DE2461793C2

DE2461793C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Sichtung von Mahlgut aus der Prallzerkleinerung körniger Produkte

Info

Publication number: DE2461793C2
Application number: DE19742461793
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Masch.-Techn. Oberbüren Dankesreiter; Beat Dipl.-Masch.-Ing. Wil Haeni
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1974-01-21
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1984-09-06
Also published as: DE2461793A1; FR2258220A1; CH574764A5; GB1491374A; FR2258220B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 15 07 697) wird die Primärströmung durch die mit Umfangskomponente zuströmende, im wesentlichen mit der Primärströmung gleichlaufende Sekundärströmung verstärkt. Im Bereich der Feingutentnahme ist eine zusätzliche, aufwärts gerichtete Hilfsströmung vorgesehen, so daß sich dort wegen des Zusammentreffens von Primärströmung, Sekundärströmung und Hilfsströmung unübersichtliche Primärströmungsverhältnisse ergeben. Hierdurch wird die Trennschärfe der Sichtung ungünstig beeinflußt. Es kommt hinzu, daß die Erzeugung der verstärkenden Sekundärströmung und der Hilfsströmung zusätzlichen Energieaufwand erfordern und daß die in dem abgeführten Grobgut enthaltene Strömungsenergie selbst bei Rückführung zur Guteingabe ungenutzt bleibt, so daß das bekannte Verfahren energetisch unbefriedigend ist. Schließlich ist zur Einstellung der Trennkorngröße eine Veränderbarkeit des Abstands zwischen der Prallmühle und der Feingutentnähme vorgesehen. Dies ist umständlich und bei laufendem Betrieb praktisch nicht zu bewerkstelligen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem verlustarm gestalteten Sichtprozeß eine stetige Einstellung der Trennkorngröße in einem weiten Regulierbereich auf einfache Weise zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemäß so geführt, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Die radial zuströmende Sekundärströmung, die die

b5 Primärströmung durchsetzt, bewirkt eine effektive Sichtung durch Transport des Feinguts nach innen und dortige axiale Feingutabführung, ohne daß eine Hilfsströmung erforderlich wäre. Die Trennkorngröße kann

durch Änderung der Stromungsmenge der Sekundärströmung unabhängig von der Primärströmung einfach und stetig in einem weiten Regulierbereich eingestellt werden. Das Zurückführen der Primärströmung auf kurzem Wege im Kreislauf zur Prallmühle erhält die Strömungsenergie der Primärströmung und des Grobguts. Die Sichtung findet, im Gegensatz zum bekannten Verfahren, in einem einzigen, einheitlichen Sichtbereich statt.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung wird das zu vermählende Produkt vor der Prallzerkleinerung zusätzlich beschleunigt, vergleiche Anspruch 2. Die so erhöhte Prallgeschwindigkeit führt zu einer höheren Bruchwahrscheinlichkeit der Körner des Produkts bei einem Prallvorgang, ohne daß die aus Festigkeitsgründen üblichen Umfangsgeschwindigkeit der Prallmühle zwischen 100 und 160 m/s erhöht werden müßte. Es ergeben sich somit eine wesentliche Verbesserung des Zcrkleinerungseffekts und eine Verringerung des Produktanteils, der die Prallmühle mehrfach durchlaufen muß.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, wie sie in Anspruch 3 angegeben ist. Die derart ausgebildete Vorrichtung ermöglicht eine Produktzerkleinerung und -Sichtung mit den vorstehend abgehandelten Vorteilen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung in vorrichtungsmäßiger Hinsicht sind in den Ansprüchen 4 bis 9 gekennzeichnet. Mit der Ausbildung der Beschleunigungskanäle gemäß Anspruch 5 läßt sich eine bislang unerreichbare Aufprallgeschwindigkeit der Körner von über 200 m/s bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderrads von 160 m/s erreichen. Durch die gemäß Anspruch 8 den Kanalmündungen vorgelegten Strömungsprofile wird der Mündungsdruck an den Kanalwänden verstärkt unterdrückt, weil die Mündungen im Strömungstotgebiet der Strömungsprofile liegen. Auch der Radialabstand zwischen dem Prallstiftenkranz und dem Schleuderrddumfang gemäß Anspruch 9 verhütet den Aufbau eines hemmenden Mündungsdrucks an den Kanalmündungen und trägt zur Erreichung einer hohen Prallgeschwindigkeit bei.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Prallsichtermühle gemäß der Erfindung, deren vordere, in F i g. 2 unterhalb der Schnittlinie C-Cerscheinende Hälfte entfernt ist,

Fig.2 einen ersten, in Fig. 1 mit A-A angedeuteten ebenen Horizontalabschnitt durch den Mühlenteil,

F i g. 3 einen zweiten, in F i g. 1 mit B-B bezeichneten ebenen Horizontalabschnitt durch den Sichterteil,

Fig. 4 eine weitere mögliche Ausführungsform für die Beschleunigungskanäle im Schleuderrad in vergrößertem Maßstab, wobei der Kanalmündung ein Strömungsprofil zugeordnet ist.

F i g. 1 veranschaulicht ein in einem zylindrischen Gehäuse 1 auf einer dortselbst gelagerten Welle 2 befestigtes Schleuderrad 3', das durch eine nicht dargestellte Kraftmaschine angetrieben werden kann. Im Zentrum des Schleuderrades 3' ist eine nach unten ausgerichtete, zentrale öffnung 4' zum Zwecke der Mahlgutzuführung vorgesehen, welche in eine Anzahl im Innern des Schleuderrades 3' zu dessen Umfang hin verlaufender Bcschleunigungskanäle 5' übergehl. Die Kanalhölie Λ beträgt ein Zehntel des Sehlenderradius R.

Kin im (iehause 1 befestigter !'''aMMittenkraM/ 7' um-■:bi ilen I infam: des Srhlemierraiics 5' in c'nem Radialabstand a, welcher im wesentlichen der Quadratwurzel aus dem Kanalaustrittsquerschnitt 53' gleich ist.

Eine Zuführvorrichtung 8 für das zu vermählende Gut befindet sich in Umfangsnähe im Deckel des Gehäuses

Au das Schleuderradgehäuse I ist unten eine gasdurchlässige zylindermantelartige Wand 9' gleichen Durchmessers angebaut, die zusammen mit der Bodenplatte 10 den Sichtraum 11' umschließt. Die gasdurchlässige Wand 9' weist in Bodennähe einen gasdicht ausgebildeten Bereich 91' auf, in welchem eine tangential angeordnete Entnahmeöffnung 12 für das Grobgut vorgesehen ist. Die Entnahmeöffnung 12 steht über ein Umlenkrohr 13 mit dem unteren Ende eines im Zentrum des Sichtraumes 11 'von der Bodenplatte lOzur Zentralöffnung 4' im Schleuderrad 3' aufwärts führenden Steigrohr 14 für die Grobgutrückführung in Verbindung.

Konzentrisch zum Steigrohr 14 ist ein Abzug 15' für das Feingut in der Bodenplatte 10 vorgesehen. Ein Ansaugrohr 16 verbindet den Feingutabzug 15' über einen Zyklonabscheider 17 und ein weiteres Ansaugrohr 18 mit einem Gebläse 19. Die letzten vier Teile 16, 17, 18 und 19 sind nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb strichpunktiert angedeutet.

Ebenfalls strichpunktiert dargestellt sind ein Druckrohr 20 und ein gasdichter Außenmantel 21 um die gasdurchlässige Sichterwand 9' für den Teil, daß ein Inertgas als Strömungsmittel verwendet wird. Das Druckrohr 20 verbindet die Druckseite des Gebläses 19 mit der Einlaßöffnung 22 im Außenmantel 21.

Ein mit dem Steigrohr 14 konzentrisch angeordnetes zylindrisches Strömungssieb 23 schließt sich dem Feingutabzug 15' im Sichtraum 1Γ an.

Fi g. 2 zeigt die Anordnung des Prallstiftenkranzes 7' im Gehäuse 1 um das Schleuderrad 3' in einem etwa der Quadratwurzel aus dem Kanalaustrittsquerschnitt entsprechenden Radialabstand a vom Umfang des Schleuderrades 3'. Die Beschleunigungskanäle 5' im letzteren sind kreisbogenförmig ausgebildete Hohlkörper und weisen einen gegen den Radumfang hin abnehmenden Querschnitt auf. Der Krümmungsradius Rk des Kanalverlaufs ist im wesentlichen gleich dem Halbmesser R des Schleuderrades 3'.

Das Schleuderrad 3' ist zum Einsetzen bzw. Auswechsein der nach Art eines Segner-Rades in einem Stück gegossenen Beschleunigungskdiiäle 5' parallel der Schnittebene A-A in zwei Hälften zerlegbar, welche durch Verbindungselemente zusammengehalten werden.

Die im gasdichten Bereich 91' der porösen zylindrischen Sichterwand 9' in Bodennähe angeordnete tangenliale Entnahmeöffnung 12 für das Grobgut sowie das von der letzteren zum Steigrohr 14 im Sichterzentrum verlaufende Umlenkrohr 13 sind in Fig. 3 veranschaulicht. Ferner ist auch der mit dem Steigrohr 14 konzentrische Ringraum des Feingutabzuges 15' hierausersichtlich.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform für die Beschleunigungskanäle 5' in einem größeren Maßstab. Der

bo von der Zentralöffnung 4' ausgehende Einlaufabschnitt 51" geht im Bereich der Peripherie eines konzentrischen Kreises mit einem Halbmesser rin den Beschleunigungsabschnitt 52" über. Der Halbmesser r beträgt im wesentlichen die Hälfte des Schleudcrrndius R. Der Ver-

n'i lauf des Kanak|uersehnittes ist demjenigen der Kanäle 5' in I i g. 2 ähnlich.

/u einer verstärkten Unterdrückung des Münduiigsdruckes am Kaiialaustriit 'si ein Strönuinjrsprofil 24 je-

der Kanalmündung 53" in Umlaufrichlung des Schleuderrades 3' vorgelegt.

Die Arbeitsweise der geschilderten Vorriehlung läßt sich folgendermaßen beschreiben.

Es bestehen in der Vorrichtung gemäß der Erfindung ^r, grundsätzlich zwei voneinander unabhängig erzeugte Strömungskreisläufe. Das umlaufende Schleuderrad 3' erzeugt einen primären Strömungskreislauf, welcher ausgehend von der Zentralöffnung 4' durch die Beschleunigungskanäle 5', 5" in den Sichtraum 1 Γ und von κι hieraus durch die Entnahmeöffnung 12 für das Grobgut, das Umlenkrohr 13 und das Steigrohr 14 zurück zur Zentralöffnung 4' verläuft. Die Strömung im Sichtraum 11'ist eine zylindrische Potentialwirbelströmung.

Der Sog des Gebläses 19 ruft über die Leitung 18, den Zyklonabscheider 17, die Leitung 16 und den Feingutabzug 15' einen sekundären Strömungskreislauf hervor, welcher durch die poröse Sichterwand 9' in den Sichtraum 1Γ eintretend die Wirbelströmung in der Art einer Senkenströmung radial gegen den Feinguiabzug 15' hin durchdringt und eine Sichtströmung bildet.

Im Fall, daß das Strömungsmittel ein Inergas ist, wird der Sekundärkreislauf durch die Anordnung des mit dem Gebläse 19 über das Rohr 20 verbundenen gasdichten Außenmantels 21 geschlossen. Ein Sichtgasstrom im Sckundärkreislauf stabilisiert die Wirbelströmung bei einem geringen Druckabfall an der porösen Sichterwand 9'. Bei einem Erhöhen der sekundären Strömungsmenge bleibt die Wirbelströmung bis auf Randeffekte unverändert.

Das zu vermählende, über die Zuführvorrichtung 8 unter Berücksichtigung der Druckverhältnisse im Sichtraum II' eindosierte Produkt wird von der Wirbelströmung erfaßt und in deren Randzone zur Entnahmeöffnung 12 für das Grobgut transportiert. Auf diese Weise in den Primärkreislauf gesetzt, gelangt das Produkt sodann zur Zentralöffnung 4' des Schleuderrades 3', durch dessen Beschleunigungskanäle 5', 5" es mit einer rasch zunehmenden Geschwindigkeit gegen den Prallstiftenkranz 7' geschleudert wird. Nach der Prallvermahlung erreichen die Gutpartikeln erneut die Wirbelströmung, welche die Grobgutfraktion nach außen gegen die Wirbelperipherie und die Feingutfraktion nach innen gegen den Wirbelkern sortiert.

Der die Wirbelströmung radial durchquerende Sichtgasstrom greift regulierend in den Trennvorgang ein, indem die leichten Partikeln unterhalb einer durch die jeweils eingestellte Strömungsmenge im Sekundärkreislauf bestimmten Grenzkorngröße zum zentralen Feingutabzug 15' getragen werden.

Die schweren Grobteilchen oberhalb der jeweiligen

mit dem von der Zuführvorrichtung 8 fortlaufend einlangenden Produkt zu der tangentialen Entnahmeöffnung 12 hin und durchlaufen im Primärkreislauf erneut den Zerkleinerungsprozeß.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

!. Verfahren zur Sichtung von Mahlgut aus der Prallzerkleinerung körniger Produkte nach vorgegebener Grenzkorngröße durch Übertragen des Mahlguts im Anschluß an den Prallvorgang an eine Wirbelströmung, bei der sich eine Primär- und eine Sekundärströmung überlagern und aus der die von der Wirbelperipherie zum Wirbelkern hin verlaufende Sekundärströmung die Feingutfraktion axial abführt, während die Grobgutfraktion nach tangential zu der unteren Randzone der Wirbelströmung erfolgtem Abzug erneut der Prallzerkleinerung zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärströmung einen in einem innerhalb des Sichtraumes in eine Anlaufstrecke des Prallvorgangs zurückführenden Strömungskreislauf erzeugt und daß die Grenzkorngröße durch Veränderung der zeitlichen Strömungsmenge des im sekundären Strömungskreislauf radial in den Sichtraum eingeführten Sichtgases eingestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Körner des zu vermählenden Produktes längs einer Mehrzahl in Horizontalebenen konvergierender Bahnkurven beschleunigt in den Prallvorgang geschleudert werden.
3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer Prallsichtermühle mit einem Gehäuse der Prallmühle, das ein Schleuderrad und einen um dieses im Abstand angeordneten Prallkranz aufnimmt, und einem von einer gasdurchlässigen zylindrischen Wand umschlossenen Sichtraum, der eine in Bodennähe tangential ausgerichtete Entnahmeöffnung für die Grobgutfraktion und eine mit der Ansaugseite eines Gebläses in Verbindung stehende Abzugseinrichtung für einen mindestens anfänglich axial erfolgenden Abzug der Feingutfraktio.i aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeöffnung (12) für die Grobgutfraktion über ein Umlenkrohr (13) an das untere Ende eines in der Symmetrieachse des Sichtraumes (H') senkrecht verlaufenden zentralen Steigrohres (14) angeschlossen ist, dessen oberes Ende über eine im Schleuderrad (3') vorgesehene Zentralöffnung (4') zugleich in mehrere zum Umfang des Schleuderrades (3') hin verlaufende Beschleunigungskanäle (5'; 5") einmündet, daß ein zylindrischer Stutzen (15') für den Abzug der Feingutfraktion im Sichterboden (10) konzentrisch mit dem Steigrohr (14) angeordnet ist, und daß die den Sichtraum (W) umschließende gasdurchlässige zylindrische Wand (9) radial ausgerichtete Lufteintrittsöffnungen aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an den Abzugsstutzen (15') für die Feingutfraktion im Sichtraum ein zylindrisches, mit dem Steigrohr (14) für die Grobgutrückführung konzentrisch verlaufendes Sieb (23) vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Beschleunigungskanäle (5', 5") im Schleuderrad (3'), daß die Höhe (h)des von der Zentralöffnung (4') gegen den Radumfang hin abnehmenden Kanalquerschnittes konstant und im wesentlichen eine Größenordnung kleiner als der Halbmesser (R) des Schleuderrades (3') ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit Beschleunigungskanälen, die mit einem von der Zentralöffnung des Schleuderrades bis zum Umfang desselben durchgehend kreisbogenförmigeii Verlauf ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (Rk) des Kanalverlaufes von der Größenordnung des Halbmessers (R) des Schleuilerrades(3')isL
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungskanäle (5") mit einem teilweise kreisbogenförmigen Verlauf ausgebildet sind, welcher ausgehend von der zentralen Öffnung (4') bis zu einem um den Radmittelpunkt mit einem Radius (r), der im wesentlichen gleich dem halben Schleuderradius (R) ist, geschriebenen Kreis jeweils einen kreisbogenförmigen Abschnitt (51") und anschließend bis zum Radumfang jeweils einen geraden solchen (32") aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Schleuderrades (3') jeder Kanalmündung (53', 53") ein Strömungsprofil (24) in der Drehrichtung des Schleuderrades (3') vorgelegt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prallstiftkranz (7') in einem Radialabstand (a)vom Umfang des Schleuderrades (3') angeordnet ist, welcher der Quadratwurzel a'js dem Kanalaustrittsquerschnitt (53', 53") entspricht.