DE2538190B2 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Fliehkraftsichtung eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Fiiehkraftsichtung eines stetigen Mengenstroms von könrigem Gut gemäß Gattungsteil des Anspruchs bzw. des Anspruchs 15.

Durch die Erfindung sind alle diejenigen, beispielsweise Analysen-Sichtverfahren nicht berührt bei denen die Sichtzone durch einen gekrümmten Strömungskanal begrenzt ist und bei denen die am äußeren Umfang dieses Kanals auftretenden Gutpartikel an der Wand haften. Solche sogenannten Aerosol-Zentrifugen arbeiten außerdem im Bereich der laminaren Kanaldurchströmung, also bei Reynolds-Zahlen, die unter den im Gattungsteil des Anspruchs 1 angegebenen liegen. Die ja Fliehkraft wird bevorzugt dadurch erzeugt daß das Kanalsystem um eine Achse rotiert Bei den Analysen-Sichtverfahren für Aerosole ist ferner das Gut in der eintretenden, den Strömungskanal ausfüllenden Sichtströmung gleichmäßig verteilt. Es findet dann keine Trennung des Gutes nach in der Partikelgröße getrennten Fraktionen statt sondern die Partikelfraktionen des Aufgabeguts lagern sich an der Wand derart an, daß sie alle am Kanalanfang beginnen, aber in Kanalrichtung umso früher enden, je gröber sie sind, w Solche Ablagerungen lassen sich zum Zweck der Analyse auswerten. Alle Verfahren mit im zuströmenden Strömungsmittel gleichverteiltem oder suspendiertem Gut (AT-PS 2 22 471, US-PS 30 06 470) eignen sich aber nicht zur trennscharfen Sichtung in voneinander 4-> möglichst vollkommen getrennte Fraktionen, die aus der Sichtzone stetig abgezogen werden, insbesondere bei Strömungen im laminaren Bereich.

Auch bei der Umlenksichtung in Jalousie-Sichtern, die z. B. in Strahlmühlen mit oval gekrümmter Rohiströmung eingebaut sind, ist das Gut im zuströmenden Strömungsmittel suspendiert und gleichverteilt. Die mit den Mahlstrahlen zugeführte Luft wird aus dem gekrümmten Strömungskanal durch eine Umlenkjalousie abgezogen. Feingut wird mit abgezogen und r-> gröberes Gut von der im ovalen Strömungskanal kreisenden Luft der Mahlzone wieder zugeführt. Das Grobgut enthält notwendiergerweise noch viel Feingut bis zu den feinsten Körnungen, da das von der Umlenkung in den äußeren Strömungsschichten befind- eo liehe Feingut nicht durch die Jalousie abgezogen wird.

Es sind ferner Fliehkraftverfahren und -vorrichtungen bekannt, bei denen das Gut in einer spiralig von außen nach innen verlaufenden Strömung in ein nach außen abgeschiedenes Grobgut und ein vom Strömungsmittel nach innen ausgetragenes Feingut getrennt wird, wobei die Rotationsbewegung entweder allein durch die Zuströmrichtung des Strömungsmittels (DE-PS 8 98 107) oder zusätzlich durch ein rotierendes Abweiserad eingestellt wird. Bei diesen Gegenstromsichtverfahren bleibt das Trenngrenzkorn theoretisch in der Schwebe. Praktisch reichert es sich aber in der Sichtzone zu so hohen Konzentrationen an, daß es sowohl nach außen als auch nach innen diffusiv, d. h. durch einen Zufallsprozeß, ausgetragen wird. Auch bei den benachbarten gröberen und feineren Fraktionen überlagert sich dem für die gewünschte Trennung maßgeblichen determinierten Austrag ein beträchtlicher zufallsbedingter, diffusiver Austrag. Dadurch nimmt die Trennschärfe bei zunehmendem Mengendurchsatz ab bzw. ist der Mengendurchsatz bei hinreichender Trennschärfe begrenzt

Die grundsätzlichen Nachteile der Gegenstromverfahren werden bei Querstromsichtverfahren in geradliniger Strömung vermieden. Bei ihnen beruht die Trennwirkung auf den unterschiedlichen Trägheitskräften und Widerstandskräften der quer in eine Sichtströmung eingeführten Gutpartikel (DE-PS 14 82 458, 15 07 735, t.5 07 736 und 16 07 656). Auch diese Verfahren erreichen eine Grenze für jie trennscharfe Trennung bei sehr großen Gutmengen, w*ii bei großem Impulsstromverhältnis die Sichtströmung durch den Gutstrom gestört wird. Die untere Trenngrenze der bekannten Querstromsichtung in geradliniger Luftströmung licjt je nach der Gutbeladung, jedoch bei hohen Gutbeladungen, etwa bei 10 bis 30 μΐπ.

Es ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus Gasen und zur Entstaubung von körnigem Gut bekannt (CH-PS 2 45 645), mit einem durch Seitenwände hermetisch abgeschlossenen vertikalen Abscheideraum, mit einem im wesentlichen von oben nach unten gerichteten Gaseintrittsstutzen am einen Rand der Oberseite des Abscheideraums und mit einem Gasabsaugstutzen am anderen Rand, zwischen weichen Stutzen eine nach einwärts bzw. unten gerichtete Leitwand angeordnet ist, und zwar derart, daß durch die Wölbung dieser Leitwand in dem ein kurzes Stück entlang dieser Leitwand strömenden Gasstrom die Zentrifugalkraft zur Wirkung kommen soll, so daß die Verunreinigungen nach unten aus dem Gastrom in den trichterförmigen Unterteil des Abscheideraums ausgeschleudert werden. Zu entstaubendes Gut wird neben dem Gaseinirittsstutzen mit einer Zellenradschleuse unter Ausnutzung der Schwerkraft etwa in gleicher Richtung wie das Gas und etwa tangential zur Leitwand eingespeist. Eine trennscharfe Trennung bei den eingangs genannten Trenngrenzen ist nicht möglich, zumal die dargestellte Strömung sich nicht störungsfrei einstellen kann. Vielmehr wird das einströmende Gas eine undefinierbare und überlagerte Wirbelströmung im Sichtraum hervorrufen, was eine entsprechend schlechte Sichtung, insbesondere bei niedrifin Trenngrenzen bedingt. Die Vorrichtung eignet sich daher nur zum Entstauben von grobem Gut.

Der Erfindung üegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fliehkraftsichten eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut bei hohem spezifischen Massendurchsatz und hoher Trennschärfe im eingangs angegebenen Trenngrenzbereich, insbesondere auch bei niedrigen Trenngrenzen zu schaffen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit einem Fliehkraftsichtverfahren gelöst, das in Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Verfahrensunteransprüchen. Ein Fliehkraftsichter zur Verwirklichung des erfindungsge-

mäßen Verfahrens ist in Patentanspruch 15 angegeben. Ausgestaltungen und Varianten des erfindungsgemäBen Fliehkraftsichters entnimmt man den Vorrichtungsansprüchen.

Die Erfindung läßt sich bei gasförmigem und ^r> flüssigem Strömungsmittel verwirklichen. Sie ist eine Fliehkraftsichtung in einer umgelenkten Wandströmung bei auf die radiale Dickenerstreckung (a)(sh. F i g. I) der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von 2000 bis über 1000 000, also außerhalb des laminaren ι ο Bereichs. Alle Gutpartikel werden in einem stetigen Strom in einer dünnen Schicht eingetragen, die senkrecht zur Dickenerstreckung, also in Richtung der Breite, beliebig breit sein kann. Vorteilhaft ist, daß der Mengenstrom bis zu größenordnungsmäßig 500 kg/cm η Schichtbreite und Stunde eingestellt werden kann, ohne daß die Trenngrenze sich zu höheren Werten als bei niedriger Belastung wesentlich verschiebt und ohne daß Grobgut zurück in das Feingut gelangt. Das Maß der Umlenkung der Strömung hängt von den Trennungen ab, d. h., ob diese im gröberen oder im feineren Bereich erfolgen. Bei gröberen Trennungen wird man mit einer Umlenkung von 45° auskommen, während bei mittelfeinen Trennungen die Umlenkung wenigstens 60° und bei sehr feinen Trennungen wenigstens 90° betragen sollte. 2". Ebenso wie bei den bekannten Querstromsichtverfahren ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und zweckmäßig, den die feineren Gutteilchen mitnehmenden Sichtststrom in mehrere Anteile, nämlich eine innere und mehrere äußere Strömungsschich- jo ten aufzuteilen, aus denen nach getrennter Abführung die einzelnen Feingutfraktionen gewonnen werden. Das gröbste Gut wird bei der technischen Verwirklichung des Verfahrens i. a. in einem Grobgutsammelraum aufgefangen, (sh. z.B. Fig. I). Die Sichtströmung r> braucht nur in der Sichtzone umgelenkt zu sein. Zu Beginn der Umlenkung (bei 2, sh. Fig. 1) wird das zu sichtende Gut in die Sichtströmung innen eingeführt.

Die Sichtung ist eine Fliehkraftsichtung, in der die mit etwa der Geschwindigkeit der Sichtströmung in diese eintretenden Gutpartikel sich aufgrund ihrer Fliehkraft relativ zur Strömung radial nach außen bewegen. Bei gleichem Umlenkwinkel der Strömung gelangen die Gutpartikel umsoweiter nach außen, je größer ihre Eintrittsgeschwindigkeitskomponente in Richtung der « Sichtströmung an der Eintrittsstelle ist. Die nach außen gsrichtete Partikelbewegung kann erfindungsgemäß noch dadurch verstärkt werden, daß die Partikel beim Eintritt in die Strömung eine zusätzliche radiale Anfangsgeschwindigkeit aufweisen. Sie bewirkt eine so Querstromsichtung aufgrund der Trägheitskräfte. Die Gutpartikel müssen eine bestimmte Komponente ihrer Eintrittsgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung an der Einführungsstelle haben. Sie muß etwa der Geschwindigkeit der Sichtströmung an dieser Einführungsstelle entsprechen. Nur dann wirken die durch diese Geschwindigkeitskomponente bedingte Fliehkraftwirkung und die durch die radiale Komponente bedingte Trägheitswirkung optimal im gleichen Sinne derart, daß gröbere Partikel bei gleichem Umlenkwinkel hinreichend weiter nach außen gelangen als feine PartikeL Haben z. B. die Gutpartikel beim Eintritt in die Umlenkströmung keine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung, so werden die feinen Partikel in Umfangsrichtung schneller beschleunigt als die groben PartikeL Sie erhalten eine größere Fliehkraft und gelangen weiter nach außen. Zwar resultiert auch dann noch ein Sichteffekt, jedoch ist er wesentlich weniger selektiv als bei vorheriger Beschleunigung der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung auf deren Geschwindigkeit.

Wenn die Geschwindigkeitskomponente der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Eintrittsstelle gleicht, tritt der Sichteffekt bereits bei geringen Umlenkungen der Strömung auf. Erfindungsgemäß ist es aber zweckmäßig, Umlenkungen der Strömung vorzugsweise um wenigstens 60 bzw. 90° vorzunehmen. Die Umlenkung an der inneren Begrenzungswand muß störungsfrei, d. h ohne Ablösung erfolgen. Wesentlich ist, daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen Zu- und Abströmung eingestellt wird, damit auch die von der Gutpartikeln auf die Strömung ausgeübten zentrifugalen Kräfte überwunden werden. Ferner können vom Eintritt her Turbulenzen in die Strömung eingebrachl und angefacht werden, deren Vermischungsbereich mil der Länge der Strömung anwächst. Diesen Turbulenzen folgen zwar nut die feinsten Partikel von wenigen μιη Größe. Da das erfindungsgemäße Verfahren aber gerade dazu dienen soll, Sichtungen im allerfeinsteri Bereich, also z. B. bei 3 bis 5 μπι Trenngrenze in Luft vorzunehmen, müssen die turbulenten Vermischungswege der Gutpartikel klein sein im Verhältnis zur Dicke der Strömungsschichten oder zur Weite der Abströmkanäle, durch die die Strömungsschichten mit den einzelnen Fraktionen abgezogen werden. Durch diese Bedingung ist die Strömungslänge begrenzt. Man kann entweder eine Umlenkung um einen größeren Winkel bei kleinerem Radius der Umlenkung oder eine Umlenkung um einen kleineren Winkel bei größerem Radius vornehmen. Es zeigt sich, daß trennscharfe Sichtungen bei bis jetzt noch nicht erreichten Trenngrenzen von wenigen μπι bei Umlenkungen möglich sind, die zwischen 90 und 180° gewählt werden können Auch eine über 180° hinausgehende Umlenkung ist erfindungsgemäß möglich und kann für manche Anwendungen zweckmäßig sein. Bei großem Krümmungsradius der Umlenkung kämen auch kleinere Umlenkwinkel bis herab zu 45° für größere Trennungen in Frage. Maßgeblich für die Trenngrenze ist vor allem die Umfangsgeschwindigkeit. Sie wird für die feinsten Trennungen im gasförmigen Strömungsmittel in der innersten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trenngrenze zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt. Grundsätzlich sind auch höhere Umfangsgeschwindigkeiten möglich, jedoch erhöht sich dann der Aufwand, so daß die Anwendung nur bei extremen Anforderungen an die Gutfeinheit sinnvoll ist.

Die Umlenkung an der inneren Umlenkwand h*·. den großen strömungstechnischen Vorteil, daß sich die Strömung aufgrund des radialen Gradienten an die Wand auch anlegt Dadurch wird im Vergleich zur rotationssymmetrischen Fliehkraftsichtung — mit allseits nach innen gerichteter und dann axialer Abführung durch eine zentrale Öffnung (Spiralwindsichtung) — Energie gespart

Die Krümmung der inneren Umlenkwand kann kreisförmig sein. Dies ist aber keine notwendige Bedingung für die erfindungsgemäße Funktion de: Verfahrens. Vielmehr gibt es für den Einzelfall eine strömungstechnische Optimalform, die von der kreisförmigen Krümmung abweicht deren Ermittlung aber aufwendig ist Notwendig ist daß die innerste Stromlinie von der GuteänführungssteHe bis zum Abzug dei feinsten Fraktion längs einer inneren Begrenzungswand geführt wird. Ihr Krümmungsradius kann sich längs der

Strömung ändern. Wenn immer die Strömung an der inneren Umlenkwand anliegt, wird der erfindungsgemäße Effekt erzielt, daß die Gutpartikel sich relativ zu den Stromlinien nach außen bewegen. Eine Gutanreicherung einer bestimmten Fraktion wie beim Trennkorn des rotationssymmetrischen Spiralsichters tritt nicht ein, weil die Gutfraktionen ohne irgendeinen Anstau zwischen der inneren Umlenkwand und der inneren Schneide bzw. zwischen den Schneiden der Abführkanäle von der Strömung ausgetragen werden. Während bei der rotationssymmetrischen Spiralströmung ein Mittelpunkt der Strömung definiert ist, kann man bei der erfindungsgemäßen Sichtströmung nur von einem bestimmten Krümmungsmittelpunkt sprechen, wenn die innere Umlenkwand kreisförmig gekrümmt ist. In allen anderen Fällen gibt es keinen einzigen Krümmungsmittelpunkt und folglich keinen bestimmten Mittelpunkt.

Die nach außen sich erstreckende »radialen« Entfernungen der Stromlinien, Schneiden usw. sind in diesem Fall als Abstände von der inneren Umlenkwand definiert.

Eine scharfe Trennung ist zu erreichen, wenn alle Gutteilchen gleicher Größe annähernd gleiche Eintrittsgeschwindigkeit haben. Je nach der Art des Guteintrages gelingt es mehr oder weniger genau, daß auch sämtliche Gutpartike! unterschiedlicher Größe die gleiche Eintrittsgeschwindigkeit erhalten. Dies ist bei einem Eintrag mit einem Förderband, insbesondere bei einem Förderband, das von einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Förderband überdeckt ist, wobei die beiden Förderbänder zwischen sich das Aufgabegut mitnehmen, und auch bei dem Eintrag mit einem Schleuderteller, insbesondere einem konkaven Schleuderteller, erfahrungsgemäß gut zu erreichen.

Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Eintrittsbedingungen ist die Sichtung außerordentlich selektiv, d. h., auch bei geringen Unterschieden im Durchmesser der Gutpartikel fächern deren Bewegungsbahnen weit auseinander und können dann mit den Schneiden trennscharf voneinander getrennt werden.

In der folgenden Erläuterung wird auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellten verschiedenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Sichter unmittelbar Bezug genommen, wobei die F i g. 1 bis 5 sogenannte ebene Sichter und die Fig.6 und 7 sog. rotationssymmetrische Sichter, bei denen die Sichtzone, der Auffangbehälter sowie die Eintrittsstelle für das Gut und die Aufgabevorrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Die Sichter haben einen Strömungskanal zur Führung der Sichtströmung, auf dessen einer Seite eine Gutaufgabeeinrichtung für das seitliche oder quergerichtete Einführen des zu sichtenden Gutes in dünner Schicht und auf dessen der Guteinführstelle gegenüberliegender Seite die Kanalwandung für den Austritt von Grobgut eine Grobgutaustrittsöffnung hat Mit einer den Grobguttrajektorien entgegenstehenden Schneide ist die Grobgutaustrittsöffnung stromabwärts begrenzt An diese schließt sich außerhalb der Schneide ein Grobgutauffangbehälter 9 an. Der Strömungskanal ist zwischen der Guteinführstelle 2 und der Schneide 5 über einen Winkelbereich von wenigstens 45° gekrümmt ausgebildet Die Gutaufgabeeinrichtung ist auf der nach innen gekrümmten (konkaven) Seite vorgesehen, um von dort her das zu sichtende Gut in die Sichtströmung einzuführen.

Als Sichtzone 7 wird der Bereich der Sichtströmung bezeichnet, der sich bis zur äußeren Schneide 5 der äußeren Strömungsschicht erstreckt Das in die Sichtzone eingeführte Strömungsmittel strömt innerhalb der äußeren Schneide ab. Die Grenze zwischen dieser Sichtzone und dem Grobgutauffangbehälter 9 bzw. dem durch diesen begrenzten abgeschlossenen Strömungsraum, in dem das Grobgut aufgefangen wird, wird als Sichtzonengrenze 8 bezeichnet. Das Grobgut fliegt durch diese offene Sichtzonengrenze.

Störungen der Sichtung können dadurch auftreten, daß bereits abgeschiedene Grobgutpartikel wieder in die feinen Fraktionen gelangen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, daß die Bewegung der abgeschiedenen Grobgutpartikel im Grobgutauffangbehälter durch eine an die Sichtzonengrenze angrenzende sorgfältig geführte äußere Strömung so gelenkt wird, daß diese Partikel nicht durch die Sichtzonengrenze zurück in die umgelenkte Sichtströmung gelangen können. Die äußere Strömung im Grobgutsammelraum ist Teil einer kreisenden Strömung, deren Krümmung der Krümmung der SichtströmunE entgegengesetzt ist. Eine solche Sekundärströmung wird durch die turbulente Vermischung an der Sichtzonengrenze ohnedies ausgelöst. Sie kann daran schuld sein, daß die abgeschiedenen Grobgutpartikel wieder in die Sichtzone zurückgelangen, wenn die Strömung in der Grobgutabführeinrichtung nicht erfindungsgemäß eingestellt wird. Es ist nun überraschend gefunden . -"-den, daß ein wirkungsvolles Mittel zur Vermeidung o..-Rücktransportes abgeschiedenen Gutes darin besteht, daß eine kreisende Strömung im Grobgutsammelraum bewußt aufrechterhalten wird, wobei diese Strömung einen inneren geschlossenen Wirbelkern, sh. Stromlinien 10, und einen äußeren Teil, sh. Stromlinien U, hat, der nur einen Teil des Grobgutsammelraums durchströmt. Dieser äußere Strömungsteil wird in etwa gleicher Strömungsrichtung wie die Sichtströmung über einen Einlaßkanal 12 neben der Sichtzonengrenze und parallel zu ihr in den Grobgutauffangbehälter eingeführt. Er strömt dann zwischen Wirbelkern und Sichtzonengrenze an dieser entlang, wobei er sicii nur teilweise mit der Sichtströmung turbulent vermischt, strömt dann weiter an der unteren Wand 13 des Grobgutsammelbehälters entlang und tritt außen am Grobgutauffangbehälter, vorzugsweise entgegengesetzt zu seiner Eintrittsrichtung, durch einen Auslaßkanal 14 wieder aus dem Grobgutauffangbehälter aus. Der Wirbelkern wird von diesem äußeren Teil der im Grobgutsammelraum kreisenden Strömung mitgenommen. Zwischen dem Austritt und dem Eintritt des äußeren Teiles der Strömung legt sich der Wirbelkern an die gekrümmte obere Wand 15 des Grobgutauffangbehälters 9 an. Diese wird erfindungsgemäß so gestaltet, da"i an ihr die Umlenkung des Wirbelkerns erfolgt und daB dabei nach außen geschleuderte Gutpartikel an die Wand gelangen und nicht in Richtung zur Sichtzone geschleudert werden. Im Bereich der Sichtzone erfolgt die Strömung im Grobgutauffangbehälter sowohl im äußeren Teil als auch im Wirbelkern etwa parallel zur Sichtzonengrenze, die erfindungsgemäß nach außen gekrümmt oder höchstens geradlinig erfolgt, so daß keine Grobgutpartikel in die Sichtzone zurückgeschleudert werden könnea Der aus dem Grobgutsammelraum abgeführte Teil der kreisenden Strömung enthalt im allgemeinen noch Grobgut Dieses wird dann vorzugsweise in einem Zyklon abgeschieden. Der grobgutfreie Strömungsmittelteil kann dann, wie beschrieben, durch den Einlaßkana! 12 wieder neben der Sichtzor.engrsnze in den Grogutauffangbehälter 9 eingeführt werden.

Die äußere, der Sichtzonengrenze gegenüberliegende

Wand 16 des Grobgutauffangbehälter 9 wird so weit von der Sichtzonengrenze entfernt vorgesehen, daß an ihr zurückprallende grobe Partikel nicht in die Sichtzone gelangen können, das heißt, die Sichtzonengrenze ist mindestens um den Flugweg der gröbsten rückprallenden Partikel von der äußeren Begrenzung des Grobgutsammelraumes entfernt. Damit dieser Flugweg klein gehalten wird, wird die äußere Wand des Grobgutauffan„behälters, wie bekannt, zweckmäßig aus einem die kinetische Energie der groben Gutpartikel abdämpfenden Material ausgeführt, z. B. in Form eines hängenden Tuchs, insbesondere Gummituchs 17.

Handelt es sich um die Sichtung feinstkörnigen Gutes, dessen gröbste Partikel nur einen kurzen Rückprallweg von größenordnungsmäßig 10 cm haben (bei 100 m/sec Eintrittsgeschwindigkeit in Luft je nach Dichte ca. 10 bis 30 μιτι maximale Partikelgröße, bei 10 m/sec ca. 20 bis 60 μιη maximale Partikelgröße), so kann, wie in A b b. 2 dargestellt ist, der Grobgutauffangbehälter 9 in seinem ganzen Querschnitt und damit in seiner ganzen radialen Ausdehnung von der in Richtung der Sichtzonengrenze 8 verlaufenden äußeren Strömung durchströmt werden, die grobgutfrei durch den Einlaßkanal 12 zugeführt wird und das Grobgut nach unten durch einen Auslaßkanal 14' austrägt. Ihre Geschwindigkeit gleicht vorzugsweise annähernd der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzonengrenze. Dann werden turbulente Vermischungen an der Sichtzonengrenze 8 und Sekundärströmungen im Grobgutauffangbehälter 9 ganz vermieden.

Das Strömungsmittel wird durch Kanäle 18 der Sichtzone zugeführt, wobei dessen Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius eingestellt wird. Hierbei und durch entsprechende Geschwindigkeitseinstellung bei der Abführung des Strömungsmittels durch Auslaßkanäle 19 ist erfindungsgemäß eine stabile Strömung einzustellen. D. h, die Umfangsgeschwindigkeit der Strömung darf mit dem Radius nicht so stark abnehmen, daß Sekundärwirbel entstehen. Zweckmäßig wird in der innersten Strömungsschicht Konstanz der Umfangsgeschwindigkeit über dem Radius eingestellt, während in den äußeren Strömungsschichten die Umfangsgeschwindigkeit mit dem Radius abnimmt.

Eine störungsfreie Umlenkung läßt sich günstig dadurch erreichen, daß die Strömung in der Sichtzone beschleunigt wird. Dabei hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Sichtzonengrenze im ersten Teil der Sichtzone etwa geradlinig verläuft, sh. F i g. 3. Der erste Teil der Sichtzone liegt zwischen der äußeren Einführungsfläche 20 des zu sichtenden Guts und einer Radialebene 21, die eine Umlenkung der Strömung an der inneren Umlenkwand 1 um 90° entspricht Bei dieser Strömungsführung ist die Sichtströmung im ersten Teil der Sichtzone in ihren äußeren Schichten weniger stark umgelenkt und dafür stark beschleunigt Die innerste Strömungsschicht, die über den Kanal 18/ eintritt, wird im ersten Teil der Sichtzone mit annähernd konstanter Geschwindigkeit oder geringer Beschleunigung um 90° umgelenkt Im zweiten Teil der Sichtzone, der sich anschließend bis zu den Schneiden erstreckt, wird die Sichtströmung zweckmäßig im Mittel beschleunigt Die Strömungsmengen in den Abführkanälen 19 werden auch bei veränderter Schneideinstellung so eingestellt, daß die Strömung in der Sichtzone an keiner Stelle eine Verzögerung erfährt, die Strömungsschwankungen und Wirbelbildung verursachen kann. Es hat sich gezeigt, daß bei Erfüllung dieser Merkmale für die Strömurgsführung im ersten und zweiten Teil der Sichtzone eine besonders scharfe Trennung gelingt, wenn die Umlenkung zwischen 120° und 150° erfolgt. Im ersten Teil der Strömung wird durch die Verengung der Sichtströmung die turbulente Vormischung der Strömungsschichten auf sehr kleine Abmessungen begrenzt. Dieser Vorteil wirkt sich auch im zweiten Teil bei nicht zu großer Umlenkung und geeigneter Schneidemstellung noch günstig aus.

Das erfindungsgemäße Sichtverfahren hat den Vorteil, daß das Gut in einem Durchgang durch die Sichtzone in eine größere Zahl von Fraktionen getrennt werden kann. Hierzu sind entsprechend viele Schneiden 3, 4, 5 und Feingutabführkanäle 19 erforderlich. Es ist dann möglich, eine äußere Umluft- oder Kreislaufströmung einzurichten, wobei die durch die Feingutabführkanäle 19 abgeführten Fraktionen vorzugsweise mit Zyklonen aus dem Strömungsmittel ausgeschieden und dieses durch Sichtgaseinlaßkanäle 18 der Sichtzon» wieder zugeführt wird. In Fig.4 ist eine solche Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sichters darge-

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unter etwa ΙΟμηι Partikelgröße enthält, die sich in einem Zyklon nicht vollständig abscheiden läßt, wird man sie vorzugsweise in einem Filter 22 abscheiden. Die gröberen Fraktionen können in Zyklonen 23 abgeschieden werden. Entsprechend der durch das Filter 22 abgeführten Strömungsmittelmenge kann durch einen Sichtgaskanal 18/ Strömungsmittel von außen eingeführt werden. Das aus den Abscheidezyklonen 23 austretende Strömungsmittel wird im äußeren Kreislauf über zwei äußere Sichtgaseinführkainäle 18a der Sichtzone wieder zugeführt. Hierbei ist es auch möglich, die verschiedenen Strömungsmittelströme vorher zu vereinigen und gemeinsam über einen Kanal 18 dem Strömungskanal bzw. der Sichtzone zuzuführen. Die gröbste Fraktion wird im Grobgutauflfangbehälter 9 aufgefangen und aus ihm zum Teil durch eine Zellenradschleuse 24 und zum Teil durch den kreisenden Luftstrom durch den Auslaßkanal 14 ausgetragen und in einem Zyklon 25 abgeschieden. Das; grobgutfreie Strömungsmittel wird über einen Einlaßkanal 12 wieder in den Grobgutauffangbehälter 9 neben der Sichtzonengrenze eingegeben. Die Trennwand zwischen dem Kanal 12 und dem Kanal 18 kann auch entfallen, wobei der äußere Teil der zugeführten gutfreien Strömung in den Grobgutauffangbehälter bzw. den Girobgutsammelraum und der innere in den Strömungskanal bzw. der Sichtzone strömt.

Bei dem Sichter gemäß F i g. 3 erfolgt die Zuführung des zu sichtenden Guts in spitzem Winkel zur

so Sichtströmung. Das Gut hat noch eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Dieses ist besonders vorteilhaft, wenn sehr niedrige Trenngrenzen eingehalten werden sollen.
Der Sichter gemäß Fig.4 hat eine pneumatische Aufgabevorrichtung für das Gut Es fließt aus einem Aufgabebehälter 25 in den rückwärtigen! Einlaß 26 der ' Gutaufgabeeinrichtung in die es eintragende Strömung.

Die Gutzuteilung kann auf verschiedene hier nicht dargestellte Weise verwirklicht werden. Die Aufteilung des Sichtgutes in viele Fraktionen bietet die Möglichkeit, eine Fraktion im Kreislauf dem Aufgabegut wieder beizumischen. Dieses ist in F i g. 4 für die zweitfeinste Fraktion dargestellt, die durch einen Feiingutabführkanal 19' abgezogen wird, wobei die Trägerströmung, wie F i g. 4 zeigt, zugleich zur Einführung des Aufgabegutes dienen kann. Zwischen dem rückwärtigen Einlaß 26 der pneumatischen Gutaufgabeeinrichtung und der Zuführung des Gutes in die Sichtzone an der Guteintrittsstelle

2 iiiuu eine hinreichend lange Beschleunigungsstrecke 27 vorgesehen sein, damit die gröbsten Gutpartikel eine der Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone gleichende Eir.trittsgeschwindigkeit erhalten können.

Um die Reibung zwischen Strömungsmittel und Gut an der inneren Begrenzungswand herabzusetzen und jede Störung der Grenzschicht auszuschalten, kann, wie F i g. 5 zeigt, die innere Umlenkwand mit der Umfangsgeschwindigkeit der innersten Strömungsschicht in Rotation versetzt werden.

Die in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellten Verwirklichungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Sichters gelten grundsätzlich für eine sog. ebene Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen etwa rechteckigen Querschnitt hat und für eine rotationssymnivjtrische Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen kreisringförmigen Querschnitt hat. Bei der ebenen Anordnung liegen alle Strömungsschichten parallel zur Zeichenebene. Bei der rotationssymmetrischen Anordnung stellen die Abbildüngen Merid^;anebenen dar.

In F i g. 6 ^T-.t die eine Hälfte einer rotatio.issymmetrischen Anordnung gezeigt. Das Gut wird von einem um eine Drehachse 28 rotierenden Schleuderteller 29 an der Guteintragsstelle 2 in die Sichtzone 7 eingeführt. Es ist dabei eine Anordnung gewählt, bei der die Gutgeschwindigkeit eine Radialkomponente besitzt. Die Einführung des Gutes mit einem rotierenden Schleuderteller läßt sich auch so bewerkstelligen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Gutes in Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Strömung liegt. Alle übrigen Merkmale lassen sich in anaroger
verwirklichen, wie bei den ebenen Anordnungen. Die Merkmale der Anordnungen gemäß den F i g. 1 bis 4 lassen sich auf das rotationssymmetrische System übertragen. In F i g. 6 sind noch die Sichtzonengrenze 8, ein Grobgutauffangbehälter 9 und die Zuführung der grobgutfreien Strömung in den Grobgutauffdngbehälter durch einen Einlaßkanal 12 angegeben und die etwa den äußeren Strömungsanteil im Grobgutauffangbehälter und den inneren Wirbelkanal 10 trennende Stromlinie 11 /sowie eine Stromlinie 11 des äußeren Strömungsanteils schematisch eingezeichnet.

Bei dem Sichter gemäß Fig.6 steht die innere Begrenzungswand 1 fest. Es ist auch möglich, diese innere Begrenzungswand mit dem der Guteinfuhrung dienenden Schleuderteller 29 zu verbinden. Dies ist in Fig. 7 gezeigt. Der Schleuderteller 29 geht an seinem Umfang in die innere Begrenzungswand 1 über. AHe übrigen Merkmale der Erfindung sind anwendbar.

Die äußere Einführfläche 20 des Gutes ist bei der rotationssymmetrischen Anordnung eine Kegelfläche. Der erste Teil der Sichtzone ist von der Ebene 21 (Radialebene in Bezug auf die Strömungsumlenkung) begrenzt. Sie steht senkrecht auf der Drehachse 28 des rotationssymmetrischen Sichters.

Der Schleuderteller wird zweckmäßig in bekannter Weise so ausgeführt, daß die vom Sichtgut berührte Wand 30 wenigstens im äußeren Bereich die Form einer konkavkegeligen und konkavgekrümmten Rotationsfläche hat und in geringem Abstand von einem bis zum Guteintragsteiler reichenden Deckel 31 überdeckt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (19)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Fliehkraftsichtung eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut in wenigstens zwei Fraktionen bei Trenngren- ι zen zwischen etwa 1 μιτι und 300 μίτι in einem gasförmigen Strömungsmittel und zwischen 10 μπι und 3 mm in einem flüssigen Strömungsmittel in einer in der Sichtzone umgelenkten Strömung bei auf die radiale Dickenerstreckung der Sichtströ- ι ο mung bezogenen Reynoldszahlen von ca. 2000 bis über 10* bei welchem Verfahren nach Auffächerung des Gutstroms durch die Fliehkraft die Feingutfraktion(en) mit der abströmenden Sichtströmung ausgetragen und die aus der Sichtströmung ausgeschleuderte Grobgutfraktion getrennt abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen parallel zu einer inneren gekrümmten Umlenkwand verlaufende Sichtströmung innen an dieser Umlenkwand längs eines inneren Umlenkwinkeis von etwa 45° bis über 180° störungsfrei anliegt und außen, von keiner Wand geführt, an eine Strömungsmittelgleiche äußere Strömung angrenzt, deren Geschwindigkeit der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzongengrenze annähernd gleicht, daß der Gutstrom in einer dünnen Schicht im Bereich des Beginns der Krümmung der inneren Umlenkwand innen mit einsr Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung von etwa der Geschwindigkeit der Sichtrömung an -so dieser Einführungsstelle in die Sichtströmung eingeführt wird, und daß die Grobgutfraktion mit der äußeren Strömung abgeführt wird.

2. Verfahren nach Ansprurh 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittelfeinen Trenngrenzen die Umlenkung der Sichtströmur. · wenigstens 60° beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei feinen Trenngrenzen die Umlenkung der Sichtströmung wenigstens 90° beträgt

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die nach der Umlenkung aus der Sichtzone abströmende Sichtströmung in eine innere und eine oder mehrere äußer s Strömungsschichten aufgeteilt mit den darin enthal- « tenen feinen Gutpartikeln getrennt abgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsmittel der Sichtströmung durch mehrere Kanäle der Sichtzone zugeführt und durch die Wahl der Geschwindigkeiten und Mengen der zu- und abströmenden Sichtströmungsschichten eine von innen nach außen abnehmende Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, « dadurch gekennzeichnet daß in einem ersten Teil der Sichtzone, der sich von der äußeren Einführungsfläche der Gutpartikel bis zu einer Radialebene erstreckt, die einer Umlenkung um etwa 90° entspricht, die Sichtströmung in ihren äußeren ^b0 Schichten beschleunigt und weniger stark um die innersten Strömungsschicht umgelenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtströmung in einem zweiten Teil der Sichtzone, die sich an deren ersten Teil anschließt und bis zu deren Ende reicht, beschleunigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei sehr feinen Trenngrenzen die innerste Schicht der Sichtströmung in der Sichtzone um 120 bis 150° umgelenkt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Trennungen um 5 μπι und darunter in gasförmigem Strömungsmittel die Strömungsgeschwindigkeit der innersten umgelenkten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trennung zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß eine Fraktion zur Erhöhung der Trennschärfe zwischen den beiden Nachbarfraktionen im Kreislauf dem Aufgabegut wieder beigemischt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die innere Begrenzungswand der Sichtzone, vorzugsweise mit der Umfangsgeschwindigkeit der innersten Strömungsschicht rotiert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis U, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut pneumatisch oder hydraulisch in die Sichtströmung eingeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß das Gut mit einem Förderband in die Sichtströmung eingeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß ein zur Sichtzone offener Grobgutsammelraum vorgesehen ist in dem eine entgegengesetzt zur Krümmung der Sichtströmung kreisende Strömung mit einem geschlossenen Wirbelkern aufrechterhalten wird, die einen zwischen Wirbelkern und Sichtströmung verlaufenden und nur einen Teil des Grobgutüammelraums durchströmenden äußeren Teil hat der, vorzugsweise mit Grobgut aus dem Grobgutsammelraum abgeführt und grobgutfrei parallel zur Sichtstromgrenze wieder in ihn eingeführt und als äußere Strömung an der Sichtstromgrenze entlang geführt wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Strömungskanal zur Führung der Sichtströmung, auf dessen einer Seite am Anfang der Sichtzone eine Gutaufgabeeinrichtung für die Zuführung des Gutstroms in einer dünnen Schicht und in Richtung der Sichtströmung mündet und auf dessen anderer Seite eine über die Länge der Sichtzone sich erstreckende G<*obgutauslaßöffnung vorgesehen ist, an deren Anfang ein etwa parallel zum Strömungskanal gerichteter und unmittelbar benachbarter Einlaßkanal für die äußere Strömung ausmündet und an deren Ende eine den Strömungslinien entgegenstehende Schneide angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal auf der Seite der Gutaufgabeeinrichtung (29) und unmittelbar anschließend an diese eine über einen Winkelbereich von etwa 45° bis über 180° stetig nach außen gekrümmt ausgebildete Umlenkwand (1) zur Anlage der Sichtströmung aufweist.

Ιδ. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal einen etwa rechteckigen Querschnitt hat, auf dessen der Gutaufgabeeinrichtung (29) gegenüberliegenden Seite der Grobgutauffangbehälter (9) vorgesehen ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal einen

kreisringförmigen Querschnitt hat, in dessan Innenraum die Gutaufgabevorrichtung mit einem koaxialen Schleuderteller (29) und auf dessen Außenseite koaxial der Grobgutauffangbehälter (9) vorgesehen ist

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umlenkwand (1) des Strömungskanals um eine zur Kanalachse quergerichtete Achse drehbar ausgebildet ist

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch ι ο gekennzeichnet daß die innere Umlenkwana (1) des Strömungskanals am Außenumfang des Schleudertellers angebracht ist