Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalsichter zur Sichtung
eines Sichtgut-Trägergas-Gemisches mit den Merkmalen des
Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
Derartige Zentrifugalsichter werden in verfahrenstechnischen
Prozessen, bei denen ein Staub-Trägergas-Gemisch anfällt, und
auch bei der Zerkleinerung und Mahltrocknung von feuchtem
Rohgut eingesetzt. Die Sichter dienen dazu, eine vorgegebene
Staubfeinheit in dem Sichtgut-Trägergas-Gemisch einzustellen.
Es sind als Klappensichter ausgebildete statische
Zentrifugalsichter mit stationären Tangentialklappen bekannt,
die feststehend oder von Hand oder motorisch zu betätigen sind
(Jahrbuch der Dampferzeugungstechnik 5. Ausg. 1985/86 Seiten
182 bis 192). Wenn die Anforderungen an die Staubfeinheit von
den Klappensichtern nicht mehr erfüllt werden können, wird ein
dynamischer Zentrifugalsichter gewählt (Jahrbuch der
Dampferzeugungstechnik 5. Ausg. 1985/86 Seiten 182 bis 192).
Ein solcher dynamischer Zentrifugalsichter besteht aus einem
Flügel tragenden Sichterrotor mit Drehfrequenzregelung.
Weiterhin sind Lamellensichter bekannt (EP-PS 496 142), die aus
einem rotierenden Käfig mit geneigt oder vertikal angeordneten
Lamellen bestehen. Dem Lamellensichter ist in Strömungsrichtung
des Mahlgut-Trägergas-Gemischstromes ein stationärer
Leitapparat vorgeschaltet. Schließlich sind auch kombinierte
statisch-dynamische Zentrifugalsichter bekannt. Alle diese
Zentrifugalsichter werden von dem zu sichtenden Gut von außen
nach innen durchströmt und weisen damit einen im wesentlichen
radialen Eintritt und einen axialen Austritt auf. Dabei erfolgt
eine Trennung zwischen Grob- und Feingut als
Gleichgewichtssichtung zwischen Schwer- und Strömungskräften je
nach Sichterbauart zu unterschiedlichen Anteilen in Aufströmen,
Umlenkungen, Fliehkraftfeldern und Wirbelsenken.
Oberhalb der bekannten Sichter schließt sich an das
Sichtergehäuse eine Abführleitung an. Sind mehrere Verbraucher
zu bedienen, wird die Strömung von dieser Abführleitung in dem
sogenannten Staubverteiler auf die erforderliche Anzahl der
Verbraucher aufgeteilt. Es gibt auch Sichter, die mit mehreren
Abführleitungen ausgerüstet sind, die direkt zu den
Verbrauchern führen. Bei einem bekannten Flügelsichter (DE-PS
31 21 937) ist in dem Sichtergehäuse oberhalb der Sichterrotors
ein Sammelraum vorgesehen, von dem ein oder mehrere Abführrohre
ausgehen. Allen diesen technischen Lösungen ist gemein, daß die
Verteilung des Staubes auf die einzelnen Verbraucher nicht
gleichmäßig ist. Häufig treten große Unterschiede in den
Massenströmen, die den Verbrauchern zugeleitet werden, auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Austritt des
gattungsgemäßen Zentrifugalsichters derart zu gestalten, daß
die Staubverteilung in den Abführrohren gleichmäßig ist.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zentrifugalsichter
erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei den
bekannten Zentrifugalsichtern die Staubverteilung in dem Raum
oberhalb der Sichters ungleichmäßig ist, wogegen jedoch im
Ausgangsquerschnitt des Sichters der Staub gleichmäßig in dem
Sichtgut-Trägergas-Gemisch verteilt ist. Gemäß der Erfindung
wird daher das Sichtgut-Trägergas-Gemisch direkt aus dem
Austrittsquerschnitt der Sichters abgezogen und den
Abführrohren zugeführt. Jedes Abführrohr führt dann in dem
Sichtgut-Trägergas-Gemisch eine gleich große Menge an Sichtgut
ab. Das ist dann vorteilhaft, wenn jedes Abführrohr einer
eigenen Verbrauchsstelle zugeordnet ist. Ist der Sichter in
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung mit einer Kohlemühle
verbunden und jedes Abführrohr zu einem Brenner geführt, so
läßt sich in einem mit solchen Brennern bestückten
Verbrennungsraum die Verbrennung der Kohle gleichmäßig
durchführen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der
Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1 bis 4
- den Längsschnitt durch verschiedene Sichter und
- Fig. 5
- die Draufsicht auf den Sichter nach Fig. 1.
Die dargestellten Sichter sind Zentrifugalsichter statischer,
dynamischer oder statisch-dynamischer Bauart. Sie werden in
prozeßtechnischen Anlagen eingesetzt, um in einem Sichtgut-Trägergas-Gemisch
eine gewünschte Staubfeinheit einzustellen.
Die Zentrifugalsichter können auch einer Mühle zur
Mahltrocknung von feuchtem Rohgut, z. B. Kohle unter Verwendung
eines heißen Trägergases nachgeschaltet werden. Als Mühlen
kommen Walzenmühlen, Kugelmühlen, Schlägermühlen oder
Rohrmühlen in Betracht.
Der Zentrifugalsichter besteht aus einem Sichtergehäuse 1, das
auf das Gehäuse einer nicht gezeigten Mühle aufgesetzt werden
kann. In diesem Fall steht der Innenraum des Sichtergehäuses 1
eingangsseitig mit dem Mahlraum der Mühle in Verbindung. An
seinem oberen, ausgangsseitigen Ende ist das Sichtergehäuse 1
durch einen Deckel 2 verschlossen. In der vertikalen Längsachse
des Sichtergehäuses 1 ist ein Zuführungsrohr 3 angeordnet, das
zur Zuführung der Rohkohle in die Mühle dient. Das
Zuführungsrohr 3 mündet in den Mahlraum der Mühle ein. Das
obere Ende des Zuführungsrohres 3 ist durch den Deckel 2 des
Sichtergehäuses 1 nach außen geführt und an eine Kohlezuführung
angeschlossen.
Ein sich nach oben erweiternder und unten offener Trichter 4
ist in einem Abstand von der Wand des Sichtergehäuses 1 und des
Zuführungsrohres 3 angeordnet. Der Trichter 4 ist auf der Wand
des Sichtergehäuses 1 abgestützt.
Zwischen dem oberen Rand des Trichters 4 und dem Deckel 2 des
Sichtergehäuses 1 ist ein feststehender Kranz von
Führungselementen angeordnet. Die Führungselemente des in der
Fig. 1 dargestellten und als Klappensichters ausgebildeten
statischen Zentrifugalsichters sind durch Klappen 5 gebildet,
die feststehend angeordnet oder mit Hilfe eines
Verstellmechanismusses 6 radial oder tangential anstellbar
sind. Innerhalb des Kranzes ist in einem Abstand von dem
Zuführungsrohr 3 konzentrisch ein Tauchrohr 7 angeordnet, das
dicht mit dem Deckel 2 verbunden ist.
Das in der Mühle erzeugte, aus Mahlgut und Träger- bzw.
Trocknungsgas bestehende Gemisch oder ein sonstiges Sichtgut-Trägergas-Gemisch
strömt aufwärts durch den Zwischenraum
zwischen dem Trichter 4 und der Wand des Sichtergehäuses 1 und
tritt radial von außen in den durch die Klappen 5 gebildeten
Kranz ein. Beim Durchtritt durch die Klappen 5 erfährt der
Gemischstrom eine Umlenkung und gegebenenfalls auch eine
Verdrallung. Dadurch bedingt sinkt das grobe Korn des
Sichtgutes nach unten und wird durch den Trichter 4 dem
Gemischstrom aus Sichtgut und Trägergas entgegen zurückgeführt
und gelangt in die Mühle. Das feine Korn des Sichtgutes tritt
zusammen mit dem Trägergas durch den Ringraum zwischen dem
Tauchrohr 7 und dem Zuführungsrohr 3 axial aus dem Sichter aus
und wird über mehrere Abführrohre 8 einem Endverbraucher
zugeführt. Dieser Endverbraucher ist im vorliegenden Fall eine
Kohlenstaubfeuerung mit mehreren Brennern, von denen jeweils
einer an eines der Abführrohre 8 angeschlossen ist.
Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Sichter stimmt in seinem
grundlegenden Aufbau mit dem Klappensichter nach Fig. 1
überein, ist jedoch als dynamischer Zentrifugalsichter
ausgebildet und weist anstelle eines feststehenden Kranzes von
Klappen 5 einen Sichterrotor mit einem rotierenden Kranz von
vertikal ausgerichteten oder geneigten Lamellen 9 auf. Dieser
Kranz ist an einer angetriebenen Hohlwelle 10 befestigt, die
das Zuführungsrohr 3 in geringem Abstand umgibt. Der
Sichterrotor ist von einem Ring von feststehenden Jalousien 11
umgeben, die als Leitapparat dienen und den Gemischstrom dem
Sichterrotor radial zuführen. Die Wirkungsweise des
Sichterrotors entspricht weitgehend derjenigen des
Klappensichters nach Fig. 1. Im Unterschied zu diesem kann
jedoch mit dem Sichterrotor eine größere Staubfeinheit erzielt
werden. Außerdem kommt mit der Möglichkeit, die Drehzahl des
Sichterrotors zu ändern, eine weitere Einflußnahme auf die
Staubfeinheit hinzu.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Sichter sind im Unterschied zu
dem Sichter nach Fig. 2 die Jalousien 11 durch einen
Klappensichter 12 ersetzt worden, der im Zusammenhang mit der
Fig. 1 bereits beschrieben wurde. Es handelt sich somit um
einen Zentrifugalsichter statisch-dynamischer Bauart.
Das zentrale Zuführungsrohr 3 bei den in den Fig. 1 bis 3
dargestellten Sichtern kann auch entfallen und durch eine
direkt in den Mahlraum der Mühle geführte
Kohlezuführungsleitung ersetzt werden. Der Sichter ist dann so
aufgebaut, wie in der Fig. 4 beispielhaft gezeigt ist. Der
Kranz der Lamellen 9 des Sichterrotors ist an einer massiven
Welle 13 befestigt, an die ein Antriebsmotor 14 angreift. Die
massiven Welle 13 ist von einem Schutzgehäuse 15 umschlossen,
das zusammen mit der Welle 13 von oben durch den Deckel 2 in
das Sichtergehäuse 1 hineinragt.
Im übrigen ist der Sichter gemäß Fig. 4 so ausgebildet, daß er
an eine Schlägermühle oder eine Rohrmühle angeschlossen werden
kann. Der Trichter 4 unterhalb des Sichterrotors geht in eine
Rückführleitung 16 über, die das Sichtergehäuse 1 durchdringt
und in die Kohlezuführung der Schlägermühle oder in die
Rückführleitung der Rohrmühle mündet.
Allen beschriebenen Zentrifugalsichtern ist gemeinsam, daß der
axiale Austrittsquerschnitt 17 gebildet wird durch den Ringraum
zwischen dem Tauchrohr 7 und dem Zuführungsrohr 3 (Fig. 1) oder
der Hohlwelle 10 (Fig. 2, 3) oder dem Schutzgehäuse 15 (Fig.
4). Innerhalb des Austrittsquerschnittes 17 ist die
Staubverteilung aufgrund der Strömungsverhältnisse in den
Zentrifugalsichtern gleichmäßig verteilt. Um diesen
Gemischstrom mit der gleichmäßigen Staubverteilung abführen und
z. B. einer Kohlenstaubfeuerung zuführen zu können, ist der
Austrittsquerschnitt 17 - wie in Fig. 5 beispielhaft für den
statischen Zentrifugalsichter dargestellt - in Segmente 18
aufgeteilt, die vorzugsweise gleich groß sind. Jedes dieser
Segmente 18 ist ausgehend von dem Austrittsquerschnitt 17 mit
einem der Abführrohre 8 über jeweils ein Übergangsstück 19
verbunden. Gemäß den Fig. 1 und 5 sind vier Abführrohre 8 an
den Zentrifugalsichter angeschlossen. Demgemäß ist der
Austrittsquerschnitt 17 in vier Segmente 18 aufgeteilt.
Gemäß Fig. 5 liegen die Abführrohre 8 räumlich in der
Verlängerung der Mittellinie der Segmente 18. Die
Übergangsstücke 19 sind dabei radial nach außen ausgebogen. Der
Austrittsquerschnitt 17 kann auch so in Segmente 18 aufgeteilt
werden, daß die Abführrohre 8 räumlich versetzt zu der
Mittellinie der Segmente 18 ausgerichtet sind. In diesem Fall
sind die verbindenden Übergangsstücke 19 radial und tangential
nach außen ausgebogen.