DE2263147C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Klassieren von teilchenförmigen! Gut - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Klassieren von teilchenförmigen! GutInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klassieren von teilchenförmigem Gut, bei dem das Gut von einem
ersten Fluidstrom längs einer ersten Strömungsbahn mitgeführt und am Ausgang der ersten Strömungsbahn
in eine Querströmung geschleudert wird, die durch einen aus einem Schlitz austretenden Fluidschleier
gebildet wird und eine Klassierung des Gutes bewirkt derart, daß die leichteren Gutteilchen von der
Querströmung erfaßt und aus der ersten Strömungsbahn in eine zweite Strömungsbahn umgelenkt werden,
während die gröberen Gutteilchen die Querströmung durchdringen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Bei einem bekannten Verfahren der vorstehend genannten Art (DE-AS 11 94 233) erfolgt die Zuführung
des zu klassierenden Gutes mittels eines rotierenden Streukegels, der dem Gut aufgrund der Zentrifugalkraft
eine zunehmende Geschwindigkeit verleiht und gleichzeilig aufgrund der Abdeckung durch einen ebenfalls
rotierenden Mantel eine Förderwirkung auf die Luft nach Art eines Gebläses ausübt. Dabei wird der
Umstand ausgenützt, daß an der Luftzuführungsstelle, d. h. am Eintritt zum Streukegel die Strömungsgeschwindigkeit
dieser Luft relativ groß ist, während sie aufgrund der stetigen Zunahme des Strömungsquerschnittes
am Austritt aus dem Streukegel verhältnismä-Dig
klein ist, Das hat zur Folge, daß am Ausgang des Streukegels die Gutteilchen je nach ihrer Masse in
Verschiedenen Richtungen austreten, wobei die gröberen Teilchen im wesentlichen die vom Streukegel
aufgeprägte Richtung beibehalten, während die leichteren der Luft folgen, Die wesentliche Sichtung erfolgt
somit bereits im Streukegel, so daß das in verschiedene Richtungen abfließende Gut nur noch getrennt aufgefangen
zu werden braucht Zur Unterstützung der Klassierwirkung wird am Ende dvi Streukegels ein
Querluftstrom aufrechterhalten. Dieser darf jedoch keine hohe Strömungsgeschwindigkeit haben, weil sonst
auch die gröberen Teilchen nach außen abgelenkt würden, so daß sie nicht in den unmittelbar anschließend
an den Streukegel-Austritt vorgesehenen Behälter eintreten können Außerdem würde durch eine hohe
Strömungsgeschwindigkeit im Querluftstrom die Förderung der Feinteilchen, die sich im wesentlichen in
gleicher Richtung wie die Grobteilchen, lediglich durch die Wandung des Behälters davon getrennt bewegen,
beeinträchtigt.
•so Das bekannte Verfahren ist wohl geeignet für die
Klassierung von trockenem teilchenförmigen Gut bei dem die Teilchen weitgehend voneinander getrennt
vorliegen. Ein Klassieren von solchem teilchenförmigem Gut, bei dem zusammengeballte oder verklumpte
Teilchen vorliegen, ist mittels dieses bekannten Verfahrens jedoch nicht möglich, da solche Teilchen an
keiner Stelle des Strömungsweges einer Kraft unterworfen werden, die den Agglomerationszustand aufbrechen
könnte.
Es ist weiterhin auch ein Verfahren zum Klassieren von teilchenförmigem Gut bekanntgeworden (DE-OS
19 05 106), bei dem das Gut von einem ersten Fluidstrom längs einer ersten Strömungsbahn mitgeführt
und in einen in seiner Strömungsrichtung sich von dem ersten Fluidstrom unterscheidenden zweiten
Fluidstrom geschleudert wird. Durch den zweiten FluidsTom sollen die Feinteilchen des Guts separiert
und längs einer sich von der ersten Strömungsbahn
unterscheidenden zweiten Strömungsbahn gefördert werden. Die Grobteilchen dagegen durchschlagen den
zweiten Fluidstrom und werden zu einer Sammelstelle abgeführt Der zweite Fluidstrom ist bei diesem
bekannten Verfahren entgegengesetzt zu dem ersten Fluidstrom gerichtet, der das teilchenförmige Gut
heranfördert. Somit ist auch dieses bekannte Verfahren nicht geeignet zugleich mit der Klassierung nach einer
bestimmten Teilchengröße auch eine Zerkleinerungswirkung auf agglomerierte Teilchen eines zur Agglome-
ration neigenden Gutes auszuüben. Denn auch bei diesem Verfahren kann auf gegebenenfalls agglomerierte
Teilchen keine Krat't ausgeübt werden, die ein Aufbrechen des agglomerierten ZustanJes solcher
Teilchen bewirkt
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine dafür geeignete Vorrichtung zu schaffen, die neben der Klassierung auch das Aufbrechen von zusammengebackenen
Teilchen eines zum Agglomerieren neigenden Gutes auf einfache Weise ermöglichen, jhne den
Klassiervorgang zu beeinträchtigen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Klassieren eines zum Agglomerieren neigenden
Gutes, wie beispielsweise Fasern, das einen dünnen Fluidschleier bildende Fluid zur Erzielung eines
Coanda-Effekts mit hoher Geschwindigkeit gegen eine gekrümmte Fangfläche gerichtet wird, die pußerhalb
der ersten Strömungsbahn zunehmend in Richtung entgegen der ersten Strömungsbahn zurückgekrümmt
ist und in einem Abstand von dem Austrittsschlitz des Fluidschleiers angeordnet ist
Dadurch, daß der Fluidschleier eine dünne Strömungsschranke von hoher Strömungsgeschwindigkeit
darstellt entfaltet er zusätzlich zu seiner Sichtungswirkung eine Zerkleinerungswirkung auf zusammengebakkene
Teilchen. Dabei kann in weiten Grenzen die Strömungsgeschwindigkeit beliebig hoch gewählt werden,
sofern der aus einem Schlitz austretende Fluidschleier relativ dünn bleibt Denn der Bereich, in dem
der Querstrom des Fluidschleiers wirkt, ist nicht groß genug, um selbst bei hoher Strömungsgeschwindigkeit
vom ersten Fluidstrom herangeförderte Grobteilchen so stark in ihrer Flugrichtung zu verändern, daß sie von
dem Fluidschleier mitgenommen weiden. Im Gegensatz
hierzu ist bei den eingangs geschilderten bekannten Verfahren eine beliebige ^nhebung der Strömungsgeschwindigkeit
in der Querströmung (DE-AS 11 94 233) bzw. in dem zum ersten F !jidstrom entgegengerichteten
zweiten Fluidstrom (DE-OS 19 05 106) nicht möglich, weil dadurch die Sichtung beeinträchtigt bzw. ganz
unterbunden würde.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird nun zusätzlich durch eine insgesamt gekrümmte Fangfläche
ein Coanda-Effekt erzeugt und der zunächst quergerichtete Fluidschleier entgegen der ersten Strömungsbahn
abgelenkt Dadurch werden die Feinteilchen nicht lediglich zur Seite geschleudert, sondern ebenfalls
umgelenkt und längs der zweiten Strömungsbahn geführt Mittelfeine Teilchen hingegen, die durch den
Fluidschleier aus der ersten Strömungsbahn ausgelenkt worden sind, werden nicht längs der zweiten Ströfriungsbahn
geführt, sondern fällen seitlich aus und können dort abgeführt werden. Somit erlaubt das
erfindungsgemäße Verfahren in der Regel ohne fs zusätzliche Maßnahme« eine Klassierung in drei
Fraktionen.
Die erfindungsgemäOe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht von einer Vorrichtungsgattung
aus, bei der eine erste Förderleitung für das von einem ersten Fluidstrom geförderte Gut und eine
quergerichtete Schlitzdüse am Ende der ersten Förderleitung zur Erzeugung des Fluidschleiers vorgesehen
sind. Erfindungsgemäß wird diese Vorrichtungsgattung dadurch ausgestaltet, daß gegenüber und in einem
Abstand von der schmal ausgebildeten Schlitzdüse eine von der Strahlrichtung der Schlitzdüse zunehmend in
Richtung entgegen der ersten Förderleitung zurückgekrümmte Fangfläche angeordnet ist
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß die erste Förderleitung als
Ringdüse ausgebildet ist, in deren Austrittsöffnung ein runder Einsatz ragt, auf dessen Umfang die Schlitzdüse
vorgesehen ist und daß die Fangfläche am Ende der Düse ausgebildet ist. Die Austrittsbreite der Schlitzdüse
ist zweckmäßigerweise einstellbar, damit eine Anpassung an unterschiedliches teilchenfö'"üges Gut erfolgen
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 5 bis 7.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher
erläutert In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 im Schnitt die Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung;
F i g. 2 im Schnitt die vergrößerte Seitenansicht eines
Düseneinsatzes für die Vorrichtung gemäß F i g. 1;
F i g. 3 im Schnitt eine vergrößerte Seitenansicht einer als Düse ausgebildeten Förderleitung für die
Vorrichtung gemäß Fig. 1;
F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 2;
Fig.5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1,
wobei Teile der Übersichtlichkeit halber weggelassen wurden, und
F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 1.
Bei der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird das zu transportierende Material über einen Einfülltrichter
10 in eine erste Strömungsbahn 11 eingebracht. Die Strömungsbahn 11 wird durch die Innenfläche einer als
Düse ausgebildeten Förderleitung 12 gebildet. Das Material wird von einem Fluid, beispielsweise Flüssigkeit
oder Luft, mitgerissen und in Richtung des Pfeiles weiterbefördert.
In der Nähe der Austrittsöffnung 14 der ersten Strömungsbahn 11 ist ein runder Einsatz 15 angeordnet,
der eine Schlitzdüse 16 zur Erzeugung eines dünnen Fluidschleiers, beispielsweise aus Luft, mit hoher
Strömungsgeschwindigkeit aufweist Dieser Fluidschleier bildet eine Schranke, die die erste Strömungsbahn 11
an deren Austritt quert. Der Fluidschleier ist auf eine Fangfläche 17 gerichtet, an die sich die Fluidströmung
anlegt. Die Fangfläche 17 ist das anfäng'ich nach außen gewölbte äußere Ende der als Ringdüse ausgebildeten
Förderleitung 12. Sie ist so nahe an der Schlitzdüse 16 angeordnet, daß d .r ausströmende Fluidschleier sich an
die Fangfläche 17 anlegt und ihr aufgrund des Coanda'Effekts folgt. In der gezeigten Austührungsform
strömt der Fluidschleier zunächst unter einem Winkel von 90° zur ersten Strömungsbahn 11. Der
Fluidschleier befördert alle von ihm mitgerissenen Teilchen längs einei Außenfläche 18 der Förderleitung
12 in Richtung der eingetragenen Pfeile mit sich. Zusätzlich reißt er Luft aus der Umgebung mit sich, die
über eine öffnung 19 eines Gehäuses 20 eintritt. Durch
diese mitgerissene Luft wird die Teilchenkonzentration
weiter reduziert.
Die Innenfläche des Gehäuses 20 bildet zusammen mit der Außenfläche 18 der ersten Förderleitung 12 eine
zweite Strömungsbahn 21, längs der die von dem Fluidschleier mitgerissenen Teilchen sich entgegengesetzt
zur ersten Strömungsbahn 11 bewegen. Die längs der zweiten Strömungsbahn 21 mitgerissenen Teilchen
werden zu einem Sammelbehälter 22 gefördert, der ein Gitter 23 aufweist. Durch das Gitter 23 kann Luft aus
(lern Sammelbehälter 22 abströmen. '
Am Austritt aus der ersten Strömungsbahn 11 besitzen die Teilchen, bevor sie auf den Fluidschleier
treffen, eine sehr hohe Geschwindigkeit. Diese beträgt minimal 12 m/s, wenn als Förderfluid Luft verwendet
Wird. Die Strömungsgeschwindigkeit in dem Fluidschleier beträgt vorzugsweise minimal 90 m/s, wenn als»
Medium Luft verwendet wird. Die Teilchen erhalten beim Aufprall auf den Fluidschleier einen starken Stoß,
der ein Aufbrechen aller agglomerierten Teilchen bewirkt. Die Teilchen, die nicht genügend Wucht
besitzen, um den Fluidschleier zu durchdringen, können in zwei Klassen eingeteilt werden: Teilchen, die von dem
Fluidschleier mitgerissen und längs der zweiten Strömungsbahn 21 geführt werden, sowie Teilchen, die
von dem Fluidschleier abgelenkt werden, aber wegen ihrer Zentrifugalkraft dem Fluidschleier nicht folgen,
sondern von ihm lediglich in einer Richtung weggeschleudert werden, die etwa 90° zur zweiten Strömungsbahn 21 verläuft. Die Teilchen, die eine genügend große
Wucht bei ihrer Bewegung längs der ersten Strömungsbahn 11 erhalten haben, um den Fluidschleier zu
durchbrechen, werden nach dessen Durchdringen in eine Richtung weiterbewegt, die von der zweiten
Strömungsbahn 21 wegführt. Bei Bedarf können diese Teilchen zusammen mit den vom Fluidschleier nur um
90° abgelenkten Teilchen in einer einzigen Fraktion gesammelt werden.
Durch die vorstehend beschriebene Vorrichtung können also agglomerierte Teilchen aufgebrochen
werden und es kann eine Klassierung in drei Fraktionen erfolgen, wobei die Klassierung von der Wucht abhängt,
die die Teilchen am Austritt au» üct cimcii jiiumungy
bahn 11 besitzen.
Die Teilchen der Fraktion, die den Fluidschleier durchdringen, gelangen in den Bereich weiterer
Beförderungsmittel, die durch eine weitere Coanda-Fangfläche 24 und ein Gehäuse 25 gebildet sind. Durch
diese werden sie in einen geeigneten Sammelbehälter weitergeleitet. Durch eine weitere Schlitzdüse 26 wird
zu diesem Zweck zusätzlich Fluid zugeleitet (F i g. 1).
Die mittelfeinen Teilchen, die von dem Fluidschleier zwar mitgerissen, aber nicht längs der zweiten
Strömungsbahn 21 befördert werden, werden in eine Auffangvorrichtung 27 geschleudert
Einzelheiten der ersten Förderleitung 12 sind in den Fig.3 und 6 dargestellt: Die erste Förderleitung 12
besitzt die Form eines länglichen Diffusors 30, der konzentrisch zur Innenfläche des Gehäuses 20 angeordnet
ist Der Diffusor 30 hat einen ringförmigen Querschnitt Seine Innenfläche 31 erweitert sich von
einer Einschnürung 32 her zur Austrittsöffhung 14. Der Einschnürung 32 ist ein Bauteil 33 mit ringförmigem
Querschnitt vorgeordnet das eine nach außen gewölbte Innenfläche 35 aufweist und mit seinem Rand 36 einen
AüSStrSmspalt 37 bildet. Der Ausströmspalt 37 liegt in
der Nähe des Materialzuflusses zur ersten Strömungsbahn 11. Die Innenfläche 35 des Bauteiles 33 bildet
zusammen mit dem zugeordneten Ende des Diffusors 30 die Einschnürung 32. Die zweite Kante des Ausströmspaltes
37 wird durch ein Ringteil 39 gebildet, das zusammen mit einer Ausbuchtung 40 des Bauteiles 33
eine Druckkammer 42 umgrenzt. Der Druckkammer 42 wird ein Fluid, z.B. Luft, unter Druck über eine
Zuleitung 43 zugeführt. Dieses Fluid tritt aus dem Ausströmspalt 37 aus und legt sich ebenfalls aufgrund
eines Coanda-Effekts an die Innenfläche 35 des Bauteiles 33 an.
Da sich von der Einschnürung 32 aus die Strömungsbahn 11 erweitert, erzeugt das schnell bewegte Fluid
eine Zone reduzierten Druckes, so daß zusätzliches Fluid und das teilchenförmige Material von der anderen
Seite des Ausströmspaltes 37 her angesaugt und mitgerissen werden. Die mitgerissenen Teilchen werden
daher sehr schnell zur Austrittsöffnung 14 der ersten Strömungsbahn 11 gefördert.
Der Ausströmspalt 37 ist mittels einer Verschraubung zwischen dem Bauteil 33 und dem Ringteil 39 in seiner
Breite einstellbar.
An der Stirnseite des Ringteiles 39 ist ein konisches Bauteil 51 befestigt. Die konische Außenfläche dieses
Bauteiles wirkt als Diffusor, da sich mit ihr der Querschnitt der zweiten Strömungsbahn 21 zur Spitze
53 des konischen Bauteiles 51 hin erweitert. Das konische Bauteil 51 enthält eine Zuleitung 54 für das
teilchenförmige Material, das in die erste Strömungsbahn 11 gefördert werden soll.
Konstruktive Einzelheiten des runden Einsatzes 15 sind in F i g. 2 dargestellt. Dieser runde Einsatz wird im
wesentlichen durch eine äußere Fluidleitung 56 mit einem Zufluß 57 gebildet. Ein konischer Außenring 58
umgibt die Außenfläche der Fluidleitung 56 konzentrisch und ist an dieser befestigt. Eine innere
zylinderförmige Fluidleitung 60 ist konzentrisch innerhalb und im Abstand von der äußeren Fluidleitung 56
gehalten. Die innere Fluidleitung 60 steht mit einer Zuflußleitung 61 in Verbindung. An die innere
Fluidleitung 60 schließt eine Verlängerung 62 an, durch welche Fluid unter Druck zu der Schlitzdüse 16 über
öffnungen 63 gefördert wird. Die öffnungen 63 münden
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64. Mit dem konischen Außenring 58 ist ein ringförmiges Bauteil 67 verbunden- durch das in Verbindung mit
einem Ring 74 eine weitere Schlitzdüse 26 gebildet wird.
Das ringförmige Bauteil 67 weist eine konvex verlaufende Außenfläche 68 auf. die von der Schlitzdüse
26 wegführt. Durch eine entsprechende Gewindejustierung, die nicht im einzelnen gezeigt ist, kann die Breite
der Schlitzdüse 26 eingestellt werden. Der Ring 7*. der
die Schlitzdüse 26 begrenzt, ist durch weitere Ringe und einen Flansch 76 gehalten, der zugleich die Schlitzdüse
16 begrenzt Deren andere Kante wird wiederum durch einen ringförmigen Vorsprung 78 einer Manschette 79
gebildet Auch die Breite der Schlitzdüse 16 kann durch eine entsprechende Schraubverbindung der Manschette
79 mit der Verlängerung 62 eingestellt werden. Hierdurch wird außerdem dafür gesorgt, daß die
Schlitzdüse 16 mit der äußersten linken Kante der Fangfläche 17 (F i g. 1) in derselben Ebene liegt
Auf das Ende der Verlängerung 62 ist ein Kegel 86 aufgeschraubt Der F i g. 1 ist zu entnehmen, daß der
Kegel 86 ausgehend von der Schlitzdüse 16' konzentrisch in die Austrittsöffnung 14 der ersten Strömungsbahn 11 hineinragt. Der Kegel 86 dient als Leitfläche,
mit der bewirkt wird, daß die längs der ersten Strömungsbahn 11 transportierten Teilchen ungefähr
im rechten Winkel auf den Fluidschleier treffen.
Die weitere Schlitzdüse 26 wird durch eine Kammer S7 mit Fluid gespeist, die wiederum über Kanäle 88 Fluid
zugeführt erhält.
Die F i g. 1 und 5 zeigen, daß die Auffangvorrichtung
27 eine zylindrische Innenfläche 89 aufweist, die mit einer Vorder- und Rückwand 89fl verbunden und nur
teilweise geschlossen ist Somit wird zwischen den Gehäuses 20 Und 25 eine öffnung 90 belassen, über die
zusätzlich Luft aus der Atmosphäre angesaugt und mitgerissen werden kann. Dieses Mitreißen von
zusätzlicher Luft erfolgt durch das Anlegen der Strömung an die Fangflächen 17 und 24. Es ist auch
möglich, die Auffangvorrichtung 27 geschlossen auszubilden und der dadurch gebildeten Kammer Druckluft
zuzuführen.
Eine innere gebogene Teilungswand 91 in der Auffangvorrichtung 27 bildet einen Zuströmkanal 92
Und einen Abströmkanal 93 für einen Fluidstrom. Die über den Zuströmkanal 92 einströmende Luft folgt in
einer tangentialen Wirbelströmung der inneren Fläche der Auffangvorrichtung 27 und verläßt diese über den
Abströmkanal 93. wobei sie mitgerissene Teilchen mit sich führt. Durch die auftretenden Zentrifugalkräfte
werden diese Teilchen gegen die Innenfläche 89 gedrückt, und die Strömung bewirkt, daß die Teilchen an
der Innenfläche 89 zum Abströmkanal 93 hin gefördert werden. Anstatt Druckluft über den Zuströmkanal 92
zuzuführen, ist es auch möglich, eine nicht gezeigte Coanda-Düse im Abströmkanal 93 anzuordnen, mit der
Luft und mitgerissene Teilchen nach außen bewegt und aus der Auffangvorrichtung 27 entfernt werden.
Ein L-förmiger Tragrahmen 94 trägt den runden Einsatz 15 und das diesen umschließende Gehäuse 25.
Mittels des Tragrahmens 94 kann eine Relativverstellung zwischen dem runden Einsatz 15 und der ersten
Förderleitung 12 bewirkt werden, womit auch eine Einstellung der Schlitzdüse 16 bezüglich der Fangfläche
17 möglich ist. Die Einstellung erfolgt über eine Gewindekurbel 98, die im L-förmigen Tragrahmen 94
unverschiebbar gelagert ist und in einen Arm 95 eingreift auf dem der L-förmige Tragrahmen 94
»_i_.I :„u „r.-.i » :-· r->.:_ c: ■_!!.. c_i_ 1.
mäßigenveise so, daß die Schlitzdüse 16 sich mit dem
äußersten linken Rand der Fangfläche 17 in derselben Ebene befindet (Fig. 1). Ein Anlegen des Fluidschieiers
an die Fangfläche 17 ist aber auch noch zu erhalten, wenn die Schlitzdüse 16 bis zu 1,27 cm von dieser Ebene
aus nach links verschoben ist Die Schlitzbreite der Schlitzdüsen 16 und 26 sowie des Ausströmspaltes 37
kann von 0,0025 bis 038 cm betragen. Die in der Praxis
gewählten Werte liegen zwischen 0,0075 und 0,125 cm.
Der Druck, mit dem das Fluid den Schlitzdüsen zugeführt wird, kann über einen weiten Bereich
verändert werden. Er bestimmt sich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit die erreicht werden soll, und
von der Weite, die zum Transport eines bestimmten Materials benötigt wird. Er liegt zwischen 0,07 und
28 bar. Für die meisten praktischen Anwendungen liegt der Druckbereich zwischen 035 und 7 bar.
Die Strömungsgeschwindigkeit des über den Ausströmspalt 37 zugeführten Fluids darf nicht so groß sein,
daß eine Zerteilung des Fluidschieiers aus der Schlitzdüse 16 auftritt Es ist deshalb zunächst ein
Fluidschleier zu erzeugen, der sich an die Fangfläche 17
anlegt und ihr folgt Anschließend wird der Druck des
aus dem Ausströmspalt 37 austretenden Fluids solange erhöht bis der Fluidschleier von der Fangfläche 17
abgerissen wird. Das ist der Grenzdruck für das aus dem Ausströmspalt 37 austretende Fluid, unter dem der
Fluiddruck liegen muß. Es ist aber auch möglich, für ein bestimmtes teilchenförmiges Material zuerst die Strömungsgeschwindigkeit
bei einem bestimmten Druck zu bestimmen und danach die Spaltbreite des Ausströmspaltes
37 einzustellen. Danach kann allmählich der Drück erhöht und/oder die Schlitzbreite der Schlitzdüse
16 eingestellt werden, bis der Fluidschleier sich an der Fangfläche 17 anlegt.
ίο Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der
Erfindung können alle von einem Fluid mitreißbare Materialien behandelt werden. Beispielsweise können
Erze, Metallteilchen, Getreide, Holzspäne, Kunststoffasern, feinkörniges Pulver u. dgl. befördert werden.
Insbesondere ist das Verfahren für Fasern, z.B. Polyäthylenfasern, geeignet, die zur Herstellung von
synthetischem Papier bestimmt sind. Sie besitzen eine Länge von 0,2 bis 3 mm und einen Durchmesser von 20
bis 400 μ.
Auch Zellwollefasern können behandelt werden, die normalerweise ungefähr 0,95 cm Länge und eine Stärke
von 3 Denier haben. Solche Zellwollefasern sind aus vielen Einzelfasern aufgebaut die dicht gepackt sind und
Faserbündel formen.
Nachfolgend wird ein praktisches Beispiel angegeben, das die Wirkungsweise des Verfahrens und der
Vorrichtung nach der Erfindung illustriert. Mit »F-Fraktion« ist eine Fraktion zu verstehen, die von dem
Fluidschleier mitgerissen wird und längs der zweiten Strömungsbahn 21 zum Sammelbehälter 22 kommt. Die
»R-Fraktion« ist die Teilchenfraktion, die den Fluidschleier durchdringt und längs der Fangfläche 24
gefördert wird. Die »C-Fraktion« ist die Teilchenfraktion, die in der Auffangeinrichtung 27 aufgefangen wird.
Bei dem folgenden Beispiel wurde eine Vorrichtung verwendet, die die in der folgenden Tabelle enthaltenden
Abmessungen und Betriebsdaten aufweist, falls in dem Beispiel nichts anderes angegeben ist.
Druck in der Zuleitung 43 | Abmes | Druck | |
Breite des Ausströmspaltes 37 | sung | ||
Länge der Förderleitung 12 | (cm) | (bar) | |
45 | bis zur Austrittsöfihung 14 | ||
Dur-hmesser der Einschnürung 32 | 2,1 | ||
Innerer Durchmesser des DiITu- | 0,015 | ||
sors 30 an der Austrittsöffnung | 50,8 | ||
50 | 14 | ||
Durchmesser der Außenfläche 18 | 1,52 | ||
Innendurchmesser des Ge | 3,89 | ||
häuses 20 | |||
Druck in der Schlitzdüse 16 | |||
55 | Breite der Schlitzdüse 16 | 7,62 | |
Außendurchmesser der Schlitz | 13,95 | ||
düse 16 | |||
Waagrechter Abstand (nach links | 2,1 | ||
60 | Fig. 1) der Schlitzdüse 16 von | 0,051 | |
der senkrechten Ebene durch die | 1,905 | ||
linke Außenbegrenzung der | |||
Fangfläche 17 | 0,152 | ||
65 | |||
ίο
Fortsetzung
Beispiel 1 | Abmes* | Druck | |
sung | |||
(cm) | (bar) | ||
Druck in der Schlitzdüse 26 | 2,1 | ||
Breite der Schlitzdüse 26 | 0,008 | ||
Größter Außendurchmesser | 4,57 | ||
der Fangfläche 24 | |||
Innendurchmesser | 10,02 | ||
des Gehäuses 25 | |||
Waagrechter Abstand zwischen | 3,8 | ||
den Kanten der Gehäuse 20 | |||
und 25 | |||
Innendurchmesser der Auffang | 35,5 | ||
vorrichtung 27 | |||
Innendurchmesser | 25,4 | ||
der Wände 89 a | |||
Nasse, synthetische Polyäthylenfasern wurden mit Sand innig vermischt und die Mischung wurde durch die
oben beschriebene Vorrichtung transportiert. Das jeweilige Gewicht der Fasern, des Wassers und des
Sandes in der eingegebenen Mischung und in jeder der enthaltenen Fraktionen wurde bestimmt. Außerdem
wurde die Größe der Sandteilchen in der eingegebenen Mischung und in jeder Fraktion bestimmt. Das
spezifische Gewicht der Fasern betrug ungefähr 0,95 g/cm3 und das spezifische Gewicht des Sandes
betrug ungefähr 2,56 g/cm3. Die erhaltenen Resultate sind in der Tabelle I aufgeführt.
Eingabe
Fraktion
»F«
»F«
Fraktion »C«
Fraktion »R«
Gewicht der trockenen Fasern (g)
Gewicht des Wassers (g)
Gewicht des trockenen ,Sandes (g)
Gewicht des Wassers (g)
Gewicht des trockenen ,Sandes (g)
Größe der Sandteilchen:
% zurückgeblieben in einem 35-Maschensieb
% zurückgeblieben in einem 100-Maschensieb
% gefallen durch ein 100-Maschensieb
% zurückgeblieben in einem 35-Maschensieb
% zurückgeblieben in einem 100-Maschensieb
% gefallen durch ein 100-Maschensieb
Die angeführten Werte zeigen, daß der größte Teil der Fasern, die ein wesentlich geringeres spezifisches
Gewicht besitzen als der Sand, von der Fiuidwand mitgerissen wurden und in der F-Fraktion enthalten
sind. Der Sand-.erhielt eine genügend große Wucht, um
den Fluidschleier zu durchdringen. Dies wird dadurch gezeigt, daß von der gesamten transportierten Sandmenge
sich weniger als 2% zusammen mit den Fasern in der F-Fraktion befinden. Außerdem ist weniger Sand in
51,77 | 30,60 |
18,23 | 2,40 |
217,00 | 4,00 |
26 | 25 |
72 | 70 |
2 | 5 |
14,95
5,79
51,00
6,22
5,05
162,00
28
71
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 F-Fraktion erreichen, was daraus ersichtlich ist, daß die eingegebenen Fasern nur
zu 74% ofentrocken waren, während die Fasern in der F-Fraktion zu 93% ofentrocken waren.
In diesem Beispiel wurde eine Mischung aus Polyäthylenfasern mit einigen kleinen polymeren
Klumpen benutzt Die Klumpen waren schwerer als die einzelnen Fasern. Außerdem 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 handgeschöptten Bogens benutzt, der einen Durchmesser von 153 cm besaß und pro
Quadratmeter 58,6 g wog. Zur Herstellung des handgeschöpften Bogens wurde die Mischung in einem GefäS
in Wasser dispergiert, das Gefäß wurde lOOmal geschüttelt und dann wurde die dispergierte Mischung
mit einer herkömmlichen Drahtform geschöpft Der
hartdgeschöpfte 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 Größe
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 Größe
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.
Größe und Anzahl der transparenten Stellen
größer als kleiner
als
8 mm2 | 8 mm2 | 4 mm2 | 2 mm2 | 2 mm2 | |
Rinouhr» | AS | Al | QA | ιηη*Λ | |
R-Fraktion C-Fraktion F-Fraktiori |
7 0 0 |
18 13 0 |
40 26 5 |
76 133*)- 25 |
200*) 500*) 70 |
*) Die Anzahl von 100 oder mehr sind Näherungen.
Die aufgeführten Werte zeigen, daß die Faserbündel aufgelöst werden. Dies zeigt sich im Rückgang der
großen Stellen 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 Bündel leichter von der Fluidwand
abgelenkt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Klassieren von teilchenförmigen! Gut, bei dem das Gut von einem ersten
Fluidstrom längs einer ersten Strömungsbahn mitgeführt und am Ausgang der ersten Strömungsbahn in eine Querströmung geschleudert wird, die
durch einen aus einem Schlitz austretenden Fluidschleier gebildet wird und eine Klassierung des
Gutes bewirkt derart, daß die leichteren Gutteilchen von der Querströmung erfaßt und aus der ersten
Strömungsbahn in eine zweite Strömungsbahn umgelenkt werden, während die gröberen Gutteilchen
die Querströmung durchdringen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Klassieren eines
zum Agglomerieren neigenden Gutes, wie beispielsweise Fasern, das einen dünnen Fluidschleier
bildende Fluid zur Erzielung eines Coanda-Effekts mit hoher Creschwindigkeit gegen eine gekrümmte
Fangfiäche (17) gerichtet wird, die außerhalb der ersten Strömungsbahn (11) zunehmend in Richtung
entgegen der ersten Strömungsbahn (11) zurückgekrümmt ist und in einem Abstand von dem
Austrittsschlitz des Fluidschleiers angeordnet ist.
2. Vorrichtung zur Durchfühmng des Verfahrens mich Anspruch 1 mit einer ersten Förderleitung für
das von einem ersten Fluidstrom geförderte Gut und mit einer quergerichteten Schlitzdüse am Ende der
ersten Förderleitung zur Erzeugung des Fluidschleiers, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber und in
einem Abstand von der schmal ausgebildeten Schlitzdüse (16) eine von der Strahlrichtung der
Schlitzdüse (16) zunehmend in Richtung entgegen der ersten Förderleitung (12) zurückgekrümmte
Fangfläche (17) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Förderleitung (12) als
Ringdüse ausgebildet ist, in deren Austrittsöffnung (14) ein runder Einsatz (15) ragt, auf dessen Umfang
die Schlitzdüse (16) vorgesehen ist, und daß die Fangfläche (17) am Ende der Ringdüse ausgebildet
ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsbreite der Schlitzdüse
(16) einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (15) relativ zur
Austrittsöffnung (14) der ersten Förderleitung (12) und zur Fangfläche (17) einstellbar ist
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts von der
Schlitzdüse (16) eine weitere Schlitzdüse (26) auf dem Einsatz (15) zur Erzeugung einer die gröberen
Teilchen weiterfördernden Strömung angeordnet ist
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der ersten
Schlitzdüse (16) für den Fiuidschleier und der weiteren Schlitzdüse (26) eine den Einsatz (15) im
Abstand umgebende, eine zylindrische Innenfläche (89) aufweisende Auffangvorrichtung (27) für mittelfeine
Teilchen vorgesehen ist, aus der die Teilchen durch einen tangentialen Fluidstrom ausgetragen
werden.
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