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Die Erfindung betrifft einen Sichter zum Sichten von
pulverförmigem Material in Gas nach Teilchengröße und
spezifischem Gewicht. Der Oberbegriff des Patentanspruches 1 ist
gegen den Stand der Technik abgegrenzt, wie er durch die
US-A-4260478 offenbart ist.
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Fig. 3 zeigt einen derartigen Sichter gemäß dem Stand der
Technik. Er hat ein zylindrisches Gehäuse (1), das an
seinein oberen Teil mit einer Eingangsöffnung (2) für das zu
sichtende Material versehen ist, die sich in tangentialer
Richtung zur Innenwand des Gehäuses erstreckt. Ein
Material-Luft-Gemisch a wird durch die Eingangsöffnung (2) in
tangentialer Richtung in das Gehäuse (1) geleitet und
bildet im Gehäuse einen Wirbel. Infolge des Wirbels werden
durch die Zyklonwirkung grobe Teilchen abgesondert.
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Im oberen Teil des Gehäuses ist ein extern angetriebenes
Schaufelrad (3) montiert. Es dient dazu, gesichtete grobe
Partikel in Richtung Ausgangsöffnung (7) zu blasen, indem
sie mit einer Zentrifugalkraft beaufschlagt werden, wodurch
jegliche feinen Teilchen separiert werden. Somit dient es
dazu, die Sichtwirkung zu verbessern. Das so gesichtete
Material-Luft-Gemisch strömt aus dem Gehäuse durch die
Ausgangsöffnung (7) und wird in einer Sammeleinrichtung
(nicht dargestellt) wie beispielsweise einem Sackfilter,
gesammelt.
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Im unteren Teil des Gehäuses (1) ist eine Gas- (Luft)
-Eingangsöffnung (4) ausgebildet. Durch die Eingangsöffnung 4
wird Luft b in das Gehäuse 1 eingeleitet, die durch die
Windleitrippen 5 einen nach oben führenden Wirbel bildet.
Der nach aufwärts gerichtete Luftstrom b separiert feine
Teilchen von groben Teilchen und strömt zusammen mit den
separierten feinen Teilchen durch die Ausgangsöffnung 7.
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Die so gesichteten groben Teilchen c werden durch eine
Ausgabeöffnung 6, die im Boden des Gehäuses 1 ausgebildet ist,
ausgegeben.
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Das Schaufelrad 3 hat an seiner Unterseite ein umgekehrt
konisches Element 3a, eine Scheibe 3b, die mit einem
Durchgangsloch ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Schaufeln
3c, die zwischen dem konischen Element 3a und der Scheibe
3b in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.
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Bei dieser Art von Apparat besteht die Tendenz, daß das
Material-Luft-Gemisch a, ohne daß es ausreichend der
Zyklonwirkung unterzogen worden ist, das Schaufelrad 3 erreicht,
da die Eingangsöffnung 2 und das Schaufelrad 3 auf gleicher
Höhe liegen, wie dies aus der Fig. 3 zu ersehen ist. Somit
ist die Dichte des Material-Luft-Gemisches a hoch, d.h. die
Luft enthält große Mengen von groben Teilchen, wenn sie das
Schaufelrad 3 erreicht. Hieraus resultiert, daß das
Schaufelrad 3 durch die große Belastung leidet und ziemlich
stark verschleißt. Auch gilt, je höher die Dichte des
Gemisches, umso geringer ist die Genauigkeit der Sichtung und
umso leichter können grobe Teilchen durch die
Ausgangsöffnung 7 austreten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Sichter zu
schaffen, in welchem die Sichtung mittels des Schaufelrades
in einem Zustand niedriger Dichte ausgeführt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Ausgangsrohr so
angeordnet, daß es durch den oberen Bereich in das Gehäuse
vorsteht, und unter dem Ausgangsrohr ist ein extern
angetriebenes Schaufelrad konzentrisch zum Gehäuse angeordnet.
Ein Eingangsrohr zum Einleiten des Gemisches aus zu
sichtendem Material und Luft (im folgenden als Material-
Luft-Gemisch bezeichnet) in tangentialer Richtung ist auf
einer Höhe oberhalb des unteren Endes des Ausgangsrohres
angeordnet.
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Unterhalb des Schaufelrades ist eine Lufteinlaßöffnung
angeordnet, um Luft in das Gehäuse in der gleichen
Tangentialrichtung einzuleiten, wie die Tangentialrichtung, in der
das zu sichtende Material eingeleitet wird. In der Nähe der
Einlaßöffnung zum Einleiten von Luft ist ein konisches
Element vorgesehen.
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Zwischen der Innenwand des Gehäuses und dem Schaufelrad ist
in vorbestimmten Abständen zum Gehäuse und Schaufelrad ein
zylindrischer Körper vorgesehen. An seiner Oberseite hat er
einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser. Die vorstehend
genannten Abstände und der Durchmesser des Abschnittes mit
kleinem Durchmesser sind unter Berücksichtigung der
Sichtungseffizienz mit geeigneten Abmessungen gewählt. Die
vertikale Position des zylindrischen Körpers ist
einstellbar.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das
Material-Luft-Gemisch in das Gehäuse durch die Eingangsöffnung bei sich
drehendem Schaufelrad eingeleitet. Das Gemisch strömt in
tangentialer Richtung zur Innenwand des Gehäuses und geht
in einem Wirbel um das Ausgangsrohr nach unten. Grobe
Teilchen im Material werden durch den Zykloneffekt am
Abwärtswirbel abgeschieden und fliegen entlang der Innenwand des
Gehäuses nach unten und werden durch das Ausgaberohr
ausgegeben.
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Wenn das Gemisch das Schaufelrad erreicht, werden jegliche
noch verbliebenen groben Teilchen durch die Zentrifugal
kraft, die durch die Rotation des Schaufelrades erzeugt
wird, nach außen zerstreut. Gleichzeitig werden feine
Teilchen, die an den groben Teilchen anhaften, von diesen
gelöst. Das so gesichtete Gemisch, welches nur feine Teilchen
enthält, wird durch die Bodenöffnung in das Ausgangsrohr
geleitet und in die nächste Stufe geschickt.
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Da die Eingangsöffnung für das Material höher als die
Bodenöffnung des Ausgangsrohres liegt, wirbelt das nach unten
strömende Gemisch über die Länge des Ausgangsrohres herum,
bis es das Schaufelrad erreicht und kann so zuf
riedenstellend durch den Zykloneffekt gesichtet werden. Das
Schaufelrad wird nämlich in einem Zustand niedrigerer Dichte als
das Schaufelrad gemäß dem Stand der Technik gedreht.
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Da die Eingangsöffnungen für Gas im unteren Teil des
Gehäuses vorgesehen sind, können fallende grobe Teilchen auf
die gleiche Art und Weise wie beim Stand der Technik
reklassifiziert werden. Weiterhin kann durch das Vorsehen des
konischen Elementes das Gas, welches durch die
Eingangsöffnung eingeleitet wird, gleichmäßig in Wirbelbewegung
versetzt werden. Dies verbessert die Sichtungseffizienz.
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Um das Schaufelrad kann der zylindrische Körper montiert
sein, wobei sein oberes Ende im Durchmesser verringert ist,
damit der zylindrische Körper ausreichend nahe am
Außenumfang des Schaufelrades liegt. Er dient dazu, das
Schaufelrad in obere und untere Abschnitte und damit den Raum
zwischen dem Schaufelrad und der Innenwand des Gehäuses in
zwei Teile zu unterteilen. Somit vermischt sich der Strom,
welcher die feinen Teilchen trägt kaum mit dem nach unten
gerichteten Strom der groben Teilchen, weil die durch den
Zykloneffekt klassifizierten groben Teilchen dazu neigen,
in Richtung auf den Mittelpunkt des Gehäuses zu fallen,
wobei
sie durch den zylindrischen Körper blockiert sind. Der
durch den Zykloneffekt gebildete, die feinen Teilchen
tragende Strom tritt in Form einer laminaren Strömung in den
oberen Teil des Schaufelrads und wird dort gesichtet. Dann
strömt er durch das Ausgangsrohr nach außen.
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Da der nach innen gerichtete Strom der groben Teilchen
durch den zylindrischen Körper blockiert ist, werden diese
entlang des zylindrischen Körpers in Richtung auf die
Innenwand des Gehäuses geführt, wo sie durch Kontakt mit dem
Wirbelstrom von den Eingangsöffnungen klassifiziert werden.
Der die feinen Teilchen tragende Strom erreicht das
Schaufelrad und wird klassifiziert, d.h. gesichtet. Dann strömt
er durch das Ausgangsrohr nach außen.
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Durch das Auf- und Abbewegen des zylindrischen Körpers ist
das Flächenverhältnis zwischen den zwei Durchlässen, die
zum Ausgangsrohr führen, das heißt dem Durchlaß, der an dem
nicht vom zylindrischen Körper umgebenen Abschnitt des
Schaufelrades gebildet ist und dem Durchlaß, der an dem
umgebenen Abschnitt gebildet ist, einstellbar. Somit ist die
Teilchengröße der Sichtung einstellbar.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann, selbst wenn ein
hochdichtes Gemisch verwendet wird, das Schaufelrad unter
Niedrigdichte-Bedingungen gedreht werden, indem das
Ausgangsrohr im Gehäuse vorgesehen wird. Somit kann das
Material mit hoher Genauigkeit gesichtet werden, und die
Schaufeln sind gegen Verschleiß geschützt.
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Auch durch das zusätzliche Anordnen der Eingangsöffnungen
am unteren Teil des Gehäuses und des konischen Elementes
und des zylindrischen Körpers wird eine genauere Sichtung
möglich. Weiterhin kann durch Auf- und Abbewegen des
zylindrischen Körpers die Sichtgröße geändert werden.
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Weitere Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung gehen
aus der folgenden Beschreibung anhand der begleitenden
Figuren hervor. Es zeigt:
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Fig. 1 eine Ausführungsform des Sichters gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer schematischen Ansicht im Schnitt;
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Fig. 2a bis 2d jeweils eine Schnittansicht entlang der
Schnittlinien A-A, B-B, C-C und D-D in Fig. 1, und
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Fig. 3 einen Sichter gemäß dem Stand der Technik in einer
schematischen Ansicht im Schnitt.
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Wie in der Fig. 1 gezeigt, ist ein zylindrisches Gehäuse 10
an seiner Oberseite durch eine Deckplatte 10a geschlossen.
Durch den Mittelpunkt der Deckplatte 10a erstreckt sich ein
Ausgangsrohr 11 für das Ableiten von Luft, die feine
Teilchen enthält, und das in das Gehäuse 10 ragt. Am oberen
Ende des Gehäuses 10 ist eine Eingangsöffnung 12 für mit
dem zu sichtenden Material gemischte Luft vorgesehen.
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Unterhalb des Ausgangsrohres 11 ist ein Schaufelrad 13
vorgesehen, das mittels eines Lagers 14, das in der Oberseite
des Ausgangsrohres 11 vorgesehen ist, und eines Lagers 14',
das auf der Oberseite eines konischen Rohres 18 (später
beschrieben) vorgesehen ist, drehbar gelagert ist. Das
Schaufelrad wird durch einen externen Motor angetrieben.
Seine Drehgeschwindigkeit ist unter Berücksichtigung der
Sichtungseffizienz auf geeignete Weise bestimmt. Wie in den
Figuren 2b und 2c dargestellt, hat das Schaufelrad 13 eine
Vielzahl von Schaufeln 13a, die in gleichen Winkelabständen
und jeweils schräg nach innen, bezogen auf die
Drehrichtung, angeordnet sind. Wenn das Schaufelrad 13 dreht,
werden die Teilchen die Schaufeln 13a berühren und durch die
abgeschrägten Flächen der Schaufeln schräg nach außen
angetrieben. Sie werden im wesentlichen durch die
Zentrifugalkraft klassifiziert.
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Ein zylindrischer Körper 15 ist so vorgesehen, daß er
teilweise das Schaufelrad 13 umgibt, und ist in seiner Position
zum Gehäuse 10 durch drei Schraubbolzen 16 festgelegt, die
in gleichen Winkelabständen zueinander angeordnet sind.
Durch Drehen ihrer Muttern 17 können die Schraubbolzen 16
zusammen mit dem zylindrischen Körper 15 auf und abbewegt
werden.
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Unterhalb des Schaufelrades 13 sind konische Rohre 18 und
23 vorgesehen, die jeweils durch Arme 19 und Rippen 21
(später beschrieben) gehalten. Das Gehäuse 10 hat an seinem
unteren Teil zwei Lufteingangsöffnungen 20. Wie in der Fig.
2d dargestellt, sind diese an einander diametral
gegenüberliegenden Positionen vorgesehen und erstrecken sich mit
Bezug auf die Innenwand des Gehäuses 10 in einer
Tangentialrichtung. Da die Luft b durch die Eingangsöffnungen 20
tangential in das Gehäuse 10 eingeleitet wird, wird im Gehäuse
ein Wirbel gebildet. Wie in der Fig. 2d dargestellt, sind
die Wirbelrippen 21 im Gehäuse 10 den Eingangsöffnungen 20
zugewandt angeordnet. Die Rippen 21 und das konische Rohr
23 tragen zu einer gleichmäßigen Ausbildung des Wirbels
bei.
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Das Gehäuse 10 hat einen umgekehrt konischen Bodenteil und
ist an seinem unteren Ende mit einer Ausgabeöffnung 22 zum
Ausgeben der groben Teilchen versehen. Mit der
Ausgabeöffnung 22 ist ein Ausgaberohr (nicht dargestellt) verbunden.
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Im Betrieb strömt das Gemisch in tangentialer Richtung zur
Innenwand des Gehäuses 10 und bewegt sich nach unten, um
das Ausgangsrohr 11 herum in einem nach unten führenden
Wirbel, wenn das Material-Luft-Gemisch a durch die
Eingangsöffnung 12 bei drehendem Schaufelrad 13 in das Gehäuse
eingeleitet wird. Grobe Teilchen c aus dem Material-Luft-
Gemisch a werden durch den Zykloneffekt infolge des nach
unten führenden Wirbels klassifiziert und sinken entlang
der Innenwand des Gehäuses 10, geführt durch den
zylindrischen Körper 15, nach unten.
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Während das Material-Luft-Gemisch a entlang dem
Ausgangsrohr 11 nach unten strömt, wird es bis zum Erreichen des
Schaufelrades 13 einem ausreichenden Zykloneffekt
unterzogen, worauf alle verbleibenden groben Teilchen c durch die
Zentrifugalkraft infolge der Rotation des Schaufelrades 13
nach außen gestreut werden. Gleichzeitig werden feine
Teilchen, die an den groben Teilchen anhaften, von diesen
getrennt. Das so reklassifizierte Material-Luft-Gemisch a,
das nur feine Teilchen enthält, strömt durch die untere
Öffnung nach oben in das Ausgangsrohr 11 und wird dem
nächsten Schritt, wie beispielsweise einem Sackfilter,
zugeführt.
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Auf der anderen Seite strömen die klassifizierten groben
Teilchen c geführt durch den zylindrischen Körper 15 und
das konische Rohr 23, nach unten. Auf ihrem Weg nach unten
werden anhaftende feine Teilchen durch den Zykloneffekt
infolge des Wirbels der in das Gehäuse 10 durch die
Eingangsöffnungen 20 strömenden Luft, getrennt. Der Wirbel, welcher
die feinen Teilchen prägt, erreicht das Schaufelrad 13 und
wird dort klassifiziert. Dann strömt er aus dem Gehäuse 10
durch das Ausgangsrohr 11.
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Der Grad der Sichtung wird durch Ändern der Höhe des
zylindrischen Körpers 15 und damit des Bereiches des
Schaufelrades 13, der von dem Körper 15 umgeben ist, eingestellt.
Wenn der Körper 15 nämlich angehoben ist, wird der Bereich
des Schaufelrades 13, der nicht vom zylindrischen Körper 15
umgeben ist, verringert, und damit wird der Querschnitt des
Durchlasses, durch welchen das Material-Luft-Gemisch a in
das Ausgangsrohr 11 strömen kann, verengt. Dadurch wird die
Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches a erhöht. Somit
neigen die groben Teilchen dazu, vom Gemisch a mitgeführt zu
werden. Wenn der Körper 15 abgesenkt wird, wird der
Querschnitt des Durchlasses für das Gemisch vergrößert, wodurch
die Strömungsgeschwindigkeit verringert wird. Dadurch wird
die Tendenz verringert, grobe Teilchen mitzuführen, wodurch
die Sichtgröße verringert wird.
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Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch die
Lufteingangsöffnungen 20 muß in Übereinstimmung mit dem Bereich
des Schaufelrades 13, der vom zylindrischen Körper 15
umgeben ist, das heißt dem Bereich des Durchlasses, der in das
Ausgangsrohr 11 führt, geändert werden. Die
Strömungsgeschwindigkeit der Luft muß so eingestellt werden, daß die
Sichtgröße am unteren Teil des Schaufelrades 13, der vom
Körper 15 umgeben ist, gleich der Sichtgröße an ihrem
oberen, nicht vom Körper 15 abgedeckten Teil, ist.
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Somit kann die Sichtgröße durch Einstellen der Höhe des
zylindrischen Körpers 15, der Strömungsgeschwindigkeit der
Luft durch die Lufteingangsöffnungen 20 und der
Umdrehungsgeschwindigkeit des Schaufelrades 13 eingestellt werden.
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Bei der Ausführungsform wird die Sichtung unter Verwendung
von Luft durchgeführt. Es kann jedoch stattdessen irgendein
anderes Gas oder eine Flüssigkeit, wie beispielsweise
Wasser, verwendet werden.