeI-

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spiele auf Polyäthylenfäsern, so sind darunter Fasern zu verstellen, die nach einer geeigneten Vorbereitung für die Herstellung synthetischen Papiers eine für diese Herstellung geeignete Grosse besitzen, d.h. die ungefähr 0,2 bis 3 mm lang sind und einen Durchmesser bzw. eine Breite von ungefähr 20 bis 400 /um besitzen. Werden Zellwollefasern erwähnt, so sind darunter Fasern von ungefähr O,.95 cm Länge und 3 Denier zu verstehen. Diese Zellwolle ist aus vielen Einzelfasern aufgebaut, die dicht zusammengepackt sind und ein Faserbündel formen.

.Wird ausserdem in den folgenden Beispielen eine '^"-Fraktion erwähnt, so ist darunter eine Materialfraktion, zu verstehen, die von der Fluidwand mitgerissen wurde und im Auffangbehälter 22 ankommt. Die "R"-Fraktion ist die Teilchengruppe, die die Fluidwand durchdringt und auf der Fläche 24 abströmt. Die "C"-Fraktion ist die Teilchengruppe, die in dem Sammelgefäss 27 aufgefangen wird.

Bei den folgenden Beispielen wurde eine Vorrichtung benützt, die die in der folgenden Tabelle enthaltenden Abmessungen und Betriebsdaten aufweist, falls bei den Beispielen nichts anderes angegeben ist:

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	2263147
Abmessung	Druck
(cm)	(kilo/cm² =
	10⁶dyn/cm²)

Druck in der Zuleitung 43

Breite des Spaltes 37 0,015

Länge der Düse vom Spalt 12 bis 50,8 zum Ausflussende 14

Durchmesser der Einschnürung 32 1,52 Innerer Durchmesser des Diffusors

am Ausfluss 14 3,89

Durchmesser der Aussenflache 18 7,62

Innendurchmesser der Ummantelung 20 13,95 Druck im Ausströmspalt 16

Breite des Ausströmspaltes 16 0,051

Aussendurchmesser des Ausströmspaltes 16 1,905

Waagrechter Abstand (nach links wie in Fig. 1 gezeigt) des Ausströmspaltes 16 von der senkrechten Ebene durch die linke Aussenbegrenzung der Fangfläche 17 0,152

Druck im Ausströmspalt 26

Breite des Ausströmspaltes 26 0,008

Grösster Aussendurchmesser der

Fläche 24 4,57

2,1

2,1 2,1

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Innendurchmesser der Ummantelung 25 10,02

Waagrechter Abstand zwischen den Kanten der Ummantelungen 20 und 25 3,8

Innendurchmesser des Sammelgefässes 27 35,5

Innendurchmesser der Wand 89a 25,4

Beispiel 1;

Nasse, synthetische Polyäthylenfasern wurden mit Sand innig vermischt und die Mischung wurde durch die oben beschriebene Vorrichtung transportiert. Das jeweilige Gewicht der Fa-' sern, des Wassers und des Sandes in der eingegebenen Mischung und in jeder der enthaltenen Fraktionen wurde bestimmt. Ausserdem wurde die Grosse der Sandteilchen in der eingegebenen Mischung und in jeder Fraktion bestimmt. Das spezifische Gewicht der Fasern.betrug ungefähr 0,95 g/cnr und das spezifische Gewicht des Sandes betrug ungefähr ²»56 g/cm⁵. Die erhaltenen Resultate sind in der Tabelle I aufgeführt. . .

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Tabelle I:

Fraktion Eingabe ' "F" "C" "R"

Gewicht der trockenen

Fasern (g) 51,77

Gewicht des Wassers (g) 18,23 Gewicht des trockenen

Sandes (g) 217,00

30,60 14,95 6,22 2,40 5,79 5,05

4,00 51,00 162,00

Grosse der Sandteilchen:

% zurückgeblieben in einem 35-Maschensieb 26

% zurückgeblieben in einem 100-Maschensieb 72

% gefallen durch ein 100-Maschensieb 2

28

71

Die angeführten Werte zeigen, dass der grösste Teil der Fasern, die ein wesentlich geringeres spezifisches Gewicht besitzen als der Sand, von der Fluidwand mitgeris sen wurden und in der "F"-Fraktion enthalten sind. Der Sand erhielt eine genügend grosse Wucht um die Flüssig keit swand zu durchdringen, dies wird dadurch gezeigt,

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dass von der gesamten transportierten Sandmenge sich weniger als 2?o zusammen mit den Fasern in der "F"-Fraktion befinden. Aüsserdem ist weniger Sand in der "C"-Fraktion enthalten, als in der "R"-Fraktion. Die Werte zeigen weiterhin, dass sich gröberer Sand in stärkerem Masse in der "R"-Fraktion befindet und dass feinerer Sand in stärkerem Masse abgelenkt und in der "C"-Fraktion aufgefangen wird. Feuchtigkeit wurde den Fasern entzogen, die die ¹¹F"-Fraktion erreichen, was daraus ersichtlich ist, dass die eingegebenen Fasern nur zu

74% ofentrocken waren, während die Fasern in der '^"-Fraktion zu 93% ofentrocken waren.

Beispiel 2:

In diesem Beispiel wurde eine Mischung aus Polyäthylenfasern mit einigen kleinen polymeren Klumpen benützt. Die Klumpen waren schwerer als die einzelnen Fasern. Aüsserdem waren in der Mischung einige stark verwachsene Fasern enthalten. Eine Probe dieser Mischung wurde vor dem Transport durch die beschriebene Vorrichtung in herkömmlicher Weise zur Herstellung eines handgeschöpften Bogens benutzt, der einen Durchmesser von 15,9 cm besass und pro Quadratmeter 58,6 g wog. Zur Herstellung des handgeschöpften Bogens wurde die Mischung in einem Gefäss in Wasser dispergiert, das Gefäss wurde 100 Mal geschüttelt und dann wurde die dispergierte Mischung mit einer herkömmlichen Drahtform geschöpft. Der

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handgeschöpfte Bogen wurde mit 26,8 kg/cm gemangelt. Die Anwesenheit der polymeren Klumpen und der agglomerierten Faserbündel in dem handgeschöpften Bogen wurde durch die Ausdehnung und die Grosse durchsichtiger Stellen angezeigt, die in dem handgeschöpften Bogen nach dem Mangeln vorhanden waren, da diese Klumpen und Bündel die Neigung besitzen durchsichtig zu werden. Nachdem eine andere Probe der gleichen Mischung durch die beschriebene Vorrichtung befördert worden war, wurden aus den Fraktionen "F", "R" und "C" weitere Bogen handgeschöpft" und gemangelt. Mittels einer Schablone wurde die Grosse der durchsichtigen Stellen in Jedem Bogen bestimmt und ausserdem wurden die durchsichtigen Stellen jedes Bogens gezählt. Die erhaltenen Resultate sind in der Tabelle II aufgeführt.

Tabelle II: Grosse und Anzahl der transparenten Stellen

	grosser als	2 8mm	ρ 4mm	2 2mm	kleiner als
	2 8mm	61	96	*100	2mm²
Eingabe	45	18	40	76	*300
"R"-Fraktion	7	13	26	*133	*200
"C"-Fraktion	0	0	5	25	♦500
¹¹F"-Fraktion	0			70

♦ Die Anzahl von 100 oder mehr sind Näherungen.

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Die aufgeführten Werte zeigen, dass die Faserbündel aufgelöst werden. Dies zeigt sich im Rückgang der grossen Stel- '· len in allen behandelten Fraktionen im Vergleich zur Eingabe-Fraktion. Die Tabelle zeigt weiterhin die Neigung, dass in der "R"-Fraktion die grösseren Klumpen und Bündel enthalten sind, während die "C"-Fraktion kleinere Klumpen und Bündel aufweist, da die kleineren Klumpen und Bündel leichter von der Fluidwand abgelenkt werden.

Beispiel 3:

In diesem Beispiel wurden feuchte.Polyäthylenfasern, die zu 57% ofentrocken waren und daher einen Feuchtegehalt von 43% aufwiesen durch die beschriebene Vorrichtung befördert. Dabei wurde jedoch der Druck des Fluids verändert, das den Ausströmspalten 16 und 37 zugeführt wurde. Der Druck P^ ist der Luftdruck, der im Spalt 37 herrscht und der Druck P2 ist der Luftdruck, der dem Ausströmspalt 16 aufgeprägt ist. Der Druck, der im Ausströmspalt 26 herrscht ist gleich dem des .Ausströmspaltes 1.6. Es wurde der Prozentanteil der eingegebenen ursprünglichen Fasern gemessen, der sich für jede Druckkombination in jeder der Fraktionen befand. Ausserdem wurde der Feuchtigkeitsgehalt bezogen auf Ofentrokkenheit in der "F"-Fraktion gemessen. Die erhaltenen Werte

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sind in der Tabelle III angegeben.

Tabelle III:

^P1	^P2	% "F"	% ¹¹R¹¹	% "C"	% ofen
kilo/cm²	kilo/cm	Fraktion	Fraktion	Fraktion	trocken it pn
					Fraktion
2,1	3,5	74,0	18,2	8,6	67
2,8	2,8	65,7	26,2	8,8	63
3,5	2,1	56,3	39,3	8,7	70

Die angegebenen Werte zeigen, dass mit einen Anwachsen des Druckes im Ausströmspalt 37 verglichen mit dem Druck des Ausströmspaltes 16, sich die Geschwindigkeit der Fasern im ersten Strömungsweg ebenfalls vergrössert und mehr Fasern die Fluidwand durchdringen. Ausserdem zeigt sich, dass man eine etwas stärkere Austrocknung der Fasern erhält. Die Werte der "F"-Fraktion konnten dadurch vergrössert werden, dass die Ummantelung 20 nach links bewegt wurde, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Dadurch wurden einige Teilchen abgefangen, die sonst in die "C"-Fraktion abgeströmt wären. Bei konstant gehaltenen Drücken wurde mit einer Vergrösserung der Spaltbreite des Ausströmspaltes 37 die Menge des Materials verkleinert, die in die "F"-Fraktion strömte. Eine Vergrösse-

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rung der Spaltbreite des Ausströmspaltes 16 vergrösserte die Materialmenge in der "F"-Fraktion. Eine Vergrösserung der Materialmenge in der "R"-Fraktion kann man durch.eine Vergrösserung des Druckes und/oder der Spältbreite des Spaltes 26 erhalten.

Beispiel 4: ·

116 g Zellwollefasern wurden in ein mit einer Messeinteilung, versehenes Becherglas eingegeben. Die Zellwollefasern waren Faserbündel, wie sie oben beschrieben wurden. Die Fasern wurden nicht komprimimiert- und sie nahmen im Becherglas ein Volumen von 0,8 1 ein. Die Fasern wurden durch die beschriebene Apperatur befördert. Dabei herrschte in den Ausströmspalten 16 und 37 ein Luftdruck von 2,8 kg/cm . 67 g der Fasern wurden in der ¹¹F"-Fraktion und 49 g zusammen in der "R"- und der "C"-Fraktion gefunden. Die in der ¹¹F"-Fraktion enthaltenen Fasern wurden wiederum in ein mit einer Messeinteilung versehenes Becherglas eingegeben und nicht komprimiert. Sie nahmen ein Volumen von 6,0 1 ein und zeigten das optische Bild einer grossen Anzahl von getrennten Fasern. Dies zeigt, dass durch die Behandlung die ursprünglichen Faserbündel in wirksamer V/eise aufgespalten bzw. aufgeplustert worden waren. Die "R"-Fraktion und die "C"-Fraktion nahm im Messbeeher ein Volumen von 1,5 1 ein. Das optische Bild zeigte eine Mischung von Faserbündeln und einzelnen Fasern.

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Beispiel 5:

Eine Probe, die im wesentlichen gleiche Mengen getrockneter Polyäthylenfasern und Zellwollefasern enthielt, wurde in ein Gefäss gegeben und es wurde versucht, die Fasern durch Schütteln mit der Hand miteinander zu vermischen. Es wurde jedoch nur eine geringe Vermischung erhalten. Diese Probe wurde anschliessend durch die beschriebene Vorrichtung befördert. Eine Probe aus der "F"-Fraktion zeigte, dass die Polyäthylenfasern und die Zellwollefasern innig miteinander vermischt waren. Dies zeigt, dass die Kräfte, die auf die Teilchen ausgeübt werden, wenn sie die Fluidwand berühren, unterschiedliche Fasern wirksam vermischen. Wobei Vorbedingung ist, dass beide Fasern von der Fluidwand weiterbefördert werden können. Anstelle für die Mischung unterschiedlicher Fasern kann die beschriebene Vorrichtung und das beschriebene Verfahren benützt werden,um feinkörniges, leichtes pulverförmiges Material mit Fasern gleichförmig zu vermischen, wenn man beide Materialien gleichzeitig durch die Vorrichtung befördert. Es ist ausserdem zu überdenken, dass Dämpfe oder sehr feinkörnige Teilchen, die als Hüllmaterial für die mitgerissenen Teilchen dienen, dem mitreissenden Fluid beigemischt werden könnten. In der Mischzone, die durch die Fluidwand gebildet wird, würde man dann eine Umhüllung bzw. Beschichtung der transportierten Teilchen erhalten.

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Aus der Beschreibung ist ersichtlich, dass man mit dem beschriebenen Verfahren und der beschriebenen Vorrichtung eine Anzahl von Ergebnissen beim Befördern spezieller Materialien erhält, wobei diese Ergebnisse von den zu transportierenden Materialien selbst und den gewählten Betriebsbedingungen abhängen. Man* eine Trennung von Teilchen erhalten, denen mit der Bewegung eine, unterschiedliche Wucht bzw. kenetische Energie aufgeprägt wird, bzw. die ein unterschiedliches Beharrungsvermögen besitzen. Es ist ausserdem möglich eine gute Vermischung oder eine gute Zerkleinerung von Materialien wegen der Kräfte zu erhalten, die auf die Teilchen ausgeübt werden, wenn sie mit der Fluidwand in Berührung kommen. Auch die Trocknung von nassem, fasserigem Material ist möglich, wie gezeigt wurde_e

* kann

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Claims

2263H7 Patent-(Schutz-)Ansprüche:

1. Verfahren zum Transport von Teilchen mittels eines mitreissenden Fluids, bei dem die von dem Fluid mitgerissenen Teilchen längs eines ersten Strömungsweges, der einen Zu- und einen Ausfluss besitzt, befördert werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Schranke eine Wand aus einem strömenden Fluid vorgesehen ist, die den ersten Strömungsweg (11) an seinem Ausfluss (14) kreuzt, dass die Wand auf eine Fangfläche (17) gerichtet ist, an die sich die Strömung anlegt, und dass alle Teilchen, die von dem Fluid der Wand mitgerissen sind, längs eines zweiten Strömungsweges (21) mitbewegt werden, wobei die Fangfläche ein Teil dieses zweiten Strömungsweges ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung aus Teilchen unterschiedlicher Trägheit benützt wird, die bei der Bewegung längs des ersten Strömungsweges (11) unterschiedliche Wucht erhalten, dass die Fluidwand von Teilchen ausreichender Wucht durchdrungen wird, dass die die Fluidwand durchdringenden Teilchen entfernt werden und dass die Teilchen, deren Wucht zur Durchdringung der Fluidwand nicht ausreichend ist, von der Fluidwand mitgerissen und weiterbewegt werden.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen, die die Fluidwand durchdringen, in Fraktionen getrennt werden, dass eine erste Fraktion längs einer Richtung bewegt wird, die im wesentlichen mit der Bewegungsrichtung im ersten Strömungsweg übereinstimmt,

"- und dass die Bewegungsrichtung·einer zweiten Fraktion von der Fluidwand gedreht*und die Teilchen dieser Fraktion anschliessend von der Fluidwand wegfliegen. *wird

4. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der'Teilchen von dem Fluid vom Zufluss des ersten Strömungsweges zu seinem Ausfluss beförderbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zum Ausfluss (14) des ersten Strömungsweges (11) eine Einrichtung (16) zur Erzeugung einer als Schranke dienenden Wand aus einem strömenden Fluid angeordnet ist, die den ersten Strömungsweg kreuzt, dass in Abstand zu dieser Einrichtung eine Fangfläche (17) vorgesehen ist, die bezüglich der Fluidwand so angeord-

■ net ist, dass sich das Fluid der Wand an die Fangfläche anlegt und alle mitgerissenen Teilchen mit der Fangfläche einem zweiten Strömungsweg (21) folgen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg (11) von der Innenfläche (31, 35) einer ersten Düse (12) gebildet ist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe des Zuflusses (13) des ersten Strömungsweges (11) .ein erster Auströmspalt (37) für ein Teilchen mitreissendes Fluid angeordnet ist, der dieses Fluid zwingt, längs der Innenfläche (35) in Richtung des Ausflusses (14) der ersten Düse (12) zu strömen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenfläche (35) vom Ausströmspalt (37) bis zu einer Einschnürung (32) konvergierend und von der Einschnürung bis zum Ausfluss (14) der Düse (12) divergierend verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grosse des ersten Ausströmspaltes (37) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fangfläche (17) ein Teil der Aussenfläche (18) der ersten Düse (12) ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ummantelung (20) in Abstand zur Aussenfläche (18) der ersten Düse (12) angeordnet ist und dass von der Ummantelung und der Aussenfläche

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ein zweiter Strömungsweg (21) gebildet ist, der einen Zufluss besitzt, der mit dem Ausfluss (14) des ersten Strömungsweges (11) verbunden ist. .

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsrichtung im zweiten Strömungsweg (21) entgegengesetzt zur Strömungsrichtung im ersten Strömungsweg (11) ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung einer Wand aus strömendem Fluid einen zweiten Ausströmspalt (16) aufweist, dem über eine Leitung (61) Fluid unter Druck zuführbar ist und mit dem die Strömung des Fluids auf die Fangflache.(17) gerichtet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die.Grosse des zweiten Ausströmspaltes (16) einstellbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Strömungsweg (21) mit einer externen Fluidquelle verbunden ist, um durch Mitreissen von zusätzlichem Fluid eine weitere Verkleinerung der Teilchen-Fluid-Konzentration zu erhalten.

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15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Strömungsweg (11) von einer ersten Düse (12) gebildet ist, die mit einer die Teilchenströmung führenden Innen- und Aussenfläche versehen ist, dass durch die Innenfläche (35, 31) ein Teilchenzu- und -ausfluss geformt ist, dass die Einrichtung zur Erzeugung einer Wand aus einem strömenden Fluid eine zweite Düse (15) aufweist, die einen zweiten Ausströmspalt (16) besitzt, der in der Nähe des Ausflusses (14) der ersten Düse angeordnet ist, dass mit dem Fluid, das durch diesen Ausströmspalt gerichtet strömt,die Wand aus strömendem Fluid gebildet ist, die den ersten Strömungsweg kreuzt, und dass die die Teilchenströmung führende Aussenflachen (18) der ersten Düse eine Fangfläche (17) enthält, an die sich das strömende Fluid der Wand anlegt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenausfluss (14) der ersten Düse (12) einen ringförmigen Querschnitt hat, dass die Aussenfläche der zweiten Düse (15) in der Nähe des zweiten Ausströmspaltes (16) im wesentlichen zylinderförmig ist, und dass der zweite Ausströmspalt im wesentlichen in der Ebene des ringförmigen Teilchenausflusses der ersten Düse angeordnet ist.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass beide Düsen (12, 15) relativ zueinander einstellbar befestigt sind, um eine Justierung der Stellung des zweiten Ausströmspaltes (16) bezüglich der Fangfläche (17) der ersten Düse zu ermöglichen.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen vorgesehen sind, mit denen alle Teilchen, die die Fluidwand durchdringe^ in Richtungen zu befördern sind, die vom zweiten Strömungsweg (21) wegführen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf der der ersten Düse (12) abgewandten Seite der Fluidwand ein weiterer Ausströmspalt (26) angeordnet ist, mit dem ein strömendes Fluid auf eine weitere Fangfläche (68) so zu richten ist, dass das strömende Fluid dort anliegt, und dass diese Einrichtung zum Wegführen von die Fluidwand durchdringenden Teilchen dient. ■

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Auffangeinrichtung für die die Fluidwand durchdringenden Teilchen vorgesehen ist.

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21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auffangeinrichtung eine gewölbte Innenfläche (89) besitzt, auf die mit einer ZuflussÖffnung (92) Förderfluid tangential in einer Richtung einströmt, die von dem Zufluss zu einem Abfluss (93) führt, über den Teilchen mit dem Förderfluid zu entfernen sind.

22. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, dass mit einer ersten Einrichtung Teilchen zu befördern sind, die in der ersten Düse (12) eine genügend grosse Wucht erhielten, um den Vorhang ohne wesentliche Ablenkung zu durchdringen, und dass mit einer zweiten Einrichtung Teilchen zu befördern sind, deren in der ersten Düse erhaltene Wucht kleiner als die Wucht der mit der ersten Einrichtung ausgeschiedenen Teilchen und grosser als die Wucht der Teilchen ist, die über die Fangfläche (17) abströmen.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als strömendes Fluid Luft vorgesehen ist.

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