DE3638915A1 - Zentrifugalwindsichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Trockenklassieren im Zentrifugalfeld mit vorherigem Dispergieren und Desagglomerieren bzw. Zerkleinern von feinkörnigen Materialien, vorzugsweise ≦ωτ40 um, in eine Grob- und Feinfraktion in einem Apparat.

Es sind Zentrifugalwindsichter bekannt, die ein flachzylindrisches, feststehendes Gehäuse (DE-OS 16 57 122 u. a.) besitzen, an dessen Umfang des Sichtgas tangential einströmt (DE-PS 8 34 319 u. a.), in dem sich Materialzu- und Materialabführvorrichtungen (z. B. Grobgutabführung in DE-OS 34 18 635) sowie eine Dispergiervorrichtung für das zu klassierende Gut befinden: z. B. außerhalb des Sichtergehäuses in DE-OS 34 18 634; z. B. innerhalb des Sichtergehäuses durch Stifte in DE-PS 8 34 319 oder innerhalb des Sichtergehäuses durch Schaufeln in DE-PS 8 92 266 bzw. DE-AS 14 82 436.

Bei derartigen Zentrifugalwindsichtern ist weiterhin bekannt, daß im Gehäuse ein entgegen der Schleuderrichtung von einem Sichtgas durchströmtes Sichtrad (DE-OS 16 57 122 u. a.) rotiert, dem das Sichtgut und das Sichtgas zugeführt werden und bei dem das Grobgut das Sichtrad außen am Umfang verläßt, während Feingut und Sichtgas aus einer Öffnung im Zentrum des Sichtrades austreten (DE-PS 8 92 266 u. a.).

Es sind weiterhin Zentrifugalwindsichter bekannt, bei denen der Sichtraum innerhalb des rotierenden Sichtrades aus zwei am Umfang des Sichtrades angeordneten Schaufelkränzen mit einem ringförmigen Raum zwischen ihnen besteht, in den das Sichtgut eintritt (AT-PS 2 81 566 DE-AS 17 82 775; DE-AS 21 26 552; DE-OS 33 21 292), wobei die Sichtraumbreite konstant ist (DE-OS 33 21 292 u. a.) oder nach innen zunimmt (DE-PS 8 94 803 oder DE-AS 21 26 552) und die Schaufeln des Sichtrades in radialer Richtung (DE-OS 16 57 122) oder derart angeordnet sind, daß die Schaufeln die Radialrichtungen des Klassierrades schneiden (DE-OS 33 21 292).

Allen bekannten technischen Lösungen ist gemeinsam, daß insbesondere für die Fein- und Feinstkornklassierung die Dispergierung und Desagglomerierung bzw. Vorzerkleinerung sowie Vorbeschleunigung verbesserungsbedürftig sind.

Beispielsweise wird das Sichtgut zwar in radialen Kanälen oder ähnlichen Vorrichtungen in Drehrichtung des Sichtrades beschleunigt, aber durch die feststehende Gehäusewand vor der Sichtzone wieder stark abgebremst. Des weiteren sind bei den mechanischen Dispergierelementen in den bekannten Sichtern die Scherkräfte und Turbulenzen zu gering, um eine ausreichende Dispergierwirkung zu erzielen. Bei den hohen Lineargeschwindigkeiten, mit denen Sichträder zum Erreichen einer niedrigen Trennkorngröße und/oder hohen Trennschärfe betrieben werden müssen, erfolgt bei ungenügender Materialvorbeschleunigung und/oder ungenügender Dispergierung beides teilweise erst in der Sichtzone.

Bekannte Sichtermühlen, bei denen das Sichtgut gezielt von der Sichtung zerkleinert wird, nutzen entweder die kinetische Energie des Sichtrades nicht oder es ist eine Variation der Beanspruchungsgeschwindigkeit nicht unabhängig von der Drehzahl des Sichtrades möglich. Tritt das Sichtgut in einem Winkel zur Sichtluft in den Sichtraum ein, ist eine Umlenkung des Sichtgutstromes aus der radialen Richtung notwendig. Diese Umlenkung ist bei den bekannten technischen Lösungen problematisch und damit verbesserungsbedürftig.

Es ist das Ziel der Erfindung, durch eine gegenüber dem bekannten Stand der Technik verbesserte apparative Lösung eine größere Dispergierung und Desagglomerierung bzw. Vorzerkleinerung sowie Vorbeschleunigung des Materials unmittelbar vor der Sichtzone und damit ein verbessertes Klassierergebnis, d. h. verbessertes Ausbringen an Feingut und/oder höhere Trennschärfen bei niedrigen Trennkorngrößen, vorzugsweise kleiner 10 µm, zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine apparative Lösung zu entwickeln, die es gestattet, auf der Grundlage einer kontinuierlichen Trockenklassierung von feinkörnigen Materialien eine größere Dispergierung und Desagglomerierung bzw. Vorzerkleinerung sowie eine Beschleunigung des Sichtgutes vor dem Eintritt in die Sichtzone und damit ein verbessertes Klassierergebnis, d. h. höheres Ausbringen an Feingut und/oder höhere Trennschärfen bei niedrigen Trennkorngrößen zu erreichen.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einem Zentrifugalwindsichter mit Sichtrad, in dem u. a. zwei Schaufelkränze und dazwischen ein ringförmiger Sichtraum für den Sichtguteintritt angeordnet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aufgabeseitig an der Außenseite des Sichtrades und an der aufgabeseitig äußeren Begrenzungswand des Dispergierrades stift,-, stäbchen- und/oder schaufelförmige Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente kreisförmig angeordnet sind und analog der Anordnung in Stiftmühlen ineinandergreifen. Das Dispergierrad ist feststehend und/oder variabel drehbar in beide Drehrichtungen angeordnet. Aufgabeseitig, unmittelbar vor dem Sichtraum, ist ein weiterer Schaufelkranz angeordnet, wobei die Schaufeln vorzugsweise als Stege zwischen Langlöchern ausgebildet sind. Die Begrenzungswände der Sichtgutzuführung nach der Dispergierzone weisen im Bereich der Umlenkzone den geringsten Abstand auf und rotieren mit dem Sichtrad.

Weiterhin ist kennzeichnend, daß die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes im Sichtrad als Elemente mit kreisaus- oder kreisabschnittsförmigem Querschnitt ausgebildet sind. Sie sind in radialer Richtung gerade oder bei radialer Innenkante an der Außenkante bis 45° entgegen der Drehrichtung geneigt zur radialen Richtung und in einem Abstand zueinander angeordnet, der mindestens das Zweifache des Abstandes zwischen den Schaufeln des inneren Schaufelkranzes im Sichtrad beträgt.

Die Materialzuführung durch das Gehäuse ist als Rohr mit verstellbarem Abstand zum Sichtrad ausgeführt und zwischen Rohr und Gehäuse befindet sich eine Sekundärluftzuführung. Zwischen dem Gehäuse und dem Sichtrad, dem Dispergierrad und/oder Begrenzungswand sind mitrotierende Lüfterschaufeln angeordnet, die vorzugsweise in Drehrichtung geneigt und/oder konkav gekrümmt sind.

Das Sichtgas strömt in tangentialer Richtung am Umfang des Gehäuse über die Sichtluftzuführung ein und wird dem rotierenden Sichtrad radial zugeführt. Das Sichtgut tritt über die Sichtgutzuführung axial durch das Gehäuse, wird nach Passieren der kreisförmig angeordneten Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente, die relativ zueinander eine Geschwindigkeit aufweisen (Dispergierzone), in der Umlenkzone umgelenkt und tritt in einem Winkel bis 120° zur ursprünglich radialen Richtung in den Sichtraum ein. Das Grobgut wird entgegen der Sichtluftströmung nach außen geschleudert und am Umfang des Gehäuses über den Grobgutaustrag abgeführt, während das Feingut gemeinsam mit der Sichtluft in die Achsnähe des Sichtrades und von dort aus dem Sichtrad und Sichtergehäuse über die Feingut- und Sichtluftabzugsvorrichtung transportiert und in nachfolgenden Abscheidevorrichtungen von der Sichtluft getrennt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Fig. 1 näher erläutert. Fig. 1 zeigt die Seitenansicht des Zentrifugalwindsichters als schematische Schnittzeichnung.

Der Zentrifugalwindsichter (Fig. 1) besteht im wesentlichen aus einem feststehenden Gehäuse 1, einem Zuführungsrohr 12, einer feststehenden Abzugsvorrichtung 14 für Feingut und Sichtluft sowie einem sich drehenden Sichtrad 2 und einem drehbaren Dispergierrad 20.

Die Sichtgut- und Sichtluftdosiervorrichtungen, die Sichtgut-, Grob- und Feingutvorratsbehälter, die Trennvorrichtung für Feingut und Luft, die Antriebe u. ä. sind aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht dargestellt.

Das Gehäuse 1 umschließt Sichtrad 2 und Dispergierrad 20 und ist fest mit der Abzugsvorrichtung 14 für Feingut und Sichtluft sowie der tangentialen Sichtluftzufuhr 15, der Sekundärsichtluftzufuhr 13 und dem Grobgutaustrag 16 verbunden. Das Gehäuse 1 ist am Umfang des Sichtrades 2 flachzylindrisch ausgebildet und enthält die Lager für die Antriebswellen von Sichtrad 21 und Dispergierrad 22.

Das Sichtrad 2 ist fest mit der Antriebswelle 21 verbunden. Zwischen den Seitenwänden des Sichtrades 2 wird ein sich nach innen erweiternder flachzylindrischer Raum ausgebildet. In diesem Raum befinden sich ein äußerer und innerer Schaufelkranz 3 und 4 und dazwischen ein ringförmiger Sichtraum 5, in den achsparallel das Sichtgut eintritt und dem Sichtprozeß als Folge von Zentrifugal-, Strömungs- und Wirbelfeldern ausgesetzt wird. Die flachen Schaufeln des inneren Schaufelkranzes 4 sind in radialer Richtung und in geringem Abstand angeordnet. Die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes 3 haben einen kreisabschnittsförmigen Querschnitt, sind bei radialer Innenkante an der Außenkante um 30° entgegen der Drehrichtung zur radialen Richtung geneigt, ihr freier Abstand beträgt das Dreifache des Abstandes zwischen den Schaufeln des inneren Schaufelkranzes 4.

An der Außenseite 6 des Sichtrades 2 befinden sich wie an der aufgabeseitigen Begrenzungswand 7 des Dispergierrades 20 stiftförmige Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente 8 in kreisförmiger Anordnung, wobei die Stifte 8 analog zur Anordnung in Stiftmühlen ineinandergreifen. Das Dispergierrad 20 dreht sich im selben oder umgekehrten Drehsinn wie das Sichtrad 2. Dadurch werden im letzteren Fall in der Dispergierzone 19 lineare Beanspruchungsgeschwindigkeiten realisierbar, die größer als die lineare Umfangsgeschwindigkeit beim Eintritt in den Sichtraum 5 ist.

Das Sichtgut gelangt durch die axiale Materialzuführung 17 in die Dispergierzone 19, wird hier dispergiert und in Abhängigkeit von der Relativdrehzahl zwischen Sicht- und Dispergierrad 2 und 20 zerkleinert und danach in der Umlenkzone 18 in die achsparallele Richtung umgelenkt, bevor es in den Sichtraum eintritt. Der äußerste Stiftkreis der Dispergierzone 19, die Begrenzungswände 10 und der Schaufelkranz 9 sind fest mit dem Sichtrad 2 verbunden und rotieren folglich mit ihm. Die Begrenzungswände 10 haben beim Übergang von der radialen in die achsparallele Richtung den geringsten Abstand.

Zwischen dem Gehäuse 1 und den rotierenden Elementen Sichtrad 2, Dispergierrad 20 und Begrenzungswand 10 sind in Drehrichtung geneigte Lüfterschaufeln 11 an den drehenden Teilen angebracht.

Der erfindungsgemäße Zentrifugalwindsichter eignet sich vorzugsweise für Klassieraufgaben im feinen und feinsten Korngrößenbereich und bei denen eine Vorbehandlung im Sinne von Desagglomerieren, Dispergieren und/oder Vorbeschleunigen zweckmäßig ist. Darüber hinaus kann der erfindungsgemäßen Zentrifugalwindsichter mit einer Vorbehandlungsstufe und durch Rückführung des Grobgutes in das Aufgabematerial als Sichtermühle betrieben werden.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen  1 Gehäuse
   2 Sichtrad
   3 äußerer Schaufelkranz im Sichtrad
   4 innerer Schaufelkranz im Sichtrad
   5 ringförmiger Sichtraum zwischen 3 und 4
   6 Außenseite des Sichtrades (aufgabeseitig)
   7 aufgabeseitig äußere Begrenzungswand des Di   spergierrades
   8 Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente
   9 Schaufelkranz zwischen Dispergier- und Sicht   zone
  10 Begrenzungswände zwischen Dispergier- und    Sichtzone
  11 Lüfterschaufeln
  12 Zuführungsrohr
  13 Sekundärsichtluftzuführung
  14 Feingut- und Sichtluftabzugsvorrichtung
  15 Sichtluftzuführung
  16 Grobgutaustrag
  17 Sichtgutzuführung
  18 Umlenkzone
  19 Dispergierzone
  20 Dispergierrad
  21 Antriebswelle für Sichtrad
  22 Antriebswelle für Dispergierrad

Claims (6)

1. Zentrifugalwindsichter zum Trennen eines Sichtgutes, vorzugsweise kleiner 40 µm, in eine Grob- und Feinfraktion mit einem flachzylindrischen, feststehenden Gehäuse (1), an dessen Umfang das Sichtgas tangential einströmt, in dem sich Materialzu- und -abführungsvorrichtungen sowie eine Dispergiervorrichtung befinden und in dem ein entgegen der Schleuderrichtung von einem Sichtgas durchströmtes Sichtrad (2) rotiert, dem das Sichtgut und das Sichtgas zugeführt werden und bei dem das Grobgut das Sichtrad außen am Umfang verläßt und bei dem aus einer Öffnung im Zentrum des Sichtrades das Sichtgas und das Feingut austreten, der Sichtraum innerhalb des Sichtrades aus zwei am Umfang des Sichtrades angeordneten Schaufelkränzen (3), (4) und einem ringförmigen Sichtraum (5) zwischen ihnen besteht, wobei die Sichtraumbreite nach innen zunimmt und die Schaufeln vorzugsweise in radialer Richtung angeordnet sind und das Sichtgut zwischen den Schaufelkränzen (3), (4) in den Sichtraum (5) eintritt, gekennzeichnet dadurch, daß aufgabeseitig an der Außenseite (6) des Sichtrades (2) und an der aufgabeseitigen Begrenzungswand (7) des Dispergierrades (20) stift-, stäbchen- und/oder schaufelförmige Prall-, Schlag- bzw. Dispergierelemente (8) kreisförmig angeordnet sind und analog der Anordnung in Stiftmühlen ineinandergreifen, das Dispergierrad (20) feststehend und/oder variabel drehbar in beide Drehrichtungen angeordnet ist, aufgabeseitig unmittelbar vor dem Sichtraum (5) ein weiterer Schaufelkranz (9) angeordnet ist, die Begrenzungswände (10) der Umlenkzone (18) im Bereich des Überganges von der radialen in eine Richtung, die einen Winkel größer 0° bis 120° zur radialen Richtung hat, den geringsten Abstand aufweisen und Schaufelkranz (9) und die Begrenzungswände (10) gemeinsam mit dem Sichtrad (2) rotieren.

2. Zentrifugalwindsichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaufeln des Schaufelkranzes (9) als Stege zwischen Langlöchern ausgebildet sind.

3. Zentrifugalwindsichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Schaufeln des äußeren Schaufelkranzes (3) im Sichtrad (2), vorzugsweise als Elemente mit kreisaus- oder kreisabschnittsförmigem Querschnitt ausgebildet, in radialer Richtung gerade oder bei radialer Innenkante an der Außenkante bis 45° entgegen der Drehrichtung geneigt zur radialen Richtung und in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der mindestens das Zweifache des Abstandes zwischen den Schaufeln des inneren Schaufelkranzes (4) im Sichtrad (2) beträgt.

4. Zentrifugalwindsichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Materialzuführung (7) durch das Gehäuse (1) als Rohr (12) mit verstellbarem Abstand zum Sichtrad (2) ausgeführt und zwischen Rohr (12) und Gehäuse (1) eine Sekundärsichtluftzuführung (13) angeordnet ist.

5. Zentrifugalwindsichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen dem rotierenden Sichtrad (2) und dem Gehäuse (1), zwischen der aufgabeseitig rotierenden Begrenzungswand (10) bzw. dem Dispergierrad (20) und dem Gehäuse (1) mitrotierenden Lüfterschaufeln (11), vorzugsweise in Drehrichtung geneigt und/oder konkav gekrümmt, angeordnet sind.

6. Zentrifugalwindsichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach der Dispergierzone (19) die Begrenzungswände (10) keine Richtungsänderung erfahren, die von der radialen Richtung abweichen.