DE8507300U1

DE8507300U1 - Wind sifter with wear-free sifting wheel

Info

Publication number: DE8507300U1
Application number: DE19858507300
Authority: DE
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Alpine AG
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1992-03-26

Description

Windsichter mit verschleißfreiem SichtradWind sifter with wear-free sifting wheel

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windsichter mit einem entgegen seiner Schleuderrichtung von der Sichtluft von außen nach innen durchströmten rotierenden Sichtrad mit kranzförmig angeordneten, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Schaufeln, deren Enden in Ausnehmungen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe einerseits und einer ringförmigen Deckscheibe andererseits eingesetzt sind. Ein solcher Sichter besitzt in der Regel ein vertikalachsiges Gehäuse, das aus einem zylindrischen Oberteil mit dem darin angeordneten, vertikal- oder horizontal achsigen Sichtrad und einem trichterförmigen Unterteil besteht.The invention relates to an air classifier with a rotating classifier wheel through which the classifying air flows from the outside to the inside in the opposite direction of its spin, with blades arranged in a ring that run parallel to the axis of rotation, the ends of which are inserted into recesses in a circular disk that supports the classifier wheel hub on the one hand and an annular cover disk on the other. Such a classifier usually has a vertical-axis housing that consists of a cylindrical upper part with the vertical or horizontal-axis classifier wheel arranged therein and a funnel-shaped lower part.

Das Sichtgut kann zusammen mit der Sichtluft in den Sichter eingetragen werden, wie z. B. bei dem Sichter nach GB-PS 927 876, oder Sichtgut und Sichtluft werden getrennt in den Sichter eingeführt, wie es z. B. die DE-PS 17 57 582 zeigt. Das Grobgut wird dabei jeweils durch die untere öffnung des Gehäuse-Unterteils abgeführt und das Feingut wird zusammen mit der Sichtluft aus dem Sichtrad durch einen nach oben aus dem Sichter austretenden Auslaßstutzen abgezogen.The material to be sifted can be fed into the sifter together with the sifting air, as in the case of the sifter according to GB-PS 927 876, or the material to be sifted and the air to be sifted can be fed into the sifter separately, as shown in DE-PS 17 57 582. The coarse material is discharged through the lower opening of the lower part of the housing and the fine material is removed from the sifting wheel together with the air through an outlet nozzle that exits upwards from the sifter.

Mit diesen kompakt zu bauenden, einfach zu betreibenden Windsichtern können selbst bei sichtschwierigem Gut trennscharfe Sichtungen bei spritzkornfreiem Feingut bis in den Feinstkornbereich unter 10 pm 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.With these compact, easy-to-operate air classifiers, it is possible to achieve precise classifications of fine material free of spatter grains down to the finest grain size of less than 10 pm, even with difficult-to-classify material. However, since the achievable separation limit depends essentially on the peripheral speed of the classifying wheel, the speed of the classifying wheel must be higher the smaller the desired separation limit is.

Mit der Erhöhung der Sichtraddrehzahl nimmt aber auch der Verschleiß an den Bauteilen des Sichtrades und damit die Verunreinigung der Fertigprodukte durch den dabei entstehenden Abrieb rasch zu. Bezüglich der Durchsatzmenge des Produkts sind diese Verunreinigungen relativ klein, so daß sie im allgemeinen toleriert werden können.However, as the speed of the classifying wheel increases, the wear on the components of the classifying wheel and thus the contamination of the finished products by the resulting abrasion also increases rapidly. In relation to the throughput of the product, these contaminations are relatively small, so that they can generally be tolerated.

Anders ist es jedoch, wenn hochreine oder stark schleißende Stoffe verarbeitet werden sollen. Im ersten Fall, bei dem es sich z. B. um Leuchtstoffe, keramische Massen, Zahnersatzmassen u. ä. handeln kann, machen selbst geringste Verunreinigungen das Produkt unbrauchbar. Im zweiten Fall, also bei Stoffen mit einerHowever, it is different when high-purity or highly abrasive materials are to be processed. In the first case, which can be e.g. luminescent materials, ceramic materials, dental prosthetic materials, etc., even the slightest contamination makes the product unusable. In the second case, i.e. materials with a

Härte ab etwa 4 Mohs, tritt an den schnell bewegten Bauteilen des Sichtrades, vor allem an den Sichtradschaufeln sehr starker Verschleiß auf, so daß ein wirtschaftlicher Betrieb des Sichters nicht mehr möglich ist.
10If the hardness is about 4 Mohs or higher, the rapidly moving components of the classifying wheel, especially the classifying wheel blades, suffer from severe wear, so that economical operation of the classifier is no longer possible.
10

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Windsichter der vorausgesetzten Art so zu verbessern, daß eine verschleißfreie Sichtung möglich wird und somit auch hochreine und/oder stark schleißende Stoffe verarbeitet werden können. 15The invention is therefore based on the task of improving an air classifier of the type described so that wear-free classifying is possible and thus even highly pure and/or highly abrasive materials can be processed. 15

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aus einem verschleißfesten keramischen Werkstoff hergestellte Schaufeln im Sichtrad verwendet werden.This task is solved by using blades made of a wear-resistant ceramic material in the classifying wheel.

Zwar ist es bekannt, verschleißgefährdete Oberflächen mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff zu beschichten, wie z. B. bei Spiralstrahlmühlen, jedoch dürfen die beschichteten Teile vor allem wegen der unterschiedlichen Elastizitätsmoduln von Trägerund Beschichtungsmaterial nicht mit Zug- oder Biegespannungen beaufschlagt werden, da sonst Rißbildung mit Abplatzen der Schleißschicht die Folge wäre. Mit Keramik beschichtetes Material eignet sich deshalb nicht zur Verwendung als Sichtradschaufel.Although it is known to coat surfaces at risk of wear with a wear-resistant ceramic material, as is the case with spiral jet mills, the coated parts must not be subjected to tensile or bending stresses, primarily due to the different elastic moduli of the carrier and coating materials, as this would result in cracks and the wear layer flaking off. Material coated with ceramic is therefore not suitable for use as a classifying wheel blade.

Dagegen hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ganz aus einem verschleißfesten keramischen Werkstoff hergestellte Schaufeln sich für den Einsatz im Sichtrad eignen. Der bevorzugte Werkstoff ist Sinterkorund, jedoch eignen sich auch andere keramische Werkstoffe, wie z. B. Zirkonoxid. Mit einer Mohs-Härte von über 9 besitzt Sinterkorund eine hervorragende Verschleißfestigkeit bei guten mechanischen Festigkeitseigenschaften und verhältnismäßigOn the other hand, it has surprisingly been found that blades made entirely from a wear-resistant ceramic material are suitable for use in the classifying wheel. The preferred material is sintered corundum, but other ceramic materials such as zirconium oxide are also suitable. With a Mohs hardness of over 9, sintered corundum has excellent wear resistance with good mechanical strength properties and relatively

einfacher Herstellbarkeit.easy to manufacture.

Um die mit ihren Enden in Kreisscheibe bzw. Deckscheibe eingesetzten Schaufeln ohne Einspannkräfte, aber trotzdem sicher gegen die tragenden Scheiben abstützen und in ihrer gegenseitigen Lage fixieren zu können, ist es von Vorteil, die Schaufelenden in Einsätzen aus einem gummielastischem Material zu lagern, wobei hierfür vor allem ein verschleißfestes Polyurethan in Frage kommt. Diese Einsätze können im einfachsten Fall als Ringe mit von ihrem äußeren Umfang radial eingeschnittenen Schlitzen für die Sichtradschaufeln ausgebildet sein.In order to be able to support the blades, which are inserted with their ends in the circular disk or cover disk, against the supporting disks without clamping forces, but still securely and to fix them in their mutual position, it is advantageous to mount the blade ends in inserts made of a rubber-elastic material, whereby a wear-resistant polyurethane is particularly suitable for this. In the simplest case, these inserts can be designed as rings with slots cut radially from their outer circumference for the classifying wheel blades.

Die mit dem Sichtgut in Berührung kommenden Oberflächen von Kreisscheibe, Deckscheibe und Distanzbolzen, die dynamisch weniger beansprucht sind als die Sichtradschaufeln, können in bekannter Weise mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff beschichtet sein, um auch hier den Abrieb auf ein Minimum zu verringern. Als zusätzliche Maßnahme zur Reduzierung von Verschleiß bzw. Abrieb am Sichtrad kann der Durchmesser der Öffnung in der Deckscheibe für den Durchtritt von Sichtluft und Feingut mit etwa 40 Prozent des Sichtrad-Außendurchmessers ausgeführt werden, d. h. diese Öffnung wird gegenüber der der Normalausführung mit etwa 60 Prozent des Sichtrad-Außendurchmessers erheblich reduziert. Da in dem Ringraum von der Innenkante der Sichtradschaufeln bis zum öffnungsdurchmesser der Deckscheibe die Gesetze einer Wirbel Senkenströmung gelten, ist für die Trenngrenze des Sichtrades im wesentlichen die Umfangsgeschwindigkeit der Sichtströmung am Öffnungsdurchmesser maßgebend. Mit einer Verkleinerung des Öffnungsdurchmessers ist dementsprechend eine Erniedrigung der Trenngrenze verbunden, daThe surfaces of the circular disk, cover disk and spacer bolts that come into contact with the material being screened and are subject to less dynamic stress than the classifying wheel blades can be coated in a known manner with a wear-resistant ceramic material in order to reduce abrasion to a minimum here too. As an additional measure to reduce wear and abrasion on the classifying wheel, the diameter of the opening in the cover disk for the passage of classifying air and fine material can be designed to be around 40 percent of the classifying wheel outer diameter, i.e. this opening is significantly reduced compared to the standard design with around 60 percent of the classifying wheel outer diameter. Since the laws of a vortex sink flow apply in the annular space from the inner edge of the classifying wheel blades to the opening diameter of the cover disk, the peripheral speed of the classifying flow at the opening diameter is essentially decisive for the separation limit of the classifying wheel. A reduction in the opening diameter is associated with a reduction in the separation limit, since

3Q wegen des konstant bleibenden Dralls der Strömung die Umfangsgeschwindigkeit der Sichtströmung am Öffnungsdurchmesser zunimmt. Die Trenngrenzenänderung erfolgt umgekehrt proportional zur Änderung des Öffnungsdurchmessers. Soll das Sichtrad bei kleinerem Öffnungsdurchmesser die ursprüngliche Trenngrenze liefern, so ist dies ein- fach durch Reduzierung der Sichtraddrehzahl zu erreichen, was in3Q due to the constant swirl of the flow, the circumferential speed of the separating flow increases at the opening diameter. The change in the separation limit is inversely proportional to the change in the opening diameter. If the separating wheel is to deliver the original separation limit with a smaller opening diameter, this can be achieved simply by reducing the separating wheel speed, which is shown in

Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sichtrad schließlich die angestrebte Reduzierung von Verschleiß bzw. Abrieb bewirkt. Auch in den Sichtluft und Feingut abführenden Leitungsteilen wirkt sich der reduzierte Drall der Strömung in bezug auf das Verschleißverhalten vorteilhaft aus. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.In conjunction with the classifying wheel designed according to the invention, the desired reduction in wear and abrasion is achieved. The reduced swirl of the flow also has a beneficial effect on wear behavior in the pipe sections that discharge classifying air and fine material. An embodiment of the invention is shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Windsichter mit erfindungsgemäß ausgerüstetem Sichtrad, 10Fig. 1 shows a longitudinal section through an air classifier with a classifying wheel equipped according to the invention, 10

Fig. 2 zeigt im Längsschnitt dieses Sichtrad allein.Fig. 2 shows a longitudinal section of this classifying wheel alone.

Der Windsichter 1 besitzt ein vertikalachsiges Gehäuse, das aus dem zylindrischen Oberteil 2 und dem trichterförmigen Unterteil 3 besteht. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Sichtung durch Nachsichtung des nach unten aus dem trichterförmigen Unterteil 3 austretenden Grobgutes ist für die Sichtluftzufuhr ein an das trichterförmige Unterteil 3 anschließender zylindrischer Behälter 4 mit Leitschaufeln 5 und Auslauftrichter 6 vorgesehen, in den die Sichtluftzuleitung 7 tangential mündet.The air classifier 1 has a vertically axial housing, which consists of the cylindrical upper part 2 and the funnel-shaped lower part 3. In order to improve the efficiency of the classifying by re-classifying the coarse material emerging downwards from the funnel-shaped lower part 3, a cylindrical container 4 with guide vanes 5 and outlet funnel 6 is provided for the classifying air supply, which is connected to the funnel-shaped lower part 3 and into which the classifying air supply line 7 opens tangentially.

Im Oberteil 2 ist das Sichtrad 8 mit horizontaler Rotationsachse 9 angeordnet. Das Sichtrad 8 sitzt auf der Welle 10, die in einem seitlich am Oberteil 3 befestigten Lagergehäuse 11 gelagert ist und über die Riemenscheibe 12 von einem hier nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Austrittsöffnung 28 des Sichtrades 8 für die feingutbeladene Sichtluft mündet in das doppelwandige Rohr 13, an dessen Flansch 14 über eine hier nicht gezeichnete Rohrleitung ein Abscheider für das Feingut angeschlossen wird.The classifying wheel 8 is arranged in the upper part 2 with a horizontal axis of rotation 9. The classifying wheel 8 sits on the shaft 10, which is mounted in a bearing housing 11 attached to the side of the upper part 3 and is driven by a motor (not shown here) via the pulley 12. The outlet opening 28 of the classifying wheel 8 for the classifying air loaded with fines opens into the double-walled pipe 13, to the flange 14 of which a separator for the fines is connected via a pipe (not shown here).

Den Strömungsverlauf der eintretenden Sichtluft bestimmen die vertikal ausgerichteten Leitschaufeln 5. Ein luftdichtes Austragsorgan, z. B. eine Zellenschleuse (nicht dargestellt), für das ausgeschiedene, nach unten fallende Grobgut ist beim Betrieb des Windsichten 1 am Flansch des Auslauftrichters 6 befestigt.The flow path of the incoming sifting air is determined by the vertically aligned guide vanes 5. An airtight discharge device, e.g. a cell lock (not shown), for the separated coarse material falling downwards is attached to the flange of the discharge funnel 6 during operation of the air sifter 1.

über die Rohrleitung 15 wird von einer Dosiervorrichtung das Sichtgut zugeführt. Der Anschlußstutzen 16 und die Außenkammer 17 des Rohres 13 dienen zur Zufuhr von Spül luft in den Spalt zwischen Sichtrad 8 und Flansch 18 des Rohres 13. Oberteil 2 und Unterteil 3 sind mit der Tragplatte 19 verschraubt, mit der Windsichter 1 an einem Rahmen, einer Biihre o. ä. befestigt werden kann.The material to be sifted is fed via the pipe 15 by a dosing device. The connecting piece 16 and the outer chamber 17 of the pipe 13 serve to supply flushing air into the gap between the sifting wheel 8 and the flange 18 of the pipe 13. The upper part 2 and the lower part 3 are screwed to the support plate 19, with which the air sifter 1 can be attached to a frame, a beam or similar.

Das Sichtrad 8 (Fig. 2) besteht aus der die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe 20, der ringförmigen Deckscheibe 21, deren axialer Abstand durch die von Schrauben 22, 23 gehaltenen Distanzbolzen 24 bestimmt wird, und den aus Sinterkorund gefertigten Schaufeln 25. Deren Enden sitzen mit axialem Spiel in ringförmigen Ausnehmungen von Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21. In die Ausnehmungen eingepaßte Ringe 26 aus einem gummielastischen, verschleißfesten Material mit von ihrem äußeren Umfang eingearbeiteten Schlitzen fixieren die Schaufeln 25 in ihrer gegenseitigen Lage und stützen sie radial gegen Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21 ab.The classifying wheel 8 (Fig. 2) consists of the circular disk 20 carrying the classifying wheel hub, the ring-shaped cover disk 21, the axial distance of which is determined by the spacer bolts 24 held by screws 22, 23, and the blades 25 made of sintered corundum. The ends of these are seated with axial play in ring-shaped recesses in the circular disk 20 and cover disk 21. Rings 26 made of a rubber-elastic, wear-resistant material with slots machined into their outer circumference, which are fitted into the recesses, fix the blades 25 in their mutual position and support them radially against the circular disk 20 and cover disk 21.

Zum Schutz gegen Verschleiß sind die Distanzbolzen 24 mit Hülsen 27 aus Sinterkorund umgeben, die ebenso wie die Schaufeln 25 axiales Spiel haben und mit ihren Enden in passenden Ausnehmungen der Ringe 26 sitzen. Alle mit dem Sichtgut in Berührung kommenden Oberflächen von Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21 sind mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff überzogen (nicht dargestellt) und die blendenförmig ausgebildete Austrittsöffnung 28 in der Deckscheibe 21 besitzt einen Durchmesser, der nur etwa 40 Prozent des von den Außenkanten der kranzförmig angeordneten Schaufeln 25 bestimmten Durchmessers beträgt. Zum Schutz der Schrauben 22 ist der Ring 29 aus dem gleichen Material wie Ringe 26 in die Kreisscheibe 20 eingesetzt.To protect against wear, the spacer bolts 24 are surrounded by sleeves 27 made of sintered corundum, which, like the blades 25, have axial play and are seated with their ends in matching recesses in the rings 26. All surfaces of the circular disk 20 and cover disk 21 that come into contact with the material to be viewed are coated with a wear-resistant ceramic material (not shown) and the aperture-shaped outlet opening 28 in the cover disk 21 has a diameter that is only about 40 percent of the diameter determined by the outer edges of the ring-shaped blades 25. To protect the screws 22, the ring 29 made of the same material as rings 26 is inserted into the circular disk 20.

Claims

1. Air classifier with a rotating classifying wheel through which the classifying air flows from the outside to the inside in the opposite direction of its spin, with blades arranged in a ring shape and running parallel to the axis of rotation, which are inserted with their ends into recesses in a circular disk carrying the classifying wheel hub on the one hand and in an annular cover disk on the other hand, the axial distance between the circular disk and the cover disk being determined by spacer bolts, characterized in that the blades (25) of the classifying wheel (8) are made entirely from a wear-resistant ceramic material.

2. Air classifier according to claim 1, characterized in that the blades (25) of the classifying wheel (8) are made entirely of sintered corundum.

3. Air sifter according to claim 1 or 2, characterized in that the blades (25) are fixed in their mutual position at both ends by inserts (26) made of a rubber-elastic, wear-resistant material and are supported against the circular disk (20) or cover disk (21).

4. Air sifter according to claim 3, characterized in that the inserts (26) are made of a wear-resistant polyurethane.

5. Air sifter according to one of claims 1 to 4, characterized in that the air sifter in contact with the material to be sifted

3Q contact surfaces of the circular disk (20), cover disk (21) and spacer bolt (24) are coated with a wear-resistant ceramic material.

6. Air classifier according to one of claims 1 to 5, characterized in that the diameter of the opening (28) in the cover disk (21) is approximately 40 percent of the classifying wheel diameter determined by the outer edges of the blades (25).