EP0427679A2 - Einrichtung zum Fraktionieren von körnigem Gut - Google Patents
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- B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
- B07B4/08—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures are supported by sieves, screens, or like mechanical elements
Definitions
- the invention is used to prepare granular goods for further processing, e.g. in mills and relates to a device for separating granular material, consisting of a stone selection level and a concentrator level, which is arranged above the stone selection level and is divided into a stratification area and a flow area, the flow area with respect to the direction of flow of the material flow following the stratification area and is arranged in a plane therewith, has a flow mask, the perforation of which is larger than the particles of the material to be separated and is inclined in the direction of flow of the material flow to be separated.
- the task of grain cleaning is to remove any contaminants (foreign matter, dirt, seeds, eaten grains, etc.) from the grain before grinding. Traditionally, this is done in particular by sieving, sifting, stone selection and cell selection. Due to the relatively high mass flow, however, this does not always take place to the desired extent or a very high level of technical effort is required.
- EPA 162 014 discloses a solution in which the grain flow is divided into at least two using the so-called fluidized bed. in the respective fractions, depending on the density or the suspension speed of the components concentrates the specifically light admixtures (seeds, organic trimmings) on the one hand and the specifically heavier admixtures (stones) on the other.
- this method is suitable for combination with the above-mentioned readout methods (eg concentrator / stone reader or wind sifter, or the triple combination).
- the characteristic of this solution is the use of one or two fluidized bed levels.
- the grain is always separated into at least two fractions on the upper fluidized bed level, and stones are selected on the lower fluidized bed level.
- the light fraction also called mixed fraction
- the heavy fraction contains almost only stones from the foreign components that are read out on the lower fluidized bed level. If two fluidized bed levels are present, the same air flows through them successively, so that the air required is practically used twice.
- the upper fluidized bed level is divided into two functionally different parts:
- the first part ie the part from the inlet to about the middle of the level, is equipped with fine-mesh wire mesh or perforated sheet with small holes, which is only flowed through by air in the direction from bottom to top and no rorn material falls through.
- stratification which is very important for grain separation, forms in the direction of flow.
- the good, specifically heavy grain and the stones brought along accumulate.
- Inferior, specifically lighter grain and organic admixtures accumulate in the upper part of the layer, such as seeds, chaff and straw parts.
- the subsequent second part of this level is equipped with perforated plates, the openings of which are larger, usually several times larger than the individual grains of the grain to be separated.
- This perforated plate does not have the function of a sieve, i.e. Separate by grain size, but acts as a flow mask.
- the air flowing through from below should only allow the grains flowing on the underside of the grain layer to be specifically heavier and the stones to fall through without disturbing the basic structure of the layering and its movement.
- the air passage through the stone selection level is greater in the area of the stone outlet than on the side of the grain outlet.
- the air requirement is rather reversed.
- the air flows are therefore compensated for, that is to say the air does not flow perpendicularly, but rather obliquely in the direction of inclination, through the fall area of the concentrator level. The consequence of this is excessive acceleration and thus unwanted mixing of the grain layer in this area.
- the aim of the invention is to eliminate the disturbances mentioned and thereby to improve the quality of the separation process.
- the invention has for its object to prevent the mixing of the grain in the layer flowing above the diarrhea area of the concentrator level.
- a second flow mask is arranged below the first flow mask, the open areas of which are at least the same size or larger than that of the first flow mask and the distance between the flow masks corresponds at least to the size of the particles of the material falling through and transverse webs ( 11) are arranged perpendicular to the plane of the flow masks, transversely to the direction of flow of the material flow and without covering the holes in the upper flow mask.
- Such a machine consists of a housing 2 which is capable of oscillation and is driven by an unbalance motor 1 and which executes a directional oscillating movement.
- this Gehfiuse 2 are firmly connected, but adjustable in their inclination, the concentrator level 3 and below the stone level 4 arranged.
- the stone outlet 5 is located at the upper end of the stone selection level 4.
- the concentrator level 3 is subdivided into the stratification area 6, which is covered with a fine vibrating sieve fabric (clear mesh size approx. 1 mm) and the diarrhea area 7, which has a perforated plate with a hole diameter of preferably 8 ... 12 mm (for Korngut Weien) as the top plate 8 and a perforated plate with a hole diameter of 9 ... 14 mm is fitted as the lower plate 9.
- the diarrhea area 7 is subdivided into compartments 10 below the upper sieve 8 transversely to the direction of flow of the grain material, in such a way that the transverse webs 11 each abut the ribs 12 of the upper sieve 8 and thus do not divide or partially close the openings thereof.
- the crosspieces 11 can be arranged after each row of holes or after several rows of holes in the top wire 8.
- the distance between top plate 8 and bottom plate 8 should at least correspond to the size of the grains, but not exceed a maximum of 10 times the size.
- the crosspieces 11 can divide or partially hide the holes in the lower plate 9.
- the inlet 13 for the grain is arranged at the upper end of the concentrator level 3, the light fraction outlet 14 is arranged at the lower end of the diarrhea area 7 of the concentrator level 3 net.
- the suction hood 15 extends over the entire length of the concentrator elements 3. For better regulation of the working effect, the suction hood 15 is divided in the longitudinal direction into chambers 16 which have separate air controls 17. In addition, a throttle valve 18 is arranged in the air extraction system 19 for regulating the total air throughput.
- Inlet 13 and suction hood 15 do not vibrate in this exemplary embodiment and are connected to the box 2 by an airtight flexible cloth 20.
- the design can also be carried out in such a way that the inlet 13 and the suction hood 15 are firmly connected to the housing 2 and resonate.
- the subdivision of the suction hood 15 into a plurality of chambers 16 can be omitted in other versions, but this usually results in a reduced work effect.
- the grain material runs through the inlet 13 into the machine and reaches the stratification area 8 of the concentrator level 3 evenly distributed over the entire width.
- the air flowing through fluidizes the grain material, so that it flows off uniformly in the direction of inclination of the concentrator plane 3.
- stratification takes place according to the density or floating speed of the constituents of the grain material.
- Specifically heavy components are arranged on the underside, specifically light components are arranged on the top of the grain layer.
- the grains swirled in the compartments 10 and the transverse webs 11 thereby have a very positive effect for a uniform turbulent air flow through the openings in the top plate 8.
- Air currents directed obliquely upwards can no longer continue upwards due to the conditions below the concentrator level 3 and therefore no longer lead to a mixing of the rye material layer flowing on the top plate 8, that is to say the basic layering is retained despite the diarrhea of specifically heavy grain .
- Another positive effect of the solution according to the invention is better controllability of the work quality of the concentrator level 3 with the aid of the air regulation 17 of the individual chamber 16.
- the stone selection level 4 works according to the known principle: while the cereal grains flow fluidized in the direction of flow through the heavy fraction outlet 21 through the flowing air, the stones are counteracted by the directional oscillating movement of the stone selection level 4, which is covered with fine-meshed vibrating sieve fabric, against the tendency towards the stone outlet 5 promoted. A higher air speed is formed under the adjustable cover plate 22, so that grain grains carried up to there are blown in the direction of the heavy fraction outlet 21.
Abstract
Description
- Die Erfindung wird angewendet zur Vorbereitung körniger Güter für die weitere Verarbeitung, z.B. in Mühlen und betrifft eine Einrichtung zur Trennung von körnigem Gut, bestehend aus einer Steinausleseebene und einer Konzentratorebene, die oberhalb der Steinauslesebene angeordnet ist und sich in einen Schichtungsbereich und einen Durchfallbereich gliedert, wobei der Durchfallbereich bezüglich der Fließrichtung des Gutstromes im Anschluß an den Schichtungsbereich und in einer Ebene mit diesem angeordnet ist, eine Strömungsmaske aufweist, deren Lochung großer als die Partikel des zu trennenden Gutes ist und in Fließrichtung des zu trennenden Gutstromes geneigt ist.
- Die Getreidereinigung hat die Aufgabe, das Korngut vor der Vermahlung von mitgeführten Verunreinigungen (Fremdbestandteilen, Schmutz, Sämereien, angefressenen Körnern u.s.w.) zu befreien. Traditionell geschieht das insbesondere durch Sieben, Sichten, Steinauslese und Zellenauslese. Aufgrund des relativ hohen Massestroms erfolgt das jedoch nicht immer im gewünschten Maß bzw. muß ein sehr hoher technischen Aufwand getrieben werden.
- Um dieses Problem zu vereinfachen, entstanden eine Reihe von Veröffentlichungen, in denen sogenannte Konzentratoren bzw. Kombinatoren beschrieben werden. So wird in der EPA 162 014 eine Lösung offenbart, bei der unter Anwendung der sogenannten Wirbelschicht der Korngutstrom in mindestens zwei geteilt wird. in den jeweiligen Fraktionen sind in Abhängigkeit von der Dichte bzw. der Schwebegeschwindigkeit der Bestandteile die spezifisch leichten Beimengungen (Sämereien, organischer Besatz) einerseits und die spezifisch schwereren Beimengungen (Steine) andererseits konzentriert. Damit müssen die spezifischen Ausleseverfahren mit höheren Aufwand nur noch im jeweiligen Teilgutstrom angewendet werden. Zusätzlich eignet sich dieses Verfahren zur Kombination mit den o.g. Ausleseverfahren (z.B. Konzentrator/Steinausleser oder Windsichter, bzw. auch die dreifache Kombination).
- Chakteristisch bei dieser Lösung ist die Anwendung von ein oder zwei Wirbelschichtebenen. Auf der oberen Wirbelschichtebene erfolgt immer die Trennung des Korngutes in mindestens zwei Fraktionen, auf der unteren Wirbelschichtebene erfolgt die Steinauslese. Die Leichtfraktion (auch Mischfraktion genannt) enthhält die spezifisch leichteren Beimengungen (z.B. Sämereien, organischer Besatz). Die Schwerfraktion enthält von den Fremdbestandteilen fast nur noch Steine, die auf der unteren Wirbelschichtebene ausgelesen werden. Beim Vorhandensein zweier Wirbelschichtebenen werden diese von der gleichen Luft nacheinander durchströmt, so daß die benötigte Luft praktisch doppelt genutzt wird.
- Die obere Wirbelschichtebene unterteilt sich in zwei funktionell unterschiedliche Teile:
Der erste Teil, d.h. der Teil vom Einlauf bis etwa zur Mitte der Ebene, ist mit feinmaschigem Drahtgewebe oder Lochblech kleiner Lochung bestückt, das ausschließlich von Luft in Richtung von unten nach oben durchströmt wird und kein Rorngut durchfallen läßt. Hier bildet sich in Flußrichtung die für die Kornguttrennung sehr wichtige Schichtung aus. Im unteren Teil der so entstehenden Schicht sammeln sich das gute, spezifisch schwere Korngut und die mitgeführten Steine an. Im oberen Teil der Schicht sammeln sich minderwertiges, spezifisch leichteres Korngut und organische Beimengungen an, z.B. Sämereien, Spreu und Strohteile. - Der sich anschließende zweite Teil dieser Ebene ist mit Lochblechen bestückt, deren Offnungen größer sind, meist ein Mehrfaches, als die Einzelkörner des zu trennenden Korngutes. Dieses Lochblech hat nicht die Funktion eines Siebes, d.h. Trennen nach Korngröße, sondern wirkt als Strömungsmaske. Die von unten her durchströmende Luft soll von den an der Unterseite der Korngutschicht fließenden Körnern nur die spezifisch schwerereß und die Steine durchfallen lassen, ohne den prinzipiellen Aufbau der Schichtung und deren Bewegung zu stören.
- Für den Effekt dieses Trennvorganges ist es besonders wichtig, daß der prinzipielle Aufbau der Schichtung trotz der Bewegung in Richtung Aus lauf nicht durch Verwirbelung (und damit verbundener Vermischung) gestört wird.
- Auf die Erhaltung der Schichtung in der oberen Wirbelschichtebene wirken sich schräg durch diese Strömungsmaske gerichtete Luftströme sowie unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten schädlich aus. Durch Wirbel kommt es zur Durchmischung der Schicht und damit zum Absinken der Qualität des Trennvorganges.
- Folgende Ursachen begünstigen die genannten Störungen:
In der Regel ist der Luftdurchtritt durch die Steinausleseebene im Bereich des Steinauslaufes größer als an der Seite des Kornauslaufes. Auf der darüber angeordneten Konzentratorebene ist der Luftbedarf eher umgekehrt. Im Zwischenraum zwischen beiden Wirbelschichtebenen kommt es demzufolge zum Ausgleich der Luftströmungen, d.h. die Luft strömt nicht senkrecht, sondern schräg in Neigungsrichtung durch den Durchfallbereich der Konzentratorebene. Die Folge davon ist eine übermäßige Beschleunigung und damit ungewollte Durchmischung der Korngutschicht in diesem Bereich. - Einbauten, wie z.B Rutschen und Klappen, unter dem Durchfallbereich b.z.w. im Bereich zwischen beiden Wirbelschichtebenen wirken sich ebenfalls sehr ungünstig auf die Luftströmung durch den Durchfallbereich der Konzentratorebene aus, da durch dies Einbauten Geschwindigkeitsminima und -maxima der Luft sowie schräg gerichtete Luftströmungen hervorgerufen werden.
- Ziel der Erfindung ist es, die genannten Störungen zu beseitigen und dadurch die Qualität des Trennungsprozesses zu verbessern.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vermischung des Korngutes in der oberhalb des Durchfallbereiches der Konzentratorebene fließenden Schicht zu verhindern.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zweite Strömungsmaske unterhalb der ersten Strömungsmaske angeordnet ist, deren offene Flächen mindestens gleich groß oder größer als die der ersten Strömungsmaske sind und der Abstand zwischen den Strömungsmasken mindestens der Größe der Partikel des durchfallenden Gutes entspricht und Querstege (11) senkrecht zur Ebene der Strömungsmasken, quer zur Fließrichtung des Guttromes und ohne die Löcher der oberen Strömungsmaske zu bedecken, angeordnet sind.
- Die Erfindung soll nun an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen haben folgende Bedeutung:
- Figur 1 : Darstellung des Prinzips einer Maschine der Kombination Konzentrator/Steinausleser (Längsschnitt)
- Figur 2 : Darstellung der erfindungsgemäßen Gestaltung des Durchfallbereiches im Längsschnitt
- Figur 3 : Darstellung der erfindungsgemäßen Gestaltung des Durchfullbereiches in der Draufsicht
- Eine derartige Maschine besteht aus einem schwingfahig aufgehängten und durch einen Unwuchtmotor 1 angetriebenen Gehäuse 2, der eine gerichtete oszillierende Bewegung ausführt. In diesem Gehfiuse 2 sind fest verbunden, jedoch in ihrer Neigung verstellbar, die Konzentratorebene 3 und darunter die Steinausleeebene 4 angeordnet. Der Steinauslauf 5 befindet sich am oberen Ende der Steinausleseebene 4.
- Die Konzentratorebene 3 unterteilt sich in den Schichtungsbereich 6, der mit einem feinen Vibrationssiebgewebe bespannt ist (lichte Maschenweite ca 1mm) und den Durchfallbereich 7, der mit einem Lochblech mit Lochdurchmesser von vorzugsweise 8 ... 12 mm (bei Korngut Weien) als Oberblech 8 und einem Lochblech mit einem Lochdurchmesser von 9 ... 14 mm als Unterblech 9 bestückt ist. Der Durchfallbereich 7 ist unterhalb des Obersiebes 8 quer zur Flußrichtung des Korngutes so in Abteile 10 unterteilt, daß die Querstege 11 jeweils an die Rippen 12 des Obersiebes 8 stoßen und damit dessen Öffnungen nicht teilen oder teilweise verschließen. Die Querstege 11 können nach jeder Lochreihe oder nach mehreren Lochreihen des Obersiebes 8 angeordnet werden. Der Abstand zwischen Oberblech 8 und Unterblech 8 sollte mindestens der Größe der Körner entsprechen, aber maximal dessen 10 faches Maß nicht überschreiten. Die Querstege 11 können die Löcher des Unterbleches 9 teilen oder teilweise verdecken.
- Der Zulauf 13 für das Korngut ist am oberen Ende der Konzentratorebene 3 angeordnet, der Leichtfraktionsauslauf 14 ist am unteren Ende des Durchfallbereich 7 der Konzentratorebene 3 angeord net. Über die gesammte Länge der Konzentratorelene 3 erstreckt sich die Absaughaube 15. Zur besseren Regulierung des Arbeitseffektes ist die Absaughaube 15 in Längsrichtung in Kammern 16 eingeteilt, die separate Luftregulierungen 17 besitzen. Zusätzlich ist eine Drosselklappe 18 in der Luftabsaugung 19 zur Regulierung des gesamten Luftdurchsatzes angeordnet.
- Zulauf 13 und Absaughaube 15 schwingen in diesem Ausführungsbeispiel nicht mit und sind durch ein luftdichtes flexibles Tuch 20 mit dem Kasten 2 verbunden.
- Die Ausführung kann auch derart erfolgen, daß der Zulauf 13 und die Absaughaube 15 mit dem Gehäuse 2 fest verbunden sind und mitschwingen. Die Unterteilung der Absaughaube 15 in mehrere Kammern 16 kann in anderen Ausführungen entfallen, wobei aber meist ein verminderter Arbeitseffekt die Folge ist.
- Durch die in oszillierende Schwingung versetzte Steinausleseebene 4 und Konzentratorebene 3 wird ein nach oben gerichteter Luftstrom gesaugt, der von einem externen, hier nicht dargestellten Lüfter erzeugt wird. Dieser ist unter Zwischenschaltung eines Fliehkraftabscheiders mittels Rohrleitung mit der Luftabsaugung 19 verbunden.
- Das Korngut läuft durch den Zulauf 13 in die Maschine und gelangt gleichmäßig über die gesamte Breite verteilt auf den Schichtungsbereich 8 der Konzentratorebene 3. Die durchströmende Luft fluidisiert das Korngut, so daß es gleichmäßig in Neigungsrichtung der Konzentratorcbene 3 abfließt. Dabei erfolgt, durch die oszillierende Bewegung und die durchströmende Luft angeregt, eine Schichtung nach der Dichte bzw.Schwebegeschwindigkeit der Bestandteile des Korngutes. Spezifisch schwere Bestandteile ordnen sich an der Unterseite, spezifisch leichte Bestandteile ordnen sich an der Oberseite der Korngutschicht an. Während der Bewegung dieser Schicht über den Durchfallbereich 7 der Konzentratorebene 3 fallen entsprechend der durch die Luftregulierung 17 der Kammer 16 eingestellten Luftströmung die spezifisch schweren Bestandteile durch die Öffnungen des Obersiebes 8 nach unten, während sich die spezifisch leichten Bestandteile in Richtung Leichtfraktionsauslauf 14 bewegen.
- Nachdem die spezifisch schweren Bestandteile die Öffnungen des Oberbleches 8 passiert haben, werden sie in den jeweiligen Abteilen 10 durch die dort herrschende Luftströmung in ihrem Fall gebremst, können aber infolge der Querstege 11 nicht in Neigungsrichtung der Konzentratorebene 3 abfließen. Es kommt somit zu einer Verwirbelung der durchfallenden Körner innerhalb der Abteile 10, bevor diese die Öffnungen des Unterbleche 9 passieren und auf die Steinausleseebene 4 fallen.
- Die in den Abteilen 10 verwirbelten Körner und die Querstege 11 haben dadurch eine sehr positive Wirkung für eine gleichmäßige turbulente Luftströmung durch die Öffnungen des Oberbleches 8.
- Schräg nach oben gerichtete Luftströmungen können sich aufgrund der Verhältnisse unterhalb der Konzentratorebene 3 so nach oben nicht mehr fortsetzen und führen dadurch nicht mehr zu einer Vermischung der auf dem Oberblech 8 fließenden Rorngutschicht, d.h., die prinzipielle Schichtung bleibt trotz des Durchfalles von spezifisch schweren Korn erhalten.
- Außerdem erfolgt eine positive Wirkung auf die Steinauslesearbeit dadurch, daß die erfindungsgemäße Gestaltung des Durchfallbereiches eine sehr gleichmäßige, über die gesamte Fläche des Durchfallbereiches verteilte Beschickung der Steinausleseebene 4 wie aus einer großflächigen Brause bewirkt. Die gegensätzlichen Bewegungen von Korngut und Steinen während der Steinauslesearbeit stören sich damit wesentlich weniger als bei den bekannten Lösungen. Dadurch ist eine höhere spezifische Belastung der Stein ausleseebene 4 möglich und der Steinausleseeffekt steigt. Einbauten zur Lenkung der auf die Steinausleseebene 4 herabfallenden Körner in eine bestimmte Richtung oder ähnliches, wie sie in den bekannten Einrichtungen üblich sind, entfallen damit.
- Eine weitere positive Wirkung der erfindungsgemäßen Lösung ist eine bessere Regulierbarkeit der Arbeitsqualität der Konzentratorebene 3 mit Hilfe der Luftregulierung 17 der einzelnen Kammer 16.
- Es kann aber auch auf die Unterteilung in Kammer 16 einschließlich der Luftregulierung 17 verzichtet werden. Die Regulierung der Luft erfolgt dann mittels Drosselklappe 18.
- Die Steinausleseebene 4 arbeitet nach dem bekannten Prinzip: Während die Getreidekörner durch die durchströmende Luft fluidisiert in Nelgungsrichtung durch den Schwerfraktionsauslauf 21 abfließen, werden die Steine durch die gerichtete oszillierende Bewegung der Steinausleseebene 4, die mit feinmaschigen Vibrationssiebgewebe bespannt ist, entgegen der Neigung zum Steinauslauf 5 gefördert. Unter dem verstellbaren Abdeckblech 22 bildet sich eine höhere Luftgeschwindigkeit aus, so daß bis dorthin mitgeführte Getreidekörner in Richtung Schwerfraktionsauslauf 21 geblasen werden.
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