DE2947310A1

DE2947310A1 - Vorrichtung zur klassifizierung von partikeln

Info

Publication number: DE2947310A1
Application number: DE19792947310
Authority: DE
Inventors: Kouichi Doi; Masuo Hosokawa; Katsuya Mizui; Haruhisa Yamashita; Tohei Yokoyama
Original assignee: Hosokawa Micron Corp
Current assignee: Hosokawa Micron Corp
Priority date: 1978-11-24
Filing date: 1979-11-23
Publication date: 1980-05-29
Also published as: US4260478A; GB2041251A; DE2947310C2; FR2442083A1; GB2041251B; CA1126215A; FR2442083B1

Description

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Vorrichtung zur Klassifizierung von Partikeln

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Klassifizierung von Partikeln mit einem Hauptgehäuse, das einen Auslaß für Feinpartikel, einen Auslaß für Grobpartikel, sowie ein Klassifizierungsventilatorrad trägt, das drehbar innerhalb des Hauptgehäuses gehalten ist und einen Innenraum besitzt, der in Verbindung mit dem Auslaß für Feinpartikel steht, während ein erster Gaseinlaßkanal vorgesehen ist, der in Verbindung mit dem Inneren des Hauptgehäuses steht zur .Zuführung der zu klassifizierenden Partikel (die nachfolgend vereinfacht als "Partikel" bezeichnet werden) zu dem Außenbereich des Ventilatorrades zusammen mit einem Gasstrom.

Bei Klassifizierungsvorrichtungen dieser Art wird auf die in einem Gasstrom zugeführten Partikel eine Zentrifugalkraft durch ein Klassifizierungsventilatorrad übertragen, das innerhalb des Hauptgehäuses der Vorrichtung rotiert, wobei das Gas durch das Ventillatorrad hindurch und aus derVorrichtung heraus zu strömen vermag. Der Unterschied zwischen der Zentrifugalkraft und der Zentripetalkraft, die gleichzeitig auf die Partikel in dem Gasstrom einwirken, verursacht eine selektive Trennung der Partikel. Für diesen Betrieb werden vorzugsweise die Partikel vollständig in dem Gasstrom dispergiert, wobei jedoch mittels der herkömmlichen Vorrichtungen eine vollständige Dispersion nicht erreicht werden konnte, was dazu führte, daß einige der feinen Partikel zusammenhafteten, ohne daß *ie in individuelle Partikel getrennt wurden und somit in den Bereich der groben Partikel strömten, um sich dort mit diesen groben Partikeln zu vermischen. Dies führt zu einem geringeren Wirkungsgrad bei der Sammlung der feinen oder groben Partikel und zu einem geringeren Klassifizierungswirkungsgrad.

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In Kenntnis dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung der zuvor beschriebenen Nachteile die Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine möglichst vollständige Trennung von groben und feinen Partikeln ermöglicht wird zur Erzielung eines möglichst hohen Klassifizierungswirkungsgrades. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale. Hinsichtlich bevorzugter Ausführungsformen wird auf die Unteransprüche wie auch auf die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen verwiesen.

Gemäß der Erfindung ist ein Gasleitelement innheralb des Hauptgehäuses der Vorrichtung angeordnet, das ein Klassifizierungsventilatorrad in einem vorbestimmten Abstand umgibt und eine große Anzahl von Gaseinlaßöffnungen besitzt, die in Rotationsrichtung des Ventilatrorades geöffnet sind. Dabei steht der oben erwähnte Gaseinlaßkanal in Verbindung mit dem Innenbereich einer Klassifizierungskammer, die innerhalb des Gasleitelementes vorgesehen ist. Ein zweiter Gaseinlaßkanal steht in Verbindung mit dem Inneren einer Gaskammer, die zwischen dem Gasleitelement und der Innenwand des Hauptgehäuses ausgebildet ist.

Infolge dieser Ausbildung werden die gröberen Partikel, die einer Zentrifugalkraft ausgesetzt werden, welche größer ist als die einwirkende Zentripetalkraft, wirkungsvoll durch das Gas dispergiert, das in das Gasleitelement durch die in dem Element ausgebildeten Einlasse einströmt, wenn die Partikel in Richtung auf die Innenwand des Gasleitelementes geführt werden. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen steigen die gröberen Partikel, wenn sie einer Zentrifugalkraft durch das Ventilatorrad ausgesetzt werden, welche größer ist als die Zentripetalkraft, die hierauf von dem Gasstrom wirkt, der aus dem ersten Gaseinlaßkanal kommt, an der Innenwand des Hauptgehäuses ab und strömen aus der Vorrichtung durch den

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Auslaß für die groben Partikel aus, während gemäß der Erfindung die gröberen Partikel, die durch das Ventilatorrad zentrifugal nach außen gedrängt werden, weiter unter der Einwirkung des Gases stehen, das von der Gaskammer durch die Einlasse zugeführt wird, wodurch sie dispergiert werden. Dementsprechend werden die feinen Partikel, die an den großen Partikeln haften, oder in der Form von Agglomeraten vorliegen, getrennt und in Richtung auf das Ventilatorrad geführt, worauf sie erneut der Trennungswirkung unterworfen werden. Somit werden die Partikel häufiger einem Dispersions- und Trennungsvorgang unterworfen, als dies bislang möglich war.

Auf diese Weise stellt die Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Dispersion und Klassifizierung mit erheblich erhöhtem Wirkungsgrad sicher, wobei die Wahrscheinlichkeit vermindert wird, daß feine Partikel aus dem Auslaß für grobe Partikel abgezogen werden in der Form von Agglomeraten, oder indem sie an den groben Partikeln anhaften, oder mit diesen vermischt sind. Grobe Partikel oder feine Partikel können dementsprechend mit einen erhöhten Wirkungsgrad gesammelt werden, um somit ein Produkt höherer Qualität zu erzielen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Dabei zeigt im einzelnen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch das Hauptgehäuse

der erfindungsgemäßen Klassifiziervorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch das Hauptgehäuse einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Schnittlinie IV-IV der Fig. 3,

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Fig. 5 ein Fließbild zur Durchführung des Klassifizierungsbetriebes gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein weiteres Fließbild zur Durchführung des Klassifizierungsvorganges gemäß der Erfindung,

Fig. 7 ein Fließbild gemäß einer anderen Ausführungsform nach der Erfindung und

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Verteilung der Partikelgröße der eingesammelten Partikel.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Hauptgehäuse 1 der Klassifiziervorrichtung besitzt im Inneren seines oberen Teils ein Klassifizierventilatorrad 2, das drehbar an einer Welle gehalten ist und das bei Drehung mit seinem äußeren Mantel die Form eines umgekehrten Kegelstumpfes bildet. Ein Feinpartikelauslaß 5 steht in Verbindung mit dem Innenraum des Ventilatorrades 2. Ein Gasleitelement 7 umgibt das Ventilatorrad 2 in einem vorbestimmten Abstand und besitzt Gaseinlässe 15, die in der Form von Schlitzen in Rotationsrichtung des Ventilatorrades 2 geöffnet sind. Eine Klassifizierungskammer 17 ist auf der Innenseite des Gasleitelementes 7 vorgesehen, während eine Gaskammer 8 zwischen dem Gasleitelement 7 und der Innenwand 14 des Hauptgehäuses 1 gebildet wird. Ein zweiter Gaseinlaßkanal steht in Verbindung mit der Gaskammer 8. Die Gaskammer 8 der dargestellten Ausführungsform ist durch eine Unterteilung 11 in die Gaskammern 8a und 8b aufgeteilt, die mit jeweils zweiten Gaseinlaßkanälen 9a bzw. 9b versehen sind. Die beiden Kammern sind jedoch nichtsdestoweniger in keiner Weise als Einschränkung aufzufassen.

Das Hauptgehäuse 1 der Klassifizierungsvorrichtung besitzt in seinem unteren Teil eine Zuführung 4', welche einen ersten Gaseinlaßkanal 4 zur Zuführung der in einem Gasstrom eingeschlossenen Partikel, einen Grobpartikelauslaß 6 zum Abziehen der abgetrennten gröberen Partikel aus der Vorrichtung, einen Ein-

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laß 10' für einen dritten Gaszuführungskanal 10 zur Einleitung eines Gases, das dazu dient, das in Richtung auf den Grobpartikelauslaß 6 zuströmende Material pneumatisch zu sieben, sowie einen pneumatischen Siebring 13, der kontinuierlich in das Gasleitelement 7 übergeht und einen pneumatischen Siebteil bildet. Der Einlaß 4' besitzt eine Öffnung 12, die gegenüber dem Ventilatorrad 2 konzentrisch zu diesem angeordnet ist. Die Position der Öffnung 12 ist einstellbar in bezug auf das Ventilatorrad 2 und den Ring 13, entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung 12 durch ein Stellrohr 16 einstellbar, das um den Einlaß 4* paßt. Die Position der Öffnung kann von außen, d. h., außerhalb der Vorrichtung einstellbar sein, wenn das Stellrohr 16 verschiebbar auf den Einlaß 4 paßt. Außerdem kann der Siebring 13 lösbar gehalten sein, so daß man ihn durch einen anderen Ring von entsprechendem Innendurchmesser ersetzen kann.

Obwohl das Ventilatorrad 2 gemäß der Erfindung mit seiner Mantelfläche im angetriebenen Zustand einen umgekehrten Kegel bildet, wobei das Gasleitelement 7 in Übereinstimmung mit der Form des Ventilatorrades 2 steht, kann das Ventilatorrad 2 auch eine andere Form besitzen, oder das Gasleitelement 7 kann zylindrisch ausgebildet sein, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Während die zweiten Gaseinlaßkanäle 9a und 9b sowie der dritte Gaseinlaßkanal 10 sich in der gleichen Richtung erstreckenwie die Rotation des Ventilatorrades 2 und tangential zum Rahmen des Hauptgehäuses geöffnet sind und mit dessen Innerem in Verbindung stehen, um einen Gasstrom durch das Leitelement 7 und durch den Siebring 13 in einer gleichförmigen Stabilität zu erzeugen, ist die Richtung, in welcher diese Kanäle geöffnet sind, nicht besonders beschränkt. Das Gasleitelement 7 der dargestellten AusfUhrungsform umfaßt flache, schaufeiförmige Teile, die in einem vorbestimmten Abstand zueinander gehalten und gegeneinander in Rotationsrichtung des Rades 2 gehalten sind, wobei sie so angeordnet sind, daß sie sich mit nebeneinander-

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liegenden Kanten überdecken. Dabei können die schaufeiförmigen Teile entlang der Strömungslinie gekrümmt sein, oder es kann sich um Platten handeln, in welche Bohrungen eingestanzt sind, die in Richtung der Rotation des Rades geneigt sind, mit der Voraussetzung, daß das Gasleitelement 7 relativ kleine Öffnungen besitzt, die in Rotationsrichtung des Rades 2 geneigt sind, oder sich nahezu tangential zur inneren Peripherie des Leitelementes 7 erstrecken und gleichmäßig entlang der inneren Peripherie des Leitelementes 7 angeordnet sind. In Verbindung mit dem Grobpartikelauslaß 6 steht ein Drehventil 18, das auch durch jeden anderen beliebigen Verschlußschieber ersetzbar ist.

Die Vorrichtung wird in der nachfolgend beschriebenen Weise betrieben. Das in das Hauptgehäuse 1 der Klassifiziereinrichtung durch den Einlaß 4· eingebrachte Material wird innerhalb des führenden Gasstromes intensiv bewegt, und ein Wirbelstrom wird durch die Rotation des Ventilatorrades 2 erzeugt (in der Richtung, die durch einen Pfeil in Fig. 2 dargestellt ist), wobei die individuellen Partikel dispergiert und voneinander getrennt werden. Das Material wird außerdem einer Zentrifugalkraft F ausgesetzt, die von der Rotation des Ventilatorrades 2 herrührt, während gleichzeitig eine Zentripetalkraft K ein-wirkt, die von einem Gasstrom j in Richtung auf das Zentrum des Ventilatorrades 2 übertragen wird* Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Ventilatorrades 2 und die Geschwindigkeit des Gasstromes in Richtung auf die Mitte des Ventilatrorades 2 auf einen vorbestimmten Wert eingestellt werden, wird das feinkörnige Material der gewünschten Trennwirkung unterworfen, durch welche die feineren Partikel, auf welche die übertragene Zentripetalkraft K überwiegt, von dem mittleren Teil des Ventilatorrades 2 zusammen mit dem Gasstrom j abgezogen werden, worauf sie die Vorrichtung durch den Feinpartikelauslaß 5 verlassen und anschließend durch eine nicht dargestellte Trenn- und Sammelvorrichtung abgeschieden werden. Auf der anderen Seite werden die groben Partikel, auf welche die Einwirkung der Zentrifugalkraft F überwiegt, radial

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nach außen von dem Ventilat-orrad geführt, wobei sie den inneren Umfangsteil des Gasleitelementes 7 erreichen.

Infolge der Anordnung des Gasleitelementes 7, bei welchem es sich um ein wesentliches Merkmal der Erfindung handelt, wird die Dispergierwirkung, die durch den partikelbeladenen Gasstrom und durch den Wirbelgasstrom, der durch die Rotation des Ventilatorrades 2 erzeugt wird, in großem Maße durch einen weiteren Gasstrom i verstärkt, der in das Gasleitelement 7 enlang dessen innerer Peripherie einströmt, von den zweiten Gaseinlaßkanälen 9a und 9b durch die Einlasse 15 in dem Leitelement 7. Das mit dem tragenden Gasstrom zugeführte Material wird rasch dispergiert und hierauf zu dem peripheren Teil des Ventilatorrades zur Abtrennung geführt. Da der Gasstrom i gleichmäßig über den gesamten Umfang des Leitelementes 7 durch die Einlasse 15 mit einer extrem hohen Geschwindigkeit eingeführt wird, als würde ein Gasfilm bei hoher Geschwindigkeit gebildet, erzeugt der Gasstrom i eine intensive Mischwirkung, wenn der Fördergasstrom und der Wirbelgasstrom, der von der Rotation des Ventilatorrades 2 herrührt, ineinander übergehen. Dementsprechend kann das eingeschlossene Material mit einem hohen Wirkungsgrad dispergiert und in einzelne Partikel abgetrennt werden.

Nachdem das Material wiederholt einer solchen Trennungswirkung ausgesetzt worden ist, steigt das in der Grobpartikelzone noch verbleibende Material an der inneren Wand des Gasleitelementes 7 ab. Wenn es den Siebring 13 durchläuft, wird das Material pneumatisch gesiebt durch einen ansteigenden Gasstrom e, der durch den dritten Gaseinlaßkanal 10 zugeführt wird, wodurch es di-spergiert und getrennt wird. Hieraus resuliert, daß die feinen Partikel, die immer noch an den groben Partikeln anhaften und mit diesen vermischt sind, abgetrennt werden, worauf sie von dem Förderstrom eingeschlossen und einer erneuten Trennung unterworfen werden. Die feinen Partikel strömen dann durch den Feinpartikelauslaß 5 durch das Ventilatrorad 2 ab. Die gröberen Partikel durch-

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dringen den Siebring 13, fallen herab und werden aus der Vorrichtung durch den Grobpartikelauslaß 6 abgeführt und gesammelt. Auf diese Weise wird das der Klassifizerivorrichtung 19 zugeführte Material gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung wiederholt dispergiert und getrennt. Dadurch, daß die gleichen Partikel einer wiederholten Klassifizierung ausgesetzt werden, erhöht sich der Wirkungsgrad der Trennung beträchtlich.

Obwohl der erste Gaseinlaßkanal 4 ein offenes Ende unterhalb des Ventilatorrades 2 gemäß der ersten oben beschriebenen Ausührungsform besitzt, kann sich das offene Ende in jeder Position befinden, vorausgesetzt, daß es in die Klassifizierungskammer 17 mündet. Bei der zweiten Ausführungsform, die in den Fig. 3 und 4 beispielsweise dargestellt ist, kann sich das offene Ende des ersten Gaseinlaßkanals 14 auf einer Seite des Ventilatrorades 2 befinden, um zu bewirken, daß der Kanal den partikelbeladenen Gasstrom in Rotationsrichtung des Ventilatorrades 2 zuführt. Obwohl dies nicht im einzelnen dargestellt ist, kann das offene Ende des ersten Gaseinlaßkanals 4 alternativ oberhalb oder in einem Seitenteil des Hauptgehäuses 1 angeordnet sein, um das Material in der gleichen Richtung zu beschicken, wie die Achse der Welle 3 des Ventilatorrades 2. Da die zweite Ausführungsform den gleichen Aufbau wie die erste Ausführungsform besitzt, mit der Ausnahme der Position des offenen Endes des Kanals 4, werden gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen durch die Fig. 1 bis 4, ohne daß eine weitere Erläuterung gegeben wird.

Es ist natürlich möglich, einen Zyklonkollektor, einen Sackfilter oder ähnliche Abscheideeinrichtungen einzusetzen, wie auch einen Ventilator im Zusammenhang mit dner einzelnen Klassifiziereinrichtung 19, während eine Anzahl von Klassifiziereinrichtungen auch aneinander angeschlossen sein können. Die Fig. 5 und 6 zeigen Beispiele einer derartigen Anordnung.

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Entsprechend der Darstellung in Fig. 5 sind zwei Klassifiziervorrichtungen 19a und 19b direkt miteinander verbunden. Der Feinpartikelauslaß 5 der ersten Ktessif!ziervorrichtung 19a steht in Verbindung mit dem ersten Gaseinlaßkanal 4 der zweiten Klassifiziervorrichtung 19b. Der Feinpartikelauslaß 5 der zweiten Vorrichtung 19b steht mit einem Ventilator 21 über einen Abscheider 20 in Verbindung,bei welchem es sich um einen Sackfilter handeln kann. Die Fig. 6 zeigt eine erste Klassifiziereinrichtung 19a und eine zweite Klassifiziervorrichtung 19b, wobei ein Zyklonabscheider oder ein ähnlicher Gas/Feststofftrenner 22 zwischen diesen Vorrichtungen angeordnet und hieran angeschlossen ist. Der Feinpartikelauslaß 5 der ersten Vorrichtung 19a steht in Verbindung mit einem Gas- und Feststeoffeinlaßkanal 23 für den Abscheider 22, der einen Feststoffauslaßkanal 24 besitzt, der mit dem ersten Gaseinlaßkanal 4 der zweiten Vorrichtung 19b in Verbindung steht. Der Abscheider 22 besitzt einen Gasauslaßkanal 25, der direkt an einen Ventilator 21 angeschlossen ist. Gewünschtenfalls kann das durch den Gasauslaßkanal 25 des Abscheiders 22 strömende Gas als Gaszuführung für die zweite Vorrichtung 19b dienen, oder die Vorrichtung 19b kann mit einer anderen Gaszuführung von einer Quelle oberhalb des ersten Gaseinlaßkanals 4 versehen sein. Die Anordnung gemäß Fig. 6 ist derjenigen, die in Fig. 5 dargestellt ist, ähnlich im Hinblick auf den anderen Aufbau. Bei 26 sind die Ventile für die Steuerung der Gasströmung dargestellt.

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Klassifizierventilatorrades der Vorrichtungen 19a und 19b und die Gasströmung in diese Vorrichtungen hinein auf einen optimalen Wert eingestellt werden, ist es möglich, die groben Partikel von der ersten Vorrichtung 19a, Partikel einer mittleren Größe von der zweiten Vorrichtung 19b und die feinen Partikel von dem Abscheider 20 abzuziehen. Somit können die zugeführten Partikel gleichzeitig in drei Teile jeweils unterschiedlicher Größe getrennt werden. Es ist weiterhin möglich, das zugeführte Gut in eine größere Anzahl von Teilen zu klassifi-

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zieren bei der Verwendung einer größeren Anzahl von Klassifiziervorrichtungen 19.

Die beschriebene Klassifiziervorrichtung 19 kann für kompliziertere Klassifizierungen und für weitere Anwendungsbereiche verbessert werden, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird. Wenn die Partikel in eine grobe Fraktion und eine feine Fraktion durch die Klassifiziervorrichtung 19 getrennt werden sollen, sollten sich die feinen Partikel nicht mit den groben Partikeln vermischen, auch teilweise unter dem Gesichtspunkt des Klassifizierungswirkungsgrades. Nichtsdestoweniger besteht jedoch manchmal die Notwendigkeit Partikel einer angestrebten Partikelgrößenverteilung zu sammeln, wobei bestimmte Anteile von feinen Partikeln beispielsweise bewußt in einer gröberen Fraktion eingeschlossen sein sollen. Die Fig. 7 zeigt eine Verbesserung, bei welcher eine vorgegebene Fraktion einer speziellen Größe mit verbessertem Klassifizierungswirkungsgrad erzielt werden kann, wobei gleichzeitig eine Fraktion einer gewünschten Partikelgrößenverteilung soweit erzielt werden kann, indem man bewußt Partikel unterschiedlicher Größe einschließt, die normalerweise abgetrennt werden wurden.

Die Klassifiziervorrichtung 19 besitzt den gleichen Aufbau, wie dies bereits oben beschrieben worden ist, mit der Ausnahme, daß ein Antrieb 27 mit variabler Geschwindigkeit vorgesehen ist, um die Welle 3 des Klassifizierungsventilatorrades 2 anzutreiben. Der erste Gaseinlaßkanal 4 steht in Verbindung mit einem Ventilator 28, der als Gasstromquelle dient und mit einer Beschickungseinrichtung 29 ausgerüstet ist, zur Zuführung der Partikel zu der Vorrichtung in einer vorbestimmten Menge. Ein weiterer Ventilator 30 ist als Gasstromquelle für die zweiten und dritten Gaseinlaßkanäle 9 und 10 vorgesehen. Ein Steuerventil 31 ist an der Verbindung der Einlaßkanäle 9 und 10 vorgesehen, um das Gasströmungsverhältnis zwischen den beiden Kanälen 9 und 10 zu steuern, ohne jedoch

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im wesentlichen den gesamten Strom durch die Kanäle 9 und 10 zu verändern. Ein Gasauäaßkanal 34 steht in Verbindung mit dem Feinpartikelauslaß 5 der Klassifiziervorrichtung 19 und ist mit einem Gas/Feststoffabscheider 32 versehen, sowie mit einem Regulierventil 33 zur Einstellung des Gesamtgasstromes durch die Vorrichtung 19. Die abgetrennten und in dem Gasstrom durch den Auslaßkanal 34 eingeschlossenen feinen Partikel können in dem Abscheider 32 gesammelt werden. Schließlich ist noch eine Gasablaßeinrichtung 35 vorgesehen.

Die Vorrichtung 19 ist mit einem Rechner 36 zur Steuerung der Anzahl der Umdrehungen N des Ventilatorrades 2 und des Öffnungsgrades des Ventils 33 in dem Kanal 34 ausgerüstet. Der Computer 36 umfaßt eine arithmetische Einheit 37, die die Gleichung

speichert, wobei K eine Konstante darstellt zur Berechnung der Zahl N der Umdrehungen des Venitlatorrades 2 von der Klassifizierungsstandardpartikelgröße g. ps bedeutet die Dichte der zu behandelnden Partikel und Q den Gasstrom in dem Auslaßkanal 34. Der Rechner besitzt außerdem eine Eingangseinheit 38 zur Beschickung der Standardpartikelgröße d, der Gasströmungsmenge Q und der Partikeldichte ps zur arithmetischen Einheit 37. Außerdem ist eine Stelleinheit 39 vorgesehen zur selbsttätigen Einstellung der Geschwindigkeit des Antriebes 27, um die Anzahl der Umdrehungen N des Ventilatorrades 2 bei einem Wert zu halten, der durch die arithmetische Einheit 37 bestimmt ist. Eine Steuereinheit 40 ist vorgesehen, um selbsttätig das Ventil 33 derart zu steuern, daß der Gasstrom Q, der durch die Eingangseinheit 33 eingestellt worden ist, aufrechterhalten bleibt. Eine Betriebseinheit 41 für das Steuerventil 31 ist an die Eingangseinheit 38 angeschlossen, durch welche die Be-

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dienunosperson den zweiten und dritten Gaseinlaßkanal 9 und 10 auf das gewünschte Verhältnis einstellen kann.

Die in Fig. 7 dargestellte Anordnunq wird in der folaenden Weise betrieben und einqesetzt.

Der Einqanqseinheit 38 werden Signale zuqeführt, die die gewünschte Klassifizierungsstandardpartikelqroße d, die Dichte ps der Partikel behandelt werden sollen und die Strömungsmenge Q des Gases in den Auslaßkanal 34 entsprechend der Kapazität der Gasablaßeinrichtung 35 anzeigen. Allein durch diesen Vorgang kann die Zahl der Umdrehungen N des Ventilatorrades 2 und der Grad der Öffnung des Ventils 33 selbsttätig bei dem richtigen Wert gehalten werden, um die gewünschte Partikelklassifizieruna sicherzustellen. Es wird nun angenommen, daß bei einer Partikelqrößenverteiluna, wie sie durch die ausgezogene Linie A in Fiq. 8 dargestellt ist, unter bestimmten Bedingungen einer Standardpartikelgröße d, die sich ergebende feine Fraktion eine Größenverteilung besitzt, die in einer gestrichelten Linie B angegeben ist, während die grobe Fraktion, die man erhält, die Größenverteilung entsprechend der strichpunktierten Linie C besitzt. Wenn das Steuerventil 31 so betätigt wird, daß ein größerer Gasstrom durch den dritten Gaseinlaßkani 10 einströmt, ändert sich die gestrichelte Linie B und die strichpunktierte Linie C teilweise in eine gestrichelte Linie B. bzw. eine strichpunktierte Linie C₁. Wenn der Gasstrom durch den Kanal 10 vermindert wird, ändert sich die Linie B und die strichpuridbierte Linie C teilweise in eine Linie B₂ bzw. eine strichpunktierte Linie C~· Auf diese Weise vermag die Betätiaunq des Steuerventils 31 die Partikelgrößenverteiluna der feinen und groben Fraktion in einer gewünschten Weise zu verändern.

Die Versuche, die durchgeführt worden sind, um das Verhältnis zwischen dem Gastrom durch die zweiten und dritten Gaseinlaßkanäle 9 und 10 und die Größenverteilung der klassifizierten Fraktionen zu untersuchen, haben gezeigt, daß die Größenver-

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teilung der feinen Partikelfraktion wie auch der groben Partikelfraktion optimal variierbar ist, mit einer geringen oder keinen Veränderung der Standardpartikelgröße d, indem man das Gasströmungsverhältnis zwischen den zweiten und dritten Gaseinlaßkanälen 9 und 10 ändert, ohne daß man den Gesamtgasstrom durch die Klassifizierungsvorrichtung 19 verändert, d. h., bei einer Aufrechterhaltung des kombinierten Gasstromes durch die Kanäle 9 und 10 und des Gasstromes durch den ersten Gaseinlaßkanal Ί bei im wesentlichen konstanten Werten. Diese Ermittlungen haben zu der vorliegenden Klassifizierungsvorrichtung geführt, die sich in einer einfachen und praktischen Weise betreiben läßt und die für eine vorgegebene Fraktion bestimmter Partikelgrößen oder spezifizierter Partikelgrößenverteilungen eine optimale Klassifizierung sicherstellt.

Das Gasströmungsverhältnis zwischen dem zweiten und dem dritten Gaseinlaßkanal 9 und 10 ist veränderbar, während man den Gesamtgasstrom hierdurch bei einem im wesentlichen konstanten Wert hält, durch beispielweise ein Drosselventil oder Drosselventile, die entweder in einem oder in den beiden Kanälen 9 und 10 angeordnet sind, und die sich individuell betätigen lassen oder miteinander kombiniert sind. Es können auch Ventilatoren veränderbarer Kapazität eingesetzt werden, die an die Kanäle 9 bzw. 10 angeschlossen sind und deren Ausgang in betrieblicher Abstimmung zueinander einstellbar ist. Es können auch verschiedene andere diesbezügliche Einrichtungen eingesetzt werden. Derartige Einrichtungen sollen allgemein als "Steuereinrichtungen 31" bezeichnet werden. Für eine wirkungsvollere Klassifizierung ist es erforderlich, daß das Gewicht der Partikel, die durch den ersten Gaseinlaßkanal 4 zugeführt werden, im wesentlichen bei einem konstanten Wert pro Volumeneinheit des Gases gehalten wird. So ist beispielsweise für diesen Zweck eine Einrichtung nützlich, die die Zuführung der Partikel einstellt in Abhängigkeit von der Veränderung der Gasströmung durch den Einlaßkanal Ί. Eine derartige Einrichtung soll allgemein als "Einstelleinrichtung für die Partikelzuführung 29" bezeichnet werden.

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Die Anzahl der Umdrehungen N des Ventilatorrades 2 ist variabel, was beispielsweise durch eine beliebige Einrichtung zur Geschwindigkeitsveränderung zwischen dem Ventilatorrad 2 und dem Antrieb bei einer konstanten Geschwindigkeit bewerkstelligt werden kann. Das Ventilatorrad 2 kann sich auch mit einer konstanten Geschwindigkeit drehen.

Die Signale, die dem Rechner 36 für die Berechnung der Anzahl der Umdrehungen N des Ventilatorrades 2 zugeführt werden, können sich beschränken auf die Anzeige der Klassifizierungsstandardpartikelgröße d, oder können auch die Standardpartikelgröße d und die Menge des Gasstromes Q in den Auslaßkanal ~$h allein anzeigen. Im ersteren Fall ist die Gleichung, die in dem Rechner 36 gespeichert wird, wie folgt:

N = Ka-J

wobei Ka eine Konstante ist. Im letzteren Fall ist die zu speichernde Gleichung die folgende:

^N -

wobei K und Kb Konstante'sind. Somit ist die in dem Rechner zu speichernde Gleichung veränderlich. Während ein Kleinrechner als Rechner 36 ausreichend erscheint, kann ein solcher Rechner einen unterschiedlichen Aufbau besitzen. Der Rechner 36 kann auch ganz zum Wegfall kommen.

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Leerseite

Claims

LIEDl., NÖTH, ZMTLlSR

Patentanwälte 8000 München 22 Steinsdorfstraße 21-22 Telefon 089 / 22 94 41

Kabushiki Kaisha Hosokawa Funtai Kogaku Kenkyusho, 552 Osaka-fu, Osaka-shi, Minato-ku, Ichioka 2-chome 14-ban (Japan)

Vorrichtung zur Klassifizierung von Partikeln

Patentansprüche:

Vorrichtung zur Klassifzierung von Partikeln mit einem Hauptgehäuse, das einen Auslaß für Feinpartikel, einen Auslaß für Grobpartikel sowie einen Klassifizierungsventilator trägt, der drehbar innerhalb des Hauptgehäuses gehalten ist und einen Innenraum besitzt, der mit dem Auslaß für Feinpartikel in Verbindung steht, während ein erster Gaseinlaßkanal vorgesehen ist, der mit dem Inneren des Hauptgehäuses in Verbindung steht zur Zuführung der zu klassifizierenden Partikel zu dem Ventilatorrad von der Außenseite zusammen mit einem Gasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasleitelement (7) innerhalb des Hauptgehäuses (1) vorgesehen ist, das das Klassifizierungsventilatorrad (2) in einem Abstand umgibt und eine große Anzahl von Gaseinlassen (15) besitzt, die in Drehrichtung des Ventilatorrades (2) geöffnet sind, wobei der erste Gaseinlaßkanal (4) in Ver-

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bindung mit dem Inneren einer Klassifizierungskammer (17) steht, die innerhalb des Gasleitelementes (7) vorgesehen ist, während ein zweiter Gaseinlaßkanal (9) mit dem Inneren einer Gaskammer (8) in Verbindung steht, die zwischen dem Gasleitelement (7) und der Innenwand (14) des Hauptgehäuses (1) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Gaseinlaßkanal (10) sich unterhalb der Klassifizierungskammer (17) befindet und hiermit in Verbindung steht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-· zeichnet , daß ein pneumatischer Siebring (13) unterhalb des Gasleitelementes (7) angeordnet ist und im wesentlichen kontinuierlich in das Leitelement (7) ausläuft.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Gaseinlaßkanal (4) eine Öffnung (12) besitzt, die dicht am unteren Teil des pneumatischen Sieb ringes (13) liegt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Gaseinlaßkanal (4) in Verbindung mit der Klassifizierungskammer (17) auf einer Seite des Ventilatorrades (2) steht, um die Partikel in Rotationsrichtung des Ventilatorrades (2) zuzuführen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Steuereinrichtung (3D vorgeshen ist zur Variierung des Gasstromverhältnisses zwischen dem zweiten Gaseinlaßkanal (9) und dem dritten Gaseinlaßkanal (10), wobei der Gesamtgasstrom hierdurch im wesentlichen einen konstanten Wert besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Gaseinlaßkanal (4) mit einer

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Beschickungseinrichtung (29) für die Partikel versehen ist zur Aufrechterhaltung eines im wesentlichen konstanten Wertes von Partikelgewicht pro Gasmengeneinheit durch den Einlaßkanal (4).

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