DE3915641C2

DE3915641C2 - Windsichter

Info

Publication number: DE3915641C2
Application number: DE3915641A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Kato; Hitoshi Kanda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2009-05-13
Also published as: DE3915641A1; FR2646791B1; US5016823A; FR2646791A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windsichter gemäß des Oberbegriffes des Anspruchs 1, d. h. auf eine mit einem Luftstrom arbeitende Klassiereinrichtung, der bzw. die imstande ist, eine Wirbelströmung mit hoher Geschwindigkeit auf ein in eine Sichtkammer eingeführtes Pulvermaterial aufzubringen, um das Pulvermaterial in Fein- und Grobpulver durch Zentrifugalwirkung zu trennen.

Aus der DE 29 49 618 A1 ist ein Windsichter bekannt, der über Leitbleche verfügt, mittels derer Trägerluft in einer Wirbelbildung in die Sichtkammer eingeführt wird, um das von oben eingebrachte Einsatzgut ebenfalls in eine Wirbelbewegung zu versetzen und so eine verbesserte Klassierung zu erreichen.

Des weiteren wurden bereits Windsichter vorgeschlagen, wozu beispielsweise auf den "Classiclon" (Nagoya Industrial Science and Technology Laboratory Report 8 [4] 235, 1959) und den "Iitani's classifier" (The Journal of the J. S. M. E. 59 [3] 215, 1956) verwiesen wird. Bei diesen Windsichtern hängt die Größe der zu trennenden Partikel von der Ausgestaltung der Vorrichtung ab, und es ist schwierig, die getrennten Größen zu regeln. Diese Klassierer verwenden ein System, wobei Pulvermaterialien in eine Sicht- oder Klassierkammer von nur einer Stelle her eingeführt werden, und es haften diesen Sichtern die Nachteile an, daß das Pulver nur mäßig verteilt und mit einer sehr geringen Genauigkeit klassiert werden kann, wenn die Materialien mit einer erhöhten Geschwindigkeit zugeführt werden, was zu einer Verschiebung in der Größe der getrennten Partikel zur groben Seite hin resultiert. Als ein Mittel zur Lösung dieser Probleme schlägt die JP 54-48 378 ein Verfahren vor, das eine Regelung der Höhe einer Sichtkammer ermöglicht, während die JP 54-79 870 ein Verfahren vorschlägt, wonach ein Leitzylinder in Gestalt eines Zyklons an einer Sichtkammer angebracht ist. Sichter, die eine Kombination dieser Vorrichtungen umfassen, werden zum praktischen Einsatz gebracht.

Die beigefügte Fig. 5 zeigt einen Sichter, der bereits in der Praxis eingesetzt wurde.

Bei diesem Windsichter, der die Kombination der Sichter der oben genannten JP-Offenlegungsschriften darstellt, wird ein Pulvermaterial-Zuführteil zur Sichtkammer 40 in der Gestalt eines Zyklons ausgebildet, wobei ein Leitzylinder 50 stehend am oberen mittigen Teil einer oberen Deckplatte 60 vorgesehen und ein Speisezylinder oder -rohr 80 mit der oberen Umfangsfläche des Leitzylinders 50 verbunden ist. Das Speiserohr 80 ist so angeschlossen, daß das dem Umfang des Leitzylinders 50 durch dieses Rohr 80 zugeführte Pulvermaterial in der zum Innenumfang des Leitzylinders tangentialen Richtung geführt werden kann. Das Pulvermaterial kann vom Speiserohr 80 dem Leitzylinder 50 so zugeführt werden, daß es während eines Wirbelns längs des Innenumfangs des Leitzylinders 50 abwärts fallen kann. In diesem Fall fällt das Pulvermaterial in einer bandartigen Weise längs des Innenumfangs des Leitzylinders 50 vom Speiserohr 80 nach unten und tritt dann in die Sichtkammer 40 in einer ungleichförmigen Verteilung und Dichte ein, d. h., das Pulvermaterial strömt in die Sichtkammer von nur einem Teil des Innenumfangs des Leitzylinders ein, was eine mäßige Verteilung oder Dispersion zum Ergebnis hat. Wenn der Durchsatz erhöht wird, so kann das Problem auftreten, daß die Anhäufung oder Zusammenballung von Pulvermaterial mit größerer Wahrscheinlichkeit auftritt, was eine weitere Verteilung (Dispersion) des Pulvermaterials und insofern auch eine Klassierung mit einer hohen Genauigkeit unmöglich macht.

Eine große Menge der das Pulvermaterial tragenden Luft führt dazu, daß ein großer Anteil dieser Luft in die Sichtkammer einströmt, und daraus erhebt sich das Problem, daß die Geschwindigkeit der Partikel, die zum Zentrum in der Sichtkammer hin wirbeln, größer wird, so daß die Abmessungen der getrennten Partikel vergrößert werden. Im Bestreben, die Abmessungen der getrennten Partikel klein zu halten, wird folglich die Luft üblicherweise von einem oberen Teil 140 des Leitzylinders 50 abgeführt. Jedoch kann eine große Menge von abgeführter Luft ein Problem in der Praxis insofern hervorrufen, als ein Teil des Pulvermaterials ebenfalls mit abgeführt wird und verlorengeht.

Die JP 54-81 172 schlägt einen Windsichter vor, bei dem, wie in Fig. 6 und 7 (letztere ist ein Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 6) gezeigt ist, ein Spiral- oder Schrauben-Speisezylinder 150 am oberen Umfangsteil einer umlaufenden Wand einer Sichtkammer 40 in der Weise vorgesehen ist, daß der Durchtrittsquerschnitt allmählich von dem Querschnitt auf der Einlaßseite zum Querschnitt auf der Auslaßseite hin sich vermindert, und wobei eine Anzahl von beabstandeten, Schlitze bildenden Leitblechen 70 an einem ringförmigen Verbindungsbereich zwischen dem Speisezylinder 150 sowie der Sichtkammer 40 angeordnet sind, eine ringförmige Hochdruckluft-Zufuhrkammer 210 rund um den Umfang des Speisezylinders 150 herum vorgesehen ist und eine Mehrzahl von Düsenöffnungen 220 in Umfangsrichtung in der Innenumfangswand der Zufuhrkammer 210 ausgebildet sind, die in der gleichen Richtung wie die Leitbleche 70 münden oder offen sind. Bei diesem Windsichter wurde eine Verbesserung erzielt, so daß das Material mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit von den Schlitzen zwischen den Leitblechen als dispergiertes Pulvermaterial in die Sichtkammer 40 einströmen kann. Da jedoch die Zufuhr der Hochdruckluft A so gestaltet ist, daß sie von den Düsenöffnungen 220 ausgestoßen wird, stellt sich das Problem, daß durch die Hochdruckluft Turbulenzen hervorgerufen werden, die die Exaktheit und Fehlerfreiheit in der Klassierung vermindern.

Man könnte nun auch eine Zufuhrmethode in Betracht ziehen, wobei die Hochdruckluftzufuhr weggelassen wird, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, wobei die Fig. 9 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 8 darstellt. Bei diesem Verfahren wird jedoch das Pulvermaterial längs der Innenwand des Umfangs des Speisezylinders 150 unter der Wirkung einer Zentrifugalkraft eingeführt, so daß es von den Leitblechen 70 her nicht gleichförmig in die Sichtkammer 40 einströmt und in diese in einer großen Menge vom Auslaßquerschnitt aus eintritt, weshalb es ebenfalls schwierig ist, den mit der Ausführungsform von Fig. 6 und 7 erzielten Effekt einer gleichförmigen Verteilung des Pulvermaterials zu erreichen.

Da ferner bei der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Vorrichtung der Wirbelstrom, der zur Klassierung in der Sichtkammer 40 beiträgt, lediglich von der aus den Öffnungen zwischen den Leitblechen 70 einströmenden Luft gebildet wird, bewegt sich das Pulvermaterial längs des Umfangs der Sichtkammer 40 unter dem Einfluß einer durch die wirbelnde Luftströmung, die von den Öffnungen zwischen den Leitblechen 70 eintritt, erzeugten Zentrifugalkraft in der gleichen Weise, wie es bei einem Zyklon bewirkt wird, so daß hier das Problem entstehen kann, daß das Pulvermaterial stärker dazu tendiert, zusammengeballt zu werden, wobei Feinpulver mit größter Wahrscheinlichkeit im Grobpulver eingeschlossen wird.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Windsichter derart weiterzubilden, daß auf einfache Weise eine noch weiter verbesserte Klassierung erreicht werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal gelöst. Bei dem anmeldungsgemäßen Windsichter wird das Einsatzgut direkt mit der Trägerluft über Leitbleche bereits in einer Wirbelbewegung eingeführt. Auf diese Weise wird ein sehr stabiler und in radialer Richtung sehr gleichmäßiger Einsatzgutwirbel ausgebildet, wodurch die Klassierung wesentlich verbessert wird. Es wurde weiterhin festgestellt, daß der Geschwindigkeitsgradient im Einsatzgutwirbel steigt, wodurch die Klassierung weiter verbessert wird, da schwere Teilchen gegen die Leitbleche gedrängt werden und dabei durch die Reibkräfte gebremst werden, während leichtere Teilchen ohne Berührung der Leitbleche in die Sichtkammer eingeblasen werden.

Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen 2-11 enthalten.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von Ausführungsformen erläutert, wobei aus der Beschreibung die Aufgabe, Ziele sowie die Merkmale und Vorteile der Erfindung deutlich werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht bzw. einen lotrechten Schnitt eines Windsichters gemäß der Erfindung;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie I-I in der Fig. 1;

Fig. 3 eine Abwandlung gegenüber der Ausbildung von Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht bzw. einen Schnitt eines Windsichters in einer zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung;

Fig. 5, 6 und 8 lotrechte Schnitte durch herkömmliche Sichter, die eingangs bereits abgehandelt wurden;

Fig. 7 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 6;

Fig. 9 den Schnitt nach der Linie III-III in der Fig. 8;

Fig. 10A und 10B eine Draufsicht bzw. eine Ansicht von Beispielen für Leitbleche.

Der in Fig. 1 gezeigte Windsichter in einer Ausführungsform gemäß der Erfindung umfaßt einen Gehäuse-Hauptteil 1 und ein unteres Gehäuseteil 2, mit dessen unterem Teil ein Grobpulver- Austragstrichter 3 verbunden ist. Innerhalb des Gehäuse-Hauptteils 1 ist eine Sichtkammer 4 ausgebildet, deren oberer Teil durch eine oben am Hauptteil 1 angebrachte ringförmige Leitkammer 5 sowie durch eine konische oder kegelförmige Abdeckhaube 6, deren höchster Punkt in ihrem Zentrum liegt, abgeschlossen ist.

Eine Mehrzahl von Einführ-Leitblechen 7, die in der Umfangsrichtung angeordnet sind, ist an einer Trennwand zwischen der Sichtkammer 4 und der Leitkammer 5 vorgesehen, so daß in die Leitkammer 5 eingeführtes Pulvermaterial und die Luft von den Öffnungen zwischen den jeweiligen Einführ-Leitblechen 7 unter einem Wirbel in die Sichtkammer 4 strömen. Um eine genaue Klassierung zu erreichen, müssen Luft und Pulvermaterial, die in die Leitkammer 5 durch ein Speiserohr 8 eingeführt werden, gleichförmig auf die jeweiligen Einführ-Leitbleche 7 verteilt werden. Das Speiserohr 8 kann einen runden, rechtwinkligen oder polygonalen Querschnitt aufweisen. Der Strömungsweg, durch den die Luft und das Pulver die Einführ-Leitbleche 7 erreichen, muß eine solche Gestalt aufweisen, die erschwert eine Konzentration durch eine Zentrifugalkraft bewirkt. Demzufolge wird, wie die Fig. 2 zeigt, das Speiserohr 8 an die Leitkammer 5 rechtwinklig mit Bezug zur tangentialen Richtung der Umfangsfläche der Leitkammer 5 angeschlossen, wobei der Anschluß so hergestellt ist, daß am oberen Teil der Einführ-Leitbleche 7 ein ausreichender Raum vorhanden ist. Wie die Fig. 3 zeigt, können mehr als ein Zufuhrrohr 8 vorgesehen sein. Gemäß Fig. 4 kann das Speiserohr 8 auch mit Bezug zur Ebene der Sichtkammer 4 rechtwinklig von oben her angeschlossen sein.

Die Luft und das Pulvermaterial werden auf diese Weise der Sichtkammer 4 zwischen den Leitblechen 7 hindurch zugeführt, und wenn sie in die Sichtkammer 4 eintreten, so kann ihre Verteilung (Dispersion) im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen erheblich verbessert werden. Die Einführ-Leitbleche 7 sind bewegbar, so daß die Abstände zwischen diesen zu justieren sind.

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind die Einführ-Leitbleche 7 in Gestalt eines Ringes angeordnet, und zwar vorzugsweise derart, daß das durch die Spalte der Einführ-Leitbleche 7 hindurch eingeströmte Pulver sowie dieses Pulver mitführende Trägerluft eine Wirbelströmung in der Sichtkammer hervorrufen, wodurch das Pulver gut und gründlich in der Sichtkammer verteilt werden kann. Beispiele für die Leitbleche 7 (und 9) sind in den Fig. 10A und 10B dargestellt.

Am unteren Teil des Gehäuse-Hauptteils 1 sind Klassier-Leitbleche 9 in der Umfangsrichtung vorgesehen, wobei Klassierluft zur Erzeugung einer Wirbelströmung in die Sichtkammer 4 von außen her durch die Klassier-Leitbleche 9 geführt wird.

Eine konische oder kegelförmige Klassierplatte 10, die in ihrem Zentrum ihre höchste Stelle hat, ist am Boden der Sichtkammer 4 angeordnet, wobei am Umfang der Klassierplatte 10 eine Grobpulver-Austragöffnung 11 vorgesehen ist. Mit dem zentralen Teil der Klassierplatte 10 ist eine Feinpulver-Austragschurre 12 verbunden, deren unterer Endabschnitt in Form eines L gebogen ist. Ein Ende dieser Abbiegung mündet an einer außerhalb der Seitenwand des unteren Gehäuseteils 2 befindlichen Stelle. Diese Austragschurre 12 ist des weiteren mit einem Saugzug durch eine Feinpulver-Sammeleinrichtung, wie einen Zyklon oder einen Staubsammler, verbunden, wodurch bei Betrieb des Saugzuges in der Sichtkammer 4 eine Saugwirkung oder -kraft erzeugt und die für die Klassierung benötigte Wirbelströmung durch die in die Sichtkammer 4 durch die Spalte zwischen den Klassier-Leitblechen 9 eingesaugte Luft hervorgerufen wird.

Die Klassier-Leitbleche 9 sind am unteren Teil des Gehäuse-Hauptteils 1 in Gestalt eines Ringes angeordnet, und zwar vorzugsweise derart, daß die Klassierluft durch die Öffnungen zwischen den Klassier-Leitblechen in derselben Richtung wie die Wirbelrichtung des von den Öffnungen zwischen den Einführ-Leitblechen 7 mit der Trägerluft zugeführten Pulvers einströmt.

Bei dem den obigen Aufbau aufweisenden Windsichter kann das Pulvermaterial zusammen mit Luft in die Leitkammer 5 vom Speiserohr 8 eingeführt werden, so daß die das Pulvermaterial mitführende Luft von der Leitkammer 5 durch die Spalte zwischen den Einführ-Leitblechen 7 in die Sichtkammer 4 unter einem Wirbeln einströmt und das Pulvermaterial sowie die Luft mit gleichförmiger Dichte verteilt werden.

Das in die Sichtkammer 4 unter einem Wirbeln zwangsweise eingeführte Pulvermaterial wird zu einem Wirbeln mit ansteigender Geschwindigkeit gebracht, indem es von der Saugluft, die durch die Spalte zwischen den Klassier-Leitblechen 9 am Boden der Sichtkammer 4 durch den Betrieb des mit der Austragschurre 12 verbundenen Saugzuges gezogen wird und strömt, getragen wird, wobei das Material durch die auf die Partikel einwirkende Zentrifugalkraft in Fein- und Grobpulver getrennt wird. Das Grobpulver, das innerhalb der Sichtkammer 4 um den Umfang herum wirbelt, wird an der Grobpulver-Austragsöffnung 11 sowie am unteren Teil des Trichters 3 abgeführt. Das entlang der oberen, geneigten Fläche der Klassierplatte 10 sich bewegende Feinpulver wird zur Feinpulver-Sammeleinrichtung durch die Feinpulver-Austragschurre 12 ausgetragen.

Die in die Sichtkammer 4 zusammen mit dem Pulvermaterial eingeführte Luft strömt insgesamt in einer Wirbelströmung, weshalb die Geschwindigkeit der Partikel, die innerhalb der Sichtkammer 4 bewegt werden, zum Zentrum hin im Vergleich mit der Zentrifugalkraft relativ klein und die Klassierung der abgeschiedenen Partikel mit geringerer Größe in der Sichtkammer 4 erreicht wird, so daß die feinen Partikel, die eine sehr kleine Größe haben, zur Pulver-Austragschurre 12 abgeführt werden können. Da darüber hinaus das Pulvermaterial in die Sichtkammer mit in wesentlichen gleichförmiger Dichte eingeführt wird, kann das Pulver mit einer sehr genauen Verteilung erhalten werden.

Claims

1. Windsichter mit einer Leitkammer (5), die im oberen Teil einer Sichtkammer (4) vorgesehen ist, die mit einem Pulverspeiserohr (8) in Verbindung steht, wobei die in Sichtkammer (4) über gekrümmte Klassier-Leitbleche (9) Luft eingeblasen wird, um das in die Sichtkammer (4) eingebrachte Pulvermaterial von oben in eine Wirbelbewegung zu versetzen und dieses mittels einer Klassierplatte (10) zu klassieren, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Leitkammer (5) und der Sichtkammer (4) eine Vielzahl zuführender Einführ-Leitbleche (7) vorgesehen sind, an denen das Pulvermaterial zusammen mit Trägerluft von der Leitkammer (5) über Öffnungen zwischen den zuführenden Einführ-Leitblechen (7) in die Sichtkammer (4) einströmt, wobei das Pulverspeiserohr (8) im wesentlichen rechtwinklig mit Bezug zur tangentialen Richtung der Umfangsfläche der Leitkammer (5) oder im oberen Teil der Leitkammer (5) angeordnet ist.

2. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Mehrzahl vorhandenen Einführ-Leitbleche (7) in Gestalt eines Ringes angeordnet sind.

3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassier-Leitbleche (9) in Gestalt eines Ringes angeordnet sind.

4. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in Mehrzahl vorhandenen Einführ-Leitbleche (7) sowie die Klassier-Leitbleche (9) jeweils in Gestalt eines Ringes angeordnet sind und der Innendurchmesser des von den Einführ-Leitblechen (7) gebildeten Ringes kleiner ist als der Innendurchmesser des von den Klassier-Leitblechen (9) gebildeten Ringes.

5. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführ-Leitbleche (7) so angeordnet sind, daß das Pulver in die Sichtkammer (4) mit einer Wirbelbildung eintritt.

6. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführ-Leitbleche (7) so angeordnet sind, daß die Trägerluft in der Sichtkammer (4) eine Wirbelströmung erzeugt.

7. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassier-Leitbleche (9) so angeordnet sind, daß die durch die Spalte zwischen den Klassier-Leitblechen einströmende Luft innerhalb der Sichtkammer (4) eine Wirbelströmung erzeugt.

8. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführ-Leitbleche (7) so angeordnet sind, daß das Pulver vom gesamten Umfang der Leitkammer (5) in die Sichtkammer (4) eintritt.

9. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassier-Leitbleche (9) so angeordnet sind, daß die Wirbelströmung der durch die Spalte zwischen den Einführ-Leitblechen (7) einströmenden Trägerluft in der zur Wirbelströmung der durch die Spalte zwischen den Klassier-Leitblechen (9) einströmenden Luft gleichen Richtung verläuft.

10. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführ-Leitbleche (7) längs des gesamten Umfangs der Innenwand der Sichtkammer (5) und die Klassier-Leitbleche (9) längs des gesamten Umfangs der Außenwand des unteren Teils der Sichtkammer (4) angeordnet sind.

11. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver-Speiserohr (8) am oberen Teil der Sichtkammer (5) angeordnet ist und das durch das Speiserohr (8) zugeführte Pulver durch die Spalte zwischen den Einführ-Leitblechen (7) in die Sichtkammer (4) vom gesamten Umfang einer durch die Einführ-Leitbleche gebildeten Leitkammer-Innenwand her einströmt.