EP0758931A1 - Umlenk-gegenstrom-sichter - Google Patents

Umlenk-gegenstrom-sichter

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EP0758931A1
EP0758931A1 EP95916577A EP95916577A EP0758931A1 EP 0758931 A1 EP0758931 A1 EP 0758931A1 EP 95916577 A EP95916577 A EP 95916577A EP 95916577 A EP95916577 A EP 95916577A EP 0758931 A1 EP0758931 A1 EP 0758931A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
bulk material
classifier
deflection
cylinder
countercurrent
Prior art date
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Application number
EP95916577A
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English (en)
French (fr)
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EP0758931B1 (de
Inventor
Wolfgang Krambrock
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Zeppelin Systems GmbH
Original Assignee
Zeppelin Schuttguttechnik GmbH
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Publication date
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Application filed by Zeppelin Schuttguttechnik GmbH filed Critical Zeppelin Schuttguttechnik GmbH
Publication of EP0758931A1 publication Critical patent/EP0758931A1/de
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Publication of EP0758931B1 publication Critical patent/EP0758931B1/de
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Revoked legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B07B7/02—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents by reversal of direction of flow

Definitions

  • the invention relates to a Uirtlenk countercurrent classifier according to the preamble of claim 1.
  • So-called classifiers are used for the dry classification of fine-grained solids.
  • the distinguishing feature is the final falling speed of the grains in the air.
  • classifiers can also be used to clean a bulk material mixture which is essentially in granular form and contains particles of different sizes. Due to different manufacturing processes, bulk goods can have very different distribution spectra.
  • plastics in the form of granules which are mixed with abrasion or dust particles. If the size of the granulate particles is of the order of magnitude of approx. 2 to 5 mm for the diameter or the length of the granulate, the dust particles, on the other hand, have a size of, for. B. 50 microns.
  • a so-called deflection counterflow sifter has become known from DE-OS 1 905 106, in which the bulk material to be treated is fed to a deflection sifter via a conveying gas flow.
  • the bulk material conveyed downwards in the conveying gas flow in the deflection sifter is detected by an oppositely directed separating gas flow, which deflects the conveying gas flow upwards and entrains the lighter, smaller and in particular dusty particles in the deflected conveying gas flow, while heavier particles due to the particle speed and inertia Penetrate the separation gas flow and be collected in the lower area of the classifier.
  • the invention has for its object to improve the state of the art known from the literature "process engineering” ... that an even more efficient separation between larger particles and in particular plastic granules and the associated impurities such as splinters, dust, threads or the like is possible.
  • the invention is based on the basic idea that a sifting, ie a separation of different components, is only possible to a sufficient extent if all areas of a bulk material flow can be detected. It is known from the above-mentioned reference "process engineering" that the air speed of a flow in a conveyor pipe towards the wall drops towards zero. However, this technical effect is disregarded in a diverting countercurrent sifter insofar as the bulk material feed line penetrating into the sifter chamber from above is introduced concentrically, ie in the middle, so that the falling bulk material flow does not get into the wall area of the sifter anyway , because it is previously captured and treated by the rising separation gas stream.
  • the bulk material flow is also subjected to a velocity profile inside the bulk material conveying line, which prevents the desired acceleration of the particles, at least in the respective wall area.
  • the central tube used to form an annular acceleration channel in the bulk material conveying line results in a radially inner and a radially outer cylinder jacket surface, between which the described speed profile is established.
  • the central tube which continues downward through the classifier, forms a desired ring cross section for the targeted supply of the upward separating gas stream to the mouth region of the bulk material conveying line.
  • This ring channel for the separating gas flow also forms a radially inner and a radially outer cylinder jacket surface with a corresponding circumferential speed profile.
  • a surface structure of the cylinder jacket surfaces is now chosen, in particular on the radially inner cylinder jacket surface both in the annular channel acceleration region of the bulk material conveying line and preferably in the annular flow channel of the separating gas flow, which should prevent the air speed towards the wall from dropping to zero to the previous extent.
  • Speed profile of the air speed within the specified ring channels are designed so that no dead zones form in the wall area of the respective ring channels, in which the granules can fall through. This is achieved, for example, in the prior art described in the reference "process engineering" by means of a zigzag-shaped sifter, i. H. the particles not caught in the wall area by the air flow of the separating gas flow are always directed back into the gas flow.
  • the present invention pursues another way of achieving this goal, in that the surface structure is formed in such a way that increased turbulence forms in the wall area, which leads to a velocity profile of the air flows that is as rectangular as possible.
  • the zigzag shape of the air classifier itself which is specified in the "Process engineering" reference, is applied, for example, as a surface structure to the cylinder jacket surfaces at a suitable point in order to lead to increased air turbulence, in particular in the wall area.
  • the speed profile achieved in the line of sight below the outlet opening of the bulk material conveying line also detects the lighter parts located in the wall area, which are to be discharged upwards from the classifier, since there are no more dead zones in the wall areas.
  • the efficiency of the deflection counterflow classifier is considerably improved in this way.
  • Fig. 1 is an overall view of a deflection countercurrent classifier in longitudinal cross section
  • Fig. 2 is an enlarged view of the field of vision of the classifier, the left half of the figure represents the prior art and the right half of the figure represents an external formation according to the invention.
  • a deflection-counterflow classifier 1 which consists of a vertically oriented, cylindrical classifier cylinder 2 with a longitudinal axis 3 of symmetry.
  • the entire deflection-counterflow classifier 1 has a height h
  • the classifier cylinder 2 has a height 1_2.
  • a bulk material conveying pipe 5 with a height 1.3 is concentrically embedded, which is located within the classifier cylinder 2 over a height h ⁇ .
  • the vertical bulk material conveying pipe 5 has an upper deflection flange 6, from which a connecting piece 7 leads laterally to a pneumatic bulk material feed line 8.
  • the bulk material feed pipe 5 and / or the bulk material feed line 8 can also be referred to as a “bulk material feed line”.
  • a central tube 9 with a height hg is located within the classifier cylinder.
  • the central tube 9 is fastened in the lower region of the classifier cylinder 2 by means of cross-shaped fastening webs 10.
  • a conical tip 11 extends to the lower edge of the upper deflection flange 6.
  • a conical outlet funnel 12 with a height hg which is extended upwards by a cylinder tube 13 with a height h 7 .
  • a gas inlet connector 14 is arranged on the side of the cylinder tube 13. The classifier cylinder 2 projects approximately into the cylinder tube 13 via the height ⁇ .
  • the cylinder tube 13 has a diameter d ⁇ which is greater than the diameter d2 of the lower part 15 with a height hg of the classifying cylinder 2.
  • This air is guided upwards in the counterflow classifier and first reaches an annular channel 19 of the lower cylindrical part 15 of the classifier cylinder 2 with the height hg.
  • This ring channel 19 is formed by the central tube 9, which projects into the cylindrical part 15 at a height hg.
  • the ring channel cross-section results from the difference in diameter d2 of the cylinder section 15 minus the diameter d3 of the central tube 9.
  • the lower cylindrical section 15 tapers over a first truncated cone 20 with the height h- j and a second truncated cone 21 with the height hi ⁇ to a second cylinder section 23 with the height h 12 *
  • the air flow 18 drawn in in the lower part of the classifier cylinder 2 is consequently first compressed in the annular channel 19 to a smaller cross section (arrows 22) before it is further reduced in cross section via the two truncated cone sections 20, 21 and is thus greatly accelerated.
  • the two truncated cone sections 20, 21 therefore serve, with their narrowing cross section, to accelerate the separating gas flow 25.
  • the annular channel 24 with the height h ** ⁇ consequently forms a cylindrical section 23 with a diameter d ⁇ , which is used as a line of sight or separation distance for that from the Bulk material delivery line 5 coming bulk material is used.
  • the cylindrical section 23 for forming the annular channel 24 ends just above the lower edge 26 of the bulk material conveying pipe 5, ie. H. just above the mouth 26 of the bulk material flow in the classifier cylinder 2. This height difference is denoted by h * - ⁇ .
  • the cylindrical section 23 is followed by an expanding third truncated cone 27 with the height h 14 , which acts as an accelerating diffuser and which in turn is followed by a cylindrical section 28 with the height h 15 and a diameter d 5 .
  • the cylindrical section 2 * 8 points an upper end region 29 through which the opening 4 is guided for the passage of the bulk material conveying pipe 5.
  • another ring channel 30 is formed, which opens laterally in a conveying material outlet connection 31.
  • a narrow annular channel 32 is formed, which has a height h ⁇ g, i. H. extends from the lower mouth 26 to the conical shoulder 33 of the conical tip 11.
  • the direction of inflow of the bulk material flow supplied to the deflection counterflow classifier 1 in the bulk material conveying line is indicated by arrow 34.
  • the arrow 35 shows the supply of the sucked-in or blown-in air quantity, which is required as separation gas flow 25 for the sifting.
  • the arrow 36 represents the outflow direction of the fine material sighted from the conveying material outlet nozzle 31.
  • the coarse material cleaned from the fine material falls down through the line of sight in the countercurrent sifter and is shown schematically by arrow 37 in FIG. 1.
  • the lower outlet 38 of the conical outlet funnel 12 is closed by an outlet orifice 39.
  • a cellular wheel sluice (not shown in detail) can also be provided.
  • the decisive factor is the air flow of the supplied or sucked-in air through the counterflow classifier in the vertical direction.
  • the gas inlet connector 14 can also have a throttle element 40 in order to be able to regulate the separating gas stream 25 transported in the countercurrent classifier.
  • FIG. 2 shows the opening area of the bulk material conveying pipe 5 in the classifier cylinder 2 in a schematic representation and is explained in more detail below.
  • FIG. 2 shows the opening area of the bulk material conveying pipe 5 in the classifier cylinder 2 in a schematic representation and is explained in more detail below.
  • the left half of the figure shows an arrangement according to the prior art, while the right half of the figure relates to the innovation according to the invention.
  • the same reference numerals as given in FIG. 1 have been used for the same parts.
  • the frustum 27 was not included.
  • the left half of the figure in FIG. 2 is first explained as prior art:
  • the bulk material flowing into the bulk material conveying tube 5 is divided by the conical tip 11 of the central tube 9 and reaches the annular channel 32.
  • the annular channel 32 is formed by the cylindrical outer surface 41 of the bulk material conveying tube 5 with the diameter, which is radially outer relative to the annular channel 32 dg and the cylinder jacket surface 42 of the central tube 9 with the diameter d ** - lying radially on the inside relative to the ring channel 32.
  • This ring channel 32 forms an acceleration path for the bulk material flow supplied, i. H. the amount of air in the annular gap, including the entrained solid particles, is accelerated to a speed c, as is described in more detail in the "Process Engineering" reference on the deflection counterflow classifier. This shows the left half of the figure in FIG. 2
  • Speed profile 43 ie on the lateral surfaces 41, 42 the parabolic speed profile approaches zero.
  • heavier solid particles 48 lying in the wall areas are not accelerated up to the maximum speed c ⁇ na ⁇ > , but for example only to a speed c ⁇ on the wall section 41 and C2 on the wall section 42, these speeds c * ⁇ , C2 not sufficient, that from below to penetrate coming separation gas stream 25. Consequently, the coarse particles 48 falling in the edge region of the walls 41, 42 will not, contrary to their intended purpose, reach the countercurrent sifter downwards, but rather as losses upwards into the outer ring channel 30 for the removal of the fine material 49 arrive (arrow 44). These losses of the coarse material 48 discharged with the fine material 49 are shown schematically by arrow 45.
  • the separating gas stream 25 coming from below also forms a speed profile 46, which is established in the annular channel 24 below the mouth 26.
  • the flow velocity V G of the separation gas flow in the wall areas approaches zero, since the flow profile 46 drops sharply in the direction of the wall sections.
  • the result of this is that there is only a slight upward flow of the separating gas stream 25, in particular on the radially inner cylinder jacket surface 42 in the annular channel 24, which is indicated by the speed arrow 47.
  • both the radially outer lateral surface 41 and the radially inner lateral surface 42 with a surface structure are initially in the annular channel 32
  • the speed profile 43 ' is not designed to drop sharply towards the wall areas, but rather is designed in the manner of a rectangle with almost equally large speed vectors c also in the respective edge areas.
  • the result of this is that the total amount of conveying gas, including entrained solid particles, is brought to the required high speed in the acceleration section in the ring channel 32, so that the coarse material 48 also has the required speed c in the wall area! has the bottom up to penetrate directional separation gas stream 25. This means there is less loss of coarse material.
  • the wall section 42 of the central pipe 9 lying below the mouth 26 of the delivery pipe 5 also has a corresponding surface structure 50 ′, which corresponds to the surface structure 50 lying above it.
  • This also results in a speed profile 46 ′ in the annular channel 24, which has a substantially steeper profile, in particular in the region of the radially inner wall section 42, which is generated by corresponding turbulence.
  • a higher separation gas flow velocity V G -W is present in this wall area, which prevents fine material 49 from falling. 2 on the right half of the figure, both a discharge of coarse material 48 with the fine material 49 into the ring channel 30 and a discharge of fine material 49 into the lower region of the classifier are avoided. This increases the effectiveness and efficiency of such a classifier considerably.
  • the surface structure 50, 50 ' can be designed as a zigzag-shaped surface structure.
  • the distance a between two adjacent tips 52, 52 ' is selected such that it is generally smaller than the diameter D or the particle length of the solid particles 48 forming the coarse material.
  • the surface structure 50 can also be roughened or formed by other suitable measures, so that corresponding eddies for generating turbulence arise.
  • This can be, for example, a surface formed by a hammer blow with indentations in the form of spherical segments or a wave structure with a pointed wave crest or the like. Other swirling edges can also be provided.
  • the surface structuring 50 within the ring channel 32 preferably extends over a height section h- ⁇ 7 which covers the entire acceleration distance, ie the entire ring channel 32. As a result, all particles are subjected to the acceleration required in order to achieve a desired final speed, even in the edge region.
  • the gas inlet connection 14 is arranged as far as possible in the lower region of the circulation countercurrent sifter 1 in order to obtain the largest possible distance for the ascending separation gas flow 18, 22, 25. Furthermore, this distance can be used to generate an acceleration of this separation gas flow due to a diffuser effect. Finally, a long distance of the separation gas flow can have the effect of inspecting fine material, i.e. H. Fine material, which has nevertheless penetrated the separation section in the annular channel 24, can still be detected in a lower section due to the ascending counterflow.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Es wird ein Umlenk-Gegenstrom-Sichter (1) vorgeschlagen, mittels welchem ein pneumatisch eingebrachter Schüttgutstrom in Grobanteile (48) und Feingut (49) auftrennbar ist. Um den Wirkungsgrad des Sichters hinsichtlich der Trennwirkung zu erhöhen, wird insbesondere im Bereich der Beschleunigungsstrecke (21, 22) und der sich nach unten hin anschliessenden Sichtstrecke (23) ein Wandungsprofil (50) gewählt, welches zu erhöhten Turbulenzen der Gasströme führt. Hierdurch ergibt sich ein Anstieg der Luftgeschwindigkeit in der Wandnähe und somit eine über dem Querschnitt konstante Luftgeschwindigkeit.

Description

"Umlenk-Gegenstrom-Sichter"
Die Erfindung betrifft einen Uirtlenk-Gegenstrom-Sichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik;
Sogenannte indsichter werden für das trockene Klassieren von feinkörnigen Feststoffen eingesetzt. Das Trennmerkmal ist die Endfallgeschwindigkeit der Körner in der Luft. Insbesondere können derartige Sichter auch zum Reinigen eines im wesentlichen in Granulatform vorliegenden und Partikeln unterschiedlicher Größe enthaltenden Schüttgutgemenges verwendet werden. Aufgrund unterschiedlicher Herstellungsprozesse können Schüttgüter sehr unterschiedlicher Verteilungsspektren aufweisen. Dabei liegen Kunststoffe in Form von Granulaten vor, die mit Abrieb bzw. mit Staubpartikeln versetzt sind. Liegt die Größe der Granulatteilchen in der Größenordnung von ca. 2 bis 5 mm für den Durchmesser bzw. der Granulatlänge, so weisen die Staubpartikel demgegenüber nur eine Größe von z. B. 50 μm auf. Bei Kunststoffgranulaten liegen gelegentlich auch größere Partikel vor, die auch Engelshaar oder Vogelnester genannt werden, die Scheiben-, knäuel- oder kugelförmig sein können und einen Durchmesser von ca. 2 cm bis zu 10 cm aufweisen. Solche Stoffe treten insbesondere bei pneumatischer Förderung auf. Das durch die Rohrleitung geforderte Granulat reibt sich am Rohr entlang auf, erwärmt sich und bildet anhaftende Fäden oder Folien, die immer wieder abreißen bzw. sich ablösen.
Ein bekannter indsichter zur Behandlung derartiger Stoffe ist in der DE 42 35 260 AI unter Angabe von weiterem Stand der Technik beschrieben.
Zur Behandlung derartiger Schüttgüter ist aus der DE-OS 1 905 106 ein sogenannter Umlenk-Gegenstrom-Sichter bekannt geworden, bei welchem das zu behandelnde Schüttgut über einen Fördergasström einem Umlenksichter zugeführt wird. Hier wird insbesondere das im Fördergasström im Umlenksichter nach unten geförderte Schüttgut von einem entgegengesetzt gerichteten Trenngasstrom erfaßt, der den Fördergasstrom nach oben hin umlenkt und dabei die leichteren, kleineren und insbesondere staubförmigen Teilchen im umgelenkten Fördergasström mitnimmt, während schwerere Teilchen aufgrund der Partikelgeschwinidkeit und Massenträgheit den Trenngasström durchdringen und im unteren Bereich des Sichters aufgefangen werden.
Aus der Literaturstelle: Sonderdruck aus vt
"Verfahrenstechnik" 16 (1982) Nr. 7/8, Seite 640 bis 648 ist ein Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach der Gattung des Anspruchs 1 bekanntgeworden, welcher ebenfalls zur Behandlung eines Schüttgutstromes dient. Dabei wird der Umlenk-Gegenstrom- Sichter als sehr effiziente Einrichtung zur Abtrennung von Splittern, Staub, Fäden oder dergleichen aus Kunststoffgranulat beschrieben. Auf die in dieser Literaturstelle beschriebene Wirkungsweise dieses Umlenk- Gegenstrom-Sichters wird hiermit ausdrücklich verwiesen. Bereits in dieser Literaturstelle ist bei der Beschreibung eines weiteren Steigrohr-Schwerkraft-Sichters angegeben, daß das Geschwindigkeitsprofil im Rohrinneren über den Rohrquerschnitt variiert, wobei die Luftgeschwindigkeit insbesondere zur Wand hin gegen Null abfällt. Feine Partikel, die in die Nähe der Wandung geraten, fallen dadurch ins Grobgut, wenn sie nicht von der Luftturbulenz erfaßt und ins Rohrinnere zurück transportiert werden. Dieser Nachteil ist bei dem in dieser Literaturstelle nachfolgend beschriebenen Umlenk-Gegenstrom-Sichter explizit nicht genannt, da in diesem Fall innerhalb des vorgesehenen Mündungskanales der Schüttgut-Förderleitung hohe Teilchenbeschleunigung auftreten, wodurch Teilchen oberhalb einer bestimmten Größe die vor der Austrittsmündung liegende Sichtstrecke durchdringen und im unteren Auffangbehälter abgeschieden und ausgetragen werden. Alle kleinere Partikel, sowie Fäden und Streifen werden in der Sichtstrecke problemlos abgebremst und von der umgelenkten Luftströmung ausgetragen. Der bekannte Umlenksichter löst demnach das Problem der Sichtung der abzuscheidenden Teile in befriedigendem Maße.
Vorteile der Erfindung;
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den aus der Literaturstelle "Verfahrenstechnik"... bekannten Stand der Technik dahingehend zu verbessern, daß eine noch effizientere Trennung zwischen größeren Teilchen und insbesondere einem Kunststoffgranulat und den hiermit verbundenen Verunreinigungen wie Splitter, Staub, Fäden oder dergleichen möglich ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Umlenk-Gegenstrom- Sichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des Gegenstromsichters nach dem Hauptanspruch angegeben.
Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß eine Sichtung, d. h. eine Trennung verschiedener Bestandteile nur dann in ausreichendem Maße möglich ist, wenn alle Bereiche eines Schüttgutstromes erfaßbar sind. Aus der eingangs genannten Literaturstelle "Verfahrenstechnik" ist es zwar bekannt, daß die Luftgeschwindigkeit eines Förderstromes in einem Förderrohr zur Wand hin gegen Null abfällt. Dieser technische Effekt wird jedoch in einem Umlenk-Gegenstrom- Sichter insofern außer Acht gelassen, als daß die in den Sichterraum von oben her eindringende Schüttgut-Förderleitung konzentrisch, d. h. mittig eingeführt wird, so daß der herabfallende Schüttgutstrom ohnehin nicht in den Wandungsbereich des Sichters gelangt, da er zuvor von dem aufsteigenden Trenngasstrom erfaßt und behandelt wird. Eine solche Betrachtungsweise läßt jedoch außer Acht, daß der Schüttgutstrom auch im Inneren der Schüttgut-Förderleitung einem Geschwindigkeitsprofil unterworfen ist, der die gewünschte Beschleunigung der Teilchen zumindest im jeweiligen Wandungsbereich verhindert. Durch das eingesetzte zentrale Rohr zur Bildung eines ringförmigen Beschleunigungskanals in der Schüttgut-Förderleitung ergibt sich eine radial innenliegende sowie eine radial außenliegende Zylindermantelfläche, zwischen welcher sich das beschriebene Geschwindigkeitsprofil einstellt. Gleichermaßen bildet das sich durch den Sichter nach unten hin fortsetzende zentrale Rohr einen gewünschten Ringquerschnitt zur gezielten Zuführung des nach oben gerichteten Trenngasstromes zum Mündungsbereich der Schüttgut-Förderleitung. Auch dieser Ringkanal für den Trenngasström bildet eine radial innenliegende sowie radial außenliegende Zylindermantelfläche mit einem entsprechend umlaufenden Geschwindigkeitsprofil. Erfindungsgemäß wird nun insbesondere an der radial innenliegenden Zylindermantelfläche sowohl im ringkanalförmigen Beschleunigungsbereich der Schüttgut- Förderleitung als auch vorzugsweise im ringförmigen Strömungskanal des Trenngasstromes eine Oberflächenstruktur der Zylindermantelflächen gewählt, die es vermeiden soll, daß die Luftgeschwindigkeit zur Wand hin im bisherigen Maß gegen Null abfällt. Anders ausgedrückt soll das
Geschwindigkeitsprofil der Luftgeschwindigkeit innerhalb der angegebenen Ringkanäle so ausgebildet werden, daß sich im Wandungsbereich der jeweiligen Ringkanäle keine Todzonen bilden, in denen das Granulat hindurchfallen kann. Dies wird beispielsweise bei dem beschriebenen Stand der Technik in der Literaturstelle "Verfahrenstechnik" durch einen Zick-Zack- förmigen Sichter erzielt, d. h. die im Wandungsbereich von der Luftströmung des Trenngasstromes nicht erfaßten Teilchen werden stets in den Gasstrom zurückgelenkt.
Die vorliegende Erfindung verfolgt hierfür einen anderen Weg zur Erzielung dieses Zieles, indem die Oberflächenstruktur derart ausgebildet wird, daß sich erhöhte Turbulenzen im Wandungsbereich bilden, die zu einem möglichst rechteckförmigen Geschwindigkeitsprofil der Luftströmungen führen. Die in der Literaturstelle "Verfahrenstechnik" angegebene Zick-Zack-Form des Windsichters selbst wird beispielsweise als Oberflächenstruktur auf die Zylindermantelflächen an geeigneter Stelle aufgebracht, um insbesondere im Wandungsbereich zu erhöhten Luftturbulenzen zu führen.
Auf diese Weise werden in der Schüttgut-Förderleitung alle größeren Teilchen auch im Wandungsbereich beschleunigt, so daß sie in der Lage sind, den Trenngasstrom in der Sichtzone zu durchdringen. Würden solche Teilchen nicht in erforderlichem Maße beschleunigt, so würden diese vom Trenngasström aufgrund ihrer zu geringen Geschwindigkeit erfaßt und nach oben hin aus dem Sichter ausgetragen. Dies würde zu unnötigen Verlusten des im unteren Bereich des Sichters aufzufangenden Granulats führen.
Weiterhin bewirkt das erreichte Geschwindigkeitsprofil im unterhalb der Austrittsöffnung der Schüttgut-Förderleitung sich befindenden Sichtstrecke eine Erfassung auch der sich im Wandungsbereich befindenden leichteren Teile, die nach oben aus dem Sichter auszutragen sind, da sich in den Wandungsbereichen keine Todzonen mehr einstellen. Der Wirkungsgrad des Umlenk-Gegenstrom-Sichters wird auf diese Art und Weise erheblich verbessert.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es zeigen
Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Umlenk-Gegenstrom- Sichters im Längsquerschnitt und
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Sicht-Zone des Sichters, wobei die linke Figurenhälfte den Stand der Technik und die rechte Figurenhälfte eine erfindungsgemäße Außenbildung darstellt.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels:
In der Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Umlenk-Gegenstrom- Sichter 1 dargestellt, der aus einem vertikal ausgerichteten, zylinderförmigen Sichterzylinder 2 mit Symmetrielängsachse 3 besteht. Der gesamte Umlenk-Gegenstrom-Sichter 1 weist eine Höhe h , der Sichterzylinder 2 eine Höhe 1_2 auf. In der oberen Öffnung 4 des Sichterzylinders 2 ist konzentrisch ein Schüttgut-Förderrohr 5 mit einer Höhe 1.3 eingelassen, welches sich über eine Höhe h^ innerhalb des SichtersZylinder 2 befindet. Das vertikale Schüttgut-Förderrohr 5 weist einen oberen Umlenkflansch 6 auf, von welchem seitlich ein Anschlußstutzen 7 zu einer pneumatischen Schüttgut- Zuführleitung 8 führt. Das Schüttgut-Förderrohr 5 und/oder die Schüttgut-Zuführleitung 8 kann auch als "Schüttgut- Förderleitung" bezeichnet werden.
Innerhalb des Sichterzylinders befindet sich ein zentrales Rohr 9 mit einer Höhe hg. Das zentrale Rohr 9 ist im unteren Bereich des Sichterzylinders 2 mittels kreuzförmigen Befestigungsstegen 10 befestigt. Im oberen Bereich ragt eine kegelförmige Spitze 11 bis an den unteren Rand des oberen Umlenkflansches 6.
Im unteren Bereich des Umlenk-Gegenstrom-Sichters 1 befindet sich ein kegelförmiger Auslauftrichter 12 mit einer Höhe hg, der nach oben hin durch ein Zylinderrohr 13 mit der Höhe h7 verlängert ist. Am Zylinderrohr 13 ist seitlich ein Gaseinlaßstutzen 14 angeordnet. Der Sichterzylinder 2 ragt etwa über die Höhe η in das Zylinderrohr 13 hinein.
Das Zylinderrohr 13 weist einen Durchmesser d^ auf, der größer ist als der Durchmesser d2 des unteren Teils 15 mit einer Höhe hg des Sichterzylinders 2. Hierdurch ergibt sich innerhalb des Zylinderrohrs 13 ein Ringkanal 16, der in seinem unteren Bereich Luftführungsbleche 17 aufweist, zur Umlenkung der vom Gaseinlaßstutzen 14 angesaugten Luft, die in den Sichterzylinder 2 von unten her entsprechend den Pfeilen 18 einströmen. Diese Luft wird nach oben im Gegenstrom-Sichter geführt und gelangt zunächst in einen Ringkanal 19 des unteren zylindrischen Teils 15 des Sichterszylinders 2 mit der Höhe hg. Dieser Ringkanal 19 wird durch das zentrale Rohr 9 gebildet, welches mit einer Höhe hg in den zylindrischen Teil 15 hineinragt. Der Ringkanalquerschnitt ergibt sich aus der Durchmesserdifferenz d2 des Zylinderabschnitts 15 minus dem Durchmesser d3 des zentralen Rohres 9.
Oberhalb der Höhe hg bzw. h verjüngt sich der untere zylindrische Abschnitt 15 über einen ersten Kegelstumpf 20 mit der Höhe h-j und einem zweiten Kegelstumpf 21 mit der Höhe hi ^ auf einen zweiten Zylinderabschnitt 23 mit der Höhe h12*
Der im unteren Teil des Sichterzylinders 2 angesaugte Luftstrom 18 wird demzufolge zunächst im Ringkanal 19 auf einen kleineren Querschnitt komprimiert (Pfeile 22), bevor er über die beiden Kegelstumpfabschnitte 20, 21 im Querschnitt noch weiter reduziert und damit stark beschleunigt wird. Hierdurch stellt sich im oberhalb des Kegelstumpfes 21 gebildeten Ringkanal 24 eine stark beschleunigte Luftströmung ein, die als Trenngasstrom 25 dient. Die beiden Kegelstumpfabschnitte 20, 21 dienen demnach mit ihrem sich verengenden Querschnitt zur Beschleunigung des TrenngasStromes 25. Der Ringkanal 24 mit der Höhe h**^ bildet demzufolge einen zylindrischen Abschnitt 23 mit einem Durchmesser d^, der als Sichtstrecke oder Trennstrecke für das aus der Schüttgut-Förderleitung 5 kommende Schüttgut dient.
Der zylindrische Abschnitt 23 zur Bildung des Ringkanals 24 endet knapp oberhalb der Unterkante 26 des Schüttgut- Förderrohrs 5, d. h. knapp oberhalb der Mündung 26 des Schüttgutstromes im Sichterzylinder 2. Dieser Höhenunterschied ist mit h*-^ bezeichnet.
Dem zylindrischen Abschnitt 23 schließt sich ein sich erweiternder dritter Kegelstumpf 27 mit der Höhe h14 an, der als beschleunigender Diffusor wirkt und dem seinerseits ein zylindrischer Abschnitt 28 mit der Höhe h15 und einem Druch esser d5 folgt. Der zylindrische Abschnitt 2*8 weist einen oberen Abschlußbereich 29 auf, durch den die Öffnung 4 zur Durchführung des Schüttgut-Förderrohres 5 geführt ist. Zwischem dem Förderrohr 5 und dem zylindrischen Abschnitt 28 bildet sich ein weiterer Ringkanal 30, der seitlich in einem Fördergut-Auslaßstutzen 31 mündet.
Zwischen dem zentralen Rohr 9 und dem Schütt-Förderrohr 5 bildet sich ein schmaler Ringkanal 32, welcher eine Höhe h^g aufweist, d. h. von der unteren Mündung 26 bis zum Kegelansatz 33 der kegelförmigen Spitze 11 reicht.
Mit Pfeil 34 ist die Zuströmrichtung des dem Umlenk- Gegenstrom-Sichters 1 zugeführten Schüttgutstromes in der Schüttgut-Förderleitung angegeben. Der Pfeil 35 zeigt die Zuführung der angesaugten oder eingeblasenen Luftmenge, die als Trenngasstrom 25 zur Sichtung benötigt wird. Der Pfeil 36 stellt die Ausströmrichtung des gesichteten Feingutes aus dem Fördergut-Auslaßstutzen 31 dar. Das vom Feingut gereinigte Grobgut fällt durch die Sichtstrecke im Gegenstrom-Sichter nach unten und ist mit Pfeil 37 in Fig. 1 schematisch dargestellt.
Der untere Auslauf 38 des kegelförmigen Auslauftrichters 12 ist durch eine Auslaufblende 39 verschlossen. Es kann auch eine nicht näher dargestellte Zellenradschleuse vorgesehen sein. Maßgeblich ist die Luftführung der zugeführten oder angesaugten Luft durch den Gegenstrom-Sichter in vertikaler Richtung.
Auch der Gaseinlaßstutzen 14 kann ein Drosselorgan 40 aufweisen, um den im Gegenstrom-Sichter transportierten Trenngasstrom 25 regulieren zu können.
In der Fig. 2 ist der Mündungsbereich des Schüttgut- Förderrohres 5 im Sichterzylinder 2 in schematischer Darstellung gezeigt und nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt die linke Figurenhälfte eine Anordnung nach dem Stand der Technik, während die rechte Figurenhälfte die erfindungsgemäße Neuerung betrifft. Für gleiche Teile wurden gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 angegeben, verwendet. Zur vereinfachten Darstellung wurde auf die Einbeziehung des Kegelstumpfs 27 verzichtet. Zunächst wird die linke Figurenhälfte in Fig. 2 als Stand der Technik erläutert:
Das in das Schüttgut-Förderrohr 5 einströmende Schüttgut wird durch die kegelförmige Spitze 11 des zentralen Rohres 9 geteilt und gelangt in den Ringkanal 32. Der Ringkanal 32 wird gebildet durch die gegenüber dem Ringkanal 32 radial außenliegende Zylindermantelfläche 41 des Schüttgut- Förderrohrs 5 mit dem Durchmesser dg und der gegenüber dem Ringkanal 32 radial innenliegenden Zylindermantelfläche 42 des zentralen Rohres 9 mit dem Durchmesser d**-. Dieser Ringkanal 32 bildet für den zugeführten Schüttgutstrom eine Beschleunigungsstrecke, d. h. die Luftmenge im Ringspalt wird einschließlich der mitgeführten Feststoffteilchen auf eine Geschwindigkeit c beschleunigt, wie dies in der Literaturstelle "Verfahrenstechnik" zum Umlenk-Gegenstrom- Sichter näher beschrieben ist. Dabei stellt sich das in Fig. 2, linke Figurenhälfte dargestellte
Geschwindigkeitsprofil 43 ein, d. h. an den Mantelflächen 41, 42 geht das parabelförmig dargestellte Geschwindigkeitsprofil gegen Null. Hierdurch werden in den Wandbereichen liegende schwerere Feststoffteilchen 48 nicht bis zur maximalen Geschwindigkeit cιnaχ> beschleunigt, sondern beispielsweise nur auf eine Geschwindigkeit c^ am Wandungsabschnitt 41 und C2 am Wandungsabschnitt 42, wobei diese Geschwindigkeiten c*^, C2 nicht ausreichen, den von unten herkommenden Trenngasstrom 25 zu durchdringen. Folglich werden die im Randbereich der Wandungen 41, 42 herabfallenden Grob-Teilchen 48 nicht entgegen ihrer Bestimmung nach unten in den Gegenstrom- Sichter gelangen, sondern sie werden als Verluste nach oben in den Außenringkanal 30 zur Abführung des Feingutes 49 gelangen (Pfeil 44). Diese Verluste des mit dem Feingut 49 ausgetragenen Grobgutes 48 ist mit Pfeil 45 schematisch dargestellt.
Weiterhin bildet auch der von unten her kommenende Trenngasstrom 25 ein Geschwindigkeitsprofil 46, welches sich im Ringkanal 24 unterhalb der Mündung 26 einstellt. Auch hier geht die Strömungsgeschwindigkeit VG des Trenngasstromes in den Wandungsbereichen gegen Null, da das Strömungsprofil 46 stark in Richtung Wandungsabschnitte abfällt. Dies hat zur Folge, daß insbesondere an der radial innenliegenden Zylindermantelfläche 42 im Ringkanal 24 eine nur geringe Aufwärtsströmung des TrenngasStromes 25 vorhanden ist, was mit dem Geschwindigkeitspfeil 47 angedeutet ist. Dies hat zur Folge, daß in diesem nahen Wandungsbereich der radial innenliegenden Zylindermantelfläche 42 herabfallendes Feingut
49 nahezu ungehindert den dort unzureichend vorhandenen Trenngasstrom 25 durchdringen kann und unerwünscht in den unteren Bereich des Gegenstrom-Sichters gelangt.
Um diesen Nachteil zu begegnen, ist gemäß der rechten Darstellung in Fig. 2 zunächst im Ringkanal 32 sowohl die radial außenliegende Mantelfläche 41 als auch die radial innenliegende Mantelfläche 42 mit einer Oberflächenstruktur
50 versehen, die zu starken Turbulenzen der Luftströmung in diesen Wandungsbereichen führt. Demzufolge ist das Geschwindigkeitsprofil 43' nicht stark abfallend zu den Wandungsbereichen ausgebildet, sondern gestaltet sich eher nach Art eines Rechtecks mit nahezu gleich großen Geschwindigkeitsvektoren c auch in den jeweiligen Randbereichen. Dies hat zur Folge, daß die gesamte Fδrdergasmenge einschließlich mitgeführten Feststoffteilchen in der Beschleunigungsstrecke im Ringkanal 32 auf die erforderliche hohe Geschwindigkeit gebracht wird, damit das Grobgut 48 auch im Wandungsbereich die erforderliche Geschwindigkeit cmaχ! aufweist, um den von unten nach oben gerichteten Trenngasstrom 25 zu durchdringen. Es gibt damit weniger Verluste an Grobgut.
Auch der unterhalb der Mündung 26 des Förderrohrs 5 liegende Wandungsabschnitt 42 des zentralen Rohres 9 weist eine entsprechende Oberflächenstruktur 50' auf, die der darüberliegenden Oberflächenstruktur 50 entspricht. Auch hierdurch stellt sich ein Geschwindigkeitsprofil 46' im Ringkanal 24 ein, welches insbesondere im Bereich des radial innenliegenden Wandungsabschnittes 42 einen wesentlich steileren Verlauf aufweist, was durch entsprechende Turbulenzen erzeugt wird. Hierdurch ist in diesem Wandungsbereich eine höhere Trenngasstrom-Geschwindigkeit V G-W vorhanden, die ein Herabfallen von Feingut 49 verhindert. Somit wird gemäß der Darstellung nach Fig. 2, rechte Figurenhälfte sowohl ein Austrag von Grobgut 48 mit dem Feingut 49 in den Ringkanal 30 als auch ein Austrag von Feingut 49 in den unteren Bereich des Sichters vermieden. Hierdurch erhöht sich die Effiktivität und der Wirkungsgrad eines solchen Sichters erheblich.
Die Oberflächenstruktur 50, 50' kann als Zick-Zack-förmige Oberflächenstruktur ausgebildet sein. Dabei wird der Abstand a zwischen zwei benachbarten Spitzen 52, 52' so gewählt, daß dieser im allgemeinen kleiner ist als der Durchmesser D bzw. der Teilchenlänge der das Grobgut bildenden Feststoffteilchen 48.
Die Oberflächenstruktur 50 kann auch durch andere geeignete Maßnahmen aufgerauht oder gebildet werden, damit entsprechende Verwirbelungen zur Erzeugung von Turbulenzen entstehen. Dies kann beispielsweise eine durch Hammerschlag gebildete Oberfläche mit kugelsegmentförmigen Einbuchtungen oder eine Wellenstruktur mit spitzen Wellenkamm oder dergleichen sein. Es können auch sonstige Verwirbelungskanten vorgesehen sein. Die Oberflächenstrukturierung 50 innerhalb des Ringkanals 32 erstreckt sich vorzugsweise über einen Höhenabschnitt h-^7, der die gesamte Beschleunigungsstrecke, d. h. den gesamten Ringkanal 32 erfaßt. Hierdurch werden alle Teilchen auch im Randbereich der erforderlichen Beschleunigung zur Erzielung einer gewünschten Endgeschwindigkeit unterzogen.
Im Ringkanal 24 für den aufwärts gerichteten Trenngasstrom 25 ist im wesentlichen eine Turbulenz erzeugende Oberflächenstruktur 50' an dem radial innenliegenden Wandungsabschnitt 42, d. h. an der Außenzylinderflache des zentralen Rohres 9 erforderlich, da dieser Bereich durch den Fördergutstrom aus dem darüberliegenden Ringkanal 32 beeinflußt wird. Die Höhe h-^g der aufgerauhten Oberflächenstruktur 50' zur Erzeugung von Turbulenzen wird deshalb in einer ähnlichen Größenordnung wie der Höhenabschnitt h^ gewählt.
Wie aus der Darstellung nach Fig. 1 weiterhin hervorgeht, ist der Gaseinlaßstutzen 14 möglichst im unteren Bereich des Umlauf-Gegenstrom-Sichters 1 angeordnet, um eine möglichst große Strecke für den aufsteigenden Trenngasstrom 18, 22, 25 zu erhalten. Weiterhin kann diese Strecke zur Erzeugung einer Beschleunigung dieses Trenngasstromes aufgrund einer Diffuserwirkung herangezogen werden. Schließlich kann eine lange Strecke des TrenngasStromes die Wirkung einer Nachsichtung von Feingut haben, d. h. Feingut, welches die Trennstrecke im Ringkanal 24 dennoch durchdrungen hat, kann in einem unteren Streckenabschnitt doch noch aufgrund der aufsteigenden Gegenströmung erfaßt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der Schutzrechtsansprüche. Umlenk-Gegenstrom-Sichter Sichterzylinder Symmetrielängsachse Öffnung Schüttgut-Förderrohr Umlenkflansch Anschlußstutzen Schüttgut-Zuführleitung zentrales Rohr kurzförmige Befestigungsstege kegelförmige Spitze Auslaufsstutzen/trichter Zylinderrohr Glaseinsatzstutzen Unterer Teil von 2 Ringkanal Luftführungsbleche Luft/Pfeil Ringkanal 1. Kegelstumpf 2. Kegelstumpf Pfeil/Luft zylindrischer Abschnitt Ringkanal Trennungsström Unterkante/Minderung 3. Kegelstumpf zylindrischer Abschnitt Abschlußbereich Ringkanal Fördergut-Auslaßstutzen Ringkanal Kegelansatz Pfeil Pfeil Pfeil Pfeil Auslauf Auslaufblende Drosselorgan radial außenliegende Mantelfläche radial innenliegende Mantelfläche Geschwindigkeitsprofil Pfeil Schuttgut-Förderleitung Schüttgut-Förderleitung Schüttgut-Förderleitung Grobgut Feingut Oberflächenstruktur Pfeil Spitze

Claims

Patentansprüche:
1. Umlenk-Gegenstrom-Sichter mit einem zylindrischen, vertikal ausgerichteten Sichterzylinder (2) in dessen oberen Bereich konzentrisch ein Schüttgut-Förderrohr (5) eintaucht, welches wenigstens in seinem unteren Mündungsbereich (26) eine innere, ringkanalförmige Beschleunigungsstrecke (32) für den mittels eines Fördergases transportierten Schüttgutstrom aufweist, wobei dem Fördergasstrom ein von unten nach oben gerichteter Trenngasstrom ringkanalförmig entgegengerichtet ist, der zur Auftrennung des Schüttgutstromes in leichtere und schwerere Bestandteile dient und wobei die leichteren Bestandteile (Feingut 49) durch einen das Schüttgut- Förderrohr (5) umgebenden Ringkanal (30) nach oben aus dem Sichterzylinder (2) transportierbar sind, während schwerere Schüttgutteile (Grobgut 48) den Trenngasstrom (25) durchdringen und nach unten in den Sichterzylinder (2) gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die radial innenliegende Zylindermantelfläche (42) der ringkanalförmigen Beschleunigungsstrecke (32) wenigstens im unteren Mündungsbereich (26) des Schüttgut-Förderrohrs (5) und/oder wenigstens die radial innenliegende Zylindermantelfläche (42) des den Trenngasstrom (25) führenden Ringkanals (24) jeweils eine Oberflächenstruktur (50, 50') aufweist, die zu einer erhöhten Turbulenz und damit zu einer
Geschwindigkeitserhöhung der jeweiligen Luftströmung am jeweiligen Wandungsabschnitt führt.
2. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innenliegende (42) und die radial außenliegende (41) Zylindermantelflächen des ringförmigen Beschleunigungskanals (32) im Schüttgut- Förderrohr (5) eine als Oberflächenaufrauhung ausgebildete Oberflächenstruktur (50) aufweisen, die zu einer erhöhten Turbulenz des Schüttgut-Fördergases im Wandbereich führt.
3. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Beschleunigungsstrecke (32) im Schüttgut-Förderrohr (5) und die ringkanalförmige Strömungsstrecke (24) für den Trenngasstrom (25) durch ein im Sichterzylinder (2) konzentrisch angeordnetes zentrales Rohr (9) insbesondere mit kegelförmiger Spitze (11) gebildet ist.
4. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Rohr (9) wenigstens im Bereich der Mündung (26) des Schüttgut-Förderrohrs (5) in den Sichterzylinder (2) einen sich nach oben und nach unten erstreckenden Wandungsabschnitt (42) mit der Höhe h**^, h^g aufweist, der eine Oberflächenstruktur (50, 50') zur Erzeugung erhöhter Luftströmungsturbulenzen und damit erhöhter Teilchengeschwindigkeiten umfaßt.
5. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur (50, 50') zur Erzeugung erhöhter Luftströmungs-Turbulenzen als Zick-Zack-förmige Oberflächenaufrauhung ausgebildet ist, wobei der Abstand a zwischen zwei benachbarten Spitzen (52, 52') kleiner als der größte Durchmesser D bzw. Teilchenlänge des Grobgutanteils (48) ist.
6. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur im Querschnitt als Wellenstruktur mit spitzen Wellenkamm ausgebildet ist.
7. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenstruktur Verwirbelungskanten aufweist.
8. Umlenk-Gegenstrom-Sichter insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Nachsichtstrecke die radiale Einlaßöffnung (14) für den Trenngasstrom (25) im unteren Bereich des Gegenstrom-Sichters angeordnet ist.
9. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichterzylinder (2) in seinem unteren Bereich einen Auslauftrichter (12) mit nach oben fortgesetzten Zylinderabschnitt (13) aufweist, der seitlich einen radial einlaufenden Gaseinlaßstutzen (14) für den Trenngasström aufweist und daß der Trenngasström über Luftleitbleche (17) in den Sichterzylinder (2) umlenkbar ist.
10. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Auslauftrichter (12) eine verschließbare AuslaufÖffnung (38) aufweist.
11. Umlenk-Gegenstrom-Sichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gaseinlaßstutzen (14) ein Drosselorgan (40) zugeordnet ist.
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