DE4423815C2 - Mühlensichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mühlensichter, insbesondere einen Wälzmühlensichter, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wälzmühlensichter, welche in einer Walzenschüsselmühle oder in einer Wälzmühle, beispielsweise in einer Luftstrommühle integriert angeordnet oder auf diese aufgesetzt sein können, können als statische oder dynamische Sichter ausge­ bildet sein.

Bekannt sind außerdem Kombinationen eines statischen und eines dynamischen Sichters, welche dann auch als Hochef­ fektsichter bezeichnet werden.

Ein Hocheffektsichter für eine Wälzmühle ist unter der Be­ zeichnung Jalousie-Kreiselsichter bekannt. Als dynamischer Sichter ist ein Kreisel- oder auch Leistenrotorsichter an­ geordnet, der von konzentrischen, ineinander gesteckten Ko­ nen unterschiedlicher Durchmesser unter Ausbildung eines Sichtraumes umgeben ist. Eine erste Sichtwirkung wird durch eine koaxiale Drallströmung des aus dem Schaufelkranz am Umfang des Mahltellers austretenden Fluidstromes erreicht, welche eine erste Grobgutabscheidung in einer Randzone be­ wirkt. Eine vorteilhafte zweite Sichtwirkung wird durch die Jalousie-Konen erreicht, indem das aufwärts strömende Fluid-Mahlgut-Gemisch Strömungsumlenkungen mit Aufwärts- und Abwärtsströmung und anschließend einer Radialströmung ausgesetzt wird, wodurch ein zweiter Anteil an Grobgut aus­ geschieden wird. Außerdem erfolgt eine Sichtung an den kon­ zentrischen ineinander gesteckten Jalousie-Konen, die wie ein statischer Fliehkraft-Sichter arbeiten und einen drit­ ten Anteil an Grobgut entfernen. Eine weitere Sichtung er­ folgt während der Abwärtsbewegung des Mahlgut-Fluidstromes, so daß ein beträchtlicher Anteil an Grobgut bereits ent­ fernt ist, bevor der dynamische Sichtvorgang im Leistenro­ tor durchgeführt wird.

Ein weiterer Hocheffekt- bzw. Hochleistungssichter ist in ZKG, 46. Jahrgang (1993) Heft 8, Seite 444 bis 450, Bild 7, beschrieben. Dieser Sichter weist einen zylindrischen Lei­ stenrotor und einen konzentrisch angeordneten Leitflügel­ kranz auf. Hierbei soll eine möglichst effektive Tangenti­ alströmung zwischen dem statischen Leitapparat und dem Lei­ stenrotor erzeugt werden, damit die Grobpartikel nicht an den Rotor gelangen können. Nachteile sind ein erhöhter Druckverlust und ein zunehmender Verschleiß der Leitflügel, insbesondere bei hohen Partikelkonzentrationen.

Demgegenüber zeigen die Jalousie-Kreiselsichter im Betrieb einen relativ geringen Verschleiß und auch einen niedrige­ ren Druckverlust.

Nachteilig ist jedoch, daß die starre Ausbildung der Jalou­ sie einer Optimierung der Verfahrensparameter durch den sta­ tischen Leitapparat entgegensteht und daß eine Anpassung und Optimierung lediglich im Bereich der dynamischen Sich­ tung, beispielsweise mit Hilfe der Rotordrehzahl, möglich ist.

Ein gattungsbildender Mühlensichter ist in der EP 0 204 412 B1 beschrieben. Um Korngrößen und Trennschärfen wie bei parallel angeordneten Sichtern zu erreichen, werden zwei Leitflügelkränze übereinander angeordnet. Die Leitflügel der Leitflügelkränze weisen unabhängig voneinander gela­ gerte Achsen auf und sind zueinander versetzt angeordnet. Zwischen den Leitflügelkränzen ist ein stationärer Ring vorgesehen, und die Verstelleinrichtungen sind an den ent­ gegengesetzten Enden der Leitflügel angeordnet, wobei die Verstelleinrichtung für den unteren Leitflügelkranz inner­ halb des Sichtergehäuses und von außen nicht betätigbar an­ geordnet ist.

In der US-PS 3 078 651 ist ein Sichter für eine Kohlestaub­ feuerung beschrieben, bei welchem unter Vermeidung der Zen­ trifugalkraftsichtung durch eine Umkehrung des Staub-Luft­ gemisches eine Geschwindigkeitsreduzierung und Klassierung vorgesehen ist. Die Umkehrung des Sichtstromes erfolgt mit Hilfe eines Umkehrringes, welcher zusammen mit einem koni­ schen Gitter am Sichter abgehängt ist. Über eine Verstel­ lung des Gitters kann die Geschwindigkeit des umgelenkten Sichtstroms verändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hocheffektiven Mühlensichter, insbesondere einen Wälzmühlen­ sichter zu schaffen, der bei einer besonders einfachen Kon­ struktion eine außerordentlich hohe Flexibilität und Opti­ mierung der Sichtprozesse ermöglicht sowie einen geringen Verschleiß aufweist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Mühlensichter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteil­ hafte Ausgestaltungen sind in der Figurenbeschreibung und in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, die Vorteile ei­ nes Hocheffekt-Jalousiesichters beizubehalten, die Effizienz des Sichters, insbesondere des Leitapparates, aber durch überraschend einfache Maßnahmen erheblich zu verbessern.

Erfindungsgemäß weist ein Mühlensichter mit einem stati­ schen Sichter, der als ein radial außen angeordneter Leit­ apparat mit Leitflügelkränzen ausgebildet ist, und einem dynamischen Sichter, der als Leistenrotor ausgebildet ist, sowie mit einem zwischen diesen Sichtern ausgebildeten, ringförmigen Sichtraum einen statischen Leitapparat auf, dessen Leitflügelkränze, insbesondere ein unterer und ein oberer Leitflügelkranz, mit koaxial zueinander angeordneten Leitflügelachsen versehen sind. Oberhalb des Leistenrotors weist der erfindungsgemäße Mühlensichter einen an den obe­ ren Leitflügelkranz angrenzenden Bereich mit einer Umlenk­ einrichtung auf, durch welche eine aufsteigende Fluid-Mahl­ gut-Strömung einer gerichteten Umlenkung im Bereich von größer 120° bis kleiner 180° in eine Abwärts­ strömung mit Schwerkraftwirkung zuführbar ist.

Als dynamischer Sichter ist ein Leistenro­ tor oder Korbsichter angeordnet und als statischer Leitap­ parat sind mehrere ringförmige Leitflügelkränze, wenigstens ein unterer und ein oberer Leitflügelkranz, konzentrisch zum dynamischen Sichter und unter Ausbildung eines ringförmigen Sichtraumes vorgesehen. Um eine abrupte, rechtwinklige Umlenkung einer am Mühlengehäuse aufwärts transportierten Fluid-Mahlgut-Strömung an einer flachen Sichterdecke zu vermeiden, welche zu einer Abbremsung der Strömung und zu einer Anreicherung mit Partikeln in Decken­ nähe führen würde, ist erfindungsgemäß in einem an den oberen Leitflügelkranz angrenzenden Bereich der Sichterdecke die Umlenkeinrichtung vorgesehen, welche eine sanfte, gerichtete Umlenkung der Fluid-Mahlgut-Strömung und eine Abwärtsströmung oder -bewegung in den Sichtraum bewirkt. Die Umlenkung erfolgt in einem Winkel von größer 90° bis nahezu 180°, wobei durch eine definierte Ausbildung der Um­ lenkeinrichtung mit Anordnung der mehreren Leitflügelkränze eine Beschleunigung des Partikelstromes und eine Geschwin­ digkeitssteigerung in der Tangentialströmung erreicht wird. Dies ist vorteilhaft, da sich dadurch die Trennkorngrenze des Sichters herabsetzen läßt. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, die Leitflügelkränze, welche insbesondere gleiche Abmessungen aufweisen und axial übereinander ange­ ordnet sind, derart zu verstellen, daß der Strömungsquer­ schnitt eines Leitflügelkranzes partiell oder über den ganzen Umfang geschlossen ist. Insbesondere kann durch eine tangentiale Anstellung der vertikalen Leitflügelkränze eine Blockierung des Strömungsquerschnittes erreicht werden. In dem beispielsweise der untere Leitflügelkranz vollständig geschlossen wird, kann die Radialgeschwindigkeit im oberen Leitflügelkranz entsprechen erhöht werden, wodurch veränderte Sichteffekte und Trenngrenzen erreicht werden.

Die erfindungsgemäße Anordnung und Ausbildung eines statischen Leitapparates aus mehreren übereinander angeordneten Leitflügelkränzen ermöglicht mit besonders einfachen konstruktiven Ausbildungen eine Änderung der Trenngrenze über die Höhe des stati­ schen Sichters und eine außerordentlich hohe Flexibilität und Optimierung eines Sichtprozesses. Diese Möglichkeit kann unter anderem auch dazu genutzt werden, im Bereich des oberen Leitflügelkran­ zes eine gröbere Trenngrenze einzustellen als im Bereich des unteren Leitflügelkranzes, wodurch eine Nachsichtung des Grobguts erreicht wird. Unter Berücksichtung des Sicht­ effektes aufgrund der Drallströmung des aus dem Schaufel­ kranz am Umfang der Mahlschüssel austretenden Fluidstroms wird bereits aufgrund der immanenten Tendenz zu expandie­ ren, Grobgut durch Fliehkraft an die Gehäusewand von Mühle und Sichter geschleudert, welches in einer strömungsberu­ higten Randzone durch Schwerkraft nach unten fällt. Damit wird ein erster Anteil an Grobgut aus dem Sichtgut ausge­ schieden, noch bevor dieses in den Sichter gelangt. Zu­ sammen mit der Umlenkungssichtung im Bereich der Umlenkein­ richtung und an den mehreren Leitflügelkränzen ist die Fluid-Mahlgut-Strömung bereits von einem hohen Anteil an Grobgut befreit, noch bevor der eigentliche dynamische Sichtvorgang am Leistenrotor bzw. Kreiselsichter durch­ geführt wird. Dieser rotierende Stabkorb erhöht die tangen­ tiale Geschwindigkeit des Fluid-Partikel-Gemisches, wobei die erzeugten Fliehkräfte wesentlich von der Rotordrehzahl bestimmt werden.

In einer zweckmäßigen konstruktiven Ausbildung weisen die übereinander angeordneten mehreren Leitflügelkränze mitein­ ander fluchtende Befestigungsachsen auf, die im Bereich der Umlenkeinrichtung an der Sichterdecke befestigt sind. Mit Hilfe von Stellhebeln und/oder Schaltringen können die Leitflügel einzeln oder gleichzeitig bezüglich ihrer radia­ len Ausrichtung verstellt werden.

In einer Weiterbildung ist die Verstellmöglichkeit der Leitflügelkränze nicht nur auf die tangentiale Ausrichtung zur teilweisen oder vollständigen Blockierung des Strömungsquerschnitts eines Leitflügelkranzes gerichtet, sondern umfaßt auch eine horizontale bzw. radiale Verstel­ lung der Leitflügelkränze zur Änderung des Abstandes zwi­ schen diesem statischen Sichtsystem bzw. Leitapparat und dem dynamischen Sichter. Dies gestattet es, die Kornvertei­ lung des Fertiggutes gezielt zu beeinflussen.

In einer besonders einfachen Ausbildung ist gemäß der Er­ findung vorgesehen, einen Randbereich der Sichterdecke als Umlenkeinrichtung auszubilden und mit einer umlaufenden Wölbung mit definierten Neigungswinkeln zu versehen. Sinn­ vollerweise ist die Wölbung im Querschnitt konkav, halb­ kreisförmig oder auch als gleichschenkliges Trapez ausge­ bildet. Als Neigungswinkel sind ein außenseitiger Anströmwinkel und ein innenliegender Umlenkwinkel vorgese­ hen, die bei einer bevorzugten mittigen Anordnung der Befe­ stigungachsen der Leitflügelkränze gleich ausgebildet sind. Auf diese Weise wird eine sanfte Umlenkung der Mahlgut- Fluid-Strömung erreicht, bei der es nicht zu einer abrupten Abbremsung kommt und eine Anlagerung von Partikeln weitgehend vermieden wird.

Ein wesentlicher Sichteffekt wird im Sichtraum durch eine Fallstromwirkung in der Abwärtsströmung erreicht, bei der die Schwerkraft wirken kann.

Wesentlich ist die Ausbildung der Umlenkeinrichtung bzw. der Wölbung in der randseitigen Sichterdecke oberhalb des Sich­ terrotors. Bevorzugt weist die Wölbung eine Höhe von etwa der halben Höhe eines Leitflügelkranzes auf, wobei die Leitflügelkränze im wesentlichen ebenfalls oberhalb des Sichterrotors angeordnet sind.

Zweckmäßigerweise ist bei mehreren Leitflügelkränzen vorge­ sehen, daß der obere Leitflügelkranz mit einer Hohlachse und die darunter angeordneten Leitflügelkränze mit Hohl- bzw. Massivachsen, welche in der jeweils oberen Hohlachse geführt sind, an der Sichterdecke, bevorzugt im Zentrum der Wölbung der Umlenkeinrichtung befestigt sind.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist unterhalb der Leitflügelkränze eine sich konisch verjüngende Zwischenwand angeordnet, die im Bereich des Leistenrotors den Sichtraum begrenzt und in einen Grießeaustrag im Zentrum der Mahlwal­ zen endet. Mit dieser Zwischenwand bzw. dem Grießeaustrag wird vermieden, daß die entgegen einer aufsteigenden Fluid- Mahlgut-Strömung zurückfallenden Grobpartikel zu einem größeren Druckverlust in der Mühle und im Sichter führen. Außerdem wird ein störender Druckverlust vermieden, indem der Wälzmühlensichter eine Bauhöhe aufweist, die zu einer reduzierten Strömungsgeschwindigkeit führt. Damit wird die Effektivität der Sichtung verbessert und gleichzeitig eine Verschleißreduzierung erreicht.

Die Erfindung soll nachstehend anhand einer Zeichnung wei­ ter erläutert werden. In dieser zeigt eine einzige Figur in eine schematische Darstellung einen Wälzmühlensichter gemäß der Erfindung.

Der Wälzmühlensichter 1 ist im Beispiel auf eine Wälzmühle aufgesetzt, von welcher neben zwei Mahlwalzen 17, einer ro­ tierenden Mahlschüssel 20 und einem die Mahlschüssel 20 um­ gebenden Schaufelkranz 21 ein Mühlengehäuse 19 als Aus­ schnitt dargestellt sind.

Der Wälzmühlensichter 1 weist ein konisch ausgebildetes Sichtergehäuse 2 und eine Sichterdecke 3 auf, in deren Be­ reich die Feingutaustragsöffnung 24 angeordnet ist. Das zu mahlende Aufgabegut wird über ein axial angeordnetes Fall­ rohr 22 der Mahlschüssel 20 zugeführt. Eine konusförmige Grießeaustragsöffnung 18 reicht bis in den Bereich der Mahlwalzen 17 und geht in eine Zwischenwand 16 über, die bis zu Leitflügelkränzen 7, 8 eines statischen Leitappa­ rates 6 reicht. Von der Zwischenwand 16 und einem Leisten­ rotor 10 ist ein ringförmiger Sichtraum 5 gebildet, in den der Fluid-Mahlgut-Strom 4 (nur im linken Bereich darge­ stellt) nach einer sanften Umlenkung im Bereich einer Um­ lenkeinrichtung 9 gelangt. Vor der dynamischen Sichtung mit Hilfe des Leistenrotors 10 bzw. eines Kreiselsichters wird der Fluid-Mahlgut-Strom 4 in einer Abwärtsströmung der Schwerkraftwirkung ausgesetzt. Die zu sichtende Fluid-Mahl­ gut-Strömung 4 wird in einer aus der vom Schaufelkranz 21 aufsteigenden Drallströmung, die im Bereich die Innenwan­ dung des Mühlengehäuses 19 bzw. des Sichtergehäuses 2 auf­ steigt, in einem von der Zwischenwand 16 und dem Sichter­ gehäuse 2 gebildeten, sich nach oben konisch verjüngenden Zwischenraum 26 bis zur Umlenkeinrichtung 9 im Bereich der Sichterdecke 3 geführt.

Diese Umlenkeinrichtung 9 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als Wölbung 12 in einem Randbereich der Sichterdecke 3 und eines statische Leitapparates 6 ausge­ bildet. Die Wölbung stellt im Querschnitt ein gleichschenk­ liges Trapez dar, dessen Grundfläche nach unten zum Sicht­ raum 5 und Zwischenraum 26 offen ist. Im Bereich der Um­ lenkeinrichtung 9 ist der statische Leitapparat 6, welcher aus einem unteren Leitflügelkranz 7 und einem axial darüber angeordneten, oberen Leitflügelkranz 8 besteht, befestigt, so daß ein funktionales Zusammenwirken der Leitflügelkränze 7, 8 und der Umlenkeinrichtung 9 gewährleistet ist. Die Wölbung 12 der Umlenkeinrichtung 9 befindet sich oberhalb des Sichterrotors 10 und weist definierte Neigungswinkel auf, um eine Anlagerung von Partikeln der Fluid-Mahl­ gut-Strömung 4 weitgehend auszuschließen. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Neigungswinkel, die einen außenrandseitigen Anströmwinkel und einen inneren Umlenk­ winkel umfassen, identisch ausgebildet. Bei einer klöpper­ bodenähnlichen Ausführung beträgt der Anströmwinkel und der Umlenkwinkel bezogen auf eine Horizontale jeweils etwa 45°. In einer mittigen Anordnung sind die Leitflügel des oberen Leitflügelkranzes 8 jeweils über Hohlachsen 13 und darunter in einer weitgehend identischen Ausbildung, die Leitflügel des unteren Leitflügelkranzes 7 über Massivachsen 14, welche in der oberen Hohlachse 13 geführt sind, befestigt. In die­ sem Ausführungsbeispiel ist eine unterschiedliche Anstel­ lung der Leitflügel bzw. Leitflügelkränze 7, 8 vorgesehen, um eine Fluid-Mahlgut-Strömung 4, welche im Bereich der Um­ lenkeinrichtung 9 in den Sichtraum 5 durch eine wenigstens 90° und maximal 180°-Umlenkung gelangt, nach einer Abwärtsströmung einer radialen Strömung des Sichterrotors 10 auszusetzen. Vorteilhaft sind die individuellen winkli­ gen Einstellungen der zwei übereinander angeordneten Leitflügelkränze 7, 8, welche eine Vielfalt von Einstel­ lungsvarianten zulassen. Durch die Verstellvarianten der Leitflügelkränze können die zugeführten Fluid-Mahlgut-Ströme auf unterschiedliche Umlenkbahnen gezwungen werden und so­ mit jeweils unterschiedlichen und durch die Einstellungen optimierten Fliehkräften ausgesetzt werden. Besonders vor­ teilhaft ist die Vorabscheidung von Grobkornfraktionen durch eine Sichtung der Drallströmung und im Bereich der zwei Leitflügelkränze 7, 8 des statischen Leitapparates 6, wodurch das Sichtgutangebot in dem dynamischen Leistenrotor 10 reduziert ist. Es besteht die Möglichkeit, einen varia­ blen Prozentsatz an Grobpartikeln in dem Feingut zuzulassen bzw. einzustellen. Ein weiterer Vorteil ist der besonders geringe Verschleiß, der auf eine relativ niedrige Strömungsgeschwindigkeit des besonders effektiven Sichters zurückzuführen ist.

Claims (12)

1. Mühlensichter, insbesondere Wälzmühlensichter, mit einem statischen und dynamischen Sichter, sowie mit einem zwischen diesen Sichtern ausgebildeten, ring­ förmigen Sichtraum, wobei als statischer Sichter ein radial außen angeordneter Leitapparat (6) mit Leit­ flügelkränzen und als dynamischer Sichter ein Leisten­ rotor (10) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Leitapparat (6) wenigstens einen un­ teren Leitflügelkranz (7) und einen oberen Leitflügel­ kranz (8) mit koaxial zueinander angeordneten Leitflü­ gelachsen (14, 13) aufweist und daß oberhalb des Leistenrotors (10) in einem an den oberen Leitflügelkranz (8) angrenzenden Bereich eine Umlenkeinrichtung (9) vorgesehen ist, durch welche eine aufsteigende Fluid-Mahlgut-Strömung (4) einer ge­ richteten Umlenkung im Bereich von größer 120° bis kleiner 180° in eine Abwärtsströmung mit Schwer­ kraftwirkung zuführbar ist.

2. Mühlensichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügelkränze (7, 8) axial übereinander und verstellbar angeordnet sind und mit einer etwa vertikal ausgerichteten Befestigungsachse (11) im Bereich der Umlenkeinrichtung (9) befestigt sind.

3. Mühlensichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügelkränze (7, 8) an der Sichterdecke (3) befestigt sind.

4. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (9) in einem Randbereich der Sichterdecke (3) als eine Wölbung (12) mit einer de­ finierten Neigung ausgebildet ist und daß die Leit­ flügelkränze (7, 8) im Zentrum der Wölbung (12) der Sichterdecke (3) angeordnet sind.

5. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkeinrichtung (9) einen definierten Anström- und Umlenkwinkel aufweist.

6. Mühlensichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung (12) im Querschnitt konkav, halbkreisförmig oder als gleichschenkliges Trapez mit einer nach unten gerichteten Öffnung ausgebildet ist.

7. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Wölbung (12) etwa der halben Höhe des oberen Leitflügelkranzes (8) entspricht.

8. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügelkränze (7, 8) unabhängig vonein­ ander oder gemeinsam verstellbar sind und daß die ra­ diale oder tangentiale Verstellung einzeln oder gleich­ zeitig bei allen Leitflügeln eines Leitflügelkranzes (7, 8) durchführbar ist.

9. Mühlensichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung der Leitflügelkränze (7, 8) Stell­ hebel vorgesehen sind, welche jeweils mit einer Hohl­ achse (13) der Leitflügel des oberen Leitflügelkranzes (8) und mit einer Massivachse (14) der Leitflügel des unteren Leitflügelkranzes (7) verbunden sind, wobei die Massivachse (14) in der Hohlachse (13) geführt ist.

10. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Leitflügelkränze (7, 8) eine sich in Richtung Mahlraum (15) konisch verjüngende Zwischenwand (16) angeordnet ist, die im Bereich des Leistenrotors (10) den Sichtraum (5) begrenzt und in einer Grieße­ austragöffnung (18) im Bereich von Mahlwalzen (17) einer Wälzmühle endet.

11. Mühlensichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß von der Zwischenwand (16) und dem Sichter- (2) und Mühlengehäuse (19) ein Ringraum (26) gebildet ist, welcher sich in Richtung der aufsteigenden Fluid-Mahlgut-Strömung (4) verengt.

12. Mühlensichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentrales Fallrohr (22) zur Mahlgutaufgabe angeordnet ist, welches bis nahe zur Grießeaustrags­ öffnung (18) reicht.