DE2505379A1 - Rotor and blade type combined separator device - has flow impeller system with housing which acts as flow guide - Google Patents
Rotor and blade type combined separator device - has flow impeller system with housing which acts as flow guideInfo
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Abstract
Description
Kombinierter Flügel-/Rotorsichter, insbesondere für Wälzmühlen Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Sichters für Stoffgemenge mit einem Rotor, insbesondere als Aufsatzgerät für WälzmUhlen, der am Außenumfang des Mantels Schleuderleisten auSweist, die den Mantel am Auslaßende freitragend überragen, mit einem den Rotor umgebenden Gehäuse, dem das StofRgemenge in einem Gasstrom zugeführt wird und aus der das die feineren Teilchen enthaltende Gas oben durch eine Absaugleitung austritt.Combined vane / rotor sifter, especially for roller mills The invention relates to the design of a classifier for material mixtures with a rotor, especially as an add-on device for roller mills, the centrifugal bars on the outer circumference of the jacket shows, which cantilever beyond the jacket at the outlet end, with a rotor surrounding housing, to which the amount of substance is fed in a gas stream and from which exits the gas containing the finer particles at the top through a suction line.
Mit sich vergrößernden Anforderungen an die Leistung von Wälzmühlen haben sich auch deren Abmessungen erheblich vergrößert.With increasing demands on the performance of roller mills their dimensions have also increased considerably.
Versuche und Ermittlungen haben ergeben, daß bei dem bekannten Sichter durch die erforderliche Umlenkung des Gasstromes der Energieaufwand unverhältnismäßig groß ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, den Drall des Gasstromes, der von dem die Nahlschüssel umgebenden Schaufelkranz erzeugt wird, fortzusetzen und so zu verstärken, daß das Staub-Gat -Gemisch mit möglichst geringer Energie besser auf Ro.torumRangßgeschwindigkeit beschleunigt werden kann. Durch eine Lösung dieser Aufgabenstellung kann der Energieaufwand erheblich verringert werden, was ganz besonders bei Wålzmühlen größerer Abmessungen in Erscheinung tritt.Tests and investigations have shown that in the known classifier due to the necessary deflection of the gas flow, the energy expenditure is disproportionate is great. The object of the invention, on the other hand, is to reduce the swirl of the gas flow, that is generated by the blade ring surrounding the close-up bowl and to amplify so that the dust-gate mixture with the lowest possible energy can be better accelerated to Ro.torum rank speed. With a solution this task, the energy consumption can be reduced significantly, what This is particularly evident in the case of larger mills.
Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß zwischen dem Sichtergehäuse und dem Konus ein als Drallerzeuger bzw. Drallverstärker dienender Leitflügelkranz angeordnet ist. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Flügel durch einen Handgriff über eine Schwenkachse, die in dem Sichtergehäuse und dem Konus gelagert ist und nach außen aus der Gehäusewand herausragt, einstellbarr und arretierbar.The invention accordingly consists in that between the classifier housing and the cone a guide vane ring serving as a swirl generator or swirl intensifier is arranged. In one embodiment of the invention, the wings are through a Handle via a pivot axis, which is mounted in the classifier housing and the cone is and protrudes outward from the housing wall, adjustable and lockable.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die Flügel fest zwischen dem Sichtergehäuse und dem Konus entsprechend der Richtung der Schaufeln des die Mahlschüssel umgebenden Schaufelkranzes eingeschweißt.In another embodiment, the wings are fixed between the The classifier housing and the cone correspond to the direction of the blades of the grinding bowl surrounding blade ring welded.
In der Zeichnung ist die Erfindung in Verbindung mit einer Wälzmühle dargestellt.In the drawing, the invention is in connection with a roller mill shown.
Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung einer Wälzmühle mit einem aufgesetzten Sichter, der erfindungsgemäß ausgebildet ist; Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung des Leitflügelkranzes nach der Erfindung; Fig. 3 zeigt eine Teilansicht einer Schaufel und deren Anordnung; Fig. 4 zeigt eine räumliche Darstellung mehrerer Leitflügel, die entsprechend der Darstellung in Fig. 5 ausgebildet sind; Fig. 5 zeigt schematisch die Gasgeschwindigkeits-Vektoren zwischen zwei Leitflügeln Fig. 6 bis 8 zeigen graphisch für verschiedene Leitflügelwinkel und -richtungen die Gasgeschwindigkeits-Vektoren im Vergleich mit dem in horizontaler Richtung konstant verlau-- renden Vektor der Rotorumfangsgeschwindigkeit.Fig. 1 shows the schematic representation of a roller mill with an attached sifter, which is designed according to the invention; Fig. 2 shows a three-dimensional representation of the guide vane ring according to the invention; 3 shows a partial view of a blade and its arrangement; FIG. 4 shows a three-dimensional representation of a plurality of guide vanes which are designed in accordance with the representation in FIG. 5; FIG. Fig. 5 shows schematically the gas velocity vectors between two guide vanes 6 to 8 graphically show the gas velocity vectors for various guide vane angles and directions in comparison with the vector of the rotor circumferential velocity, which is constant in the horizontal direction.
Fig. 1 zeigt eine Walzmuhle mit aufgesetzter Sichtervorrichtung gemäß der Erfindung. Das Unterteil 1, das die Wälzmühle trägt, ist mit Auslässen 2 für die groben, nicht verarbeitbaren Teilchen versehen. Im Inneren des Unterteils befindet sich das Getriebe 3, das die von der Antriebswelle 14 abgegebene Kraft auf die Mahlschüssel 4 überträgt. Die Mahlarbeit zwischen der Mahlschüssel 4 und den Walzen 6 kommt dadurch zustande, daß nur die Mahlschüssel 4 sich dreht, während die Walzen 6 stationär und pendelnd gelagert sind. Diese Teile sind umgeben von der Gehäusewand 5ader Wälzmühle, während das Sichtergehäuse mit 5b bezeichnet ist. Der Konus 7 ist stationär im Gehäuse 5b des Sichters befestigt und dient zur Lenkung des in der MUhle und im Sichter aufwärts gerichteten Gasstroms sowie zur gezielten RückfUhrung des vom Sichter abgewiesenen ttberkorns zwischen dem Leistenrotor und seiner Innenseite in die Mitte der MUhle auf die Mahlschüssel 4. In Fig. 1 ist eine feste Halterung 22 zwischen Konus 7 und Sichtergehäuse 5b dargestellt. Mit 23 ist eine Flanschverbindung zwischen 5a und 5b bezeichnet.Fig. 1 shows a roller mill with an attached classifier according to the invention. The lower part 1, which carries the roller mill, is equipped with outlets 2 for the coarse, unprocessable particles. Located inside the lower part the gear 3, which the power delivered by the drive shaft 14 on the grinding table 4 transmits. The grinding work between the grinding bowl 4 and the rollers 6 comes as a result comes about that only the grinding bowl 4 rotates while the rollers 6 are stationary and are pivoted. These parts are surrounded by the housing wall 5ader roller mill, while the classifier housing is denoted by 5b. The cone 7 is stationary in the housing 5b of the sifter and is used to control the in the mill and in the sifter upward gas flow as well as for the targeted return of that rejected by the classifier ttberkorns between the inguinal rotor and its inside in the middle of the mill on the grinding bowl 4. In Fig. 1 is a fixed bracket 22 between the cone 7 and Classifier housing 5b shown. With 23 is a flange connection between 5a and 5b.
Uber dem Konus 7 befinden sich die rotierenden Schleuderleisten 8.The rotating sling bars 8 are located above the cone 7.
Zwischen der Gehäusewand 5b und dem Konus 7 ist ein Leitflügelkranz mit den Flügeln 9 angeordnet. Die Flügel 9 sind zur Gehäusewand und zum Konus hin soweit abgeschrägt bzw. abgerundet, damit sie sich beim Sahwenken in eine andere Winkelposition bzw.beim Ü Andern ihrer Richtung der Krümmung des Gehäuses 5b und des Konus 7 anpassen. In der Ausführung fest verschweißter Flügel 9 berühren deren Außen- und Innenkanten zum Verschweißen die Gehäusewand 5b und die Konus-Außenwahd 7 auf voller Länge. Der durch diesen Leitflügelkranz erzielte Effekt wird später unter Anziehung von Fig. 5 bis 8 näher erläutert werden.A guide vane ring is located between the housing wall 5b and the cone 7 arranged with the wings 9. The wings 9 are towards the housing wall and the cone beveled or rounded to the extent that they move into another when swiveling Angular position or, when changing its direction, the curvature of the housing 5b and of the cone 7. In the execution of firmly welded wings 9 touch their Outer and inner edges for welding the housing wall 5b and the cone outer wall 7 full length. The effect achieved by this guide vane ring will be later 5 to 8 will be explained in more detail with attraction of FIGS.
Die Darstellung in Fig. 3 und 4 zeigt die Anordnung der Flügel 19 auf der Achse 20, die an beiden Enden gelagertist, durch die Gehäusewand 5b-nach außen ragt und dort mit einem Griff 21 und einer Arretiervorrichtung (z.3. Kontermutter) zum Verstellen versehen ist.The illustration in FIGS. 3 and 4 shows the arrangement of the wings 19 on the axle 20, which is supported at both ends, through the housing wall 5b-to protrudes outside and there with a handle 21 and a locking device (e.g. 3rd lock nut) is provided for adjustment.
In Fig. 5 bedeutet: VUmf. = Rotorumfangsgeschwindigkeit VGas = Gasgeschwindigkeit des Staub-Gas-Gemisches zwischen zwei Flügeln v Gas = Vertikalkomponente des Staub-Gas-Gemisches verb. am Ieitflügelaustritt VGas horiz. = Horizontal-Geschwindigkeitskomponente des Staub-Gas-Gemisches am Leitflügelaustritt # v = vUmf. - vGas horiz. = Differenzgeschwindigkeit der Rotorumfangsgeschwindigkeitskomponente des Staub-Gas-Gemisches Fig. 5 zeigt hierbei die entstehenden Geschwindigkeits-Vektoren bei einer bestimmten Schräglage der Leitflügel und einer bestimmten Rotordrehrichtung, d. h. definierter Rotorumfangsgeschwindigkeit.In Fig. 5: VUmf. = Rotor circumferential speed VGas = gas speed of the dust-gas mixture between two blades v gas = vertical component of the dust-gas mixture verb. at the wing outlet VGas horiz. = Horizontal velocity component of the dust-gas mixture at the guide vane outlet # v = vUmf. - vGas horiz. = Differential speed Fig. 5 shows the rotor peripheral speed component of the dust-gas mixture here the resulting velocity vectors at a certain incline the guide vane and a certain direction of rotation of the rotor, d. H. defined rotor peripheral speed.
Die Aufgabenstellung bei dem leitflügelkranz nach der Erfindung besteht also darin, den Drall des Gasstromes, der von dem die Mahlschüssel umgebenden Schaufelkranz herrührt, fortzusetzen und zu verstärken, damit das Staub-Gas-Gemisch, das dem Sichterrotor angeboten wird, von diesem besser auf RotorumSangsgeschwindigkeit beschleunigt werden kann; d. h. der Sichterrotor soll das vom Mühlengebläse angesaugte und in der Mühle nach oben geförderte Staub-Gas-Gemisch so weit umlenken und auf seine Umfangsgeschwindigkeit beschleunigen, daß es nur noch dem Feinkorn gelingt, zusammen mit dem Trägergas in den Raum innerhalb der Rotorleisten umgelenkt zu werden. Grobe Körner werden von den Leisten erfaßt und durch Fliehkraft nach außen abgeschleudert. Die am Rotor aufzubringende Beschleunigungsarbeit für das Staub-Gas-Gemisch ist um so größer, je größer der Winkel zwischen dem aufwärts gerichteten Strömungsvektor des Staub-Gas-Gemisches und dem horizontal verlaufenden Vektor der RotorumSangsgeschwindigkeit ist. Angenommen, das Staub-Gas-Gemisch würde senkrecht nach oben strömen, dann mßte die Strömung um 900 in die Tangentialbewegung des Rotors umgelenkt werden; mit anderen Worten, das Staub-Gas-Gemisch wäre von einer Honrizontalgeschwindigkeit von t'o" auf die Horizontalgeschwindigkeit zu bringen, die der Umfangsgeschwindigkeit an den Rotorleisten entspricht. Gibt man dem Staub-Gas-Gemisch durch einen Leitflügelkranz in der dargestellten Weise einen Vordrall in Richtung der Rotordrehung, dann besitzt das Staub-Gas-Gemisch bereits eine von seiner Neigung abhängige horizontale Geschwindigkeitskomponente. Die erforderliche Beschleunigung ist dann nur noch die Differenz zwischen der Rotorumfangsgeschwindigkeit und der Horizontalkomponente der Staub-Gas-Strömung. Es ist leicht einzusehen, und außerdem inzwischen dadurch Versuche belegt, daß die Umlenk- und Beschleunigungsenergie am Rotor erheblich steigt, wenn die Staub-GasTStrömung im Leitflügelkranz einen Drall erfährt, der der Rotordrehrichtung entgegengesetzt ist. In diesem Falle addieren sich Rotorumfangsgeschwindigkeit und Horizontalkomponente des Staug-Gas-Gemisches.The task of the guide vane ring according to the invention consists thus in it, the swirl of the gas flow from the blade ring surrounding the grinding bowl arises, continue and intensify, so that the dust-gas mixture that the sifter rotor is offered, can be accelerated better to rotor circumferential speed by this can; d. H. the sifter rotor should be the one sucked in by the mill fan and in the mill deflect upwardly conveyed dust-gas mixture so far and on its peripheral speed accelerate so that only the fine grain succeeds together with the carrier gas to be deflected into the space within the rotor strips. Coarse grains will be seized by the strips and thrown outwards by centrifugal force. The one on the rotor The acceleration work to be applied for the dust-gas mixture is all the greater, the greater the angle between the upward flow vector of the dust-gas mixture and the horizontal vector is the circumferential speed of the rotor. Accepted, the dust-gas mixture would flow vertically upwards, then would have to the flow can be redirected by 900 in the tangential movement of the rotor; with others Words, the dust-gas mixture would have a horizontal velocity of t'o " to bring the horizontal speed to that of the peripheral speed corresponds to the rotor strips. You give the dust-gas mixture through a guide vane ring in the manner shown, then has a pre-spin in the direction of rotor rotation the dust-gas mixture already has a horizontal velocity component that depends on its inclination. The required acceleration is then only the difference between the rotor circumferential speed and the horizontal component of the dust-gas flow. It's easy to see, and moreover, in the meantime, attempts have proven that the deflection and acceleration energy at the rotor increases considerably when the dust-gas flow in the guide vane ring Twist experiences that is opposite to the direction of rotation of the rotor. In this case add rotor circumferential speed and horizontal component of the Staug gas mixture.
Mit dem Leitflügelkranz kann also die am Sichterrotor aufzubringende Drehenergie erheblich reduziert werden. Die Größenentwicklung von Sichtern, die als Luftstromsichter unmittelbar auf einer wälzmühle angeordnet sind und mit dieser eine verfahrenstechnische Einheit bilden, ist inzwischen in Bereiche vorgestoßen, die Antriebsleistungen von ca. 200 kW unter Berücksichtigung eines Leitflügelkranzes erfordern.With the guide vane ring can be applied to the classifier rotor Rotary energy can be significantly reduced. The evolution in size of sifters that are arranged as an air stream sifter directly on a roller mill and with this form a procedural unit, has now advanced into areas the drive power of approx. 200 kW taking into account a guide vane ring require.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß bei einer Leitflügelstellung von 450 die Vertikalkomponente der Gasströmung gleich der Horizontalkomponente ist. Die Differenz zwischen der RotorumSangsgeschwindigkeit und der Horizontalkomponente der Gasströmung v v = VUmf. - VGas horiz.From Fig. 7 it can be seen that with a guide vane position of 450 the vertical component of the gas flow is equal to the horizontal component. the Difference between the circumferential speed of the rotor and the horizontal component the gas flow v v = Vum. - VGas horiz.
ist der Betrag, um den die Gassäule beschleunigt werden muß, um die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors anzunehmen.is the amount by which the gas column has to be accelerated by the Assume circumferential speed of the rotor.
In Fig. 6 ist dargestellt, wie die Verhältnisse sich ändern, wenn bei gleicher Rotorumfangsgeschwindigkeit kein Ieitflügelkranz eingesetzt wird. Die Aufwärtsgeschwindigkeit des Gases, als Symbol mit VGas vert. bezeichnet, wird als konstant vorausgesetzt.In Fig. 6 it is shown how the ratios change when No guide vane ring is used with the same rotor peripheral speed. the Upward velocity of the gas, denoted as symbol with VGas vert., Is called assuming constant.
Es kann angenommen werden, daß der Drall des Gasstromes, den dieser von dem Schaufelkranz, der die Mahlschüssel umgibt, erhält, weitgehend bis zum Erreichen des Sichterrotors abgebaut wird. Am Schaufelkranz besitzt der Gasstrom gegenüber der Horizontalen eine Aufwärtsrichtung von ca. )5°. Es kann aus diversen Messungen angenommen werden, daß dieser Winkel sich auf etwa 750 vergrößert, bis der Gasstrom die Sichtleisten erreicht hat, Im Geschwindigkeits-Dreieck muß dann mit dem Komplementärwinkel, d. h. dem Winkel zwischen der Vertikalen und der Strömungsrichtung, also mit 150, gerechnet werden. Die Fig. 6 zeigt für sonst vergleichbare Verhältnisse, d. h. wie bereits erwähnt, VUmf. = const. und VGas vert. = const.It can be assumed that the swirl of the gas flow this from the blade ring that surrounds the grinding bowl, largely until it is reached the separator rotor is dismantled. The gas flow is opposite at the blade ring of the horizontal an upward direction of approx.) 5 °. It can be made up of various measurements it is believed that this angle increases to about 750 by the time the gas flow has reached the sight strips, in the speed triangle must then with the complementary angle, d. H. the angle between the vertical and the direction of flow, i.e. 150, be expected. FIG. 6 shows for otherwise comparable conditions, i. H. how already mentioned, VUmf. = const. and VGas vert. = const.
die Vergrößerung von Av gegenüber der Fig. 7. Während die Horizontalkomponente bei einem Strömungswinkel von 450 mit tan 450 = 1 = 100 ffi angesetzt werden kann, reduziert sich die Horizontalkomponente bei einem Strömungswinkel von 150 gegenüber der Vertikalen auf tan 150 = 0,27 = 27 %. Ohne Leitflügelkranz ist die aufzubringende Beschleunigungsarbeit und damit die zu installierende Rotorantriebsleistung also deutlich größer als mit Leitflügelkranz. Für die Maschine nach der Erfindung ergeben sich also unter Ausnutzung eines Leitflügelkranzes im Laufe der Zeit eine erhebliche Energieersparnis und geringere Kosten für ein kleineres Antriebsaggregat.the enlargement of Av compared to FIG. 7. While the horizontal component at a flow angle of 450 with tan 450 = 1 = 100 ffi, the horizontal component is reduced at a flow angle of 150 compared to that of the vertical to tan 150 = 0.27 = 27%. The one to be applied is without a guide vane ring Acceleration work and thus the rotor drive power to be installed significantly larger than with a guide vane ring. For the machine according to the invention So using a guide vane ring over time a considerable amount Energy savings and lower costs for a smaller drive unit.
Fig. 8 zeigt qualitativ, wie stark sich die Beschleunigungsarbeit weiter erhöhen würde, wenn man, ohne Kenntnis der physikalischen Zusammenhänge, den Drall des Gasstromes, wenn er den Schaufelkranz an der Mahlschüssel verläßt, entgegengesetzt der Rotordrehrichtung lenken würde oder, umgekehrt, wenn der Rotor entgegen dem Oasdrall im MUhlen- und Sichtergehäuse angetrieben werden müßte. In diesem FaLle'beträgt dv = Vumf + VGas Gas horiz.Fig. 8 shows qualitatively how much the acceleration work would increase further if, without knowledge of the physical relationships, the swirl of the gas flow when it leaves the blade ring on the grinding bowl, would steer opposite to the direction of rotation of the rotor or, vice versa, if the rotor would have to be driven against the Oasdrall in the mill and classifier housing. In In this case dv = Vumf + VGas Gas horiz.
Neben dem mechanischen Vorteil der Energieersparnis hat die Erfindung noch den verfahrenstechnischen Vorteil gebracht, die Kornverteilungskurve des Mahlprodukts zu verbessern, d. h. bei reduziertem Energieaufwand kann die gleiche oder sogar eine verbesserte Produktfeinheit erzielt werden wie mit einem bekannten Sichter ohne LeitflUgelkranz, dessen Rotor schneller laufen müßte.In addition to the mechanical advantage of saving energy, the invention also brought the procedural advantage, the particle size distribution curve of the milled product to improve, d. H. with reduced energy expenditure can be the same or even an improved product fineness can be achieved as with a known classifier without LeitflUgelkranz, whose rotor would have to run faster.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8126 | Change of the secondary classification |
Free format text: B07B 7/083 B02C 23/08 B02C 15/04 |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: LOESCHE GMBH, 4000 DUESSELDORF, DE |
|
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings |