EP0836893B1 - Vertikalachsiger Windsichter - Google Patents

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EP0836893B1
EP0836893B1 EP97116684A EP97116684A EP0836893B1 EP 0836893 B1 EP0836893 B1 EP 0836893B1 EP 97116684 A EP97116684 A EP 97116684A EP 97116684 A EP97116684 A EP 97116684A EP 0836893 B1 EP0836893 B1 EP 0836893B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vertical
axis wind
rotor
wind sifter
sifter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97116684A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0836893A3 (de
EP0836893A2 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Konetzka
Marcus Dipl.-Ing. Körbler
Stefano Dipl.-Ing. Zampini
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hosokawa Alpine AG
Original Assignee
Hosokawa Alpine AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1996143023 external-priority patent/DE19643023C2/de
Priority claimed from DE1996143068 external-priority patent/DE19643068C2/de
Priority claimed from DE1996143042 external-priority patent/DE19643042C2/de
Priority claimed from DE1996143043 external-priority patent/DE19643043C2/de
Application filed by Hosokawa Alpine AG filed Critical Hosokawa Alpine AG
Publication of EP0836893A2 publication Critical patent/EP0836893A2/de
Publication of EP0836893A3 publication Critical patent/EP0836893A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0836893B1 publication Critical patent/EP0836893B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • 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 vertical-axis air classifier with a central good job with tangential air supply arranged at the level of the classifying rotor, with a fixed on the circumference of the classifying rotor arranged at a radial distance Guide vane ring, with a ring-shaped one through one Paddle wheel classifier rotor and a coaxial radial distance to the
  • the outer circumference of the classifying rotor arranged guide vane ring limited Visual space, with a drive shaft a classifier wheel bearing, as well as an annular fine material outlet space and an annular coarse material outlet space, which are arranged on the same side below the classifier rotor.
  • Such an air classifier in which the material to be viewed is arranged around an axis rotating wheel is set in rotating motion and with one from the outside inward running air flow into which the rotating visible material is added evenly over the circumference of the classifying wheel to the classifying zone known from German Offenlegungsschrift DE 16 07 631 A.
  • German Offenlegungsschrift DE 3 521 638 A1 discloses an air classifier in which the Goods to be sifted are placed centrally and spread over a spreading plate distributed and bell-shaped over the outer circumference of the classifying rotor evenly distributed good veil passed past the classifier wheel blades.
  • the classifying wheel is flowed through by the classifying air from the outside in and that Fine material passed into the interior of the classifier rotor.
  • the rejected coarse material follows gravity continues and is surrounded by an annular coarse material discharge area added.
  • the visible air flows radially from the outside to the inside.
  • the rotating paddle wheel rejects the coarse material radially outwards and the fine material together with the classifying air into the interior of the classifying rotor transported.
  • the fine material sighted is then led axially downward Redirected direction and then discharged from the classifier rotor.
  • the drive and the bearing of the classifier rotor are above the classifier rotor arranged and on the same side of the central task.
  • the visible air flowing radially from the outside in through the classifying rotor carries the fine material into the interior of the classifier rotor, whereas the coarse material goes to the rotating blades is rejected.
  • the fines sighted in this way then in a radial direction from the inside to the outside of the classifying rotor discharged.
  • the cover plate together with the classifier wheel blades from an extended one, the classifier rotor penetrating part of the drive shaft.
  • the disadvantage is that the Inside the classifier rotor does not remain free of internals and therefore the flow in the Inside the classifier rotor is disturbed.
  • Another disadvantage is the insufficient sealing of the fine material discharge area vis-à-vis the viewing area, so that spray grain through the gap between Sifter wheel blades and housing penetrate into the fine material that has already been sighted can.
  • the construction is overall not very stable and an assembly or disassembly of the Classifier rotor out of the housing very difficult. Such is an air classifier especially not suitable for very high speeds.
  • the invention is therefore based on the object with a vertical air classifier to create a centralized task and spreading disc, in which the entire constructive design of classifier rotor, storage, drive and housing in such a way is solved that the classifier rotor is stable even at high speeds, a simple assembly / disassembly of the classifier rotor in the classifier housing enables and at the same time the flow is favored and on the other hand an easy one Cleaning is guaranteed, as well as improved sealing of the work rooms is made possible.
  • this object is achieved by the characterizing features solved according to the claims, in particular in that the Drive shaft, an annular fine material outlet space, an annular Coarse material exit space and the classifier wheel storage on the same side are arranged below the classifier rotor.
  • the classifier In order to be able to clean all areas within the classifier, the classifier must do so be completely disassembled into its individual parts. This is about the distribution of the functional connections such as drive, storage, good feed, fine material outlet and Coarse material escaping through several sides of the classifier housing is particularly difficult.
  • classifier according to the invention is that all functional connections are made from one side. The only exception is represents the product task, which is ideally carried out centrally from above.
  • the classifier wheel is from above via a cover in the Sifter housing easy to reach. To the air classifier according to the invention dismantling, only the upper housing cover has to be removed.
  • the classifier rotor can be released, in particular by means of a support device Drive shaft connected.
  • the attachment takes place in a preferred Design by a central screw.
  • the classifier rotor can be screwed off the drive shaft and axially adjusted removed from the top of the classifier housing.
  • the primary task of the support device is to transmit the torque from the drive shaft to the classifier rotor. At the same time, the support device carries the Classifier rotor completely. This construction allows the space inside the Classifier rotor are kept completely free.
  • the aerodynamically designed openings of the support device are used for Removal of the sifted fine material from the inside of the sifting wheel.
  • the load-bearing webs of the support device can in their cross section be aerodynamically shaped so as not to slow down the flow or otherwise to hinder and on the other hand the fine material with the visual air accelerate from the inside through a fan effect.
  • Suitable shapes of the webs are profiled cross sections, which are also spatial May have curvatures and thus act as an outlet guide. So can ventilation efficiency can be optimized.
  • the inner diameter of the support device in the Transitional area between classifier wheel and blade ring and the openings of the The support device also acts as an aperture.
  • the outer circumference of the transition area is machined as a sealing surface enables an exact seal of the visual space against the Feingutaustrittsraum.
  • the seal is a fluid that can be flushed Poetry.
  • the inner walls of the classifier housing are designed so that a light Accessibility is achieved. With the classifier rotor removed, this can be done Classifier housings can be easily cleaned from above. The too Removing product approaches can from the inner walls of the classifier housing can be easily removed. Visible material that falls on the bottom of the classifier housing can be easily removed from the case base by suction.
  • This classifier construction is essential compared to the prior art simplified.
  • the Cleaning openings mostly on the side of the classifier housing and provide window-like ones Breakthroughs.
  • a horizontal discharge of the product approaches from these Lateral breakthroughs are, however, difficult because of the inner Sifter housing wall loosened product approaches due to gravity vertically fall down and then difficult through the horizontal Cleaning openings can be carried out.
  • the classifier rotor according to the invention Since the classifier rotor according to the invention has no undercuts, must apart from the upper housing cover, the classifier housing is not disassembled become.
  • the visible material is affected by the action of gravity guided down along the classifier rotor. Except for the radial The material to be sifted essentially moves in turbulence Direction of gravity downwards.
  • the visible material is only the sifter offered once and for a short time. Due to the short dwell time of the material to be viewed on the classifier, the fine material cannot be completely diverted from the flow of classifying material and be sighted.
  • the rejected coarse material fraction therefore still contains significant proportions of fine grain. The quality of the coarse goods is therefore not optimal.
  • the vertical alignment of the classifier and the result in Visible material falling downward is an inconsistent Good concentration in the viewing zone, which means that the entire classifier rotor length is not can be used optimally.
  • the classifier To control the dwell time and the concentration of the goods in the visual space can and thus a larger proportion of the fine material through the classifier rotor prospects and thereby optimizing the quality of the coarse goods the classifier with a helical screw that runs coaxially to the classifying wheel Helix equipped, which is within the ring-shaped viewing area extends.
  • the idea is that a visible material introduced into the sifter is in its Residence time is affected. Because with conventional classifiers in the outer Visible zone a mixture of fresh feed material and already viewed material occurs, there is a broad distribution of residence times of individual good particles with negative ones Consequences for the visual quality.
  • the dwell time of the material to be sighted on the classifier is one important parameters for the visual quality. It determines the number of Particle contact with the classifying wheel or the guide vanes and thus the Probability for the release of coarse particles from adhering fine ones Particles.
  • the new helix in the viewing area also enables targeted Control of the visible material concentration in the area of the classifying wheel. unwanted Particle concentrations can thereby be avoided.
  • the helixes do one Transport of the in the viewing area between the guide vanes and the classifying wheel rotating visible material.
  • the transport effect can be selected by choosing the slope the helix can be adjusted. By increasing the slope to Coarse material leakage increases the transport effect and thus the dwell time shortened. If, on the other hand, the pitch of the screw spiral is reduced, it is Dwell time longer. If the slope is reduced to such an extent that it becomes negative, i.e. the transport effect is directed towards the entry of the visible goods, so the visible goods promoted upwards against gravity and it becomes an additional one After-effect of the coarse material achieved.
  • the screw spiral can over in individual areas the sight wheel height can be given a different slope. So that will the dwell time of the material to be classified varies over the height of the classifier wheel set.
  • the visible material in the upper area of the classifying wheel by a Helical section with a high pitch can be quickly drawn in middle section due to a slight slope of the screw spiral a long Dwell time or a negative effect can be achieved and in the lower area of the classifying wheel with a helical section again high incline a quick discharge of the sighted coarse material will be realized.
  • the control of the particle concentration is determined by the number of Snail spirals reached. Due to the fact that the sifters according to the invention the visual goods task in general on the the entire circumference of the sight wheel takes place evenly, takes each one Helix a peripheral part of the amount of particles to be sifted. By the number of screw spirals thus becomes the maximum particle concentration limited. To determine the particle concentration in individual areas above the Changing the sight wheel height can vary the number of worm helixes become.
  • the helical coils do not necessarily have to cover the whole Extend sight wheel height, you can only in partial areas of sight wheel heights be arranged.
  • a flat washer is below arranged of the classifier rotor and extends over the entire bottom of the annular coarse material discharge space.
  • the washer according to the invention is provided with clearers which are fixed on the Are attached to the surface of the ring disc, the transport effect reinforced, but there is a risk that the sighted coarse material through the The scraper is crushed and thus the quality of the coarse goods deteriorates.
  • the additional idea of the invention is the coarse material that has been sighted through a fluidize additional air flow and through a rotating ring disc to transport to the coarse goods outlet.
  • An additional, fixed ring prevents the finished coarse material from being returned to the viewing area.
  • Fig. 1 shows the cross section of an air classifier according to the invention with a closed drive shaft.
  • Fig. 2 shows the cross section of an air classifier according to the invention with a perforated drive shaft.
  • the drive shaft 2 In the wind sifter according to Fig. 1 at the lower end of the housing 1 is mounted the drive shaft 2.
  • the drive shaft 2 penetrates the housing 1 and receives the classifying rotor 8 at the shaft end.
  • the guide vane ring 3 is fixedly arranged within the housing 1 at the level of the classifier wheel vane ring 9 .
  • the complete classifier rotor 8 is detachably fastened to the drive shaft 2 with the fastening screw 12 .
  • the cover disk of the rotor 8, which is designed as a diffusing disk 16 is closed by a releasable cover screw 11 in order to allow access to the fastening screw 12 so that the complete rotor 8 can be detached from the drive shaft 2 .
  • the classifying air is supplied through the classifying air inlet 4 behind the guide vane ring 3 .
  • the annular coarse material discharge space 13 and the annular fine material discharge space 14 are arranged coaxially to the drive shaft below the classifying wheel vane ring 9 .
  • the lower cover plate 15 of the classifying rotor 8 is provided with openings and thereby opens the fine material outlet from the inside of the classifying rotor 8 into the fine material discharge space 14.
  • the section of the drive shaft 2 penetrating the fine material discharge space is designed as a perforated shaft part, the support device 10, and thereby enables the fine material to pass from inside the classifier wheel 8 into the fine material discharge space 14.
  • This support device 10 comprises the base plate 18, the ring washer 17 and the aerodynamic spacer webs 10a and form a connecting link between the drive shaft 2 and classifier wheel 8 and the passages for the discharge of the fine material from the inside of classifier wheel 8 .
  • the classifying wheel 8 consists of the classifying wheel vane ring 9, the diffusing screen 16 and the cover plate 15 and is connected to the support device 10 in a rotationally fixed manner.
  • This connection in the area of the discs 15 and 17 can be designed releasably and z. B. by screws 19 arranged uniformly over the circumference of the classifying rotor.
  • a seal 20 that can be flushed with a fluid is shown in an axial arrangement and reliably separates the visible space 21 from the fine material outlet space 14.
  • the lower cover disk 15 projects beyond the inner diameter of the annular disk 17, and thus over the support device 10 into the interior , and thus forms an orifice with a throttling effect in the transition area.
  • the good feed takes place on the cover plate 16 of the classifying rotor 8 , which forms a diffusing plate.
  • the annular channel between the outer diameter of the classifying wheel 8 and the inner diameter of the guide vane ring 3 forms the classifying space 21 over the height of the classifying wheel 8 .
  • the visible material 21 flows through the visible space 21 in the vertical direction.
  • a screw spiral 29 extends almost over the entire radial width of the visible space 21 and extends over the entire height of the classifying wheel 8 .
  • a single helical screw with a constant pitch is used.
  • the sifting air flow runs perpendicular to the sifting material flow.
  • the classifying air from the classifying air inlet 22 passes horizontally through the fixed guide vane ring 3 into the classifying chamber 21 and flows through it perpendicularly to the classifying material flow.
  • the fine material sighted is discharged axially with the classifying air via the fine material outlet 23 .
  • the coarse material sighted is discharged through the coarse material discharge space 13 below the viewing space 21 via the coarse material outlet 24 .
  • the coarse material discharge ring 25 is fixedly connected to the classifying wheel 8 and rotates within the coarse material discharge space 13 .
  • the fixed retaining ring 26 is arranged above the coarse material discharge space 13 and is firmly connected to the housing 1 .
  • the gap 27 for the introduction of the scavenging air 28 is located between the bottom of the coarse material discharge space 13 and the coarse material discharge ring 25 .

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
  • Farming Of Fish And Shellfish (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen vertikalachsigen Windsichter mit zentraler Gutaufgabe mit tangentialer, in Höhe des Sichterrotors angeordneter Sichtluftzufuhr, mit einem feststehenden am Umfang des Sichterrotors in radialem Abstand angeordneten Leitschaufelkranz, mit einem ringförmigen, durch einen einseitig gelagerten Schaufelrad-Sichterrotor und einem koaxial in radialem Abstand zum Außenumfang des Sichterrotors angeordneten Leitschaufelkranz begrenzten Sichtraum, mit einer Antriebswelle eine Sichtradlagerung, sowie einen ringförmigen Feingutaustrittsraum und einen ringförmigen Grobgutaustrittsraum, die auf der selben Seite unterhalb des Sichterrotors angeordnet sind.
Ein derartiger Windsichter, bei dem das Sichtgut durch ein um eine Achse umlaufendes Rad in rotierende Bewegung versetzt wird und mit einer von außen nach innen verlaufenden Sichtluftströmung, in die das rotierende Sichtgut gleichmäßig über den Umfang des Sichterrades der Sichtzone beigegeben wird, ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift DE 16 07 631 A bekannt.
Die Deutsche Offenlegungsschrift DE 3 521 638 A1 offenbart einem Windsichter, bei dem das zu sichtende Gut wird zentral aufgegeben und von einem Streuteller flächig verteilt und über den Außenumfang des Sichterrotors glockenförmig als gleichmäßig verteilter Gutschleier an den Sichterrad-Schaufeln vorbei geführt. Das Sichterrad wird von der Sichtluft von außen nach innen durchströmt und das Feingut in das Innere des Sichterrotors geleitet. Das abgewiesene Grobgut folgt weiter der Schwerkraft und wird von einem ringförmigen Grobgutaustragsraum aufgenommen.
Die Sichtzone ist von der Sichtluft radial von außen nach innen durchströmt. Durch das rotierende Schaufelrad wird das Grobgut radial nach außen abgewiesen und das Feingut zusammen mit der Sichtluft in das Innere des Sichterrotors transportiert. Das gesichtete Feingut wird sodann in eine axial nach unten führende Richtung umgelenkt und anschließend aus dem Sichterrotor ausgetragen.
Der Antrieb und die Lagerung des Sichterrotors sind oberhalb des Sichterrotors angeordnet und zwar auf der gleichen Seite der zentralen Gutaufgabe.
Das Problem der gleichmäßigen und kontinuierlichen Gutaufgabe ist hier durch die zentrale Gutaufgabe hinreichend gut gelöst. Da Antrieb und Lagerung oberhalb des Streutellers des Sichterrotors angeordnet sind, dieser Bereich jedoch für die zentrale Gutaufgabe räumlich freigehalten werden muß, ergibt sich bei dem Stand der Technik nur eine unbefriedigende Anordnung von zentraler Gutaufgabe, Antrieb und Lagerung mit Hilfe einer hohlen Antriebswelle. Diese Konstruktion, insbesondere die der Lagerung ist dabei sehr aufwendig, nur für geringe Drehzahlen geeignet und sehr umständlich zu montieren.
Ein weiterer Nachteil dieses Sichters ist der Austrag des Grobgutes, der mit Hilfe einer schräg zur Horizontalen verlaufenden Förderrinne erfolgt. Aufgabe dieser Förderrinne ist es, das über den gesamten Umfang des Grobgutaustragsraumes anfallende Grobgut zu einem, nur einen Teil des Umfanges des Grobgutaustragsraumes einnehmenden Austragsstutzen zu leiten.
Für den Sichter nach diesem Stand der Technik ist das Problem des Grobgutaustrages hinreichend gut gelöst. Nachteilig ist hier jedoch, daß die Förderrinne in axialer Richtung sehr groß baut.
Einen weiteren Stand der Technik mit zentraler Gutaufgabe von oben zeigt die deutsche Patentschrift DE-PS 894 803. Die wesentlichen Kennzeichen dieses Windsichters ist die einseitige Lagerung des Sichterrotor mit einem antriebsseitig angeordneten Feingutaustrag. Die Aufgabe des zu sichtenden Gutes erfolgt oberhalb der geschlossenen Deckscheibe des Sichterrotors zentral. Bei senkrechter Anordnung von Sichterrotor und Antriebswelle wirkt die Deckscheibe als Streuscheibe um das Aufgabegut gleichmäßig über den Sichterrotorumfang zu verteilen. Über den Außenumfang des Sichterrotors ergibt sich somit ein gleichmäßig verteilter Gutschleier.
Die radial von außen nach innen durch den Sichterrotor strömende Sichtluft trägt das Feingut in das Innere des Sichterrotors, wogegen das Grobgut an den rotierenden Schaufeln abgewiesen wird. Das so gesichtete Feingut wird anschließend in radialer Richtung von innen nach außen aus dem Sichterrotor ausgetragen.
Bei dem Windsichter nach diesem Stand der Technik wird die Deckscheibe zusammen mit den Sichterrad-Schaufeln von einem verlängertem, den Sichterrotor durchdringenden Teil der Antriebswelle getragen. Nachteilig ist dabei, daß das Innere des Sichterrotors nicht frei von Einbauten bleibt und daher die Strömung im Inneren des Sichterrotors gestört wird.
Ein weiterer Nachteil ist die ungenügende Abdichtung des Feingutaustragsraumes gegenüber dem Sichtraum, so daß Spritzkorn durch den Spalt zwischen Sichterrrad-Schaufeln und Gehäuse in das bereits gesichtete Feingut eindringen kann.
Die Konstruktion ist insgesamt wenig stabil und eine Montage oder Demontage des Sichterrotors aus dem Gehäuse sehr schwierig. Ein solcher Windsichter ist insbesondere für sehr hohe Drehzahlen nicht geeignet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen vertikalen Windsichter mit zentraler Gutaufgabe und Streuscheibe zu schaffen, bei dem die gesamte konstruktive Gestaltung von Sichterrotor, Lagerung, Antrieb und Gehäuse derart gelöst wird, daß der Sichterrotor auch bei hohen Drehzahlen stabil ist, eine einfache Montage/Demontage des Sichterrotors im Sichtergehäuse ermöglicht und gleichzeitig der Strömungsverlauf begünstigt ist und zum anderen eine leichte Reinigung gewährleistet ist, sowie eine verbesserte Abdichtung der Arbeitsräume ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale gemäß den Patentansprüchen gelöst, insbesondere dadurch, daß die Antriebswelle, ein ringförmiger Feingutaustrittsraum, ein ringförmiger Grobgutaustrittsraum, sowie die Sichterradlagerung auf der gleichen Seite unterhalb des Sichterrotors angeordnet sind.
Es sind zwar Windsichter nach dem Stand der Technik bekannt, die neben einem einseitig angetriebenen Sichterrotor einen axial nach unten führenden Feingutaustritt besitzen, wie zum Beispiel aus der Deutschen Patentschrift DE-PS 36 38 915 C 2.
Dort ist jedoch weiterhin der Grobgutaustritt in Höhe der Sichterradschaufeln angeordnet und führt in radialer Richtung nach außen. Diese Konstruktion ist wenig montagefreundlich und auch die Reinigung eines solchen Sichters sehr aufwendig.
Bei neueren Windsichtern, insbesondere für hochtechnologische Produkte, wird besonderen Wert auf leichte Zerlegbarkeit des gesamten Sichters und auf die gute Reinigbarkeit gelegt. Dies ist besonders wichtig für Produkte aus dem Pharmabereich, sowie für Pigmente und ultrafeine Pulver und Toner.
In diesen Fällen werden vorwiegend kleine Gutmengen verarbeitet und häufig wechselnde Produkte gesichtet. Die gute Reinigbarkeit und leichte Zerlegbarkeit tritt dabei vermehrt in den Vordergrund.
Dies führt zu einer kompakten raumsparenden Bauweise für den Sichter, bei dem die Versorgungsräume wie Sichtluftzufuhr, Feingutaustrag und Grobgutaustrag eng beieinander liegen.
Um alle Stellen innerhalb des Sichters reinigen zu können, muß hierbei der Sichter komplett in seine Einzelteile zerlegt werden. Dies wird über die Verteilung der funktionellen Anschlüsse wie Antrieb, Lagerung, Gutaufgabe, Feingutaustritt und Grobgutaustritt über mehrere Seiten des Sichtergehäuses besonders erschwert.
Der Grundgedanke des erfindungsgemäßen Sichters besteht darin, daß alle funktionalen Anschlüsse von einer Seite erfolgen. Eine Ausnahme stellt lediglich die Produktaufgabe dar, die in idealer Weise zentral von oben erfolgt.
Da die funktionalen Anschlüsse alle in vertikaler Richtung unterhalb des Sichterrades angeordnet sind, ist das Sichterrad von oben über einen Deckel im Sichtergehäuse leicht zu erreichen. Um den erfindungsgemäßen Windsichter zu demontieren, muß lediglich die obere Gehäuseabdeckung entfernt werden.
Der Sichterrotor ist lösbar, insbesondere durch eine Stützeinrichtung mit der Antriebswelle verbunden. Die Befestigung erfolgt in einer bevorzugten Ausgestaltung durch eine zentrale Schraube. Durch Lösen dieser einzelnen Schraube kann der Sichterrotor von der Antriebswelle abgezogen und axial nach oben aus dem Sichtergehäuse entfernt werden.
Die primäre Aufgabe der Stützeinrichtung ist die Übertragung des Drehmomentes von der Antriebswelle zum Sichterrotor. Gleichzeitig trägt die Stützeinrichtung den Sichterrotor vollständig. Durch diese Konstruktion kann der Raum innerhalb des Sichterrotors vollständig frei gehalten werden.
Die strömungsgünstig gestalteten Durchbrüche der Stützeinrichtung dienen zum Abtransport des gesichteten Feingutes aus dem Inneren des Sichterrades. Die tragenden Stege der Stützeinrichtung können in ihrem Querschnitt stömungsgünstig geformt sein, um zum einen die Strömung nicht abzubremsen oder anderweitig zu behindern und zum anderen das Feingut mit der Sichtluft durch einen Ventilator-Effekt aus dem Inneren heraus zu beschleunigen.
Geeignete Formen der Stege sind profiliert Querschnitte, die auch räumliche Krümmungen aufweisen können und so als Austrittsleiteinrichtung wirken. So kann der lufttechnische Wirkungsgrad optimiert werden.
Durch geeignete Wahl des Innendurchmessers der Stützeinrichtung im Übergangsbereich zwischen Sichterrad-Schaufelkranz und den Durchbrüchen der Stützeinrichtung wirkt diese auch wie eine Blende.
Der Außenumfang des Übergangsbereiches ist als Dichtfläche bearbeitet und ermöglicht dadurch eine exakte Dichtung des Sichtraumes gegen den Feingutaustrittsraum.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Dichtung eine mit einem Fluid spülbare Dichtung.
Die Innenwände des Sichtergehäuses sind derart gestaltet, daß eine leichte Zugänglichkeit erreicht wird. Bei entferntem Sichterrotor kann somit das Sichtergehäuse auf einfache Weise von oben gereinigt werden. Die zu entfernenden Produktansätze können von den Innenwänden des Sichtergehäuses leicht entfernt werden. Sichtgut das dabei auf den Boden des Sichtergehäuses fällt kann vom Gehäuseboden durch Absaugen leicht entfernt werden.
Diese Sichterkonstruktion ist gegenüber dem Stand der Technik wesentlich vereinfacht. Bei Sichtergehäusen nach dem Stand der Technik befinden sich die Reinigungsöffnungen meist seitlich am Sichtergehäuse und stellen fensterartige Durchbrüche dar. Ein horizontaler Austrag der Produktansätze aus diesen seitlichen Durchbrüchen ist jedoch nur schwer möglich, da die von der inneren Sichtergehäusewand gelösten Produktansätze aufgrund der Schwerkraft vertikal nach unten fallen und dann nur schwer durch die horizontal gelegenen Reinigungsöffnungen ausgetragen werden können.
Da der erfindungsgemäße Sichterrotor keine Hinterschneidungen aufweist, muß das Sichtergehäuse abgesehen von dem oberen Gehäusedeckel nicht zerlegt werden.
Bei einem Sichter dieser Bauart mit relativ kurzer axialer Erstreckung des Sichtrades und einem Gutdurchlauf bei welchem das Gut nur einmalig dem Sichtrad angeboten wird, ist es von Nachteil, daß die Verweilzeit des Gutes in dem Sichtraum nur kurz ist. Die Qualität des Grobgutes wird nicht optimal, da möglicherweise nicht alles Feingut ausgesichtet wird und somit der Feingutanteil im ausgetragenen Grobgut noch relativ hoch ist.
Bei derartigen Sichtern wird das Sichtgut durch die Wirkung der Schwerkraft von oben nach unten am Sichterrotor entlang geführt. Abgesehen von der radialen Verwirbelung bewegt sich das zu sichtende Gut im wesentlichen in Schwerkraftrichtung nach unten. Das Sichtgut wird dadurch dem Sichter nur einmalig und kurzzeitig angeboten. Auf Grund der kurzen Verweilzeit des Sichtguts am Sichter kann das Feingut nicht vollständig aus dem Sichtgutstrom abgelenkt und ausgesichtet werden. Die abgewiesene Grobgutfraktion enthält somit noch erhebliche Anteile von Feinkorn. Die Qualität des Grobgutes ist deshalb nicht optimal.
Weiterhin ergibt sich durch die vertikale Ausrichtung des Sichters und das damit in Schwerkraftrichtung nach unten fallende Sichtgut eine inkonstante Gutkonzentration in der Sichtzone, wodurch die gesamte Sichterrotorlänge nicht optimal genutzt werden kann.
Um die Verweilzeit und die Konzentration des Gutes im Sichtraum kontrollieren zu können und damit einen größeren Anteil des Feingutes durch den Sichterrotor aussichten zu können und dadurch die Qualität des Grobgutes optimiert wird, ist der Sichter mit einer koaxial zum Sichtrad verlaufenden schraubenförmigen Schneckenwendel ausgestattet, die sich innerhalb des ringförmigen Sichtraumes erstreckt.
Der Gedanke ist, daß ein in den Sichter eingebrachtes Sichtgut in seiner Verweilzeit beeinflußt wird. Da bei herkömmlichen Sichtern in der äußeren Sichtzone eine Vermischung von frischem Aufgabegut und bereits gesichtetem Gut auftritt, entsteht eine breite Verweilzeitverteilung einzelner Gutpartikel mit negativen Folgen für die Sichtqualität. Die Verweilzeit des Sichtgutes am Sichter ist aber ein wichtiger Parameter für die Sichtqualität. Sie bestimmt die Anzahl der Partikelberührungen mit dem Sichtrad oder den Leitschaufeln und damit die Wahrscheinlichkeit für die Befreiung der groben Partikel von anhaftenden feinen Partikeln.
Ein weiteres Problem der bekannten Windsichter ist die Neigung der Fluid-Partikelsuspension, sich in einem Kraftfeld zu entmischen. Dadurch können örtlich überhöhte Konzentrationen von Partikeln auftreten. Mit zunehmender Konzentration der Partikel läßt sich daher das Feingut immer schlechter aus dem Sichtgut trennen. Die Sichtqualität wird somit verschlechtert.
Die neue Schneckenwendel im Sichtraum ermöglicht zusätzlich die gezielte Steuerung der Sichtgutkonzentration im Bereich des Sichtrades. Unerwünschte Partikelkonzentrationen können dadurch vermieden werden.
Durch die Verwendung einer derartigen, erfindungsgemäßen Schneckenwendel kann somit sowohl die Verweilzeit, als auch die Partikelkonzentration gesteuert werden.
Erreicht wird dies durch Einfügen von einer oder mehreren Schneckenwendeln zwischen Sichtrad und Leitschaufelkranz. Die Schneckenwendeln bewirken einen Transport des im Sichtraum zwischen den Leitschaufeln und dem Sichtrad rotierenden Sichtgutes. Die Transportwirkung kann durch die Wahl der Steigung der Schneckenwendel eingestellt werden. Durch Vergrößern der Steigung zum Grobgutaustritt hin wird die Transportwirkung verstärkt und damit die Verweilzeit verkürzt. Wird hingegen die Steigung der Schneckenwendel verringert, ist die Verweilzeit länger. Verringert man die Steigung soweit, daß sie negativ wird, d.h. die Transportwirkung ist zum Sichtguteintritt hin gerichtet, so wird das Sichtgut entgegen der Schwerkraft nach oben gefördert und es wird eine zusätzlicher Nachsichteffekt des Grobgutes erreicht.
Je nach Aufgabenstellung kann die Schneckenwendel in einzelnen Bereichen über die Sichtradhöhe eine unterschiedliche Steigung vorgegeben werden. Damit wird die Verweilzeit des Sichtgutes über die Höhe des Sichterrades unterschiedlich eingestellt.
So kann z.B. das Sichtgut im oberen Bereich des Sichtrades durch einen Schneckenwendelabschnitt mit hoher Steigung schnell eingezogen werden, im mittleren Abschnitt durch eine geringe Steigung der Schneckenwendel eine lange Verweilzeit oder durch negative Steigung ein Nachsichteffekt erreicht werden und im unteren Bereich des Sichtrades durch einen Schneckenwendelabschnitt mit wiederum hoher Steigung ein schneller Austrag des gesichteten Grobgutes realisiert werden.
Die Kontrolle der Partikelkonzentration wird durch die Festlegung der Anzahl der Schneckenwendeln erreicht. Auf Grund der Tatsache, daß beim erfindungsgemäßen Sichter die Sichtgutaufgabe im allgemeinen über den gesamten Sichtradumfang gleichmäßig erfolgt, nimmt jede einzelne Schneckenwendel einen Umfangsteil der zu sichtenden Partikelmenge auf. Durch die Anzahl der Schneckenwendeln wird somit die maximale Partikelkonzentration begrenzt. Um die Partikelkonzentration in einzelnen Bereichen über der Sichtradhöhe zu verändem kann die Anzahl der Schneckenwendeln variiert werden.
Die Schneckenwendeln müssen sich nicht notwendiger Weise über die gesamte Sichtradhöhe erstrecken, sie können auch nur in Teilbereichen von Sichtradhöhen angeordnet sein.
In der weiteren Ausgestaltung ist eine flach ausgebildete Ringscheibe unterhalb des Sichterrotors angeordnet und erstreckt sich über den gesamten Boden des ringförmigen Grobgutaustragsraums. Dies hat gegenüber anderen Lösungen wesentliche Vorteile.
Wird die erfindungsgemäße Ringscheibe mit Räumern versehen, die fest auf der Oberfläche der Ringscheibe angebracht sind, wird zwar die Transportwirkung verstärkt, aber es besteht dabei die Gefahr, daß das gesichtete Grobgut durch die Räumer zerkleinert wird und somit sich die Grobgutqualität verschlechtert.
Bestehen keine hohen Anforderungen an die Qualität des Grobgutes, können derartige Räumer einen hohen Durchsatz an Grobgut ermöglichen.
Eine weitere Möglichkeit ist durch eine zusätzliche Luftströmung gegeben, die eine gewünschte Transportwirkung auf das Grobgut ausübt. Diese Luftströmung müßte jedoch so stark sein, daß auf Grund der gedrängten Bauweise die Sichtung durch die zusätzliche Strömung beeinträchtigt wäre.
Der zusätzliche Erfindungsgedanke ist, das fertig gesichtete Grobgut durch eine zusätzliche Luftströmung zu fluidisieren und durch eine rotierende Ringscheibe zum Grobgutaustritt zu transportieren. Ein zusätzlicher, feststehender Ring verhindert die Rückführung des fertig gesichteten Grobgutes in den Sichtraum.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Windsichters mit geschlossener Antriebswelle.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines erfindungsgemäßen Windsichters mit durchbrochener Antriebswelle.
Bei dem Windsichter nach Fig. 1 ist am unteren Ende des Gehäuses 1 die Antriebswelle 2 gelagert. Die Antriebswelle 2 durchdringt dabei das Gehäuse 1 und nimmt am Wellenende den Sichterrotor 8 auf. Innerhalb des Gehäuses 1 ist in Höhe des Sichterradschaufelkranzes 9 der Leitschaufelkranz 3 feststehend angeordnet.
Der komplette Sichterrotor 8 ist mit der Befestigungsschraube 12 an der Antriebswelle 2 lösbar befestigt. Die als Streuscheibe 16 ausgebildete Deckscheibe des Rotors 8 ist durch eine lösbare Deckschraube 11 verschlossen, um einen Zugang zur Befestigungsschraube 12 zu ermöglichen, damit der komplette Rotor 8 von der Antriebswelle 2 gelöst werden kann.
Die Zufuhr der Sichtluft erfolgt durch den Sichtlufteintritt 4 hinter den Leitschaufelkranz 3. Innerhalb des Gehäuses 1 sind der ringförmige Grobgutaustragsraum 13 und der ringförmige Feingutaustragsraum 14 unterhalb des Sichterradschaufelkranzes 9 koaxial zur Antriebswelle angeordnet.
Die untere Deckscheibe 15 des Sichterrotors 8 ist mit Durchbrüchen versehen und eröffnet dadurch den Feingutaustritt aus dem Inneren des Sichterrotors 8 in den Feingutaustragsraum 14.
In Fig. 2 ist der den Feingutaustragsraum durchdringende Abschnitt der Antriebswelle 2 als durchbrochenes Wellenteil, der Stützeinrichtung 10, ausgebildet und ermöglicht dadurch den Durchtritt des Feingutes aus dem Inneren des Sichterrades 8 in den Feingutaustragsraum 14.
Diese Stützeinrichtung 10 umfaßt dabei die Bodenscheibe 18, die Ringscheibe 17, sowie die strömungsgünstigen Distanzstege 10a und bilden ein Verbindungsglied zwischen Antriebswelle 2 und Sichterrad 8 und die Durchtritte für den Austrag des Feingutes aus dem Inneren des Sichterrades 8.
Das Sichterrad 8 besteht aus dem Sichterradschaufelkranz 9, der Streuscheibe 16 und der Deckscheibe 15 und ist mit der Stützeinrichtung 10 drehfest verbunden. Diese Verbindung im Bereich der Scheiben 15 und 17 kann lösbar gestaltet sein und z. B. durch gleichmäßig über den Umfang des Sichterrotors angeordnete Schrauben 19 erfolgen.
Im Bereich der Scheiben 15,17 und dem Gehäuse 1 ist eine mit einem Fluid spülbare Dichtung 20 in axialer Anordnung dargestellt und trennt zuverlässig den Sichtraum 21 von dem Feingutaustrittsraum 14.
Im axialen Übergangsbereich zwischen Sichterrad 8 und Stützeinrichtung 10 ragt die untere Deckscheibe 15 über den Innendurchmesser der Ringscheibe 17, und damit über die Stützeinrichtung 10 in den Innenraum hinein und bildet somit im Übergangsbereich eine Blende mit Drosselwirkung.
Die Gutaufgabe erfolgt auf die Deckscheibe 16 des Sichterrotors 8, die eine Streuscheibe bildet. Der Ringkanal zwischen dem Außendurchmesser des Sichterrades 8 und dem Innendurchmesser des Leitschaufelkranzes 3 bildet über die Höhe des Sichterrades 8 den Sichtraum 21.
Der Sichtraum 21 wird vom Sichtgut in vertikaler Richtung durchströmt. Zur Steuerung sowohl der Sichtgutkonzentration im Sichtraum 21, als auch der Verweilzeit erstreckt sich eine Schneckenwendel 29 nahezu über die gesamte radiale Breite des Sichtraumes 21 und verläuft über die gesamte Höhe des Sichterrades 8 hinweg. In der dargestellten Ausbildung findet eine einzelne Schneckenwendel mit konstanter Steigung Anwendung.
Senkrecht zum Sichtgutstrom verläuft die Sichtluftströmung. Die Sichtluft gelangt dabei vom Sichtlufteintritt 22 horizontal durch den feststehenden Leitschaufelkranz 3 in den Sichterraum 21 und durchströmt ihn senkrecht zum Sichtgutstrom.
Über den Feingutaustritt 23 wird das gesichtete Feingut mit der Sichtluft axial ausgetragen. Das gesichtete Grobgut wird durch den Grobgutaustragsraum 13 unterhalb des Sichtraumes 21 über den Grobgutaustritt 24 ausgetragen.
Der Grobgut-Austragsring 25 ist fest mit dem Sichterrad 8 verbunden und rotiert innerhalb des Grobgutaustragsraumes 13. Oberhalb des Grobgutaustragsraumes 13 ist der feststehende Rückhaltering 26 angeordnet und mit dem Gehäuse 1 fest verbunden.
Zwischen dem Boden des Grobgutaustragsraumes 13 und dem Grobgut-Austragsring 25 befindet sich der Spalt 27 für die Einleitung der Spülluft 28.

Claims (30)

  1. Vertikalachsiger Windsichter mit zentraler Gutaufgabe mit tangentialer, in Höhe des Sichterrotors (8) angeordneter Sichtluftzufuhr (4), mit einem feststehenden am Umfang des Sichterrotors (8) in radialem Abstand angeordneten Leitschaufelkranz (3), mit einem ringförmigen, durch einen einseitig gelagerten Schaufelrad-Sichterrotor (8) und einem koaxial in radialem Abstand zum Außenumfang des Sichterrotors (8) angeordnetem Leitschaufelkranz (3) begrenzten Sichtraum (21), mit einer Antriebswelle (2), einer Sichterradlagerung, sowie einem ringförmigen Feingutaustragsraum (14) und einem ringförmigen Grobgutaustragsraum (13), die auf der selben Seite und unterhalb des Sichterrotors (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) durch eine für den Feingutaustritt durchbrochenen, das Drehmoment übertragende, zur Führung des Feingutstromes strömungsgünstig gestalteten Stützeinrichtung (10) mit dem Sichterrotor (8) verbunden ist.
  2. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Querschnitt strömungsgünstigen Durchbrechungen in der Stützeinrichtung (10) als im wesentlichen axial verlaufende Schlitze ausgebildet sind.
  3. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlaufenden Schlitze gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
  4. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20% der Umfangsfläche der Stützeinrichtung (10) mit Durchbrüchen versehen ist.
  5. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der prozentuale Flächenanteil von Durchbrüchen an der Mantelfläche der Stützeinrichtung (10) mindestens so groß ist wie der prozentuale Flächenanteil der Durchbrüche an der Mantelfläche des Sichterrotors (8).
  6. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsgünstigen Durchbrechungen der Stützeinrichtung (10) auf einem vom radialem Umfang der Sichterrad-Schaufeln (9) abweichenden Umfang angeordnet sind.
  7. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sichterrotor (8) mit der Stützeinrichtung (10) lösbar verbunden ist.
  8. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren Strömungsbereich des Sichterrotors (8) am Übergang zwischen dem Sichterrotor (8) und Stützeinrichtung (10) eine Drosselblende angeordnet ist.
  9. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung (20) zwischen Feingutaustragsraum (14) und Sichtraum (21) im Übergangsbereich der Stützeinrichtung (10) zum Sichterrotor (8) angeordnet ist.
  10. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (20) eine mit einem Fluid spülbare Dichtung ist.
  11. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülspalt der mit einem Fluid spülbaren Dichtung (20) axial angeordnet ist.
  12. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spülspalt der mit einem Fluid spülbaren Dichtung (20) radial angeordnet ist.
  13. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich innerhalb des Sichtraumes (21) mindestens eine zum Sichtrad (8) koaxial verlaufende, schraubenförmige Schneckenwendel (29) erstreckt.
  14. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) am Innenumfang des feststehenden Leitschaufelkranzes (3) befestigt ist.
  15. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) eine positive Steigung aufweist.
  16. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) eine negative Steigung aufweist.
  17. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Steigung der Schneckenwendel (29) über ihren Verlauf ändert.
  18. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) in verschiedenen Höhenlagen des Sichtraumes (21) unterschiedliche Steigungen aufweist.
  19. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) nur in einem Teilbereich der radialen Erstreckung des Sichtraumes (21) angeordnet ist.
  20. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenwendel (29) nur in einem Teilbereich der axialen Sichtraumhöhe angeordnet ist.
  21. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schneckenwendeln (29) im Sichtraum (21) angeordnet sind.
  22. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringscheibe (25) unterhalb des Sichterrades (8) rotierend innerhalb des koaxial zur Antriebswelle (2) verlaufenden Grobgutaustragsraumes (13) angeordnet ist.
  23. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Ringscheibe (25) fest mit dem Sichterrad (8) verbunden ist.
  24. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringscheibe (25) über die radial innere Seitenwand des ringförmigen Grobgut-Austragsraumes (13) und den Boden des Grobgutaustragsraumes (13) erstreckt.
  25. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Boden des Grobgutaustragsraumes (13) und der Ringscheibe (25) ein Spaltkanal für eine Fluidströmung zum Fluidisieren des Grobgutes vorgesehen ist.
  26. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (25) mit gleichmäßig über den Umfang verteilte, in den Grobgutaustragsraum (13) ragende Räumer versehen ist.
  27. Vertikalachsiger Winsichter nach Anspruch 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zur rotierenden Ringscheibe (25) ein feststehender Rückhaltering (26) für das Grobgut vorgesehen ist.
  28. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Rückhaltering (26) mit dem Gehäuse (1) fest verbunden ist.
  29. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 28 dadurch gekennzeichnet, daß der Grobgutaustritt aus dem Grobgutaustragsraum (13) axial nach unten verläuft.
  30. Vertikalachsiger Windsichter nach Anspruch 1 bis 29 dadurch gekennzeichnet, daß der Feingutaustritt aus dem Feingutaustragsraum (14) axial nach unten verläuft.
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