EP0463141B1

EP0463141B1 - Spiral winnower

Info

Publication number: EP0463141B1
Application number: EP91902300A
Authority: EP
Inventors: Ernst Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: SCHMIDT Ernst
Priority date: 1990-01-16
Filing date: 1991-01-15
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2011-01-15
Also published as: DE59102906D1; ATE111382T1; AT398173B; WO1991010513A1; ATA8290A; EP0463141A1

Abstract

A spiral winnower has an essentially cylindrical sifting space (4) with no built-in parts and with stationary side walls (7). Sifting gas is fed through a guide blade grid (5) which surrounds the sifting space coaxially and grain is fed at the outer edge of the sifting space. Tailings are removed at the periphery of the sifting space through an outlet device. A central connection piece (9) for removal of the sifting gas with the fine material is located in a front wall of the sifting space. Stationary guide disks (8) whose edges form annular gaps (10) with the side walls are arranged at a distance from the side walls.

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralwindsichter mit einem im wesentlichen zylindrischen, von Einbauten freien Sichtraum mit feststehenden Seitenwänden, mit einer Sichtgaszufuhr durch ein den Sichtraum koaxial umgebendes Leitschaufelgitter, mit einer Sichtgutzufuhr am äußeren Umfang des Sichtraumes, mit einer Austrageinrichtung für das am äußeren Umfang des Sichtraumes abgezogene Grobgut sowie mit einem zentralen Anschlußstutzen für die Ableitung des Sichtgases mit dem Feingut in einer Stirnwand des Sichtraumes.The invention relates to a spiral wind sifter with a substantially cylindrical, free of built-in viewing space with fixed side walls, with a sight gas supply through a guide vane grille coaxially surrounding the sight space, with a sight material supply on the outer periphery of the sight space, with a discharge device for the extracted on the outer periphery of the sight space Coarse material and with a central connection piece for the discharge of the sight gas with the fine material in an end wall of the viewing area.

Für den Betrieb mit Sichtgasen im hohen Temperatur- und Druckbereich sind bisher aus Festigkeitsgründen bzw. strömungstechnischen Gründen nur statische Windsichter ohne rotierende Einbauten im Einsatz gewesen. Herkömmliche statische Sichter, wie sie beispielsweise für die Vorsichtung von Strahlmahlprodukten Verwendung finden, eignen sich nicht für eine Hochleistungssichtung, weil die Sichtgasströmung im Bereich der seitlichen Begrenzungsflächen des Sichtraumes abgebremst wird, was die Trennqualität wesentlich beeinträchtigt. Eine mögliche Lösung dieses Problems geht aus der DE-A-26 29 745 hervor, die einen statischen Spiralwindsichter mit Sperrlufteinblasung zur Verbesserung der Sichtgasströmung im wandnahen Bereich offenbart. Bei diesem Spiralwindsichter wird als Sichtgas Luft verwendet und in der Umgebung der zentralen Öffnung wird in den Stirnwänden des Sichtraumes zusätzlich Luft mit gegenüber der Sichtgasströmung hoher Geschwindigkeit in Form einer an der Stirnwand anliegenden tangentialen Strömung eingeleitet. Der Drehsinn der dabei um die zentrale Öffnung herum entstehenden Wirbelströmung ist gleich dem Drehsinn der Sichtströmung im Sichtraum. Durch diese Maßnahme soll eine Störung der Sichtung durch Strähnenbildung an den feststehenden Stirnwänden mit gleich gutem Erfolg verhindert werden, wie bei Spiralwindischtern mit rotierenden Stirnwänden. Die Sperrluft muß entsprechend hohen Druck haben, um die für die Sichtung erforderliche Rotationsströmung im wandnahen Bereich aufrecht zu erhalten. Hierfür ist eine gesonderte Druckluftzufuhr erforderlich, die einen entsprechenden baulichen Aufwand und Energieaufwand verursacht. Wie bei einer Ausführung mit rotierenden Scheiben kann es aber bei der bekannten Konstruktion zu einer störenden Wirbelbildung kommen. Abgesehen davon kann ein für die Sichtung ideales Strömungsfeld nicht erzeugt werden. Schließlich führt das Einblasen von Sperrluft gegebenenfalls zu einer ungewollten Kühlung der Sichtgase.For operation with sight gases in the high temperature and pressure range, only static wind classifiers without rotating fittings have been used for reasons of strength or fluid dynamics. Conventional static classifiers, such as those used for the pre-screening of jet grinding products, are not suitable for high-performance classifications because the classifying gas flow is slowed down in the area of the lateral boundary surfaces of the classifying chamber, which significantly affects the separation quality. A possible solution to this problem emerges from DE-A-26 29 745, which discloses a static spiral air classifier with sealing air injection to improve the flow of sight gas in the area near the wall. In this spiral air classifier, air is used as the classifying gas and, in the vicinity of the central opening, air is additionally introduced into the end walls of the classifying room at a high speed in relation to the classifying gas flow in the form of a tangential flow against the end wall. The direction of rotation of the vortex flow that arises around the central opening is equal to the direction of rotation of the visual flow in the viewing space. This measure is intended to prevent the sighting from streaking on the fixed end walls with the same degree of success as with spiral windshields with rotating end walls. The sealing air must have a correspondingly high pressure in order to maintain the rotational flow required for the sighting in the area near the wall. A separate compressed air supply is required for this, which causes a corresponding construction effort and energy expenditure. As with a version with rotating disks can, however, lead to a disturbing vortex formation in the known construction. Apart from that, an ideal flow field for the sighting cannot be generated. Finally, blowing in sealing air may lead to undesired cooling of the classifying gases.

Demgegenüber zielt die Erfindung darauf ab, einen Spiralwindsichter zu schaffen, der unter extremen Druck- und Temperaturbedingungen eine exakte Sichtung von feinstzerkleinerten Feststoffen im Mikrometerbereich, wie Talkum, Graphit usw., bei geringem Energieverbrauch und Luftbedarf ermöglicht. Dies wird bei einem Spiralwindsichter der einleitend angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß innerhalb des Sichtraumes mit Abstand von den Seitenwänden des Sichtraumes feststehende Leitscheiben angeordnet sind, deren Ränder mit den Seitenwänden Ringspalte bilden, daß die Seitenwände des Sichtraumes gegen die Mitte des Sichtraumes zu konisch erweitert sind, und daß sich die Leitscheiben bis in den konischen Bereich der Seitenwände hineinerstrecken.In contrast, the invention aims to provide a spiral wind sifter that enables an accurate screening of finely ground solids in the micrometer range, such as talc, graphite, etc., with low energy consumption and air consumption under extreme pressure and temperature conditions. This is achieved according to the invention in a spiral air classifier of the type specified in the introduction in that fixed guide disks are arranged within the viewing space at a distance from the side walls of the viewing space, the edges of which form annular gaps with the side walls that the side walls of the viewing space expand too conically towards the center of the viewing space and that the guide disks extend into the conical area of the side walls.

Der erfindungsgemäße Spiralwindsichter besitzt keine mechanisch beweglichen Einbauten, wie z.B. Rotoren, und ist daher für außergewöhnlich hohe Druck- und Temperaturbereiche geeignet. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Sichtraumes können über die gesamte Sichtraumbreite ein gleichmäßiges Strömungsfeld und gleichmäßige Sichtverhältnisse gewährleistet werden. Hiedurch wird die Trennqualität erhöht. Insbesondere kann eine exakte Sichtung bei geringem Energieverbrauch und Sichtgas erzielt werden. Da beim erfindungsgemäßen Sichter die feststehenden Leitscheiben mit Abstand von den seitlichen Sichtraumbegrenzungen angeordnet sind und somit mit diesen im Bereich der Sichtzone nicht in Verbindung stehen, ergibt sich, daß kein Sichtgut aus der wandnahen Sichtzone in das Feingut und nur gesichtetes Feingut zwischen die Leitscheiben gelanen kann. Eine Abbremsung der spiralförmigen Sichtgasströmung findet im Nahbereich der seitlichen Sichtraumbegrenzung statt, stört aber nicht.The spiral air classifier according to the invention has no mechanically movable internals, such as e.g. Rotors, and is therefore suitable for exceptionally high pressure and temperature ranges. The inventive design of the viewing area can ensure a uniform flow field and uniform viewing conditions over the entire width of the viewing area. This increases the separation quality. In particular, an exact sighting can be achieved with low energy consumption and sight gas. Since in the classifier according to the invention the stationary guide disks are arranged at a distance from the lateral viewing area boundaries and are therefore not connected to them in the area of the viewing zone, it follows that no visible material can get into the fine material from the viewing zone close to the wall and only fine material sighted between the guide disks . A deceleration of the spiral sight gas flow takes place in the vicinity of the side view space limitation, but does not interfere.

Es sei erwähnt, daß aus der US-A-2 763 437 eine Strahlmühle mit integriertem Sichter bekannt ist. Der Sichter ist im Feingut-Austragzentrum der Strahlmühle angeordnet und umfaßt zwei parallele, mit der Strahlmühle koaxiale Leitscheiben, zwischen denen der Feingutaustrag zentral mündet und die radial gesehen im zentralen, nicht-konischen Bereich der Seitenwände der Strahlmühle liegen.It should be mentioned that a jet mill with an integrated sifter is known from US-A-2,763,437. The classifier is arranged in the fine material discharge center of the jet mill and comprises two parallel guide disks coaxial with the jet mill, between which the fine material discharge opens centrally and, seen radially, lies in the central, non-conical area of the side walls of the jet mill.

Diese Anordnung der Leitscheiben schafft Auffangräume für allenfalls sich mit dem Feingut nach innen bewegende Grobgutteilchen: Diese werden zwischen den Leitscheiben-Außenseiten und den Seitenwänden der Strahlmühle gefangen, zwangsweise wieder zum Außenumfang der Strahlmühle, d.h. zur Mahlzone, umgelenkt und so davon abgehalten, mit dem Feingut und dem Sichtgas über den Feingutaustrag abzuziehen.This arrangement of the guide disks creates collecting spaces for any coarse material particles that move inwards with the fine material: These are caught between the outside of the guide disk and the side walls of the jet mill, forcibly again to the outer circumference of the jet mill, i.e. to the grinding zone, deflected and thus prevented from pulling off with the fine material and the classifying gas via the fine material discharge.

Im Gegensatz dazu bewirkt die erfindungsgemäße Anordnung der Leitscheiben, welche sich bis in den konischen Bereich der Seitenwände hineinerstrecken, eine Unterbrechung der effektiven seitlichen Wandbegrenzung des Strömungswirbels in diesem Bereich und damit eine Herabsetzung der Reibungsverluste und der Abbremsung der Teilchen am Wirbelrand, welche sonst eine wesentliche Unschärfe der Klassierungsgrenze zur Folge hätte. Die Sichtleistung und Klassierungsschärfe des Hochleistungssichters wird so entscheidend gesteigert.In contrast to this, the arrangement of the guide disks according to the invention, which extends into the conical region of the side walls, causes an interruption of the effective lateral wall limitation of the flow vortex in this region and thus a reduction in the frictional losses and the braking of the particles at the vortex edge, which are otherwise essential Blurring of the classification limit would result. The visual performance and classification sharpness of the high-performance classifier is significantly increased.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, bei denen

Fig. 1 einen Spiralwindsichter gemäß der Erfindung in einem Schnitt senkrecht zur Achse des Sichtraumes und
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 zeigt.

The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment with reference to the drawing, in which

Fig. 1 shows a spiral wind sifter according to the invention in a section perpendicular to the axis of the viewing space and
Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1.

Der Hochleistungs-Windsichter 1 ist gemäß den Fig. 1 und 2 als Spiralwindsichter ausgebildet, der für die trockene Trennung staubförmiger Stoffe im Feinstkornbereich, wie Talkum, Graphit usw., bestimmt ist. In diesem Spiralwindsichter wird das Sichtgut, das von einer Dosiereinrichtung 2 über einen Sichtguteintrag 3 in einen Sichtraum 4 eingeführt wird, von 500° - 700° C heißen Gasstrahlen, die von einem Sichtgaseintrag 3' über Leitschaufeln 5 tangential in den flachzylindrischen Sichtraum 4 eintreten, durchspült. Die einzelnen Teilchen des Kornkollektivs werden einerseits von den Gasstrahlen, welche den Sichtraum von außen nach innen spiralförmig durchströmen, beschleunigt und mitgenommen, unterliegen anderseits aber der Zentrifugalkraft, die sie wieder nach außen ablenkt. Je nach Betriebsweise des Windsichters überwiegt bei einer bestimmten Kornform und Masse des Einzelteilchens die Mitnahmekraft durch die Strömung und das Teilchen wird als Feingut mit dem Gasstrom ausgetragen, oder die Zentrifugalkraft und das Teilchen wird zur Sichtraumbegrenzung abgetrieben und schließlich über einen Grobgutaustrag 6 als Grobgut ausgetragen.The high-performance air classifier 1 is designed according to FIGS. 1 and 2 as a spiral air classifier, which is intended for the dry separation of dust-like substances in the finest grain area, such as talc, graphite, etc. In this spiral air classifier, the material to be sighted, which is introduced into a classifying chamber 4 by a metering device 2 via a classifying material entry 3, is heated to 500 ° -700 ° C. gas jets which enter tangentially into the flat-cylindrical classifying room 4 via guide vanes 5 'via guide vanes 5, rinsed through. The individual particles of the grain collective are accelerated and entrained on the one hand by the gas jets, which flow spirally through the visible space from the outside inwards, but are also subject to the centrifugal force, which deflects them outwards again. Depending on the mode of operation of the air classifier, one prevails Grain shape and mass of the individual particle, the entraining force by the flow and the particle is discharged as fine material with the gas stream, or the centrifugal force and the particle are driven off to limit the visible space and finally discharged as coarse material via a coarse material discharge 6.

Erfindungsgemäß sind die Seitenwände 7 des Sichtraumes gegen die Mitte zu konisch erweitert. Mit Abstand von den Seitenwänden 7 sind starre Leitscheiben 8 angeordnet, die sich von einer zentralen Austrittsöffnung 9 für das Sichtgas mit dem Feingut bzw. von einem mit der gegenüberliegenden Seitenwand 7 verbundenen Stutzen wegerstrecken, die eigentliche Sichtzone begrenzen und Ringspalte 10 mit den Seitenwänden bilden. Dadurch wird ein unkontrolliertes Eindringen von Grobgut in den Feingutaustrag entlang der seitlichen Begrenzung des Windsichters verhindert. Im vorstehend erläuterten Windsichter ist über die gesamte Sichtraumbreite ein gleichmäßiges Strömungsfeld vorhanden, welches auch gleiche Sichtverhältnisse gewährleistet.According to the side walls 7 of the viewing space are flared towards the center. At a distance from the side walls 7, rigid guide disks 8 are arranged, which extend from a central outlet opening 9 for the classifying gas with the fine material or from a connecting piece connected to the opposite side wall 7, limit the actual viewing zone and form annular gaps 10 with the side walls. This prevents uncontrolled penetration of coarse material into the fine material discharge along the side boundary of the air classifier. In the wind sifter explained above, a uniform flow field is present over the entire width of the viewing area, which also ensures the same visibility.

Die Erfindung ermöglicht somit den Bau eines sehr einfachen und daher kostengünstigen Windsichters, der als druckdicht geschlossenes System ohne drehende Teile und ohne Sperrluft auch im hohen Druck- und Temperaturbereich, aber auch im Unterdruckbereich sowie bei tiefen Temperaturen sehr wirtschaftlich eingesetzt werden kann und einen hervorragenden Trenneffekt gewährleistet.The invention thus enables the construction of a very simple and therefore inexpensive air classifier which, as a pressure-tight closed system without rotating parts and without sealing air, can also be used very economically in the high pressure and temperature range, but also in the vacuum range and at low temperatures, and has an excellent separating effect guaranteed.

Claims

Fluidized air separator, with an essentially cylindrical separating space (4) free of fittings and having stationary side walls (7), with a separating-gas feed (3') through a guide-blade row (5) coaxially surrounding the separating space (4), with a separating-material feed (3) on the outer circumference of the separating space (4), with a discharge device (6) for the coarse material drawn off on the outer circumference of the separating space (4), and with a central connection piece (9) for the removal of the separating gas together with the fine material in an end wall of the separating space (4), characterized in that there are arranged within the separating space (4), at a distance from the side walls (7) of the separating space (4), stationary guide discs (8), the edges of which form annular gaps (10) with the side walls (7), in that the side walls (7) of the separating space (4) are widened conically towards the middle of the separating space, and in that the guide discs (8) extend radially into the conical region of the side walls (7).