DE3586428T2

DE3586428T2 - Partikelklassierer.

Info

Publication number: DE3586428T2
Application number: DE8989100244T
Authority: DE
Inventors: Harold T Jones; Ronald R Saverse
Original assignee: Sturtevant Inc
Current assignee: Sturtevant Inc
Priority date: 1984-02-08
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2005-02-08
Also published as: CA1249245A; MX162820A; EP0316305A3; ATE58495T1; EP0316305A2; EP0152278A3; EP0152278A2; ATE78724T1; EP0316305B1; DE3586428D1; EP0152278B2; DE3580595D1; EP0152278B1; US4551241A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Partikelklassierer und insbesondere auf einen Klassierer, bei dem Material in Partikelform im wesentlichen in feine und grobe Partikel mit Hilfe eines zylindrischen Abweisermittels getrennt wird.
Die vorliegende Erfindung läßt sich auf die Verarbeitung jedweder Feststoffe anwenden, ist jedoch insbesondere bei Anlagen zur Zementherstellung von Nutzen. Bei solchen Anlagen ist es wichtig, feines Material in Partikelform von gröberem Material zu trennen.
Bei einer Form von Partikelklassierern ist eine Trennzone zwischen einem Lufteinlaß und einem rotierenden Abweiserkäfig vorgesehen. Von dem Lufteinlaß wird Luft durch die Trennzone hindurch in den rotierenden Abweiserkäfig gelenkt. Eine Mischung feineren und groberen Materials wird durch Schwerkraft in die Trennzone hinein zugeführt. Groberes Material fällt durch die Trennzone und wird durch einen Trichter gesammelt. Feineres Material wird durch den Luftstrom in den Käfig getragen und anschließend aus dem Käfig abgezogen und in einem Sammelzyklon von dem Luftstrom abgesondert.
Bei einer Form eines Klassierers hat der Lufteinlaß die Form einer Spirale, in die die Luft tangential eingeführt wird. Die äußere Wandung der Spirale verläuft spiralig nach einwärts gekrümmt in einem einzigen Umlauf so um den Abweiser, daß die den Luftstrom umgebende Querschnittsfläche der Spirale sich verringert, wenn die Luft den Abweiser umströmt. Die Spirale bewirkt, daß die Luft nach einwärts gekrümmt durch die Trennzone in den Abweiserkäfig hineinströmt.
Die Größe von Partikeln, die in den Käfig getragen werden, ist eine Funktion verschiedener auf Partikel unterschiedlicher Größe, Dichte oder Form einwirkender Kräfte. Zu diesen Kräften gehören insbesondere die Schwerkraft, die an den Partikeln angreifende Luftkraft, die Aufprallkraft der auf den rotierenden Abweiser auftreffenden Partikel sowie Zentrifugalkräfte, die auf die Partikel entweder durch die rotierende Luft oder durch mechanische Einrichtungen oder beides ausgeübt werden. Außerdem hängen die Schärfe der Klassierung und der Wirkungsgrad der Klassierung von der Genauigkeit der Steuerung dieser verschiedenen Kräfte ab. Es ist natürlich von Vorteil, wenn alle Partikel, deren Größe einen vorgegebenen Wert unterschreitet, in den Abweiserkäfig eintreten, und alle Partikel, deren Größe diesen Wert überschreitet, durch den Trichter hindurchtreten, und wenn ein Minimum an zugeführter Leistung erforderlich ist.
Der Nachteil der existierenden Klassierer besteht darin, daß bei industriellen Einrichtungen voller Größe die Spirale groß ist und es schwierig ist, den sie durchströmenden Luftstrom zu steuern. Anstatt sich laminar zu bewegen, bildet die Luft örtliche Ströme und Wirbel, die den erforderlichen gleichmäßigen Radialstrom in den Abweiserkäfig hinein zerreißen und auf die gleichmäßige Luftverteilung über die zylindrische Abweiserfläche hinweg störend einwirken. Es wurden Versuche unternommen, dieses Problem zu korrigieren, indem vertikale Flügel in der Spirale und horizontale Schaufeln in dem Käfig vorgesehen wurden. Die Flügel sind jedoch nicht wirksam, wenn die Luft zu der Spirale über eine Leitung mit einer vertikalen Biegung, die der Spirale eng benachbart ist, zugeführt oder mittels eines eng benachbarten Zentrifugalgebläses gepumpt wird, was bei der Mehrzahl industrieller Anlagen der Fall ist. Die Leitungsbiegung oder das Gebläse erzeugen ein vertikal unsymmetrisches Geschwindigkeitsprofil der Luft in der Leitung, das durch vertikale Flügel nicht korrigiert werden kann. Die Schaufeln sind unwirksam, weil sie sich stromabwärts der Trennzone befinden.
Ein weiterer Nachteil der existierenden Klassierer besteht darin, daß einige der Partikel, die durch die Trennzone rings um den Abweiserkäfig nach unten sinken, immer nach außen über die Trennzone hinausgeschleudert werden, entweder von einem umlaufenden Verteiler oberhalb der Zone oder durch örtliche Ströme des nichtlaminaren Luftstromes oder durch Kollision mit anderen Partikeln oder dadurch, daß sie von dem Abweiser zu weit abprallen. Einige dieser Partikel lagern sich am Grund der Spirale in der Nähe der vertikalen Außenwand ab, wo die tangentiale Luftgeschwindigkeit niedrig ist. Wenn sich die Partikel einmal absetzen, kann die Luft nicht mehr auf sie einwirken, um die feinen Partikel von den gröberen Partikeln zu trennen. Zwar setzen sich vorzugsweise gröbere Partikel unten ab, sie fangen jedoch zwischen sich feinere Partikel ein. Die Ablagerung gleitet kontinuierlich nach unten zu dem Trichter und wird durch weitere sich absetzende Partikel wieder ergänzt, sodaß das grobe Produkt mit feinen Partikeln kontaminiert wird und die Wirksamkeit der Klassierung verringert wird. Es wurden Versuche unternommen, das Absetzen der Partikel zu verhindern oder die Ablagerung zu verringern, indem der volumetrische Luftdurchsatz erhöht wurde. Dadurch wird jedoch mehr Leistung nötig, um die Luft zu pumpen, und das Hinübertragen gröberer Partikel zu dem feinen Produkt nimmt durch die Erhöhung der radialen Luftgeschwindigkeit in den Abweiserkäfig hinein zu.
Ein weiterer Nachteil existierender Klassierer besteht darin, daß der Abweiser eine Anordnung aus vertikalen und manchmal zusätzlich auch horizontalen Schaufeln ist. Der Zweck letzteren ist es, die Luft stromlinienmäßig auszurichten, während Anzahl und Größe der vertikalen Schaufeln die Menge an groben Partikeln steuert, die in dem feinen Produkt verbleibt. Die Änderung der Anzahl oder der Austausch der vertikalen Schaufeln ist jedoch schwierig, weil es keine einfache Möglichkeit für das Herausziehen oder wieder in Stellung bringen der Schaufeln gibt, ohne daß der Klassierer zumindest teilweise zerlegt wird. Außerdem unterliegen rotierende Blätter, mehr als feststehende Flügel, einer schnellen Erosion aufgrund ihres großen Flächen/Dicken-Verhältnisses, wenn ein abrasiv wirkendes Material klassiert wird. Die Stromlinienförmigkeit erzeugende Wirkung der horizontalen Schaufeln ist nicht sehr ausgeprägt, weil die Luftturbulenz, die die Klassierung stört, stromaufwärts von der Trennzone verursacht wird, während die Schaufeln sich stromabwärts befinden. Ein bekannter Klassierer ist in der GB-A-926 290 (Microcyclomat Co.) offenbart. Bei diesem Klassierer ist ein zylindrischer Rotor als Klassierungsabschnitt mit einer drehbaren Gitterstruktur aus vertikalen Schaufeln und ringförmigen, horizontalen Scheiben von einer mehrkanaligen spiralförmigen Kammer umgeben, um einen nach einwärts gerichteten Luftstrom durch die Gitterstruktur hindurch zu erzeugen. Das zu klassierende Material läßt man von einem Einlaß in den ringförmigen Raum fallen, der sich unmittelbar außerhalb der Gitterstruktur befindet, wobei feines Material vom Luftstrom durch letztere hindurch ins Innere getragen wird, von wo es durch einen Auslaß ausgegeben wird.
Ein Ziel der Erfindung ist es, eine schärfere und wirksamere Klassierung bei einem Klassierer vom Spiraltyp zur Verfügung zu stellen, sowie eine bessere Steuerung der Feststoffverarbeitung.
Gemäß der Erfindung weist ein Partikelklassierer auf: ein zylindrisches Abweisermittel, um selektiv den Durchtritt feiner Partikel durch es hindurch zu gestatten; ein Gehäusemittel, das das Abweisermittel umgibt, um eine spiralförmige Kammer um das Abweisermittel herum zu definieren, wobei die spiralförmige Kammer einen Lufteinlaß aufweist; ein Materialeinlaßmittel, um zugeführtes Material für die Separierung zwischen dem Abweisermittel und der spiralförmigen Kammer einzugeben; und ein Auslaßmittel zum Abführen feiner Partikel aus dem Inneren des Abweisermittels; und ist gekennzeichnet durch eine Mehrzahl vertikal distanzierter kreisrunder, horizontaler Deflektoren, die zwischen der spiralförmigen Kammer und dem Abweisermittel koaxial in Bezug auf die Zylinderachse des Abweisermittels angeordnet sind.
Vorzugsweise weist das Abweisermittel einen Käfig auf mit einer oberen Verteilerplatte und einer Anordnung vertikaler Stäbe, die als Abweiser für grobe Partikel dienen. Die Stäbe können über eine Zugangsluke in der Oberseite des Klassierers aus dem Käfig herausnehmbar sein. Abriebfeste Hülsen können auf den Stäben angeordnet sein oder es können für eine Klassierung abrasiv wirkenden Materials größere Stäbe Benutzung finden.
Die spiralige Kammer weist zumindest einen im wesentlichen tangentialen Lufteinlaß auf. Die Trennung geschieht überwiegend in einer schmalen Zone, die an den Abweiser angrenzt. Dieser dreidimensionale ringförmige Raum rings um den Abweiser ist als Trennzone zu bezeichnen. Die Deflektoren können in Form gestaffelter, konzentrischer, horizontaler, ringförmiger Platten oder Kegel ausgebildet sein, die sich nach einwärts zu der Trennzone erstrecken, um die Strömungseigenschaften der Luft zu steuern, die sich in der spiralförmigen Kammer bewegt. Speziell Turbulenzen in dem Luftstrom, einschließlich örtliche Ströme und Wirbel, werden auf ein Mindestmaß verringert. Dies ist als in Stromlinienform bringen zu bezeichnen.
Außerdem verhindern die Leitbleche, daß Partikel am Grund der spiralförmigen Kammer abgelagert werden. Horizontale Leitbleche verzögern das Ausfallen von Partikeln, indem sie mehrere Stufen zur Verfügung stellen, auf denen die Partikel wieder von der Luft aufgenommen werden können. Konische Leitbleche sind manchmal wirksamer, weil sie bewirken, daß die Partikel längs den geneigten Oberflächen in die Trennzone zurückgleiten. Außerdem können, wenn sich die einzelnen Kegel in geeigneter Weise überlappen, die Partikel niemals zur Außenwandung der spiralförmigen Kammer durchdringen.
Durch Hinzunahme einer im wesentlichen vertikalen Trennwand innerhalb der spiralförmigen Kammer wird eine bessere Steuerung der tangentialen Luftgeschwindigkeit in der Spirale zur Verfügung gestellt. Die Trennwand definiert einen kleineren spiralförmigen Luftdurchlaß, was eine größere tangentiale Luftgeschwindigkeitskomponente ins Spiel bringt, ohne daß ein größerer, volumetrischer Strömungsdurchsatz an Luft erforderlich wäre und ohne daß die radiale Komponente beeinträchtigt wird. Ein größerer Strömungsdurchsatz würde ein größeres Gebläse und mehr Leistung erforderlich machen, und die erhöhte Radialgeschwindigkeit in den Abweiserkäfig hinein könnte auf den Trennprozeß störend einwirken.
Die Leitbleche und die Trennwand bilden Elemente für eine flexible Gestaltung einer wirksameren Betriebsausrüstung mit der Fähigkeit zu schärferer Klassierung. Die Elemente können gesondert oder kombiniert zur Anwendung gelangen, beispielsweise Leitbleche mit Trennwänden. Alternativ können verschiedene Arten von Leitblechen, Gittern und Trennwänden vorgesehen sein, die während Stillegungszeiten der Betriebsanlage ausgewechselt werden können, um den Klassierer auf Änderungen der Betriebsparameter einzustellen, beispielsweise auf Veränderungen der zur Verfügung stehenden Zufuhr und/oder des geforderten Produkts.
Außerdem können die drei Elemente so ausgelegt werden, daß sie während des Betriebs entweder manuell oder als Teil einer selbsttätigen Prozeßsteuerung in Abhängigkeit von Änderungen der Betriebsparameter einstellbar sind. Beispielsweise kann die vertikale Trennwand aus mehreren Segmenten gefertigt sein, um ein Ausziehen oder ein Zusammenziehen in der Radialrichtung zur Vergrößerung oder Verkleinerung der Querschnittsfläche der spiralförmigen Kammer zu ermöglichen. Die Anzahl und der Winkel der Leitbleche kann verändert werden, indem man sie aus Segmenten aufbaut, die gedreht oder gegegen die Decke der Spirale flach angeklappt werden können. Gitteröffnungen können mit Hilfe verschiedener Mittel vergrößert oder zusammengezogen werden, beispielsweise indem zwei aneinandergrenzende perforierte Platten vorgesehen werden, von denen eine feststehend und die andere in Horizontalrichtung beweglich ist.
Die Erfindung wird nunmehr anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine teilweise aufgebrochen gezeichnete perspektivische Ansicht eines ersten Partikelklassierers ist;
Fig. 2 ein Vertikalschnitt des Klassierers von Fig. 1 ist, entsprechend der Schnittlinie 2-2;
Fig. 3 ein Horizontalschnitt des Klassierers von Fig. 1 ist, entsprechend der Schnittlinie 3-3;
Fig. 4 ein Vertikalschnitt eines zweiten Klassierers ist; und
Fig. 5 ein Horizontalschnitt des Klassierers von Fig. 4 ist.
Ein erster Klassierer wird nachstehend unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben. Material in Partikelform, einschließlich feiner und grober Materialien, die separiert werden sollen, wird dem Klassierer 12 durch eine Einlaßleitung 14 zugeführt. Luft wird mittels eines Gebläses 18 in einen tangentialen Einlaß 16 gedrückt. Durch Einwirkung des Luftstroms und die Rotation eines Abweiserkäfigs 20 innerhalb des Klassierers wird feines Material in den Käfig getragen und gröberes Material oder Endstücke fallen längsseits des Käfigs in einen Auslaßtrichter 22. Die feinen Partikel werden in eine stationäre Feingutkammer 24 unterhalb des Käfigs 20 getragen und mit dem Luftstrom durch eine Mehrzahl von Auslaßleitungen 26 hindurch zu mehreren Sammelzyklonen 28 geführt. Die Anzahl der Zyklone ist von der Kapazität des Systems abhängig. In den Zyklonen wird das feine Material von dem Luftstrom getrennt, und das Feinprodukt fällt in Ausgabetrichter 30. Die partikelfreie Luft wird über nach aufwärts verlaufende Leitungen 32 zu einem Sammler 34 zurückgeführt, der die Luft von den einzelnen Zyklonen zum Gebläse 18 zurückführt, um sie neuerlich zum Trennen feinen Materials von gröberem Material zu benutzen.
Einzelheiten des Klassierers 12 können am besten aus den Schnittdarstellungen von Fig. 2 und 3 ersehen werden. Das Außengehäuse des Klassierers umfaßt den Trichter 22, einen zylindrischen Abschnitt 36 oberhalb des Trichters, der abgesondertes gröberes Material zu dem Trichter lenkt, ein spiralförmiges Gehäuse 38 und einen oberen Deckel 40. Die stationäre Kammer 24 ist innerhalb des zylindrischen Abschnitts 36 mittels der Auslaßleitungen 26 aufgehängt.
Eine Anzahl vertikaler Auskleidungsringe 41 ist an dem Trichter 22 befestigt, um Material anzusammeln. Dieses angesammelte Material isoliert die Oberfläche des Trichters 22 gegenüber dem herabfallenden Material und setzt dadurch den Verschleiß auf ein Mindestmaß herab. Ein Motor 42 und ein Untersetzungsgetriebe 43 sind oberhalb des Deckels 40 angeordnet. Das Untersetzungsgetriebe ist durch einen Riemen 45 angetrieben. Eine von dem Motor angetriebene Welle 44 erstreckt sich in das spiralförmige Gehäuse hinein, konzentrisch zum zylindrischen Abschnitt 36 und zum Trichter 22. Der Abweiserkäfig 20 ist zur Drehung durch den Motor auf der Welle angebracht. Der Käfig weist eine Mehrzahl von Stäben 46 auf, die sich vertikal zwischen einer oberen Verteilerplatte 48 und einem unteren Ring 50 erstrecken. Der untere Ring 50 ist oberhalb eines Flansches 52 an der stationären Kammer 24 aufgehängt. Zwei Führungsringe 54 und 56 erstrecken sich von dem Ring 50 nach unten, um sicherzustellen, daß der rotierende Käfig konzentrisch zur Sammelkammer bleibt.
Ein konischer Abschnitt 58 bildet eine Tragstruktur für den Käfig auf der Antriebswelle 44. Er dient auch als Leitelement, um den Luftstrom und das vom Luftstrom getragene feine Material nach unten durch den Ring 50 in die stationäre Kammer 24 hinein abzulenken.
Die Größe und Anzahl der Stäbe steuert die Menge an groben Partikeln, die in dem Feingut verbleibt. Der untere Teil jedes Stabes sitzt in einem Sackloch, das am unteren Ring 50 des Abweiserkäfigs angeordnet ist. Der obere Teil des Stabes erstreckt sich durch ein in die Verteilerplatte 48 gebohrtes Loch 78. Das obere Ende des Stabes ist mit der oberen Oberfläche des Verteilers bündig, so daß es zu keiner Störung der Verteilung des zugeführten Gutes kommt.
Ein Stab kann auf einfache Weise manuell oder mit einem Satz von Spezialwerkzeugen über eine Luke 75 in dem oberen Deckel 40 des Klassierers entnommen werden. Dies wird ausgeführt, indem man den Stab in der Mitte ergreift, ihn anhebt, ihn an der Oberseite ergreift und den ganzen Stab herauszieht. Der Käfig wird sodann gedreht, bis der nächste, zu entnehmende Stab sich unter der Luke befindet, und das Ausziehverfahren wird wiederholt. Zum Einsetzen von Stäben wird das Verfahren in umgekehrter Weise durchgeführt.
Eine geringe Anzahl von Stäben, in typischer Weise 8 von 48 bei einem Abweiserkäfig von zwei Fuß Durchmesser, werden als Halterung für Abstandhalter 76 verwendet, die einen gleichbleibenden Abstand zwischen der Verteilerplatte und dem unteren Ring bewirken. Der Abstandhalter ist ein Rohrstück, durch das der Abstandhalterstab während des Einsetzens hindurchgesteckt wird. Die Abstandhalterstäbe 77 weisen ein mit Gewinde versehenes unteres Endteil auf, das zu einem Gewindesackloch passend ist. Das obere Ende des Stabes erstreckt sich über den Verteiler nach oben und ist ebenfalls mit Gewinde versehen. Eine Mutter 79, die mit dem oberen Ende des Stabs fest verschraubt ist, hält den Abstandhalter in Stellung.
Die Größe der normalen, nicht als Abstandhalter dienenden Stäbe, kann mittels "loser" Abstandhalter vergrößert werden, d.h. durch Rohrstücke, die nicht einzeln mittels einer oberen Schraube in Stellung gehalten sind. Sie sind natürlich dadurch festgelegt, daß die Schrauben an den Abstandhalterstäben festgezogen sind. Die Größe jedes Stabes ist veränderbar, indem man größere oder kleinere Abstandhalber benutzt. Für eine Klassierung abrasiv wirkender Materialien können sämtliche Stäbe durch abriebfeste Abstandhalter geschützt werden oder es können größere Stäbe vorgesehen werden, die dem Abrieb länger widerstehen.
Zufuhrmaterial in Partikelform, das durch die Leitung 14 in das System eingeführt wird, wird auf zwei oder mehr Leitungen 60 und 62 aufgeteilt, und das Material fällt von diesen Leitungen auf die rotierende Verteilerplatte 48. Zentrifugalkraft erteilt dem Material eine Radialbewegung, so daß es über den Umfangsrand der Verteilerplatte gleitet. Das Material wird sodann durch einen kegelstumpfförmigen Deflektor 64 nach unten abgelenkt, um einen Vorhang aus partikelförmigem Material zu erzeugen, der rings um den Käfig herum durch die Trennzone nach unten sinkt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein zylindrisches Gitter 66 zwischen dem Deflektor 64 und dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 36 so aufgepannt, daß es den Käfig 20 umgibt. Das Gitter kann ein Sieb oder ein perforiertes Blech sein. Das Gitter 66 definiert eine Trennzone 68 zwischen einem äußeren, spiralförmigen Luftdurchlaß 70 und dem Käfig 20. Luft, die zunächst in den spiralförmigen Luftdurchlaß 70 tangential eintritt, biegt nach einwärts ab und strömt durch das Gitter und sodann durch den rotierenden Käfig 20. In der Trennzone 68 hat der Luftstrom sowohl tangentiale als auch radiale Komponenten.
Innerhalb der Trennzone sind die Materialpartikel der Einwirkung einer Anzahl angreifender Kräfte ausgesetzt, die die schwereren und leichteren Materialien unterschiedlich beeinflussen. Zunächst haben, wenn das Material von der Verteilerplatte 48 abgeworfen wird, die gröberen Partikel eine größere Trägheit, so daß sie dazu neigen, von der Verteilerplatte weiter weg geschleudert zu werden. Unterhalb der Deflektorplatte 64 unterliegen die Partikel einer von dem Luftstrom ausgeübten Luftkraft, die die Partikel in dem Luftstrom mitnimmt. Wie oben bemerkt, ist eine Komponente dieses Luftstroms tangential, und die größere Zentrifugalkraft der gröberen Partikel zieht diese wiederum zu einem größeren Radius hin als die feineren Partikel. Außerdem werden die Partikel durch die Schwerkraft nach unten gezogen.
Größere Partikel werden durch ihre Trägheit von dem Käfig 20 entfernt gehalten, während sie die volle Strecke durch die Trennzone 68 hindurch fallen, und treten in das zylindrische Gehäuse 36 ein. Aus dem Gehäuse 36 betreten diese gröberen Partikel den Trichter 22. Feine und mittelgroße Partikel werden andererseits durch den Luftstrom in den Käfig 20 gezogen, bevor sie bis zum Grund der Trennzone herabfallen. Einige dieser Partikel, insbesondere die mittelgroßen Partikel, werden von den rotierenden Stäben in die Trennzone hinein zurückgeworfen, wo sie wiederum in den Luftstrom einverleibt werden und weiter nach unten in Richtung auf das zylindrische Gehäuse 36 fallen.
Grobe Partikel können kleinere Partikel mit sich in den Trichter 22 tragen. Wenn die groben Partikel während ihres Fallens zu dem zylindrischen Abschnitt 36 in der Trennzone 68 zurückgehalten werden, ist die Chance größer, daß diese kleineren Partikel von den groben Partikel getrennt und in den Abweiserkäfig hineingetragen werden. Das Gitter 66 hält die Partikel zur besseren Trennung innerhalb der Trennzone. Die festen Teile des Gitters lenken Material in die Trennzone hinein ab. Das Gitter erhöht außerdem die Geschwindigkeit des Luftstroms am äußeren Umfang der Trennzone 68 örtlich. Diese örtlich erhöhte Luftgeschwindigkeit an den Gitteröffnungen hilf außerdem mit, Material in die Trennzone 68 hinein zurückzuführen.
Es ist zu erkennen, daß Turbulenz in dem Luftstrom innerhalb des spiralförmigen Luftdurchlasses 70 und der Trennzone 68, einschließlich lokaler Ströme und Wirbel, die Genauigkeit und Wirksamkeit des Systems nachteilig beeinflußt. Das Gitter 66 dient der weiteren Funktion der stromlinienmäßigen Ausrichtung des Luftstroms in die Trennzone 68 hinein, indem der Luftstrom in eine Menge feiner Strahlen durch die Gitteröffnungen aufgebrochen wird. Durch Aufbrechen des Luftstroms in die feinen Strahlen wird die Turbulenz gebrochen, und der Gesamtluftstrom wird um den gesamten Umfang der Trennzone 68 herum vergleichmäßigt. Es ist jedoch wichtig, daß das Gitter nicht merklich störend auf die tangentiale Komponente des Luftstroms einwirkt, der durch den spiralförmigen Luftdurchlaß 70 zugeführt wird. Es ist daher wichtig, daß das Gitter zumindest zu 50% für den Luftstrom offen ist, d.h. es sollten zumindest 50% der durch das Gitter definierten Zylinderoberfläche für den Luftstrom offen sein. Vorzugsweise sind mehr als 70% der Gitteroberfläche offen.
Das Gesamtergebnis aufgrund der in der Trennzone angreifenden Kräfte besteht darin, daß feines Material von dem Luftstrom zwischen den Stäben 46 in den Käfig getragen und sodann durch das konische Leitelement 58 nach unten abgelenkt wird. Die Luft und das feine Material treten in die stationäre Kammer 24 ein und werden auf mehrere Leitungen 26 aufgeteilt, die zu den Abscheidezyklonen 28 führen. Wie oben gesagt, wird hier die Luft von dem feinen Material getrennt, und die Luft wird zu dem Gebläse 18 für die Rezirkulation durch den Klassierer zurückgeführt.
Es ist zu erkennen, daß die Schärfe der Klassierung, d.h. das Ausmaß, in dem erwartet werden kann, daß lediglich Material, das eine gegebene Partikelgröße unterschreitet, in den Käfig 20 gelangt und lediglich Material mit demgegenüber größerer Partikelgröße in den Trichter 22 fällt, die Wirksamkeit des Systems sowie dessen Kapazität von einer Anzahl von Veränderlichen abhängt. Diese Veränderlichen umfassen die Größe, Form und Dichte des in das System eintretenden Materials, die Drehzahl des Käfigs 20, den volumetrischen Strömungsdurchsatz der in das System eintretenden Luft, die tangentialen und radialen Komponenten der Luftgeschwindigkeit durch die Trennzone 68 hindurch und die Anzahl und Größe der Stäbe 46. Bei üblichen Systemen lassen sich viele dieser Parameter steuern, indem die Drehzahl des Abweisermotors 42 und die Geschwindigkeit des vom Gebläse 18 gelieferten Luftstroms gesteuert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die tangentiale Luftgeschwindigkeit in der Spirale 70 und somit in der Trennzone 68 unabhängig von dem durch das Gebläse 18 eingestellten Luftstrom gesteuert werden kann. Durch Steuerung der tangentialen Luftgeschwindigkeit kann man die Größe der Partikel steuern, die aus der Trennzone nach außen geworfen werden. Bei einer höheren Luftgeschwindigkeit können weniger Partikel aus der Trennzone entfliehen, um zu dem zylindrischen Gehäuse 36 nach unten zu rutschen. Die Luftgeschwindigkeit steuert außerdem die Zeit, während der Partikel dem Luftstrom in der Trennzone einverleibt sind.
Zu diesem Zweck ist in dem spiralförmigen Gehäuse 38 eine Trennwand 72 angeordnet, um einen kleineren, spiralförmigen Luftdurchlaß um die Trennzone 68 herum zu definieren. Durch Bewegen dieser Trennwand nach einwärts wird die Querschnittsfläche des spiralförmigen Luftdurchlasses verringert und die Luftgeschwindigkeit erhöht. Bewegen der Trennwand 72 nach auswärts verringert die Luftgeschwindigkeit, wenn andere Parameter konstant gehalten werden.
Die Trennwand 72 ermöglicht es, den Klassierer in seiner Grundform mit einer äußeren Gehäusewand 38 herzustellen, die die größte Spirale definiert, die für jedweden erwarteten Anwendungszweck erforderlich sein könnte. Beispielsweise könnte die äußere Spirale eine gegebene Klassierungsgröße über einen gegebenen Bereich von Partikelgrößen ermöglichen, die in das System bei einer gegebenen Dichte eintreten. Die Trennwand 72 kann dann in der Spirale für jedwede andere besondere Anwendung in eine optimale Stellung eingestellt werden. Die Trennwand kann in ihrer Stellung verschweißt werden, wenn die Anwendung gleich bleiben soll. Wenn die Anwendung veränderlich sein soll, kann die Trennwand 72 innerhalb des spiralförmigen Gehäuses zusammenlegbar ausgebildet sein, damit der spiralförmige Durchlaß 70 für die verschiedenen Anwendungen veränderbar ist. In jedem Falle bringt die Trennwand 72 einen zusätzlichen Gestaltungsparameter ins Spiel, der für die Optimierung des Betriebs des Klassierers steuerbar ist.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 und 5 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist demjenigen von Fig. 1 bis 3 weitgehend gleich, abgesehen davon, daß eine unterschiedliche Einrichtung benutzt wird, um Turbulenzen in dem Luftstrom auszuschalten. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gitter 66 weggelassen, und Leitbleche 74 sind innerhalb des spiralförmigen Luftdurchlasses angeordnet. Diese Leitbleche erstrecken sich, wie ersichtlich ist, nach einwärts, im wesentlichen parallel zu dem Luftstrom in dem spiralförmigen Luftdurchlaß. Sie brechen dadurch den Luftstrom in mehrere Ströme auf und setzen dadurch die Turbulenz in dem Gesamtstrom auf ein Mindestmaß herab und vergleichmäßigen die Luftgeschwindigkeit über einen Gesamtquerschnitt des spiralförmigen Luftdurchlasses.
Zur einfachen Herstellung sind die Leitbleche rechtkegelig und berühren die äußere Spiralwandung lediglich an dem engsten Abschnitt der Spirale. Die inneren Ränder der Leitbleche befinden sich etwa auf dem Außenradius der Trennzone. Die Leitbleche 74 können horizontal sein. Durch leichtes Abwinkeln derselben nach unten, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, können sie aber auch der Funktion dienen, jedwedes Material, das über die Trennzone hinaus gelangt, in die Trennzone hinein zurückzuführen. In diesem Falle können die Leitbleche einen Winkel von 45º zur Vertikalen bilden.
Zwar wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen gezeigt und beschrieben, es versteht sich jedoch für den Fachmann, daß verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist. Beispielsweise könnten das zur stromlinienförmigen Ausrichtung dienende Gitter 66 und die Leitbleche 74 gemeinsam zusammen mit der Trennwand 72 in der Spirale gezeigt sein. Jedoch könnte jedes dieser Merkmale des Systems mit Vorteil bei einem System Anwendung finden, das die Trennwand 72 nicht aufweist, und die Trennwand könnte ohne das Gitter oder die Leitbleche Anwendung finden.

Claims

1. Partikelklassierer, aufweisend:

ein zylindrisches Abweisermittel (20), um selektiv den Durchtritt feiner Partikel durch es hindurch zu gestatten;

ein Gehäusemittel (38), das das Abweisermittel (20) umgibt, um eine spiralförmige Kammer (70) um das Abweisermittel (20) herum zu definieren, wobei die spiralförmige Kammer (70) einen Lufteinlaß (16) aufweist;

ein Materialeinlaßmittel (14), um zugeführtes Material für die Separierung zwischen dem Abweisermittel (20) und der spiralförmigen Kammer (70) einzugeben; und

ein Auslaßmittel (22) zum Abführen feiner Partikel aus dem Inneren des Abweisermittels (20);

gekennzeichnet durch:

eine Mehrzahl vertikal zueinander versetzter, kreisrunder, horizontaler Deflektoren (74), die zwischen der spiralförmigen Kammer (70) und dem Abweisermittel (20) koaxial in Bezug auf die Zylinderachse des Abweisermittels (20) angeordnet sind.

2. Partikelklassierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Deflektor (74) ein nach unten abgewinkeltes, ringförmiges Blatt ist.

3. Partikelklassierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren (74) sämtliche parallel zueinander sind.

4. Partikelklassierer nach irgendeinem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren (74) im wesentlichen Kegelschnitte sind.

5. Partikelklassierer nach irgendeinem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Deflektor (74) ein Transversalschnitt einer Drehfläche um die Zylinderachse des Abweiserkäfigs (20) ist.

6. Partikelklassierer nach irgendeinem vorausgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren (74) parallele, zwischen orthogonal zur Zylinderachse des genannten Abweiserkäfigs (20) liegenden Ebenen verlaufende Schnitte von gebündelten Drehflächen um die Zylinderachse sind.

7. Partikelklassierer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehflächen Flächen eines rechtwinkligen Kegels sind.