DE4429473C2 - Windsichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windsichter mit einer Einrichtung zur Zuführung von Sichtgut, gegebenenfalls gemeinsam mit Sichtluft, zu einem rotationssymmetrischen Sichtraum, der einen zentral angeordneten Luftabströmraum umschließt, sowie mit einem Grobkornabzug, wobei im Luftabströmraum den Strömungsverlauf beeinflussende Einrichtungen vorgesehen sind.

Die Einrichtung zur Zuführung von Sichtluft in den Sichtraum besteht meist aus einem spiralförmigen Gehäuse mit Einlaufschaufeln, welche den Luftstrom tangential dem Sichtraum zuführen, wodurch eine Rotationsströmung im Sichtraum entsteht. Somit wird der vorwiegend ringzylindrische Sichtraum mit überlagerter Drehung radial durchflutet.

Die Drehströmung wird bei Feinstsichtern vielfach mit einem Sichtrad verstärkt, um die Fliehkraftwirkung zu erhöhen. Mit der Drehströmung entsteht eine Wirbelströmung, welche ein hohes Druckgefälle aufbaut. Der Sichtraum ist innen durch den zentralen Abströmraum begrenzt, in welchem in Achsnähe die Wirbelströmung die größte Wirbelgeschwindigkeit entwickelt, wodurch der hohe Gegendruck aufgebaut wird.

Aus diesem Grunde wird ein starkes Saugzuggebläse benötigt, das die Sichtluft in den Abströmraum zieht, um die Sichtraumdurchflutung herzustellen. Ohne dieses Saugzuggebläse würde das Sichtrad selbst wie ein Gebläse vom Abströmrohr Luft ansaugen und den Sichtraum gegensätzlich durchfluten, womit die Einrichtung unbrauchbar wäre. Die Wirbelströmung im Zentrum des Abströmraumes ist wegen des instabilen Verhaltens sehr störend, weil er eine gleichmäßig stabile Sichtraumströmung verhindert, was wiederum sich nachteilig für die Sichtung auswirkt.

Nach dem Stand der Technik werden, um das unstetige und ungleichmäßige Strömungsverhalten abzumindern, durchlöcherte oder geschlitzte Flächen - vorwiegend Zylinderflächen - zwischen Sichtraum und Abströmraum angebracht oder konzentrische Rohre eingebaut. Diese vorwiegend zylindrische Abschirmflächen können sich auch mit dem Sichtrad mitdrehen, wobei sie sich in der Wirkung kaum unterscheiden. Als Stand der Technik dieser Art sind bekanntgeworden:
EP-0 552 837 A1: Sichtrad mit einem unterschiedlich durchlöcherten, mitdrehenden Rohr zwischen Sichtraum und Abströmraum.
DE-OS 15 07 706, DE-PS 5 51 764 u. DE-PS 6 81 507: feststehendes geschlitztes Rohr zwischen Sicht- und Abströmraum.
DE 25 56 382 A1: feststehendes durchlöchertes zylindrisches Rohr bzw. Rohrkörper mit aneinandergereihten konischen Rohren, welche zwischen den konischen Flächen Ringkanäle mit Umlenkblechen als Abschirmeinrichtung zwischen Sicht- und Abströmraum vorsehen.
DE 35 21 638 C2: stillstehende Hohl-Zylinder, die lediglich mit ihrer stirnseitigen Öffnung in den Sichtraum hineinragen.

All diese bisher bekanntgewordenen Einrichtungen haben gemeinsam, daß durch die rohrförmige Fläche zwischen Sichtraum und Abströmraum durch die geringen Schlitz- bzw. Ringlöcher ein Strömungswiderstand aufgebaut wird und damit der Energieverlust sich drastisch erhöht. Die Abschirmung der Turbulenz und des instabilen Strömungsverhaltens wird durch enorme Erhöhung der Druckverluste erkauft, anderenfalls sie ihre Wirkung nicht erreichen.

Stellvertretend für den Stand der Technik sollen im folgenden die Umlenkeinrichtungs-Vorschläge der DE 25 56 382 A1 näher behandelt werden.

In besagter Druckschrift wird mit den durchlöcherten Rohren zwischen Sichtraum und Abströmraum die freie Strömungsfläche auf etwa 10% oder weniger reduziert, wodurch sich eine extrem drosselnde Beeinflussung des Sichtluftstromes ergibt und somit hohe Strömungsverluste entstehen. Die DE 25 56 382 A1 schlägt weiters zwei konzentrische Rohre vor, wobei eines sich mit dem Sichtrad mitdreht. Durch Schlitze in beiden Rohren werden ähnlich durchlöcherten Rohren freie Lochquerschnitte freigegeben, durch welche die Sichtluft abströmt. Auch diese Lösung beschränkt die freien Abströmquerschnitte auf einen Bruchteil der Sichtraddurchtrittsfläche, wodurch ebenso eine extrem drosselnde Beeinflussung des Sichtluftstromes bewirkt wird, was wiederum extrem hohe Druckverluste zur Folge hat.

Weiters wird in der DE 25 56 382 A1 ein Rohrkörper mit aneinandergereihten konischen Rohren, welche zwischen sich mit Umlenkblechen versehene, axiale Ringkanäle ausbilden, als Abschirmeinrichtung vorgeschlagen. Die Ringschlitze wirken ebenso drosselnd auf den Sichtluftstrom, was ebenso eine extreme Erhöhung der Druckverluste zur Folge hat, selbst wenn die Umlenkschaufeln dies etwas abmindern.

Als weitere Ausführungsform der Abschirmeinrichtung wird ein Rohr mit axial verlaufendem Schlitz vorgeschlagen. Nachdem die Sichtluft durch diesen Schlitz getreten ist, wird sie in Schraubkanälen abgeleitet. Auch hier wird die freie Abströmfläche aus dem Sichtrad durch den axial verlaufenden Schlitz auf einen Bruchteil reduziert, wodurch die drosselnde Wirkung mit den hohen Druckverlusten entsteht.

Insgesamt haben alle Vorschläge der DE 25 56 382 A1 zum Ziel, wie auf ihren Seiten 7 und 8 beschrieben, die einzelnen Saugöffnungen so auszubilden, daß ihr Widerstand wesentlich höher ist als der Staudruck im Saugrohr.

Ein etwas anders ausgestalteter Windsichter wurde z. B. durch die DE 35 21 638 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Lösung erfolgt die Zufuhr des zu sichtenden Gutes über ein vertikales Rohr von oben her auf einen Streuteller, der mit einem Sichterrad mit entlang dessen Umfan­ ges verteilt angeordneten Schaufeln verbunden ist, wobei die Luft mit den feinen Partikeln des Gutes über ein zentrales nach unten führendes Rohr abgezogen wird.

Dabei ist das Rohr ähnlich einem Teleskop ausgebildet, wobei die einzelnen Teile des Rohres über voneinander in Umfangsrichtung distanzierte Arme gehalten sind, so daß die Luft samt dem Feinkorn in unterschiedlichen Höhen in das nach unten führende Rohr eintreten kann.

Bei dieser Lösung muß die durch die Schaufeln des sich drehenden Sichterrades verwirbelte Luft in das vertikale Rohr umgelenkt werden, wo­ durch sich ein hoher Strömungswiderstand ergibt. Dies führt zu einem entsprechend hohen Energiebedarf. Außerdem verschiebt sich bei solchen bekannten Sichtern die erzielbare fein­ ste Trenngrenze in den gröberen Bereich, da eben durch die Verwirbelungen gröberes Mate­ rial in den Luftauslaß mitgerissen wird. Dieser Effekt tritt auch ein, wenn zur Verminderung der Strömungsverluste der Sichtraumdurchmesser vergrößert wird.

Die Ausbildung der bekannten Sichter erfolgt daher allgemein in der Weise, daß die axiale Erstreckung des Sichtraumes gerade so groß gewählt wird, daß die Sichtung betreffend ge­ schilderten Effekte gerade noch tragbar sind. Aus diesem Grund weisen die meisten Wind­ sichter einen flachzylindrischen Sichtraum auf, dessen axiale Erstreckung erheblich kleiner als sein Durchmesser ist.

Ziel der Erfindung ist es, einen Windsichter der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem die Luft samt dem Feinkorn mit geringen Strömungs­ widerständen abgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Windsichter der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Die Leitschaufeln werden so angeordnet, daß die radiale Ausrichtung der Leitschaufeln der Anströmrichtung der Sichtluft entspricht. Damit strömt die Sichtluft stoßfrei in die am äußeren Umfang des Abströmraumes angeordneten Leitschaufeln. Die Schaufeln sind in Strömungsrichtung so gekrümmt, daß die Umfangskornponente sukzessive abgemindert wird, wodurch keine Wirbelströmung mehr entstehen kann und die radiale Sichtluftströmung infolgedessen weitgehend ungestört in die axiale Abströmeinrichtung übergehen kann.

So ist durch die im Bereich der radialen äußeren Begrenzung des Luftabströmraumes vorgesehenen, dem Luftauslaß unmittelbar vorgeordneten, Leitschaufeln sichergestellt, daß die Luft im Bereich der Leitschaufeln weitgehend ungestört in eine axiale Richtung übergeht, da im Zentrum des Luftabströmraumes ausreichender Strömungsraum vorliegt. Dabei ergibt sich eine weitgehend gleichmäßige Strömung insbesondere in dem der erfindungsgemäßen Leiteinrichtung vorgelagertem Sichtraum. Innerhalb des Leitschaufelstators wird die in Umfangsrichtung verlaufende Strömung abgemindert, wodurch eine Wirbelströmung unmöglich wird. Dadurch sinken die beim Eintreten der Luft samt Feinkorn in den Luftabströmraum auftretenden Strömungswiderstände.

Dabei ergibt sich durch die Verminderung der Strömungswiderstände eine Erhöhung des Sichterdurchsatzes bei gegenüber den bekannten Lösungen gleichem Energieeinsatz. Außer­ dem ergibt sich durch die vorgeschlagenen Maßnahmen eine Verbesserung der Trennleistung.

In der Fachliteratur wird eine derartige Schaufelanordnung an einem in sich geschlossenen Kreis als Leitrad oder Leitstator bezeichnet. Daraus wird leicht verständlich, daß die strömungstechnische Wirkung im Vergleich zu gelochten oder geschlitzten Rohren zwischen Sichtraum und Abströmraum sich absolut unvergleichbar verhält, womit der besondere Stellenwert der Erfindung besonders deutlich wird.

Dabei können die Leitschaufeln feststehend oder auch verstellbar gehalten sein.

Dadurch, daß die Leitschaufeln in Weiterbildung der Erfindung in einem Winkel zur auf den Sichtraum bezogenen radialen Richtung angeordnet sind, wobei vorzugsweise alle Leitschau­ feln den gleichen Winkel zur radialen Richtung aufweisen, wird erreicht, daß die Luft samt Feinkorn unter Verminderung der Drallbewegung in den Luftabströmraum einströmt. Da­ durch ergeben sich entsprechend geringe Strömungsverluste.

Dadurch, daß die Leitschaufeln im Querschnitt gesehen, eine Krümmung aufweisen können, ergibt sich eine Verminderung der Strömungswiderstände im Bereich der Leitschaufeln und dadurch eine weitere Erhöhung des Sichterdurchsatzes bzw. Absenkung der Druckverluste gegenüber der wirbelbehafteten Abströmung.

Dadurch, daß gemäß wieder einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Leitschau­ feln an der Innenseite des Luftauslasses gehalten sind, ergibt sich der Vorteil einer einfachen konstruktiven Lösung.

Bei einem erfindungsgemäßen Windsichter mit einem Sichterrad, das mit an seinem Umfang in regelmäßigen Abständen verteilt angeordneten Schaufeln versehen ist, ergibt sich dadurch, daß das Sichterrad (20) den Luftabströmraum (200) und somit die in diesen angeordneten Leitschaufeln (30) umschließt, wobei die Höhe der Leitschaufeln (30) etwa der Höhe des Sichterrades (20) entspricht.

Eine besonders weitgehende Verminderung der Strömungswiderstände beim Eintritt in den Luftauslaß.

Dadurch, daß außerhalb der Leitschaufeln und/oder Sichterrades bzw. Sichtraumes weitere feststehende Leitflächen angeordnet sind, ergeben sich besonders günstige Verhältnisse hin­ sichtlich der tangentialen Gleichrichtung der Strömung.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Radialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Windsichter,

Fig. 2a einen Axialschnitt durch den Windsichter nach der Fig. 1 mit nach unten gerichtetem Luftauslaß,

Fig. 2b einen Axialschnitt durch den Windsichter nach der Fig. 1 mit nach oben gerichtetem Luftaulaß,

Fig. 3 einen Radialschnitt durch weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wind­ sichters und

Fig. 4 einen Axialschnitt durch weitere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Windsichters,

Fig. 5 und 6 Axialschnitte durch weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Wind­ sichter und

Fig. 7 ein Detail eines Streutellers, wobei in den Zeichnungen übereinstimmende Bauteile je­ weils mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Windsichters nach den Fig. 1 und 2, ist ein spiralförmiger Sichtlufteinlaß 10 vorgesehen, der ein Sichterrad 20 umgibt, das mit über dessen Umfang verteilt angeordneten Schaufeln 22 versehen ist, die sich im wesentlichen in axialer Richtung erstrecken. Dabei ist das Sichterrad 20 mit einem Streuteller 21 verbunden, der auch mit dem Sichterrad 20 einstückig ausgebildet sein kann.

Der mit einem Pfeil angedeutete Antrieb des Sichterrades 20 und des Streutellers 21 erfolgt über die Welle 23.

Der von den rotierenden Schaufeln 22 überstrichene Raum entspricht etwa dem rotations­ symmetrischen Sichtraum 100, der einen Luftabströmraum 200 umschließt, der in einen Luft­ auslaß 40 mündet. Im Luftabströmraum 200 sind längs seiner radialen äußeren, d. h. dem Sichtraum 100 zugewandten, Begrenzung in den Luftabströmraum 200 hineinreichende Leit­ schaufeln 30 angeordnet. Diese sind, wie z. B. Fig. 1 zeigt, in gleichmäßigen gegenseitigen Winkelabständen angeordnet. Diese Leitschaufeln 30 reichen etwa über die axiale Erstrec­ kung des Sichtraumes 100.

Die Leitschaufeln 30 weisen einen gekrümmt verlaufenden Querschnitt auf und schließen mit der auf den Sichtraum 100 bezogenen radialen Richtung einen Winkel ein, wobei vorzugs­ weise alle Leitschaufeln 30 den gleichen Winkel einschließen. Dabei sind die Schaufeln 30 an der Innenseite des Luftauslasses 40 befestigt und erstrecken sich im wesentlichen in axialer Richtung des Sichtraumes 100 bzw. Luftabströmraumes 200. Die vorgeschlagene Leitein­ richtung 30 in dem zentralen Luftabströmraum 200 wird gegebenenfalls so gestaltet, daß die freien Eintrittsspaltflächen 110 auf einer Sichtraumhöhe gleich dem Auslaßdurchmesser etwa der Fläche des zentralen Luftauslasses 40 entsprechen.

Um ein Ausschleudern des Grobgutes aus dem Sichtraum zu verhindern, können ringförmige, konisch verlaufende Flächen 90 vorgesehen sein.

Unterhalb des Sichterrades 20 ist ein im wesentlichen trichterförmiger Grobkornaustrag 60 angeordnet, über den Grobkorn abgezogen werden kann.

Zur Aufgabe des zu sichtenden Gutes sind an der Oberseite eines den Streuteller 21 und das Sichterrad 20 umgebenden Gehäuses 80, das auch den Lufteinlaß 10 umschließt, Aufgabe­ trichter 50 angeordnet, über die das zu sichtende Gut auf den Streuteller 21 rieselt und von diesem in einen drehenden Gutschleier gegen die radial nach innen strömende Sichtluft bzw. äußere Leiteinrichtung 70 schleudert und nach unten fällt. Dabei wird der Gutschleier durch die über den Lufteinlaß tangential in den Bereich des Sichterrades 20 einströmende Luft ge­ gen das Sichterrad 20 gedrückt, wobei die gröberen Körner wegen der höheren Fliehkraft im radial äußeren Bereich des Sichterrades 20 nach unten in den Grobkornaustrag 60 fallen.

Die Luft, die über den Luftauslaß 40 abgesaugt wird, gelangt samt den feineren Partikeln des zu sichtenden Gutes zwischen Schaufeln 22 des sich drehenden Sichterrades 20 hindurch in den Bereich der Leitschaufeln 30, zwischen denen sich die Strömungsrichtung der radial zu­ strömenden Luft in eine axiale Strömungsrichtung ändert, wobei durch die Leitschaufeln 30 Wirbelbildungen, die zu einer Erhöhnung des Strömungswiderstandes führen würden, weit­ gehend unterdrückt werden.

In der linken Hälfte der Fig. 3 und 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der radial au­ ßerhalb des Sichterrades 20 weitere Leitflächen 70 angeordnet sind, die die zum Sichterrad strömende Luft entsprechend richten und zur Vermeidung unterschiedlicher Anströmung des Sichtraumes 100 beitragen.

In der oberen rechten Hälfte der Fig. 3 ist ein erfindungsgemäßer Windsichter mit Sichterrad und in der unteren rechten Hälfte der Fig. 3 ein solcher ohne Sichterrad dargestellt. Auch bei diesen Ausführungsformen können den Lufteinlaß 10 begrenzende ortsfeste Leitflächen 70 vorgesehen sein, die sich im wesentlichen über die gesamte Höhe des Gehäuses erstrecken. Dabei richten die Leitflächen 70 den zum Luftauslaß 40 strömenden Luftstrom, der auch feine Partikel des zu sichtenden Gutes trägt zu den Leitschaufeln 30.

Aus Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Luftabströmraum 200 auch von unten her in das Gehäuse 80 eingeführt sein kann. Dabei durchsetzt der Luftabströmraum 200 den trichterförmigen Grobkornaustrag 60.

Dabei ist in der linken Hälfte der Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit einem Sichterrad 20 und einer äußeren Leiteinrichtung 70 dargestellt, wogegen in der rechten Hälfte der Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel ohne Sichterrad 20 und ohne äußere Leiteinrichtung 70 dargestellt ist.

Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem auf einen spiralförmigen Lufteinlaß ver­ zichtet worden ist und ein ringförmiger Lufteinlaß 10' vorgesehen ist. Dabei umgibt der Luft­ einlaß 10' den Grobkornaustrag 60. In der rechten Hälfte der Fig. 5 ist eine Ausführungsform ohne äußere Leitflächen 70 dargestellt. Diese Ausführungsform kann für einfache Anwen­ dungsfälle noch dadurch vereinfacht werden, daß auch das Sichterrad 20 entfällt. Erfolgt die Gutaufgabe bereits mit der Sichtluft, wie dies z. B. bei Mahlanlagen der Fall ist, kann auch der Streuteller 21 entfallen. Dies stellt das einfachste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Windsichters dar.

Mit 31 ist eine Abdeckscheibe bezeichnet, durch welche die Leitschaufeln 30 miteinander verbunden sind.

Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei Luftabströmräumen 40, die nach oben und unten die Luft samt den feinen Partikeln des Sichtgutes abführen. Dabei sind in beiden Luft­ abströmräumen Leitschaufeln 30 angeordnet. Die Gutzufuhr erfolgt dabei von oben über die Aufgabetrichter 50.

Fig. 7 zeigt den Streuteller 21 mit Rippen 25, zwischen welchen das Sichtgut nach außen ge­ schleudert wird. In Weiterbildung der Erfindung ist am Umfang des Streutellers 21 ein schräg nach unten ausgestellter Ring 24 vorgesehen, welcher bewirkt, daß die radiale Geschwindig­ keit beim Austritt aus dem Streuteller 21 herabgesetzt wird und somit ein sich drehender, vertikaler Gutschleier erzeugt werden kann.

Claims (10)

1. Windsichter mit einer Einrichtung (50) zur Zuführung von Sichtgut, gegebenenfalls ge­ meinsam mit Sichtluft, zu einem rotationssymmetrischen Sichtraum (100), der einen zentral angeordneten Luftabströmraum (200) umschließt, sowie mit einem Grobkornabzug (60), wobei im Luftabströmraum (200) den Strömungsverlauf beeinflussende Einrichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die, den Strömungsverlauf beeinflussenden Einrichtungen durch einen im Abströmraum (200) angeordneten Leitschaufelstator gebildet sind, wobei der Leitschaufelstator aus Leitschaufeln (30) gebildet ist, welche Leitschaufeln (30) in gleichmäßigen gegenseitigen Winkelabständen längs der radialen äußeren Begrenzung des Luftabströmraumes (200) angeordnet sind, etwa über die axiale Erstreckung des Sichtraumes (100) reichen und in Radialrichtung gekrümmt sind.

2. Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (30) in einem Winkel zur auf den Sichtraum (100) bezogenen radialen Richtung angeordnet sind, wobei vorzugsweise alle Leitschaufeln (30) den gleichen Winkel zur radialen Richtung aufweisen.

3. Windsichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschau­ feln (30), im Querschnitt gesehen, eine Krümmung aufweisen.

4. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (30) an der Innenseite des Luftauslasses (40) gehalten sind.

5. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Sichterrad, das mit an seinem Umfang in regelmäßigen Abständen verteilt angeordneten Schaufeln versehen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sichterrad (20) den Luftabströmraum (200) und somit die in diesen angeordneten Leitschaufeln (30) umschließt, wobei die Höhe der Leit­ schaufeln (30) etwa der Höhe des Sichterrades (20) entspricht.

6. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß außer­ halb der Leitschaufeln (30) und/oder des Sichterrades (20) bzw. Sichtraumes (100) feststehende Leitflächen (70) angeordnet sind.

7. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (30) an ihrem dem Luftauslaß (40) abgewandten Ende durch eine Ab­ deckscheibe (31) miteinander verbunden sind.

8. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß außer­ halb der Leitschaufeln (30) ein spiralförmig verlaufender Sichtlufteinlaß (10) angeord­ net ist.

9. Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ober­ halb des Sichtraumes (100) ein mit einem Antrieb verbundener Streuteller (21) ange­ ordnet ist.

10. Windsichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Streu­ tellers (21) ein schräg nach unten ausgestellter Ring (24) ausgebildet ist.