EP0195240A2 - Pneumatic classifier with a wear-resisting classifying rotor - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a wind classifier with a rotating classifying wheel against which it is blown by the classifying air from the outside inwards, with ring-shaped blades that run parallel to the axis of rotation, the ends of which are inserted into recesses of a circular wheel carrying the classifying wheel hub on the one hand and an annular cover plate on the other hand.
- a classifier generally has a vertical-axis housing, which consists of a cylindrical upper part with the vertical or horizontal-axis classifying wheel arranged therein and a funnel-shaped lower part.
- the material to be classified can be entered into the classifier together with the classifying air, e.g. B. in the classifier according to GB-PS 927 876, or classifying material and classifying air are introduced separately into the classifier, as is the case, for. B. DE-PS 17 57 582 shows.
- the coarse material is in each case discharged through the lower opening of the lower housing part and the fine material, together with the classifying air, is drawn off from the classifying wheel through an outlet nozzle emerging upwards from the classifier.
- the invention is therefore based on the object of improving a wind sifter of the presupposed type in such a way that a wear-free sifting is possible and thus also highly pure and / or highly abrasive substances can be processed.
- blades made entirely of 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. B. zirconia. With a Mohs hardness of over 9, sintered corundum has excellent wear resistance with good mechanical strength properties and is proportionate easy to manufacture.
- these inserts can be designed as rings with slots for the classifying wheel blades which are cut radially from their outer circumference.
- the air classifier 1 has a vertical-axis housing, which consists of the cylindrical upper part 2 and the funnel-shaped lower part 3. To improve the efficiency of the sighting by inspecting the coarse material emerging downwards from the funnel-shaped lower part 3, a cylindrical container 4 with guide vanes 5 and outlet funnel 6 adjoining the funnel-shaped lower part 3 is provided, into which the sight air supply line 7 opens tangentially.
- the classifying wheel 8 is arranged with a horizontal axis of rotation 9.
- the classifying wheel 8 is seated on the shaft 10, which is mounted in a bearing housing 11 which is laterally attached to the upper part 2 and is driven via the pulley 12 by a motor, not shown here.
- the outlet opening 28 of the classifying wheel 3 for the fine air loaded with visible air opens into the double-walled tube 13, to the flange 14 of which a separator for the fine material is connected via a pipe, not shown here
- the flow direction of the incoming sight air is determined by the vertically aligned guide vanes 5.
- An airtight discharge element e.g. B. a cell lock (not shown) for the separated, falling down coarse material is attached to the flange of the discharge funnel 6 when operating the air classifier 1.
- the visible material is fed via the pipeline 15 from a metering device.
- the connecting piece 16 and the outer chamber 17 of the tube 13 are used to supply purge air into the gap between the classifying wheel 8 and the flange 18 of the tube 13.
- the upper part 2 and the lower part 3 are screwed to the support plate 19, with the wind sifter 1 on a frame, can be attached to a stage or similar.
- the classifying wheel 8 (FIG. 2) consists of the circular disk 20 carrying the classifying wheel hub, the annular cover disk 21, the axial distance between which is determined by the spacer bolts 24 held by screws 22, 23, and the blades 25 made of sintered corundum axial play in annular recesses of circular disk 20 and cover disk 21.
- Rings 26 made of a rubber-elastic, wear-resistant material fitted into the recesses with slots machined from their outer circumference fix the blades 25 in their mutual position and support them radially against circular disk 20 and cover disk 21 .
- 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 disc 20 and cover disc 21 that come into contact with the visible material are covered with a wear-resistant ceramic material (not shown) and the aperture-shaped outlet opening 28 in the cover disc 21 has a diameter that is only about 40 percent of that of the outer edges of the ring-shaped blades 25 of a certain diameter. To protect the screws 22, a ring 29 made of the same material as the rings 26 is inserted into the circular disk 20.
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Abstract
Description
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 horizontalachsigen Sichtrad und einem trichterförmigen Unterteil besteht.The invention relates to a wind classifier with a rotating classifying wheel against which it is blown by the classifying air from the outside inwards, with ring-shaped blades that run parallel to the axis of rotation, the ends of which are inserted into recesses of a circular wheel carrying the classifying wheel hub on the one hand and an annular cover plate on the other hand. Such a classifier generally has a vertical-axis housing, which consists of a cylindrical upper part with the vertical or horizontal-axis classifying 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 classified can be entered into the classifier together with the classifying air, e.g. B. in the classifier according to GB-PS 927 876, or classifying material and classifying air are introduced separately into the classifier, as is the case, for. B. DE-PS 17 57 582 shows. The coarse material is in each case discharged through the lower opening of the lower housing part and the fine material, together with the classifying air, is drawn off from the classifying wheel through an outlet nozzle emerging upwards from the classifier.
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 um 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. 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. 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 einer 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.With these compact, easy-to-operate air classifiers, even with difficult goods, sharp separations can be achieved with fine grain free of spray particles down to the finest grain size below 10 µm. However, since the achievable separation limit depends essentially on the peripheral speed of the classifying wheel, the speed of the classifying wheel must be chosen the higher the smaller the desired classifying limit. However, with the increasing of the classifying wheel speed, the wear on the parts of the classifying wheel and thus the contamination of the finished products due to the resulting abrasion increases rapidly. With regard to the throughput of the product, these impurities are relatively small so that they can generally be tolerated. It is different, however, if high-purity or highly abrasive substances are to be processed. In the first case, which is e.g. B. to fluorescent materials, ceramic materials, denture materials and. Ä. can act, even the slightest contamination make the product unusable. In the second case, that is to say with substances with a hardness of about 4 Mohs or more, very rapid wear occurs on the rapidly moving components of the classifying wheel, especially on the classifying wheel blades, so that the classifier can no longer be operated economically.
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.The invention is therefore based on the object of improving a wind sifter of the presupposed type in such a way that a wear-free sifting is possible and thus also highly pure and / or highly abrasive substances can be processed.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schaufeln des Sichtrades qanz aus einem verschleißfesten keramischen Werkstoff hergestellt sind.This object is achieved in that the blades of the classifying wheel qanz are made of a wear-resistant ceramic material.
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 Träger-und 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.It is known to coat wear-prone surfaces with a wear-resistant ceramic material, such as. B. in spiral jet mills, however, the coated parts, especially because of the different moduli of elasticity of the carrier and coating material, must not be subjected to tensile or bending stresses, since otherwise cracking would result in the wear layer flaking off. Material coated with ceramics is therefore not suitable for use as a view wheel bucket.
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 verhältnismäßig einfacher Herstellbarkeit.In contrast, it has surprisingly been found that blades made entirely of 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. B. zirconia. With a Mohs hardness of over 9, sintered corundum has excellent wear resistance with good mechanical strength properties and is proportionate 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 gummielastischen 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 inserted with their ends in a circular disc or cover disc without clamping forces, but nevertheless securely against the supporting discs and to fix them in their mutual position, it is advantageous to store the blade ends in inserts made of a rubber-elastic material, for this purpose Above all, a wear-resistant polyurethane comes into question. In the simplest case, these inserts can be designed as rings with slots for the classifying wheel blades which are cut radially from their outer circumference.
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 Wirbelsenkenströmung 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, da 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 einfach durch Reduzierung der Sichtraddrehzahl zu erreichen, was 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.
- Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen Windsichter mit erfindungsgemäß ausgerüstetem Sichtrad,
- Fig. 2 zeigt im Längsschnitt dieses Sichtrad allein.
- 1 shows a longitudinal section through a wind classifier with a classifying wheel equipped according to the invention,
- Fig. 2 shows in longitudinal section 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 vertical-axis housing, which consists of the cylindrical
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 2 befestigten Lagergehäuse 11 gelagert ist und über die Riemenscheibe 12 von einem hier nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Austrittsöffnung 28 des Sichtrades 3 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 wirdIn the
Den Strömungsverlauf der eintretenden Sichtluft bestimmen die vertikal ausgerichteten Leitschaufeln 5. Ein luftdichtes Austragsorgan, z. B. eine Zellenschleuse (nicht dargestellt), fur das ausgeschiedene, nach unten fallende Grobgut ist beim Betr-eb des Windsichters 1 am Flansch des Auslauftrichters 6 befestigt.The flow direction of the incoming sight air is determined by the vertically aligned
Ober die Rohrleitung 15 wird von einer Dosiervorrichtung das Sichtgut zugeführt. Der Anschlußstutzen 16 und die Außenkammer 17 des Rohres 13 dienen zur Zufuhr von Spülluft 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 Winds-ichter 1 an einem Rahmen, einer Bühne o. ä. befestigt werden kann.The visible material is fed via the
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
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 darge--stellt) 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 ein Ring 29 aus dem gleichen Material wie die Ringe 26 in die Kreisscheibe 20 eingesetzt.To protect against wear, the
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