DE2951819C2

DE2951819C2 - Centrifugal separator

Info

Publication number: DE2951819C2
Application number: DE19792951819
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7907 Niederstotzingen Barthelmeß
Original assignee: Omya GmbH
Current assignee: Omya GmbH
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1982-09-16
Also published as: DE2951819A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraftsichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a centrifugal force sifter according to the preamble of claim 1.

Ein solcher Sichter, wie er aus der DE-OS 16 07 631 bereits bekannt ist, dient zum Sichten, d. h. zum Trennen eines Gemisches oder Gemenges von Körnern unterschiedlicher Größe und/oder Form und/oder unterschiedlichen spezifischen Gewichtes in Grobgut bzw. Grobkorn (Korngröße oberhalb eines bestimmten Grenzkorndurchmessers) und in Feingut (Korngröße unterhalb der Grenzkorngröße). Das zu sichtende Korngemenge wird . von oben in den Sichtraum (Ringraum zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor) eingegeben; gleichzeitig strömt von außen SichtluftSuch a classifier, as described in DE-OS 16 07 631 is already known, is used for viewing, i.e. H. for separating a mixture of grains of different sizes and / or shapes and / or different specific weights into coarse material or Coarse grain (grain size above a certain limit grain diameter) and in fine material (grain size below the limit grain size). The grain to be sifted will be. from above into the viewing area (Annular space between guide vane ring and classifier rotor) entered; at the same time, air flows in from the outside durch den Leitschaufelkranz in den Sichtraum, so daß die Sichtluft eine spiralige Bewegung beschreibt und dabei die Partikel in entsprechende Bewegungsbahnen mitreißt In dem Sichtraum werden die Partikel den radial gerichteten, einander entgegengesetzten Widerstand- und Zentrifugalkräften ausgesetzt Für eine bestimmte radiale und axiale Luftgeschwindigkeit ergibt sich eine Grenzkorngröße, für die die beiden Kräfte gleich groß sind.through the guide vane ring into the classifying space, so that the classifying air describes a spiral movement and the particles are carried along in the corresponding movement paths. In the viewing area, the particles are the exposed to radially directed, opposing drag and centrifugal forces for a certain radial and axial air speed results in a limit grain size for which the two forces are the same size.

ίο Die gröberen Partikel (größer als Grenzkorn) gelangen dabei früher oder später zum Grobkornauslaß am unteren Ende des Sichtraumes, Das Feinkorn dagegen wird von der Sichtluft mitgerissen, die durch die Kanäle des Sichtrades hindurch nach innen strömtίο The coarser particles (larger than border grain) sooner or later get to the coarse grain outlet at the lower end of the classifying room, Das Feinkorn on the other hand, it is carried away by the classifying air that flows inward through the channels of the classifying wheel

is und von einem axial an den Innenraum des Sichtrades anschließenden Feingut-Sichtluft-Auslaß abgesaugt wird. Das Feinkorn wird schließlich von der Sichtluft abgetrennt oder abgeschieden, worauf die Sichtluft erneut in den Sichtlufteinlaß eingegeben, also imis and from one axially to the interior of the classifier wheel subsequent fine material-sifting air outlet is sucked off. The fine grain is finally from the sifting air separated or deposited, whereupon the classifying air entered again into the classifying air inlet, so in Kreislauf geführt werden kann. Derartige Sichter dienen in erster Linie zur Gewinnung von Feingut mit mög-ichst geringer Korngröße in enger Korngrößenverteilung; erstrebt wird eine obere Korngröße (Grenzkorngröße) von 2 bis 4 μΐη. Dieses sehr feineCan be circulated. Such sifters are primarily used to extract fine material As small a grain size as possible in a narrow grain size distribution; The aim is an upper grain size (Limit grain size) from 2 to 4 μΐη. This very fine Korn wird vielfältig benötigt, z. B. als Füllstoff für Kunststoffe und Autoreifen. Das Grobkorn wird für andere Zwecke verwendet, oder aber es wird nach einem weiteren Malilvorgang wiederum Feingut abgezogen.Grain is required in many ways, e.g. B. as a filler for plastics and car tires. The coarse grain is used for used for other purposes, or fine material is removed again after another malil process.

Für die benannten Zwecke werden jeweils relativ große Mengen zu möglichst niedrigen Preisen benötigt Bei den bisher bekannten Sichtern dieser Art die nur einen einzigen Feingut-Sichtluft-Auslaß aufweisen, ist aber die Durchsatzleistung relativ gering. Die DurchFor the purposes mentioned, relatively large quantities are required at the lowest possible prices In the previously known classifiers of this type, which have only a single fine material classifying air outlet, is but the throughput is relatively low. By satzleistung hängt unter anderem ab von der Größe des Sichters, insbesondere von der Länge und dem Durchmesser des Sichtrotors, also seiner Umfangsfläche, an welcher die Sichtung stattfindet. Im Durchmesser ist man aber wegen der ansteigenden FliehkraftThe rate depends, among other things, on the size of the Sifter, in particular the length and diameter of the sifter rotor, that is, its peripheral surface on which the sifting takes place. But the diameter is due to the increasing centrifugal force beschränkt, auch hängt von Durchmesser und Drehzahl, und damit also von der Fliehkraft, die Grenzkorngröße ab. In der Länge des Sichtrotors ist man ebenfalls begrenzt, insbesondere wegen unterschiedlicher radialer Strömungsgeschwindigkeiten längs des Sichtrotorslimited, also depends on diameter and speed, and thus from the centrifugal force, the limit grain size. You are also in the length of the sighting rotor limited, in particular because of different radial flow velocities along the classifier rotor zwischen je zwei Lamellen hindurch. Diese radiale Strömungsgeschwindigkeit ist nämlich abhängig von dem Sog, also dem Unterdruck, mit dem am Auslaß abgesogen wird. Dieser Sog ist am größten am Auslaß und nimmt zum entgegengesetzten Ende hin ab.between two slats. This radial flow velocity is namely dependent on the suction, i.e. the negative pressure with which suction takes place at the outlet. This suction is greatest at the outlet and decreases towards the opposite end.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sichter dieser Art mit weit höherer Durchsatzleistung zu schaffen, und zwar bei Grenzkorngrößen vorzugsweise zwischen ΙΟμπι bis herab zu 2μηι. Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daßThe invention is based on the object of providing a classifier of this type with a far higher throughput to create, namely with limit grain sizes preferably between ΙΟμπι down to 2μηι. The solution this object is according to the invention that sich an beiden Stirnseiten des Sichtrotors je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß anschließt.at both ends of the sighting rotor Fines air outlet connects.

Die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe ermöglichen ein weit längeres Sichtrad als bisher und damit eine entsprechend größere Durchsatzleistung. Es sindThe two fine material sifting air outlets allow a much longer sifting wheel than before, and thus one correspondingly greater throughput. There are praktisch zwei Sichter mit dem jeweils zulässigen axialen Druckabfall hintereinandergeschaltet. Die große Länge des Sichtrotors gibt eine entsprechend lange Zone relativ gleichmäßiger, stabiler Strömung, die nic^h> von Unregelmäßigkeiten an den Enden des Sichtrotorpractically two separators with the respective permissible axial pressure drop connected in series. The great length of the classifying rotor is a correspondingly long zone of relatively uniform, stable flow, the nic ^h> of irregularities to the ends of the classifying rotor gestört ist, und somit ein entsprechend wirksames, gleichmäßiges Sichten. Vorzugsweise beträgt das Durchmesser-Längen-Verhältnis des Sichtrotors 1 :1.5 bis I : 4.is disturbed, and thus a correspondingly effective, even sifting. The diameter-length ratio of the sighting rotor is preferably 1: 1.5 to I: 4.

Dank der bejdseitigen Feingut-Sichtluft-AuslSsse wird der Auslaß-Querschnitt etwa verdoppelt, so daß sich trotz erhöhter Durchsatzleistung eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Bei den bisherigen höheren Strömungsgeschwindigkeiten dagegen wird das Feingut so heftig gegen die Wandungen geschleudert, daß es dort haftet, dies insbesondere dann, wenn sich erst einmal eine erste Feingutschicht angesetzt hat. Damit verschlechtern sich die Strömungsverhältnisse fortlaufend, was auch eine Verkleinerung der Durch- m satzleistung zur Folge hat.Thanks to the fine material air outlets on both sides the outlet cross-section is roughly doubled, so that despite the increased throughput, a smaller Flow velocity results. With the previous higher flow velocities, however, the fine material is thrown so violently against the walls that it sticks there, especially when a first layer of fine material has built up. This worsens the flow conditions continuously, which also means a reduction in the diameter result in supplementary performance.

Vor allem aber platzen von Zeit zu Zeit Teile dieser sich lagenweise aufbauenden Ansätze ab und gelangen so in das Feingut, wodurch dieses unbrauchbar wird oder was jedenfalls zu großen Schwierigkeiten führu Man hat daher zur Vermeidung dieser Ansätze die Strömungsgeschwindigkeit begrenzt, damit ist aber auch die Durchsatzleistung begrenzt.Above all, however, from time to time parts of these approaches, which build up in layers, break off and arrive so in the fine material, which makes it unusable or which in any case leads to great difficulties To avoid these approaches, the flow velocity has therefore been limited, but this is the case the throughput is also limited.

Erfindungsgemäß wird ein solches Ansetzen von Feingut dadurch verhindert, daß die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe im rotornahen Bereich von je einer KQhlluftkammer umgeben sind.According to the invention, such a build-up of fine material is prevented in that the two fine material classifying air outlets are each surrounded by a cooling air chamber in the area close to the rotor.

Kühlere Partikel haften weniger leicht t*\ einer gekühlten Oberfläche. Hierbei sind vorteilhaft die Lager der beidseitig gelagerten Sichtrotorwelle in je einer Kühlluftkammer angeordnet; die Lager werden also gleichzeitig gekühlt, was der Betriebssicherheit und einer langen Lebensdauer der Maschine zugutekommt. Dies ist bei der erhöhten Durchsatzleistung besonders wichtig. 3üCooler particles adhere less readily t * \ a cooled surface. Here, the bearings of the classifier rotor shaft mounted on both sides are advantageously arranged in a cooling air chamber each; the bearings are cooled at the same time, which benefits the operational reliability and a long service life of the machine. This is particularly important given the increased throughput. 3ü

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß an den Stirnenden des Sichtrotors je eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist, die durch je einen Kanal mit je einer der Kühlluftkammern in Verbindung steht. Die Kühlluft dient also gleichzeitig zum Spülen der Labyrinthdichtungen, so daß auch die Labyrinthdichtungen gekühlt werden; außerdem ist keine besondere Spülluft-Quelle erforderlich. Eine gespülte Labyrinthdichtung bei einem Sichter ist bereits aus der DE-AS 17 57 582 bekanntAnother embodiment consists in the fact that a labyrinth seal is provided on each of the front ends of the sighting rotor is provided, which is in communication with one of the cooling air chambers each through a channel. The cooling air thus serves at the same time to rinse the labyrinth seals, so that the labyrinth seals are also cooled will; in addition, no special source of purge air is required. A flushed labyrinth seal on one Sifter is already known from DE-AS 17 57 582

Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß mit axialen Durch .rittsöffnungen versehene Stützscheiben zur Halterung der Lamellen des Sichtrotors auf der Welle aufgeschrumpft sind. Die Rotorlamellen sind hierbei also nicht nur an ihren Enden, sondern durch die Stützscheiben auch zwischen den Enden festgehalten.A further embodiment consists in the fact that support disks provided with axial through-holes are shrunk onto the shaft to hold the lamellas of the sighting rotor. The rotor blades are in this case not only held at their ends, but also between the ends by the support disks.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß an der dem Grobgutauslaß gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses ein Ringkanal zum Einblasen des zu sichtenden Gutgemenges in den Sichtraum vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eine vergrößerte Durchsatzmenge gleichmäßig aufgegeben.Finally, it is also provided that on the end face of the housing opposite the coarse material outlet an annular channel is provided for blowing the crop to be sifted into the sifting space. on in this way an increased throughput rate is given up evenly.

Zur näheren Erläuterung wird nachfolgend ein AusführungsLeispiel anhand der Zeichnung beschrieben. For a more detailed explanation, an exemplary embodiment is described below with reference to the drawing.

Fig, I zeigt einen erfindungsgemaßen Sichter im Längsschnitt;Fig, I shows a classifier according to the invention in Longitudinal section;

Fig.2 zeigt den Sichter von oben, links im Querschnitt und rechts in Draufsicht;Fig.2 shows the sifter from above, on the left in the Cross section and right in plan view;

Fig,3 zeigt die Einzelheit III in Fig. I, nämlich die Labyrinthdichtung mit Spülluftzufuhr aus der Kühlluftkammer. Fig, 3 shows the detail III in Fig. I, namely the Labyrinth seal with purge air supply from the cooling air chamber.

Der Sichter weist ein stehend angeordnetes, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einem tangentialen Sichtiuft-Eintriu 2 auf, in den die Sichtiuft in Richtung der Pfeile 20 über die ganze axiale Höhe gleichmäßig eintritt.The sifter has an upright, substantially cylindrical housing 1 with a tangential visual air inlet 2 into which the visual air occurs uniformly in the direction of arrows 20 over the entire axial height.

Mit radialem Abstand von dem Gehäusemantel ist ein Leitschaufelkranz 9 in dem Gehäuse vorgesehen. Wiederum mit radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz 9 ist der Lamellenkranz 11 des Sichtrotors 10 vorgesehen. In den Sichtraum 23 zwischen Leitschaufelkranz 9 und Lamellenkranz 11 wird von oben das zu trennende Korngemenge 21 eingegeben. Und zwar ist in der oberen Gehäusewand ein Ringkanal 22 zum Einblasen des Korngemenges vorge^c?hen, in den ein Anschlußstutzen 7 einmündet. An der jfegenüberliegenden, also unteren Gehäusestirnseite ist ein trichterförmiger Grobkornauslaß 8 vorgesehen.A guide vane ring 9 is provided in the housing at a radial distance from the housing jacket. The lamellar ring 11 of the sighting rotor 10 is again provided at a radial distance from the guide vane ring 9. The grain mixture 21 to be separated is entered from above into the classifying space 23 between the guide vane ring 9 and the lamellar ring 11. Namely an annular channel 22 in the upper housing wall for injecting the grain batch ^pre-c? Hen, opening into which a connecting piece. 7 A funnel-shaped coarse grain outlet 8 is provided on the opposite, that is, the lower end of the housing.

An beiden Stirnseiten des Sichtrotors 10 ist je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß 3, 4 in Form eines gebogenen Rohrstückes vorgesehen, dessen Durchmesser in etwa dem Rotor-Innendurchmesser entspricht.On both front sides of the classifying rotor 10 is a fine material classifying air outlet 3, 4 in the form of a curved one Pipe section is provided, the diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of the rotor.

Die Sichtluft-Feingut-Auslässe 3, 4 sind von je einer Kühlluftkammer 17, 18 umgeben, denen über je einen Anschluß 19 Kühlluft zugeführt wird, wodurch ein Ansetzen von Feingut in den Auslassen 3, 4 verhindert wird. In den Kühllufikammern 17,18 ist auch die durch die gekrümmten Auslässe 3, 4 hindurchgeführte Rotorwelle 10a beidseits in Lagerkonsolen 5,6 gelagert. Die Lager werden also ebenfalls gekühlt. Aufgrund eines Überdrucks in den Kühlluftkammern 17, 18 kann kein Feingut in diese eindringen (siehe Pfeile an den Wellendurchführungen). Der Antrieb erfolgt mittels Keilriemenscheibe 12.The classifying air fine material outlets 3, 4 are each surrounded by a cooling air chamber 17, 18, each of which has one Connection 19 cooling air is supplied, whereby a build-up of fine material in the outlets 3, 4 is prevented will. In the cooling air chambers 17, 18 is also through the curved outlets 3, 4 through rotor shaft 10a mounted on both sides in bearing brackets 5, 6. The bearings are also cooled. Due to an overpressure in the cooling air chambers 17, 18 can no fine material can penetrate into this (see arrows on the shaft openings). The drive takes place by means of V-belt pulley 12.

Der Sichtrotor 10 ist an beiden Stirnseiten 13, 14 so geöf'net, daß er dicht an die Auslässe 3, 4 anschließt. Zwischen dem Sichtrotor 10 und dem Gehäuse 1 befindet sich jeweils eine Dichtung 15, 16, die planscheibenartig oder labyrinthartig ausgebildet ist. Durch je einen Spülluftkanal 27 wird jeweils Spülluf t aus den Kühlluftkammern 17, 18 zur Abdichtung zwischen Sichtraum 23 und den Auslassen 3,4 eingeführt (Pfeil 19 in F i g. 3).The classifying rotor 10 is like this on both end faces 13, 14 opened so that it connects closely to the outlets 3, 4. Between the classifier rotor 10 and the housing 1 there is in each case a seal 15, 16 which Is designed like a faceplate or a labyrinth. Scavenging air t is turned off through each scavenging air duct 27 the cooling air chambers 17, 18 for sealing between the viewing space 23 and the outlets 3, 4 (arrow 19 in Fig. 3).

Auf der Welle 10a des Sichtrotors 10 sind mit radialen Durchtrittsöffnungen versehene Stützscheiben 24 aufgeschrumpft. Die Roiorenden sind an ihrem Außenumfang von je einem Abweiserring 25,26 umgeben.Support disks 24 provided with radial passage openings are shrunk onto the shaft 10a of the sighting rotor 10. The outer ends of the Roiorenden are each surrounded by a deflector ring 25, 26.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Zemrifugalkrafisichter mit einem im wesentlichen zylindrischen, stehend angeordneten und mit einem etwa tangentialen Sichtlufteinlaß versehenen Gehäuse, in dem mit radialem Abstand vom und konzentrisch zu dem Gehäusemanlel ein gehäusefester Leitschaufelkranz und mit radialem Abstand nach innen von diesem ein Sichtrotor mit einem radiale Kanäle bildenden Lamellenkranz angeordnet sind, wobei in den zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor befindlichen Sichtraum oben ein Einlaß für zu sichtendes Korngemenge einmündet und unten aus dem Sichtraum ein Auslaß für Grobkorn ausmündet, und sich an den Sichtrotor ,stirnseitig ein Auslaß für die mit Feingut beladene Sichtluft anschließt, dessen Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Rotors entspricht, und wobei der Sichtlufteinalß und der Leitschaufelkranz sich über etwa die gleiche axiale Länge wie der Sichtrotor erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß sich an beiden Stirnseiten des Sichtrotors (10) je ein Feingut-Sichtluft-Auslaß (3,4) anschließt.1. Zemrifugalkrafisichter with a substantially cylindrical, vertically arranged and with an approximately tangential air inlet provided housing, in which at a radial distance from and concentric to the housing sleeve, a guide vane ring fixed to the housing and with a radial spacing inward of this a classifying rotor with a radial channel-forming lamellar ring are arranged, wherein in between the guide vane ring and sifting rotor located at the top, an inlet for the grain mixture to be sifted opens and an outlet for coarse grain opens out from the classifying space at the bottom, and is attached to the classifying rotor , at the front an outlet for the loaded with fine material Classifying air is connected, the diameter of which corresponds approximately to the inner diameter of the rotor, and where the air inlet inlet and the guide vane ring extend over approximately the same axial length as the Extending classifier rotor, characterized in that on both end faces of the Separating rotor (10) is connected to a fine material separating air outlet (3, 4).

2. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchmesser-Längen-Verhältnis des Sichtrotors 1 :1Λ bis 1 :4 beträgt2. Sifter according to claim 1, characterized in that the diameter-length ratio of the The viewer rotor is 1: 1Λ to 1: 4

3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe (3, 4) im rotornahen Bereich von je einer Kiih!luftkammer(17,18) umgeben sind.3. Classifier according to claim 1 or 2, characterized in that the two fine material classifying air outlets (3, 4) in the area close to the rotor of one each Kiih! Air chamber (17,18) are surrounded.

4. Sichter 'ich Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (5, 6) der beidseitig gelagerten Sichtrotorwelle (1Oa^ in je einer Kühlluftkammer (17,18) angeordnet sind.4. Sifter 'I claim 3, characterized in that the bearings (5, 6) of the bearings on both sides Classifier rotor shaft (1Oa ^ in each one cooling air chamber (17,18) are arranged.

5. Sichter nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stirnenden des Sichtrotors (10) je eine Labyrinthdichtung (15, 16) vorgesehen ist, die durch je einen Kanal (27) mit je einer der Kühlluftkammern (17, 18) in Verbindung steht.5. Classifier according to one of claims I to 4, characterized in that at the front ends of the Sight rotor (10) each have a labyrinth seal (15, 16), which each through a channel (27) with each one of the cooling air chambers (17, 18) is in communication.

6. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit axialen Durchtritteöffnungen versehene Stützscheiben (24) zur Halterung der Lamellen (11) des Sichtrotors (10) auf der Welle (1Oa^ aufgeschrumpft sind.6. Classifier according to one of claims 1 to 5, characterized in that provided with axial passage openings supporting disks (24) for holding the lamellae (11) of the classifier rotor (10) on the Shaft (1Oa ^ are shrunk.

7. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Grobgutauslaß (8) gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses (1) ein Ringkanal (22) zum Einblasen des zu sichtenden Gutgemenges in den Sichtraum (23) vorgesehen ist.7. Sifter according to one of claims 1 to 6, characterized in that on the coarse material outlet (8) opposite end face of the housing (1) an annular channel (22) for blowing the to sifting crop is provided in the sifting space (23).