EP0484758B1 - Vorrichtung zur Materialdispergierung - Google Patents

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EP0484758B1
EP0484758B1 EP91118189A EP91118189A EP0484758B1 EP 0484758 B1 EP0484758 B1 EP 0484758B1 EP 91118189 A EP91118189 A EP 91118189A EP 91118189 A EP91118189 A EP 91118189A EP 0484758 B1 EP0484758 B1 EP 0484758B1
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EP
European Patent Office
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gas
air channel
sieve
air
classifier
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EP91118189A
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Herbert Dr. Weit
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Christian Pfeiffer Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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Christian Pfeiffer Maschinenfabrik GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/06—Feeding or discharging arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/30—Mixing gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
    • B07B4/025—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall the material being slingered or fled out horizontally before falling, e.g. by dispersing elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes

Definitions

  • the invention relates to a device for material dispersion, in particular for scatter classifiers, according to the preamble of claim 1.
  • a device for material dispersion is known for example from DE 36 21 221 C2.
  • this known device which is used in a multi-stage scattering sifter, cone-shaped scattering discs are used in a conventional manner.
  • multi-stage processes With multi-stage processes, a relatively good, even distribution of the material to be classified is achieved in front of the viewing area.
  • a single-stage spreader plate In the case of a single-stage spreader plate, however, there is always the risk of a streak-like distribution of the material which is thrown away by centrifugal forces from the upper edge of the spreader plate, so that subsequently no optimal screening is carried out.
  • a current classifier with a material introduction device which consists of a bottom-ventilated feed ring container at the upper edge of the classifier and a material overflow inwards to a guide vane blade system of the current classifier.
  • a ventilation pipe With the help of a ventilation pipe, the feed material is loosened and passes over a conical sliding surface to the guide vanes, where it is carried by a supplied carrier gas into a viewing area.
  • This device with a bottom-ventilated feed ring container is used to supply material to be ground mechanically discharged from a mill to a guide vane ring of a flow classifier. Homogeneous and efficient material dispersion is not guaranteed, in particular because of the obliquely arranged ventilation pipe in the feed ring container.
  • the feed container of DE 33 10 709 A1 is also used to feed a static classifier.
  • the container bottom is porous and has at least one segment-like fluid space.
  • the container wall is provided with outlet slots or a horizontal outlet ring, from which the fluidized feed material emerges primarily and in the form of strands or jets.
  • a fluidized bed is formed in the feed container and overflows at the appropriate height over the upper edge in the direction of the visible space.
  • a material distribution cone which is provided with additional wear protection elements, is arranged in order to homogenize the material emerging in a strand shape from the feed container.
  • the invention has for its object to provide a device for material dispersion which is structurally particularly simple and which allows good homogenization to achieve in the dispersion of the material, relatively simple control options should also be possible regardless of the rotation of the sifter basket.
  • the main idea for material dispersion can be seen in the integrated arrangement of a sieve or hole-like surface as material feed surface and a fluid space in a gas or air channel, so that an extremely uniform gas or air flow is generated essentially in the ascending direction.
  • the material fed into the air channel from above, which is preferably applied via a plurality of evenly spaced material feed lines, is held in this stationary gas or air channel by the inflowing fluid, in particular air fluidized, held above the sieve-like surface and, if necessary, set into a rotational movement, so that the feed material flows almost like a water channel.
  • the material to be classified can be introduced evenly dispersed into the annular visual space underneath via the radially outer edge.
  • rotating dispersing vanes are provided below the gas and air channels, so that a further rotary influencing of the predispersed material can thereby be carried out.
  • the outer diameter of these dispersing or accelerating vanes corresponds approximately to the outer diameter of the air channel and can be kept slightly larger.
  • the supply of compressed air or another gas can be provided on the bottom side of the air channel or on its side walls to improve the material outflow.
  • the height of the sieve-like surface above the bottom of the air channel can also be suitably adjusted.
  • regulation of the compressed air supplied is possible both in terms of pressure and volume.
  • the air channel can also have a semicircular contour in vertical section.
  • the air channel is usually also arranged horizontally, a slight inclination radially outward being desirable for better flow of the dispersed material.
  • the end surface thereof can be guided upwards against the sieve-like surface in the manner of an inclined plane, so that the levitating forces acting against the material particles from below are improved.
  • the sieve and hole formation can also determine an outflow direction of the compressed air.
  • a device for material dispersion designed in this way therefore also allows the feed material to be optimally influenced in terms of control technology with regard to a uniform, homogeneous distribution over the entire circumference, this being possible with a simple construction.
  • both the rotation and the levitation of the material can be influenced by the different compressed air conditions, whereby there is complete independence from the drive of the classifier basket.
  • the feed direction of the supplied material is suitably in the direction of flow of the volume of material fluidized in the air channel.
  • the figure shows a vertical section through a spreading sifter 1 with a sifter cage 4 driven via the central shaft 3.
  • the housing 2 of the spreading sifter 1 has an essentially circular cylindrical shape, which in the lower part merges into a funnel 28 for the coarse material outlet 27.
  • annular or spiral sifting air channels 6 are arranged. From these classifying air channels 6, the classifying air flows through a guide vane ring 7 essentially tangentially into the actual classifying area 24.
  • An approximately U-shaped gas or air channel 10 is provided above the sifter basket 4 and is fixed to the sifter housing in a stationary manner.
  • This air channel 10, which is open at the top, has a perforated plate as a sieve-like surface at about half the height in a horizontal arrangement 12 on.
  • a fluid chamber or an air chamber 18 is accordingly formed below this perforated plate 12. Compressed air with a rotationally increasing flow direction flows into this air chamber 18 on the bottom side via a feed line 16.
  • the material feed 11 above the air channel 10 is inclined in the direction of the desired rotational movement of the material guided in the air channel.
  • the material to be classified and introduced via the material feed 11 is held above the perforated plate 12 by the air blown in below in the manner of a fluidized medium and blown out evenly distributed over the radially outer edge 19 as the dispersion edge of the air channel 10 into the region of the visible space.
  • approximately square-shaped acceleration wings 22 Arranged on the upper side of the viewing basket 4, approximately square-shaped acceleration wings 22 impart further tangential acceleration to the material dispersed via the air channel, so that the material particles, well dispersed, reach the actual viewing space 24 in the area between the sight strips 5 and the guide vane ring 7.
  • the fine material passing through the sight strips 5 into the centrifugal basket 4 is drawn off downwards via the fine material outlet 26 in the example. A further withdrawal direction of the fine material could take place vertically upwards over the interior of the classifier basket 4.
  • the coarse material with heavier material particles is guided in the classifier 1 via the funnel 28 into the coarse material outlet 27.
  • the adjustment of the compressed air supplied via the supply lines 16 and 17 allows the material to be classified to be given a movement which is independent of the rotation of the sifter basket 4 can flow like in a water channel, so that a well-dispersed material is fed to the actual viewing zone.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Materialdispergierung, insbesondere für Streusichter, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine Vorrichtung zur Materialdispergierung ist beispielsweise aus der DE 36 21 221 C2 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung, die bei einem mehrstufigen Streusichter eingesetzt ist, werden in herkömmlicher Weise umgekehrt kegelförmige Streuteller verwendet. Bei mehrstufigen Verfahren erreicht man zwar eine relativ gute, gleichmäßige Verteilung des zu klassierenden Materials vor dem Sichtraum. Bei einem einstufigen Streuteller besteht jedoch stets die Gefahr einer strähnenhaften Verteilung des durch Zentrifugalkräfte vom oberen Rand des Streutellers weggeschleuderten Materials, so daß nachfolgend auch keine optimale Sichtung durchgeführt werden.
  • Die mit Streutellern erreichte Dispergierung des Materials ist daher noch unzureichend, wobei üblicherweise eine starre Kopplung mit der Rotation des entsprechenden Sichterkorbes vorgesehen ist. Eine unterschiedliche Drehzahl des Streutellers in Relation zum Sichterkorb ist daher lediglich mittels der relativ aufwendigen Konstruktion unterschiedlicher Antriebe möglich.
  • Aus der DD-PS 111 159 ist ein Stromsichter mit einer Materialeintragsvorrichtung bekannt, welche aus einem bodenbelüfteten Aufgaberingbehälter am oberen Rand des Sichters und einem Materialüberlauf nach innen zu einem LeitgitterSchaufelsystem des Stromsichters besteht. Mit Hilfe eines Belüftungsrohres wird das Aufgabegut aufgelockert und gelangt über eine konische Rutschfläche bis vor die Leitschaufeln, wo es von einem zugeleiteten Trägergas in einen Sichtraum mitgeführt wird. Diese Vorrichtung mit einem bodenbelüfteten Aufgaberingbehälter dient der Materialzuführung eines mechanisch aus einer Mühle ausgetragenen Mahlgutes zu einem Leitschaufelkranz eines Stromsichters. Eine homogene und effiziente Materialdispergierung ist insbesondere wegen des schräg angeordneten Belüftungsrohres im Aufgaberingbehälter nicht gewährleistet.
  • Auch der Aufgabebehälter der DE 33 10 709 A1 dient der Materialzuführung eines statischen Sichters. Zur Fluidisierung des Aufgabegutes ist der Behälterboden porös ausgebildet und weist wenigstens einen segmentartig ausgebildeten Fluidraum auf. Die Behälterwand ist mit Austrittsschlitzen oder einem horizontalen Austrittsring versehen, aus dem das fluidisierte Aufgabegut schwerpunktmäßig und in Form von Strähnen oder Strahlen austritt. Im Aufgabebehälter wird eine Wirbelschicht gebildet, die bei entsprechender Höhe über den oberen Rand in Richtng Sichtraum überläuft.
  • Zur Vergleichmäßigung des strähnenförmig aus dem Aufgabebehälter austretenden Materials ist ein Materialverteilerkegel angeordnet, der mit zusätzlichen Verschleißschutzelementen versehen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Materialdispergierung zu schaffen, die konstruktiv besonders einfach aufgebaut ist und die es erlaubt, eine gute Homogenisierung bei der Dispergierung des Materials zu erreichen, wobei relativ einfache Regelungsmöglichkeiten auch unabhängig von der Rotation des Sichterkorbes möglich sein sollten.
  • Diese Aufgabe wird bei der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Hierbei kann als Kerngedanke zur Materialdispergierung die integrierte Anordnung einer sieb- oder lochartigen Fläche als Materialaufgabefläche und eines Fluidraumes in einer Gas- oder Luftrinne gesehen werden, so daß eine außerordentlich gleichmäßige Gas- oder Luftströmung im wesentlichen in aufsteigender Richtung erzeugt wird.
  • In einfachster Weise läßt sich dies in Art einer Gas- oder Luftrinne, die beispielsweise rechteckige U-Kontur haben kann, realisieren, wobei etwa in halber Höhe der Rinne die siebartige Fläche vorgesehen ist. Unterhalb dieser siebartigen Fläche sind eine oder mehrere unterteilte Luftkammern vorhanden, so daß über eingeströmte Druckluft das auf die siebartige Fläche fallende Material fluidisiert wird. Das von oben in die Luftrinne aufgegebene Material, das vorzugsweise über mehrere, gleichmäßig beabstandete Materialzuführleitungen aufgegeben wird, wird bei dieser stationären Gas- oder Luftrinne durch das einströmende Fluid, insbesondere Luft fluidisiert, oberhalb der siebartigen Fläche gehalten und gegebenenfalls in eine Drehbewegung versetzt, so daß das aufgegebene Material nahezu wie in einer Wasserrinne fließt. Gleichzeitig kann mittels einer Neigungsorientierung der Luftrinne oder auch ergänzend bzw. alternativ durch Führungsbleche in der Luftrinne selbst das zu klassierende Material über den radial äußeren Rand gleichmäßig dispergiert in den darunter liegenden ringförmigen Sichtraum eingeleitet werden.
  • Zur Homogenisierung und verbesserten Dispergierung des Materials sind unterhalb der Gas- und Luftrinne rotierende Dispergierflügel vorgesehen, so daß hierdurch eine weitere rotative Beeinflussung des vordispergierten Materials durchgeführt werden kann.
  • Der äußere Durchmesser dieser Dispergier- bzw. Beschleunigungsflügel entspricht etwa dem äußeren Durchmesser der Luftrinne und kann geringfügig größer gehalten sein.
  • Die Zuführung von Druckluft oder auch eines anderen Gases kann bodenseitig an der Luftrinne oder auch an deren Seitenwänden zur Verbesserung der Materialabströmung vorgesehen werden.
  • Geeigneterweise kann auch die Höhe der siebartigen Fläche über dem Boden der Luftrinne eingestellt werden. Andererseits ist auch im Hinblick auf das Volumen der Materialaufgabe und deren Struktur die Regulierung der zugeführten Druckluft sowohl druck- wie volumenmäßig möglich.
  • An Stelle einer Rechteckkontur kann die Luftrinne auch etwa Halbkreiskontur im Vertikalschnitt aufweisen.
  • Üblicherweise wird die Luftrinne auch horizontal angeordnet, wobei eine geringfügige Neigung nach radial außen zum besseren Abströmen des dispergierten Gutes wünschenswert ist.
  • Andererseits ist auch eine spiralförmige Anordnung der Luftrinne selbst in vertikaler Richtung denkbar, wobei auch mehrere Materialaufgaben und Luftkammern, abhängig von den Anwendungsfällen, eine vorteilhafte Dispergierung ergeben können.
  • Im Falle mehrerer Luftkammern kann deren Endfläche in Art einer schiefen Ebene nach oben gegen die siebartige Fläche geführt werden, so daß die von unten gegen die Materialpartikel wirkenden Schwebekräfte verbessert werden. In diesem Sinne kann auch die Sieb- und Lochbildung eine Ausströmrichtung der Druckluft mitbestimmen.
  • Eine derart ausgebildete Vorrichtung zur Materialdispergierung gestattet daher auch in regelungstechnischer Art eine optimale Beeinflussung des aufgegebenen Materials im Hinblick auf eine gleichmäßige, homogene Verteilung über den gesamten Umfang, wobei dies mit einer einfachen Konstruktion möglich ist. Zudem kann über die unterschiedlichen Druckluftverhältnisse sowohl die Rotation als auch das Schweben des Materials beeinflußt werden, wobei eine vollkommene Unabhängigkeit vom Antrieb des Sichterkorbes besteht.
  • Die Aufgaberichtung des zugeführten Materials erfolgt geeigneterweise in Strömungsrichtung des in der Luftrinne fluidisierten Materialvolumens.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines schematischen Beispiels noch näher erläutert.
  • Die Figur zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Streusichter 1 mit einem über die zentrale Welle 3 angetriebenen Sichterkorb 4. Das Gehäuse 2 des Streusichters 1 hat im wesentlichen kreiszylindrische Form, die im unteren Teil in einen Trichter 28 für den Grobgutauslaß 27 übergeht. In Höhe des Sichterkorbes 4, der radial außen Sichtleisten 5 aufweist, sind ring- bzw. spiralförmige Sichtluftkanäle 6 angeordnet. Aus diesen Sichtluftkanälen 6 strömt die Sichtluft durch einen Leitschaufelkranz 7 im wesentlichen tangential in den eigentlichen Sichtraum 24 ein.
  • Oberhalb des Sichterkorbes 4 ist eine etwa U-förmige Gas- oder Luftrinne 10 vorgesehen, die stationär am Sichtergehäuse befestigt ist. Diese nach oben offene Luftrinne 10 weist in etwa halber Höhe in horizontaler Anordnung ein Lochblech als siebartige Fläche 12 auf. Unterhalb dieses Lochblechs 12 wird dementsprechend ein Fluidraum bzw. eine Luftkammer 18 gebildet. In diese Luftkammer 18 strömt bodenseitig über eine Zuleitung 16 Druckluft mit rotativer aufsteigender Strömungsrichtung ein.
  • Die Materialzuführung 11 oberhalb der Luftrinne 10 ist in Richtung der gewünschten Rotationsbewegung des in der Luftrinne geführten Materials geneigt.
  • Im Betrieb wird daher das zu klassierende und über die Materialzuführung 11 eingeleitete Material oberhalb des Lochblechs 12 durch die darunter eingeblasene Luft in Art eines fluidisierten Mediums gehalten und über den radial äußeren Rand 19 als Dispergierungsrand der Luftrinne 10 gleichmäßig verteilt in den Bereich des Sichtraums ausgeblasen.
  • Auf der Oberseite des Sichtkorbes 4 angeordnete, etwa viereckigförmige Beschleunigungsflügel 22 verleihen dem über die Luftrinne dispergierten Material eine weitere tangentiale Beschleunigung, so daß die Materialpartikel gut dispergiert in den eigentlichen Sichtraum 24 im Bereich zwischen Sichterleisten 5 und Leitschaufelkranz 7 gelangen.
  • Das durch die Sichtleisten 5 in den Schleuderkorb 4 gelangende Feingut wird im Beispiel nach unten über den Feingutauslaß 26 abgezogen. Eine weitere Abzugsrichtung des Feingutes könnte vertikal nach oben über das Innere des Sichterkorbes 4 erfolgen.
  • Das Grobgut mit schwereren Materialpartikeln wird im Sichter 1 über den Trichter 28 in den Grobgutauslaß 27 geführt.
  • Die Einstellung der zugeführten Druckluft über die Zuführleitungen 16 und 17 gestattet es unabhängig von der Rotation des Sichterkorbes 4 dem aufgegebenen, zu klassierenden Material eine Bewegung zu verleihen, die das Material wie in einer Wasserrinne fließen läßt, so daß ein gut dispergiertes Material der eigentlichen Sichtzone zugeführt wird.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Materialdispergierung, insbesondere für Streusichter (1), mit wenigstens einer oberen Materialzuführeinrichtung (11) und einer weitgehend koaxial zur Achse des Streusichters (1) ausgelegten Materialaufgabefläche, welche als siebartige Fläche (12) ausgebildet und oberhalb eines Fluidraumes (18) angeordnet ist, wobei im Fluidraum (18) Zuführungen (17) für Gas oder Druckluft für eine Fluidströmung oberhalb der siebartigen Fläche (12) vorgesehen sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die siebartige Fläche (12) und der Fluidraum (18) in einer Gas- oder Luftrinne (10) ausgebildet sind, daß die Gas- oder Luftrinne (10) eine obere freie Fläche (13) und einen radial äußeren Dispergierungsrand (19) aufweist, über den das dispergierte Material einem Sichtraum (24) eines nachgeordneten Sichterkorbes (4) zuführbar ist, und
    daß zwischen der Gas- oder Luftrinne (10) und dem Sichterkorb (4) rotierende Beschleunigungsflügel (22) vorgesehen sind.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Außendurchmesser der rotierenden Beschleunigungsflügel (22) etwa dem Außendurchmesser der Gas- oder Luftrinne (10) und/oder des Sichtkorbes (4) entspricht oder etwas größer ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gas- oder Luftrinne (10) etwa U-Kontur aufweist und die siebartige Fläche (12) als Sieb- oder Lochfläche etwa in halber Höhe der Gas- oder Luftrinne (10) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gas- oder Luftrinne (10) horizontal oder in Achsrichtung des Streusichters (1) spiralförmig angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Fluidraum (18) zwischen einer Bodenfläche (14) der Gas- oder Luftrinne (10) und der siebartigen Fläche (12) ausgebildet ist und daß die Zuführungen (17) für Gas oder Druckluft in der Bodenfläche (14) und mit einer tangentialen bis rotativen aufsteigenden Strömungsrichtung vorgesehen sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zusätzlich zu den Zuführungen (17) für Gas oder Druckluft in der Bodenfläche (14) an den Seitenwänden der Gas- oder Luftrinne (10) Zuführungen für Gas oder Druckluft vorgesehen sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zuführungen für Gas oder Druckluft und/oder mehrere Materialzuführungen gleichmäßig über den Umfang der Gas- oder Luftrinne (10) verteilt angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gas- oder Luftrinne (10) und/oder die siebartige Fläche (12) eine Neigung in Richtung des radial äußeren Dispergierungsrandes (19) aufweist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Strömungsrichtung der aufsteigenden Gas oder Druckluft durch eine Sieb- und Lochausbildung der siebartigen Fläche (12) mitbestimmbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die siebartige Fläche (12) höhenverstellbar in der Gas- oder Luftrinne (10) angeordnet ist und daß die Gas- oder Luftrinne (10) ringförmig oder teilringförmig gestaltet ist.
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