DE4419522B4

DE4419522B4 - Sichtrad für Schleuderrad-Windsichter

Info

Publication number: DE4419522B4
Application number: DE19944419522
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl.-Ing. Ing. Konetzka (grad.)
Original assignee: Hosokawa Alpine AG
Current assignee: Hosokawa Alpine AG
Priority date: 1994-06-03
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2014-06-04
Also published as: DE4419522A1

Abstract

Sichtrad für einen Windsichter mit der von der Sichtluft entgegen seiner Schleuderrichtung von außen nach innen durchströmten, kranzförmig angeordneten, parallel zur Drehachse (4) verlaufenden Schaufeln (5) zwischen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe (2) und einer ringförmigen Deckscheibe (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtrad aus einem gießbaren Werkstoff in einem Stück nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 auf ein Sichtrad für einen Windsichter mit der von der Sichtluft entgegen seiner Schleuderrichtung von außen nach innen durchströmtem, kranzförmig angeordneten, parallel zur Drehachse verlaufenden Schaufeln zwischen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe und einer ringförmigen Deckscheibe. Sie betrifft ein Sichtrad für einen solchen Windsichter in verschleißfester, kostengünstiger Ausführung.
Mit Windsichtern der vorausgesetzten Art können selbst bei sichtschwierigem Material trennscharfe Sichtungen bei spritzkornfreiem Feingut bis in den Feinstkornbereich unter 10 μm Korngröße erzielt werden. Da jedoch die erzielbare Trenngrenze im wesentlichen von der Umfangsgeschwindigkeit des Sichtrades abhängt, muß die Drehzahl des Sichtrades um so höher gewählt werden, je kleiner die gewünschte Trenngrenze ist. Das Problem dabei ist jedoch, daß mit der Erhöhung der Sichtraddrehzahl auch der Verschleiß an den Bauteilen des Sichtrades und damit die Verunreinigung der Fertigprodukte durch den dabei entstehenden Abrieb rasch zunimmt. Im allgemeinen sind diese Verunreinigungen im Verhältnis zur Durchsatzmenge des Produktes so klein, daß sie toleriert werden können. Anders verhält es sich jedoch, wenn hochreine oder stark schleißende Stoffe verarbeitet werden sollen. Im ersten Fall, bei dem es sich z. B. um pharmazeutische Produkte, Leuchtstoffe, Zahnersatzmassen, keramische Massen u. ä. handeln kann, machen oft geringste Verunreinigungen das Produkt unbrauchbar. Im zweiten Fall, also bei Stoffen mit einer Härte ab etwa 4 Mohs, tritt am Sichtrad sehr starker Verschleiß auf, so daß dann ein wirtschaftlicher Betrieb des Sichters nicht mehr gegeben ist.

Eine Möglichkeit, dem Verschleißproblem beizukommen besteht darin, die Sichtradschaufeln ganz aus einem keramischen Werkstoff, wie z. B. Sinterkorund, herzustellen und die übrigen Sichtradteile mit einem keramischen Werkstoff zu beschichten ( DE 35 08 889 C1 ). Aus Festigkeitsgründen läßt diese Konstruktion keine so hohen Drehzahlen zu, wie mit einem ganz aus Metall hergestellten Sichtrad erreicht werden können. Außerdem ergeben die nur beschichteten Flächen einen wenig dauerhaften Verschleißschutz. Die Fertigung aus Einzelteilen ist kostspielig und erfordert zudem ein sorgfältiges Auswuchten des zusammengebauten Sichtrades.

Optimale Betriebseigenschaften weist dagegen ein Sichtrad auf, das ganz und in einem Stück aus einem verschleißfesten Sinterwerkstoff hergestellt ist ( DE 41 40 656 C1 ). Es besitzt an allen Stellen gleichmäßige Verschleißbeständigkeit, erfordert wegen der hohen Fertigungsgenauigkeit kein Auswuchten und weist eine so hohe Festigkeit auf, daß es mit den gleichen Drehzahlen betrieben werden kann, wie ein Sichtrad aus metallischem Werkstoff. Vollkeramik-Sichträder sind aus verfahrenstechnischer Sicht nicht immer geeignet bzw. wirtschaftlich.

Die DE 29 21 704 A1 beschreibt einen Läufer für Turbomaschinen wobei der Läufer, aus mindestens zwei Schaufelrädern und einer Welle, aus einem einstückigen Feingußteil besteht. Im Gegensatz zum Läufer einer Turbomaschine dient ein Sichtrad der Klassierung von parfikelförmigem Material. Dazu wird Luft mittels eines Gebläses durch das schnell rotierende Sichtrad gesaugt. Aus dem Gleichgewicht der Fliehkraft und der Schleppkraft der Strömung die auf die Partikel wirken, ergibt sich die Trenngrenze der zu klassierenden Teilchen. Speziell das partikelförmige Material stellt an ein Sichtrad ganz andere Ansprüche hinsichtlich Konstruktion und Werkstoff als an einen Läufer einer Turbomaschine.

Wie in der DE 39 33 782 A1 oder DE 6 51 164 C für große Gußwerkstücke beschrieben, gibt es unterschiedlichste Stähle die sich für Gußwerkstücke eignen und nach dem Gießen gehärtet werden.

Als Ausweichlösung wird deshalb auch eine Ausführung angeboten, bei der Kreisscheibe, Deckscheibe und Schaufeln einzeln aus Stahl gefertigt und dann durch Hartlöten miteinander verbunden werden. Trotz der relativ geringen Materialkosten wird ein solches Sichtrad infolge des hohen Fertigungsaufwands jedoch teuer und bei Verwendung für ein stark schleißendes Produkt letztlich unwirtschaftlich.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein verschleißfestes Sichtrad zu finden, das durch niedrige Material- und Herstellungskosten einen wirtschaftlichen Einsatz auch für stark schleißende Produkte ermöglicht. Als Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein gattungsgemäßes Sichtrad vorgeschlagen, daß das Sichtrad aus einem gießbaren Werkstoff in einem Stück nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen ist. So ist es möglich, den Erfordernissen angepaßte Werkstoffvarianten einzusetzen, insbesondere auch vergütbaren Hartguß. Angaben zur konstruktiven vorteilhaften Weiterbildung des Sichtrades zur optimalen Anpassung an die Erfordernisse, die einerseits durch das Gießen und andererseits durch den Sichtvorgang gegeben sind, enthalten die Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel eines Sichtrades in zwei Ansichten und teilweise im Schnitt zeigen die 1 und 2 der Zeichnung. Das Sichtrad 1 besteht aus Kreisscheibe 2, Deckscheibe 3, und den die Strömungskanäle 6 bildenden Schaufeln 5. Die Kreisscheibe 2 ist aus einem zylinderförmigen und einem kegelstumpfförmigen Teilstück zusammengesetzt, wobei die Schaufeln 5 von der ebenen Begrenzungsfläche des zylinderförmigen Teilstücks ausgehen. Die Gesamtdicke der Kreisscheibe 2 entspricht dabei der erforderlichen Nabenlänge, von der das zylindrische Teilstück etwa ein Viertel ausmacht. Der kegelstumpfförmige Teil verjüngt sich dabei bis auf den erforderlichen Nabendurchmesser. Kreisscheibe 2 enthält die Aufnahmebohrung mit Paßfeder 7 (für die nicht dargestellte Antriebswelle). Die ebenen Begrenzungsflächen jeweils zweier benachbarter Schaufeln 5 sind im Übergangsbereich zu Kreisscheibe 2 und Deckscheibe 3 durch eine Bogenfläche miteinander verbunden. Die in Richtung der Drehachse 4 verlaufenden Begrenzungsflächen der Schaufeln 5 sind hier so angeordnet, daß sich radial von außen nach innen verengende Strömungskanäle ergeben. Durch entsprechende Gestaltung des Gußmodelles ist es jedoch auch möglich, sich radial nach innen erweiternde Strömungskanäle 6 oder Strömungskanäle mit gleichbleibender Breite zu erhalten.

Claims

Sichtrad für einen Windsichter mit der von der Sichtluft entgegen seiner Schleuderrichtung von außen nach innen durchströmten, kranzförmig angeordneten, parallel zur Drehachse (4) verlaufenden Schaufeln (5) zwischen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe (2) und einer ringförmigen Deckscheibe (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Sichtrad aus einem gießbaren Werkstoff in einem Stück nach dem Wachsausschmelzverfahren gegossen ist.
Sichtrad nach Anspruch 1 aus einem härtbaren Gußwerkstoff, der erst nach dem Gießen auf seine Endhärte gebracht wird.
Sichtrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisscheibe (2) aus einem zylinderförmigen Teilstück besteht, dessen Dicke etwa einem Viertel der Dicke der Kreisscheibe (2) entspricht und dessen Außendurchmesser gleich dem Schaufelkranzdurchmesser ist, an das sich auf der einen Seite ein kegelstumpfförmiges Teilstück anschließt, das sich vom Schaufelkranzdurchmesser auf den erforderlichen Nabendurchmesser verjüngt, wobei die Schaufeln (5) von der ebenen Begrenzungsfläche auf der anderen Seite des zylinderförmigen Teilstücks ausgehen.
Sichtrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schaufelkanäle bildenden Begrenzungsflächen der Schaufeln (5) als ebene, in Richtung der Drehachse (4) und symmetrisch zu einer durch die Schaufelkanalmitte gelegten Axialebene verlaufende Flächen ausgeführt sind, die im Übergangsbereich zur Kreisscheibe (2) und Deckscheibe (3) eine Bogenfläche miteinander verbindet.
Sichtrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessung eines Strömungskanals (6) in radialer Richtung 1/10 bis 1/7 des Sichtrad-Außendurchmessers beträgt.
Sichtrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Außenumfang des Schaufelkranzes die Breite eines Strömungskanals (6) in Umfangsrichtung 4 bis 6 mm beträgt.
Sichtrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Breite einer Schaufel (5) zu der Breite eines Strömungskanals (6) wie 1,8 bis 2,8 zu 1 verhält.