EP3541535A1 - Sichter und mühle mit einem sichter - Google Patents

Sichter und mühle mit einem sichter

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Publication number
EP3541535A1
EP3541535A1 EP17797296.5A EP17797296A EP3541535A1 EP 3541535 A1 EP3541535 A1 EP 3541535A1 EP 17797296 A EP17797296 A EP 17797296A EP 3541535 A1 EP3541535 A1 EP 3541535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
classifier
vane ring
separator according
separator
vane
Prior art date
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Granted
Application number
EP17797296.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3541535B1 (de
Inventor
Marc Giersemehl
Thomas Mingers
Joachim Galk
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.)
Neuman & Esser Process Technology GmbH
Original Assignee
Neuman & Esser Process Technology GmbH
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
Application filed by Neuman & Esser Process Technology GmbH filed Critical Neuman & Esser Process Technology GmbH
Publication of EP3541535A1 publication Critical patent/EP3541535A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3541535B1 publication Critical patent/EP3541535B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B07B7/08—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/18—Adding fluid, other than for crushing or disintegrating by fluid energy
    • B02C23/24—Passing gas through crushing or disintegrating zone
    • B02C23/30—Passing gas through crushing or disintegrating zone the applied gas acting to effect material separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/04—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • B02C2015/002—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs combined with a classifier

Definitions

  • the present invention relates to a sifter according to the preamble of claim 1 and a mill with such a sifter.
  • Air classification is a group of visual methods in which a gas stream, called classifying air, is used to achieve this separation.
  • the operating principle is based on the fact that fine or small particles are more strongly influenced and entrained by the gas flow than coarse or large particles.
  • Air classifiers are used, for example, for classifying coal dust or other millbase of a mill.
  • the aim here is to separate after the grinding process particles that have been ground sufficiently small and particles that need to be further milled. These two particle groups are also referred to as fines and coarse material.
  • a classifier can also be used for the separation or classification of solids of other origin.
  • An essential distinguishing criterion is the way in which the solid to be separated, the feed material, and the classifying air are introduced into the classifier. So solid and air can be separated from each other or introduced together.
  • An air classifier in which solids and classifying air are introduced together is known from US 2010/0236458 A1.
  • the revealed air classifier becomes used for the sighting of coal dust.
  • the gas-solid mixture of coal dust and reformiuft is inserted from below into the classifier housing.
  • the inlet volume flow of the gas-solid mixture flows completely from the outside into the interior of a vane ring.
  • the vane ring has a plurality of deflection elements, between which the mixture flows.
  • the deflecting elements are tilted and fixed by 50 to 70 ° relative to the horizontal.
  • Inside the vane ring is a classifier wheel.
  • the separator wheel is rotationally driven and has a plurality of fins that are substantially vertical.
  • Fine particles may pass between the fins of the classifier wheel due to the flow and despite the rotation of the classifier wheel and are then sucked upwards. Coarse particles collide against the lamellae, are thrown back in this way and finally fall down by gravity.
  • the guide vanes in the vane ring are arranged vertically, as for example in WO 2014/124899 A1.
  • the guide vanes provided there may be straight or curved.
  • Similar air classifiers are also known from the publications EP 1 239 966 B1, EP 2 659 988 A1, DE 44 23 815 C2 and EP 1 153 661 A1. In the case of EP 2 659 988 A1, the slats are adjustable.
  • the deflecting elements of US 2010/0236458 A1 and the lamellae of EP 1 153 661 A1 are more of an obstacle to the flow.
  • the mixture of feed material and flows Classifier air almost perpendicular to the deflection elements. In this way, a backflow or turbulence of the mixture before flowing into the vane ring arise.
  • the object of the invention is therefore to improve the selectivity of classifiers in which feedstock and classifying air are introduced together.
  • This object is achieved by a separator according to claim 1.
  • the object is also achieved with a mill according to claim 20.
  • the separator according to the invention has a classifier housing.
  • a crusherrad having a rotation axis X and a vane ring are arranged.
  • R perpendicular to the axis of rotation X between the vane ring and the classifier housing is an annular space and between the vane ring and the classifier wheel, a viewing zone is provided.
  • the axis of rotation X preferably runs in the vertical direction.
  • the invention is characterized in that at least one deflection element is arranged at least between two adjacent vertical guide vanes, which has at least one downwardly pointing curvature and / or fold. Due to the downwardly pointing curvature and / or fold is a controlled diverting of the gas-solid mixture in the classifier zone of vision possible.
  • a bent is understood to mean an angled straight section of the deflection element.
  • At least one deflecting element is arranged between each two adjacent vertical guide vanes.
  • the deflecting elements can be either identical or different.
  • all deflection elements are identical within a classifier, whereby the production costs can be reduced. Nevertheless, it may be advantageous to use differently designed deflecting elements in a classifier in order to produce different effects at different points within the classifier.
  • deflecting element can also be used for other deflecting elements in one and the same embodiment of a separator according to the invention and preferably for all deflecting elements of this embodiment.
  • Generic classifiers are generally arranged upright. Therefore, hereinafter with "vertical" directions parallel to the direction of gravity designated. Accordingly, directions perpendicular to the direction of gravity are referred to as horizontal.
  • At least one of the deflection elements extends over the entire width between two adjacent guide vanes. In this way, areas within the vane ring, in which it could come to an uncontrolled influx into the viewing zone, avoided.
  • At least one of the deflection elements extends from the guide vane ring into the viewing zone and / or into the annular space.
  • an extension into the annular space is advantageous, since the gas-solid mixture in this case meets already in the annular space on the deflecting elements and is deflected. This leads to a very controlled inflow of the gas-solid mixture in the viewing zone.
  • At least one of the deflection elements in the radial direction R of the guide vane ring has a changing radius of curvature, at least in a partial section. At least one of the deflecting elements preferably has a changing radius of curvature in the radial direction R over the entire length.
  • At least one of the deflecting elements has a radially inner end with a first end section and / or a radially outer end with a second end section.
  • the terms radially inward and radially outward are related to the vane ring.
  • the vane ring preferably has a cylindrical basic shape.
  • the end portions can be configured in different ways, which will be explained in more detail below.
  • An end section preferably comprises less than 40%, in particular less than 20%, of the total length of a deflecting element.
  • At least one of the end sections is straight. A section is even if it has no curvature.
  • This embodiment is particularly advantageous at the first end portion of the radially inner end. At the radially inner end, the gas-solid mixture should flow in the direction of the classifier wheel and thereby as homogeneously as possible.
  • the straight design of the first end section favors a homogeneous flow.
  • Straight end portions are preferably folded, d. H. angled and thus form bends.
  • At least one of the end portions is arranged horizontally. Particularly preferably, this is the first end portion of the radially inner end. This also serves to generate a homogeneous flow in the direction of the classifier wheel.
  • At least one of the second end sections or its tangential extension extends at an angle ⁇ to a horizontal H, where: ⁇ > 20 °.
  • the second end portions are each arranged at an outer end of the deflecting elements.
  • the gas-solid mixture passes under normal use of the bottom of the deflection. Therefore, it is particularly advantageous if the second end portions are oriented at an angle ⁇ greater than or equal to 20 ° downwards. Particularly preferred is also ⁇ ⁇ 60 °.
  • a tangential extension is a straight extension of an arcuate section that is tangent to the curve at an endpoint of the section is.
  • the arcuate section is preferably considered in cross-section to determine the tangential extension.
  • the expression of the deflection of the gas-solid mixture has an influence on the selectivity. If the deflection is too strong, turbulence or backflow can occur. Too low a deflection remains ineffective.
  • the first end section of at least one of the deflection elements or its tangential extension and the second end section of the same deflection element or its tangential extension extend at an angle .beta. To one another, wherein .beta.> 90.degree. In particular, ⁇ > 120 °. Particularly preferred is also ß ⁇ 160 °.
  • the first end portion may be advantageous to arrange the first end portion at an angle greater than 0 ° to a horizontal H.
  • at least one of the first end sections or its tangential extension extends at an angle ⁇ to a horizontal H, wherein the following applies: ⁇ > 10 °.
  • the angle ⁇ must not be too large.
  • the angles are located below one and the same horizontal H. It has been found that good results with regard to the flow conditions can already be achieved with one deflecting element in each case between two adjacent vertical guide vanes.
  • the classifier in each case at least three to five deflecting elements are arranged between each two adjacent vertical guide vanes. In this way, the gas-solid mixture flowing between two adjacent vertical vanes is subdivided into substreams, thereby avoiding turbulence.
  • At least one extending in the viewing zone vertical Kiappenelement is arranged on the inner circumference of the vane ring.
  • the one or more vertical flap elements have the advantage that the flow of the gas-solid mixture emerging from the guide vane ring into the viewing zone can be adjusted even more selectively.
  • the advantage of the flap elements is that the flow additionally a twist, preferably in the direction of rotation of the classifier wheel, can be awarded.
  • the flap member is pivotally mounted about a vertical axis.
  • the flap member is disposed on the inner end face of the vertical vane.
  • the length of the flap member is equal to the length of the vertical vane.
  • the flap element is designed rectangular according to a particular embodiment.
  • the flap element has at least one horizontal slot.
  • This embodiment is used when the deflecting elements extend into the viewing zone.
  • the number of horizontal slots preferably depends on the number of deflecting elements.
  • the width of the slots is adapted to the configuration, ie to the curvature and / or fold of the first end portions of the deflection.
  • At least one flap element has a curvature and / or a fold.
  • the curvature or fold of the flap element preferably points in the direction of the inner circumference of the vane ring.
  • the annulus tapers upwards.
  • the volume flow gradually decreases, so that it is advantageous to steadily reduce the volume of the annular space towards the top. This is achieved through the rejuvenation.
  • the guide vane ring has at least one swirl breaker.
  • Swirl breaker prevents flow in the circumferential direction of the vane ring and homogenize in this way the flow of the gas-solid mixture.
  • the object is also achieved with a mill which is combined with a separator according to the invention.
  • the mill can, for example, a pendulum mill or a roller mill.
  • the separator is integrated into the mill, preferably a pendulum mill or a roller mill.
  • Figure 1 is a schematic side view of a classifier in section
  • Figure 2 is a mill with integrated sifter according to the figure 1 in section;
  • Figure 3 is a schematic side view of the upper portion of the separator according to the figure 1 partly in section;
  • Figure 4 shows a vane ring in a perspective view
  • Figure 5 shows the vane ring of Figure 4 in a plan view
  • Figure 6 is an enlarged detail of the vane ring shown in Figures 4 and 5;
  • Figure 7 shows a vane ring according to another embodiment in a perspective view
  • Figure 8 shows the vane ring of Figure 7 in plan view
  • FIG. 9 shows a vane ring according to a further embodiment in a perspective view
  • Figure 10 shows the vane ring of Figure 9 in plan view; 11 shows a vane ring according to a further embodiment in a perspective view;
  • FIG. 12 shows the guide vane ring of FIG. 11 in plan view
  • FIG. 13 is a perspective view of a vane ring according to a further embodiment
  • FIG. 14 shows the guide vane ring of FIG. 13 in plan view
  • Figure 15 is an enlarged detail of the vane ring shown in Figures 13 and 14;
  • FIG. 23 shows a diagram of the volumetric flow rate over the particle size.
  • a separator 10 is shown schematically.
  • the classifier 10 has a classifier housing 20, in which an inlet 21 for a volume flow Q of a gas-solid mixture 100 is provided in a lower area.
  • a classifying wheel 30 and a vane ring 50 are arranged in the classifier housing 20, a classifying wheel 30 and a vane ring 50 are arranged.
  • the crusherrad 30 and the vane ring 50 have a common main axis, which is in the crusherrad 30, the rotation axis X.
  • the axis of rotation X extends in the direction of the gravitational force F. Perpendicular to the axis of rotation X extends a radial direction R.
  • an annular space 26 is provided in the radial direction R.
  • the space between the classifier wheel 30 and the vane ring 50 forms the viewing zone 32.
  • the vane ring 50 is equipped with deflection elements 53 which have a downwardly pointing curvature. The deflection elements 53 are described in more detail in particular in connection with FIGS. 12 to 18.
  • the classifier wheel 30 is rotationally driven by a drive device 40, so that the classifier wheel 30 rotates about the axis of rotation X.
  • a first outlet 22 is arranged.
  • the first outlet 22 is connected to a suction device (not shown) which generates a negative pressure.
  • a suction device not shown
  • a first type of particulate 101, the fine material is extracted by the first outlet 22.
  • a funnel 25 is arranged, which opens into a second outlet 23.
  • a second particle type 102 the coarse material
  • the sorterrad 30 has large particles 102 from. These large particles enter the funnel 25 and from there to the second outlet 23.
  • the classifier housing 20 is closed at the upper end by a housing cover 24.
  • a mill 110 is shown, which is designed as a pendulum mill.
  • the housing 112 which is closed at the top with a mill cover 114 and at the bottom by means of a mill base 116, there is a grinder 118 which has a plurality of grinding pendulums 120.
  • About the grinder 18 of the classifier 10 is integrated into the mill housing.
  • the annular space 26th Between the mill housing 112 and the vane ring 50 is the annular space 26th
  • the classifier wheel 30 is disposed within the vane ring 50.
  • the cylindrical classifier housing 20 may also be made conical. With such a conical sifter housing 20 '(shown in dashed lines), an upwardly tapering annular space 26 is formed.
  • the first outlet 22 communicates with the interior of the prepareerrades 30 in conjunction.
  • the vane ring 50 has a plurality of vertical vanes 54. Between adjacent vertical vanes 54 five deflecting elements 53 are arranged, each having a downwardly pointing curvature.
  • the volume flow Q of the gas-solid mixture 100 flows from below into the annular space 26 and from there through the vane ring 50 into the viewing zone 32. Fine particles 101 enter the interior of the separator wheel 30 and are exhausted through the first outlet 22. Coarse particles 102 fall down out of the viewing zone 32.
  • the deflecting elements 53 impart the gas-solid mixture flowing through the vane ring 50 onto the separator wheel directed flow components, which is indicated by the arrows.
  • FIG. 4 shows the guide vane ring 50 from FIG. 3 in a perspective view.
  • FIG. 5 shows the top view of the vane ring 50 shown in FIG.
  • the vane ring 50 has a plurality of vertical vanes 54, wherein between each two adjacent vanes 54 in each case five deflecting vanes 54. Kisse 53 are arranged. Each deflecting element 53 extends over the entire width between two vertical guide vanes 54. The surrounding elements 53 are arranged equidistantly in the vertical direction.
  • the vane ring 50 On its outer peripheral surface, the vane ring 50 has a plurality of swirl crushers 52.
  • the swirl breakers 52 protrude into the annular space 26 (see FIG. 1) and oppose a flow in the circumferential direction.
  • the swirl breakers 52 have a rectangular basic shape and are made of sheet metal.
  • the swirl breakers 52 project away from the vane ring 50 in the radial direction R and extend over the entire height of the vane ring.
  • FIG. 6 shows an enlarged detail of the vane ring 50 shown in FIG.
  • the deflection elements 53 have a downwardly pointing curvature.
  • Each deflecting element 53 has a radially inner end 55 and a radially outer end 56.
  • the radially inner ends 55 do not protrude into the viewing zone 32 in the embodiment shown.
  • each deflecting element 53 At the radially inner end 55 of each deflecting element 53, a first end portion 57 and at the radially outer end 56 of each deflecting element 53, a second end portion 58 is arranged. Both end portions 57, 58 are curved.
  • FIG. 7 shows a further embodiment of the vane ring 50 in a perspective view.
  • FIG. 8 shows the plan view of the vane ring 50 shown in FIG.
  • flap elements 60 are additionally arranged, which are pivotable about a vertical axis 62.
  • these flap elements 60 which are pivoted in the direction of rotation D and form an angle ⁇ with a radial direction R, are arranged on the inner end face 59 (see FIG. 6) of all vertical guide vanes.
  • the angle ⁇ is 30 ° in the embodiment shown here.
  • the angle ⁇ is in the range between 0 ° and 60 °.
  • FIG. 9 shows a further embodiment of the vane ring 50 in a perspective view.
  • FIG. 10 shows the top view of the vane ring 50 shown in FIG.
  • the flap members 60 have a curvature in the direction of the inner circumference of the vane ring 50.
  • the direction of rotation D of the separator wheel not shown, is located.
  • the free ends of the flap elements point in the direction of rotation D.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the vane ring 50 in a perspective view.
  • FIG. 12 shows the plan view of the vane ring 50 shown in FIG.
  • the flap members 60 have a curvature in the direction of the inner circumference of the vane ring 50.
  • the direction of rotation D of the separator wheel, not shown, is located.
  • the free ends of the flap elements also have in the direction of rotation D, the crusherrad rotates in contrast to the figures 9 and 0 counterclockwise.
  • Figure 13 is a perspective view of another embodiment of the vane ring 50.
  • Figure 14 shows the plan view of the vane ring 50 shown in Figure 13.
  • the deflecting elements 53 project with their radially inner end 55 into the viewing zone 32 (see FIG. 3). In order to allow the pivoting of the Klappenefemente 60, these are provided with horizontal slots 64. Since five deflecting elements 53 are arranged between each two vertical guide vanes 54, each flap element 60 has four slots 64.
  • FIG. 15 shows an enlarged detail of the vane ring 50 of FIGS. 13 and 14.
  • FIGS. 16 to 22 Various embodiments of a deflecting element 53 are shown in FIGS. 16 to 22.
  • the deflecting elements 53 each have a radially inner end 55 and a radially outer end 56.
  • the radially inner end 55 has a first end portion 57 and the radially outer end 56 has a second end portion 58.
  • the deflection elements 53 have a downward-pointing curvature (see FIGS. 16 to 20) or a downward-pointing edge (see FIGS. 21 and 22).
  • the deflecting elements 53 are arranged relative to a rotation axis X of the classifier wheel (not shown here), wherein the distance between the deflecting element 53 and the axis of rotation X is shown reduced in size for purposes of illustration.
  • FIGS. 16 to 22 differ in particular in the design of the end sections 57, 58.
  • the end sections 57, 58 can both be curved (see FIGS. 16 to 18) or both can be straight (see FIGS. 20 to 22) straight and / or curved End portions may be connected to each other via a curved central portion.
  • FIGS. 21 and 22 show deflecting elements 53 with bent edges.
  • each deflecting element 53 or its tangential extension is arranged at an angle ⁇ to a horizontal H.
  • the angle ⁇ in the embodiments shown is between 0 ° (see FIG. 16) and approximately 28 ° (see, for example, FIG. 20).
  • each deflecting element 53 or its tangential extension is arranged at an angle ⁇ to the horizontal H.
  • the angle ⁇ is between approximately 35 ° (see, for example, FIG. 17) and approximately 65 ° (see FIG.
  • the first end portion 57 and the second end portion 58 of a deflecting element 53 or their tangential extensions form an angle ß.
  • the angle ⁇ is in the embodiments shown between about 08 ° (see Figure 20) and about 153 ° (see Figure 18).
  • angles ⁇ , ⁇ and ⁇ result in the embodiments shown in total 180 °. With the exception of the angle ⁇ in FIG. 18, all angles ⁇ , ⁇ , ⁇ are oriented downwards.
  • FIG. 23 shows the particle size distribution of the fine material from two sightings S1 and S2.
  • the measurements were preferably carried out by sedimentation analysis.
  • the feedstock was identical in the two sightings S1 and S2 in terms of particle size distribution.
  • the first sighting S1 was carried out with a conventional sifter. In the first sighting S1, 97% of the particles have a particle size x ⁇ 28 ⁇ m. Just over 50% of the particles were smaller than 10 ⁇ and slightly below 25% were ⁇ 5 ⁇ .
  • the second sighting S2 a sifter according to the invention was used. This differs from the classifier of the first sighting S1 in particular in that the four vertical deflecting elements between the vertical, adjacent guide vanes each had downward curvatures according to FIGS. 4 to 6.
  • the second sighting S2 shows that an improvement of the particle size distribution is achieved by the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Cyclones (AREA)
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Abstract

Sichter (10) mit einem Sichtergehäuse (20), einem in dem Sichtergehäuse (20) angeordneten, eine Drehachse (X) aufweisenden Sichterrad (30) und einem in dem Sichtergehäuse (20) angeordneten Leitschaufelkranz (50), wobei in Radialrichtung (R) senkrecht zu der Drehachse (X) zwischen dem Leitschaufelkranz (50) und dem Sichtergehäuse (20) ein Ringraum (26) und zwischen dem Leitschaufelkranz (50) und dem Sichterrad (30) eine Sichtzone (32) vorgesehen ist, wobei der Leitschaufelkranz (50) eine Mehrzahl von vertikalen Leitschaufeln (54) aufweist. Um die Trennschärfe zu verbessern, ist vorgesehen, dass mindestens zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln (54) zumindest ein Umlenkelement (53) angeordnet ist, das mindestens eine nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung aufweist.

Description

Sichter und Mühle mit einem Sichter Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Mühle mit einem solchen Sichter.
Unter Sichten wird im Allgemeinen die Trennung von Feststoffen nach bestimmten Kriterien wie Massendichte oder Partikelgröße verstanden. Das Windsichten ist eine Gruppe von Sichtverfahren, bei denen ein Gasstrom, die sogenannte Sichtluft, verwendet wird, um diese Trennung zu erreichen. Das Wirkprinzip beruht darauf, dass feine oder kleine Partikel von dem Gasstrom stärker beein- flusst und mitgerissen werden als grobe oder große Partikel.
Windsichter werden beispielsweise zur Klassierung von Kohlestaub oder anderem Mahlgut einer Mühle eingesetzt. Ziel hierbei ist es, nach dem Mahlvorgang Partikel, die ausreichend klein zermahlen wurden, und Partikel, die weiter zer- mahlen werden müssen, voneinander zu trennen. Diese beiden Partikelgruppen werden auch als Feingut und Grobgut bezeichnet. Grundsätzlich kann ein Sichter auch für die Trennung oder Klassierung von Feststoffen anderen Ursprungs eingesetzt werden.
Es gibt verschiedene Arten von Windsichtern. Ein wesentliches Unterscheidungskriterium ist die Art und Weise, wie der zu trennende Feststoff, das Aufgabegut, und die Sichtluft in den Sichter eingebracht werden. So können Feststoff und Sichtluft entweder voneinander getrennt oder gemeinsam eingebracht werden.
Ein Windsichter, bei dem Feststoff und Sichtluft gemeinsam eingebracht werden, ist aus der US 2010/0236458 A1 bekannt. Der offenbarte Windsichter wird für die Sichtung von Kohlestaub eingesetzt. Das Gas-Feststoff-Gemisch aus Kohlestaub und Sichtiuft wird von unten in das Sichtergehäuse eingelassen. Der Einlassvolumenstrom des Gas-Feststoff-Gemischs strömt vollständig von außen in das Innere eines Leitschaufelkranzes. Der Leitschaufelkranz weist eine Mehrzahl von Umlenkelementen auf, zwischen denen das Gemisch hindurchströmt. Die Umlenkelemente sind gegenüber der Horizontalen um 50 bis 70° gekippt und fixiert. Im Inneren des Leitschaufelkranzes befindet sich ein Sichterrad. Das Sichterrad wird rotatorisch angetrieben und weist eine Mehrzahl von Lamellen auf, die im Wesentlichen vertikal verlaufen. Feine Partikel können aufgrund der Strömung und trotz der Rotation des Sichterrades zwischen den Lamellen des Sichterrades hindurchtreten und werden anschließend nach oben abgesaugt. Grobe Partikel prallen gegen die Lamellen, werden auf diese Weise zurückgeworfen und fallen schließlich durch die Gravitation nach unten.
Bei anderen Windsichtern sind die Leitschaufein des Leitschaufelkranzes vertikal angeordnet, so beispielsweise in WO 2014/124899 A1. Die dort vorgesehenen Leitschaufeln können gerade oder gebogen sein. Ähnliche Windsichter sind auch aus den Druckschriften EP 1 239 966 B1 , EP 2 659 988 A1 , DE 44 23 815 C2 und EP 1 153 661 A1 bekannt. Im Falle der EP 2 659 988 A1 sind die Lamellen justierbar.
Bei der EP 1 153 661 A1 kommen sowohl vertikale als auch horizontale Lamellen zum Einsatz, was insgesamt zu einer Vergleichmäßigung der Strömung führen soll. Die horizontale Unterteilung des Strömungsweges soll außerdem bewirken, dass das Sichterrad über die gesamte Höhe angeströmt wird, was zu einer Verbesserung der Trennschärfe beitragen soll.
Die Umlenkelemente der US 2010/0236458 A1 und die Lamellen der EP 1 153 661 A1 stellen für die Strömung jedoch eher ein Hindernis dar. Insbesondere bei der US 201 0/0236458 A1 strömt das Gemisch aus Aufgabegut und Sichterluft fast senkrecht auf die Umlenkelemente. Auf diese Weise kann ein Rückstau oder eine Verwirbelung des Gemischs vor dem Einströmen in den Leitschaufelkranz entstehen.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind daher nicht ausreichend, um ein kontrolliertes Einbringen des Gemischs aus Aufgabegut und Sichterluft in die Sichtzone zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichterrad zu ermöglichen. Unter dem unkontrollierten Einbringen leidet die Trennschärfe der Sichtung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Trennschärfe von Sichtern, bei denen Aufgabegut und Sichtluft gemeinsam eingebracht werden, zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Sichter gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch mit einer Mühle gemäß Anspruch 20 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Sichter weist ein Sichtergehäuse auf. In dem Sichtergehäuse sind ein eine Drehachse X aufweisendes Sichterrad und ein Leitschaufelkranz angeordnet. In Radialrichtung R senkrecht zu der Drehachse X zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichtergehäuse ist ein Ringraum und zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichterrad ist eine Sichtzone vorgesehen.
Die Drehachse X verläuft bevorzugt in vertikaler Richtung.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln zumindest ein Umlenkelement angeordnet ist, das mindestens eine nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung aufweist. Durch die nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung ist ein kontrolliertes Umleiten des Gas-Feststoff-Gemischs in die Sichtzone des Sichters möglich. Unter einer Abkantung wird ein abgewinkelter gerader Abschnitt des Umlenkelementes verstanden.
Vorzugsweise ist zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln zumindest ein Umlenkelement angeordnet.
Der Vorteil dieser Umlenkelemente besteht darin, dass bereits innerhalb des Leitschaufelkranzes der Strömung des Gas-Feststoffgemisches zusätzlich eine horizontale und/oder vertikal nach unten gerichtete Bewegungskomponente verliehen werden kann. Dies führt innerhalb der Sichtzone zu einer verbesserten Heranführung der Strömung an das Sichterrad, was wiederum die Trennschärfe des Sichters erhöht.
Wird in einem Sichter eine Mehrzahl von Umlenkelementen vorgesehen, so können die Umlenkelemente entweder identisch oder unterschiedlich sein. Bevorzugt sind alle Umlenkelemente innerhalb eines Sichters identisch, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können. Dennoch kann es vorteilhaft sein, in einem Sichter unterschiedlich ausgeführte Umlenkelemente zu verwenden, um an verschiedenen Stellen innerhalb des Sichters unterschiedliche Effekte hervorzurufen.
Merkmale, die nachfolgend bezüglich eines Umlenkelements beschrieben werden, können auch bei anderen Umlenkelementen in ein- und derselben Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sichters und bevorzugt bei allen Umlenkelementen dieser Ausführungsform zur Anwendung kommen.
Gattungsgemäße Sichter sind im Allgemeinen stehend angeordnet. Daher werden nachfolgend mit "vertikal" Richtungen parallel zur Richtung der Schwerkraft bezeichnet. Als horizontal werden dementsprechend Richtungen senkrecht zur Richtung der Schwerkraft bezeichnet.
Vorteilhafterweise erstreckt sich zumindest eines der Umlenkelemente über die gesamte Breite zwischen zwei benachbarten Leitschaufeln. Auf diese Weise werden Bereiche innerhalb des Leitschaufelkranzes, in denen es zu einem unkontrollierten Einströmen in die Sichtzone kommen könnte, vermieden.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass sich zumindest eines der Umlenkelemente von dem Leitschaufelkranz in die Sichtzone und/oder in den Ringraum erstreckt. Insbesondere eine Erstreckung in den Ringraum ist vorteilhaft, da das Gas-Feststoff-Gemisch in diesem Fall bereits schon im Ringraum auf die Umlenkelemente trifft und umgelenkt wird. Dies führt zu einem sehr kontrollierten Einströmen des Gas-Feststoff-Gemischs in die Sichtzone.
Um ein gleichmäßiges Umlenken zu ermöglichen weist zumindest eines der Umlenkelemente in Radialrichtung R des Leitschaufelkranzes zumindest in einem Teilabschnitt einen sich ändernden Krümmungsradius auf. Bevorzugt weist zumindest eines der Umlenkelemente in Radialrichtung R über die gesamte Länge einen sich ändernden Krümmungsradius auf.
Vorteilhafterweise weist zumindest eines der Umlenkelemente ein radial inneres Ende mit einem ersten Endabschnitt und/oder ein radial äußeres Ende mit einem zweiten Endabschnitt auf. Die Begriffe radial innen und radial außen sind dabei auf den Leitschaufelkranz bezogen. Der Leitschaufelkranz weist bevorzugt eine zylindrische Grundform auf. Die Endabschnitte können auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet werden, was nachfolgend näher erläutert wird. Ein Endabschnitt umfasst vorzugsweise weniger als 40 %, insbesondere weniger als 20 % der Gesamtlänge eines Umlenkelements.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen des Sichters ist zumindest einer der Endabschnitte gerade. Ein Abschnitt ist dann gerade, wenn er keine Krümmung aufweist. Diese Ausführung ist insbesondere bei dem ersten Endabschnitt des radial inneren Endes von Vorteil. An dem radial inneren Ende soll das Gas- Feststoff-Gemisch in Richtung des Sichterrades und dabei möglichst homogen strömen. Die gerade Ausführung des ersten Endabschnitts begünstigt eine homogene Strömung.
Gerade Endabschnitte sind vorzugsweise abgekantet, d. h. abgewinkelt und bilden somit Abkantungen.
Bevorzugt ist zumindest einer der Endabschnitte horizontal angeordnet. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um den ersten Endabschnitt des radial inneren Endes. Auch dies dient dem Erzeugen einer homogenen Strömung in Richtung des Sichterrades.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass zumindest einer der zweiten Endabschnitte oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel α zu einer Horizontalen H verläuft, wobei gilt: α > 20°. Die zweiten Endabschnitte sind jeweils an einem äußeren Ende der Umlenkelemente angeordnet. Das Gas-Feststoff-Gemisch gelangt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch von unten an die Umlenkelemente. Daher ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die zweiten Endabschnitte in einem Winkel α größer oder gleich 20° nach unten ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt gilt zudem α < 60°.
Als tangentiale Verlängerung wird eine gerade Verlängerung eines bogenförmigen Abschnitts bezeichnet, die tangential zu der Krümmung an einem Endpunkt des Abschnitts ist. Der bogenförmige Abschnitt wird zur Bestimmung der tangentialen Verlängerung bevorzugt im Querschnitt betrachtet.
Die Ausprägung der Umlenkung des Gas-Feststoff-Gemischs besitzt einen Einfluss auf die Trennschärfe. Ist die Umlenkung zu stark, kann es zu Verwirbe- lungen oder einem Rückstau kommen. Eine zu geringe Umlenkung bleibt wirkungslos.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der erste Endabschnitt zumindest eines der Umlenkelemente oder dessen tangentiale Verlängerung und der zweite Endabschnitt des gleichen Umlenkelements oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel ß zueinander verlaufen, wobei gilt: ß > 90°. Insbesondere gilt ß > 120°. Besonders bevorzugt gilt zudem ß < 160°.
In Abhängigkeit davon, welcher Feststoff gesichtet werden soll und wie die in dem Gas-Feststoff-Gemisch enthaltenen Partikelverteilung ist, kann es vorteilhaft sein, den ersten Endabschnitt in einem Winkel größer 0° zu einer Horizontalen H anzuordnen. Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass zumindest einer der ersten Endabschnitte oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel γ zu einer Horizontalen H verläuft, wobei gilt: γ > 10°. Um zu vermeiden, dass vermehrt Grobgut in dem Feingut landet, kann auf diese Weise das Gas-Feststoff-Gemisch durch das Umlenkelement nach unten und damit in die Richtung, in die das Grobgut schlussendlich gelangen soll, abgelenkt werden. Der Winkel γ darf jedoch nicht zu groß gewählt werden. Bevorzugt gilt γ -i 45, insbesondere γ < 30.
Hinsichtlich der Winkel α, ß und γ gilt besonders bevorzugt: a + ß + γ = 180°. Bevorzugt befinden sich die Winkel unterhalb ein und derselben Horizontalen H. Es hat sich gezeigt, dass bereits mit jeweils einem Umlenkelement zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln gute Ergebnisse bezüglich der Strömungsverhältnisse erzielt werden können.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen des Sichters ist vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln jeweils zumindest drei bis fünf Umlenkelemente angeordnet sind. Auf diese Weise wird das zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln hindurchströmende Gas-Feststoff- Gemisch in Teilströme unterteilt, wodurch Verwirbelungen vermieden werden.
Vorzugsweise ist am Innenumfang des Leitschaufel kranzes mindestens ein sich in die Sichtzone erstreckendes vertikales Kiappenelement angeordnet. Das oder die vertikalen Klappenelemente haben den Vorteil, dass die aus dem Leitschaufelkranz in die Sichtzone austretende Strömung des Gas-Feststoff-Gemisches noch gezielter eingestellt werden kann. Der Vorteil der Klappenelemente besteht darin, dass der Strömung zusätzlich ein Drall, vorzugsweise in Drehrichtung des Sichterrades, verliehen werden kann.
Vorzugsweise ist das Klappenelement um eine vertikale Achse schwenkbar angeordnet.
Vorzugsweise ist das Klappenelement an der inneren Stirnseite der vertikalen Leitschaufel angeordnet.
Vorzugsweise ist die Länge des Klappenelementes gleich der Länge der vertikalen Leitschaufel. Das Klappenelement ist gemäß einer besonderen Ausführungsform rechteckig ausgestaltet.
Vorzugsweise weist das Klappenelement mindestens einen horizontalen Schlitz auf. Diese Ausführungsform wird eingesetzt, wenn sich auch die Umlenkele- mente in die Sichtzone erstrecken. Die Anzahl der horizontalen Schlitze richtet sich vorzugsweise nach der Anzahl der Umlenkelemente. Die Breite der Schlitze ist an die Ausgestaltung, d. h. an die Krümmung und/oder Abkantung der ersten Endabschnitte der Umlenkelemente angepasst.
Vorzugsweise weist mindestens ein Klappenelement eine Krümmung und/oder eine Abkantung auf.
Die Krümmung oder Abkantung des Klappenelementes weist vorzugsweise in Richtung des innenumfangs des Leitschaufelkranzes.
Die Ausführungen zu den Merkmalen Krümmung und Abkantung sowie zu den Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Umlenkelementen gelten auch für die Klappenelemente. Diese Ausführungsformen der Klappenelemente haben den Vorteil, dass die Strömungen durch den Leitschaufelkranz noch gezielter eingestellt werden können.
Vorteilhafterweise verjüngt sich der Ringraum nach oben hin. Durch das Hindurchströmen des Gas-Feststoff-Gemischs durch den Leitschaufelkranz verringert sich der Volumenstrom nach und nach, sodass es vorteilhaft ist, das Volumen des Ringraums nach oben hin stetig zu verringern. Dies wird durch die Verjüngung erreicht.
Bei vorteilhaften Weiterbildungen weist der Leitschaufelkranz zumindest einen Drallbrecher auf. Drallbrecher verhindert eine Strömung in Umfangsrichtung des Leitschaufelkranzes und homogenisieren auf diese Weise die Strömung des Gas-Feststoff-Gemischs.
Die Aufgabe wird auch mit einer Mühle gelöst, die mit einem erfindungsgemäßen Sichter kombiniert ist. Die Mühle kann beispielsweise eine Pendelmühle oder eine Wälzmühle sein. Vorzugsweise ist der Sichter in die Mühle, vorzugsweise einer Pendelmühle oder einer Wälzmühle, integriert.
Die Erfindung wird in den Figuren beispielhaft dargestellt und erläutert. Es zeigt dabei:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Sichter im Schnitt;
Figur 2 eine Mühle mit integriertem Sichter gemäß der Figur 1 im Schnitt;
Figur 3 eine schematische Seitenansicht des oberen Abschnitt des Sichters gemäß der Figur 1 teilweise im Schnitt;
Figur 4 einen Leitschaufelkranz in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 5 den Leitschaufelkranz der Figur 4 in einer Draufsicht;
Figur 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in den Figuren 4 und 5 gezeigten Leitschaufelkranz;
Figur 7 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 8 den Leitschaufelkranz der Figur 7 in Draufsicht;
Figur 9 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 10 den Leitschaufelkranz der Figur 9 in Draufsicht; Figur 11 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 12 den Leitschaufelkranz der Figur 11 in Draufsicht;
Figur 13 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
Figur 14 den Leitschaufelkranz der Figur 13 in Draufsicht;
Figur 15 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in den Figuren 13 und 14 gezeigten Leitschaufelkranz;
Figuren
16 bis 22 verschiedene Ausführungsformen von Umienkelementen in Seitenansicht;
Figur 23 ein Diagramm des Volumenstromanteils über der Partikelgröße.
In Figur 1 ist ein Sichter 10 schematisch dargestellt. Der Sichter 10 weist ein Sichtergehäuse 20 auf, in dem in einem unteren Bereich ein Einlass 21 für einen Volumenstrom Q eines Gas-Feststoff-Gemischs 100 vorgesehen ist.
In dem Sichtergehäuse 20 sind ein Sichterrad 30 und ein Leitschaufelkranz 50 angeordnet. Das Sichterrad 30 und der Leitschaufelkranz 50 weisen eine gemeinsame Hauptachse auf, die bei dem Sichterrad 30 die Drehachse X ist. Die Drehachse X verläuft in Richtung der Gravitationskraft F. Senkrecht zu der Drehachse X erstreckt sich eine Radialrichtung R. Zwischen dem Leitschaufelkranz 50 und dem Sichtergehäuse 20 ist in Radialrichtung R ein Ringraum 26 vorgesehen. Der Raum zwischen dem Sichterrad 30 und dem Leitschaufelkranz 50 bildet die Sichtzone 32. Der Leitschaufelkranz 50 ist mit Umlenkelementen 53 bestückt, die eine nach unten weisende Krümmung aufweisen. Die Umlenkelemente 53 werden insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren 12 bis 18 näher beschrieben.
Das Sichterrad 30 wird von einer Antriebsvorrichtung 40 rotatorisch angetrieben, sodass sich das Sichterrad 30 um die Drehachse X dreht.
Oberhalb des Sichterrades 30 ist ein erster Auslass 22 angeordnet. Der erste Auslass 22 ist mit einer Saugeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die einen Unterdruck erzeugt. Durch den ersten Auslass 22 wird bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine erste Partikelsorte 101 , das Feingut, abgesaugt.
Unterhalb des Sichterrades 30 ist ein Trichter 25 angeordnet, der in einen zweiten Auslass 23 mündet. Durch den zweiten Auslass 23 wird bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine zweite Partikelsorte 102, das Grobgut, abgeführt. Das Sichterrad 30 weist große Partikel 102 ab. Diese großen Partikel gelangen in den Trichter 25 und von dort zu dem zweiten Auslass 23.
Das Sichtergehäuse 20 ist am oberen Ende durch einen Gehäusedeckel 24 verschlossen.
In der Figur 2 ist eine Mühle 110 dargestellt, die als Pendelmühle ausgeführt ist. Innerhalb des Gehäuses 112, das oben mit einem Mühlendeckel 114 und unten mittels eines Mühlenbodens 116 abgeschlossen ist, befindet sich eine Mahleinrichtung 118, die mehrere Mahlpendel 120 aufweist. Über der Mahleinrichtung 18 ist der Sichter 10 in das Mühlegehäuse integriert. Zwischen dem Mühlengehäuse 112 und dem Leitschaufelkranz 50 befindet sich der Ringraum 26. ln der Figur 3 ist der obere Teil des Sichters 10 dargestellt. Das Sichterrad 30 ist innerhalb des Leitschaufelkranzes 50 angeordnet. Zwischen Sichterrad 30 und Leitschaufelkranz 50 befindet sich eine Sichtzone 32. Das zylindrische Sichtergehäuse 20 kann auch konisch ausgeführt sein. Mit einem solchen konischen Sichtergehäuse 20' (gestrichelt dargestellt) wird ein sich nach oben verjüngender Ringraum 26 gebildet.
Der erste Auslass 22 steht mit dem Innenraum des Sichterrades 30 in Verbindung.
Der Leitschaufelkranz 50 weist eine Mehrzahl von vertikalen Leitschaufeln 54 auf. Zwischen benachbarten vertikalen Leitschaufeln 54 sind fünf Umlenkelemente 53 angeordnet, die jeweils eine nach unten weisende Krümmung aufweisen.
Der Volumenstrom Q des Gas-Feststoff-Gemischs 100 strömt von unten in den Ringraum 26 und von dort durch den Leitschaufelkranz 50 in die Sichtzone 32. Feine Partikel 101 gelangen in das Innere des Sichterrades 30 und werden durch den ersten Auslass 22 abgesaugt. Grobe Partikel 102 fallen nach unten aus der Sichtzone 32 heraus. Die Umlenkelemente 53 verleihen dem durch den Leitschaufelkranz 50 strömenden Gas-Feststoffgemisch auf das Sichterrad gerichtete Strömungskomponenten, was durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet wird.
Die Figur 4 zeigt den Leitschaufelkranz 50 aus Figur 3 in perspektivischer Darstellung. Die Figur 5 zeigt die Draufsicht auf den in Figur 4 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
Der Leitschaufelkranz 50 weist eine Vielzahl von vertikalen Leitschaufeln 54 auf, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Leitschaufeln 54 jeweils fünf Umlen- kelemente 53 angeordnet sind. Jedes Umlenkelement 53 erstreckt sich über die gesamte Breite zwischen zwei vertikalen Leitschaufeln 54. Die Umienkelemente 53 sind in vertikaler Richtung äquidistant angeordnet.
An seiner äußeren Umfangsfläche weist der Leitschaufelkranz 50 eine Mehrzahl von Drallbrechern 52 auf. Die Drallbrecher 52 ragen in den Ringraum 26 hinein (siehe Figur 1) und stellen sich einer Strömung in Umfangsrichtung entgegen. Die Drallbrecher 52 weisen eine rechteckige Grundform auf und sind aus Blech gefertigt. Die Drallbrecher 52 stehen in Radialrichtung R von dem Leitschaufelkranz 50 weg und erstrecken sich über die gesamte Höhe des Leitschaufelkranzes.
In Figur 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus dem in Figur 4 dargestellten Leitschaufelkranz 50 gezeigt.
Die Umlenkelemente 53 weisen eine nach unten weisende Krümmung auf. Jedes Umlenkelement 53 weist ein radial inneres Ende 55 und ein radial äußeres Ende 56 auf. Die radial inneren Enden 55 ragen bei der gezeigten Ausführungsform nicht in die Sichtzone 32.
An dem radial inneren Ende 55 eines jeden Umlenkelements 53 ist ein erster Endabschnitt 57 und an dem radial äußeren Ende 56 eines jeden Umlenkelements 53 ist ein zweiter Endabschnitt 58 angeordnet. Beide Endabschnitte 57, 58 sind gekrümmt.
Die Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die Figur 8 zeigt die Draufsicht auf den in Figur 7 dargestellten Leitschaufelkranz 50. An der Innenseite des Leitschaufelkranzes 50 sind zusätzlich Klappenelemente 60 angeordnet, die um eine vertikale Achse 62 schwenkbar sind. In der gezeigten Ausführungsform sind an der inneren Stirnseite 59 (siehe Figur 6) aller vertikalen Leitschaufeln diese Klappenelemente 60 angeordnet, die in Drehrichtung D geschwenkt sind und mit einer Radialrichtung R einen Winkel δ bilden.
Der Winkel δ beträgt in der hier gezeigten Ausführungsform 30°. Vorzugsweise liegt der Winkel δ im Bereich zwischen 0° und 60°.
Die Figur 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die Figur 10 zeigt die Draufsicht auf den in Figur 9 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
Die Klappenelemente 60 weisen eine Krümmung in Richtung des Innenumfangs des Leitschaufelkranzes 50 auf. In Figur 10 ist die Drehrichtung D des nicht dargestellten Sichterrades eingezeichnet. Die freien Enden der Klappenelemente weisen in Drehrichtung D.
Die Figur 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die Figur 12 zeigt die Draufsicht auf den in Figur 11 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
Die Klappenelemente 60 weisen eine Krümmung in Richtung des Innenumfangs des Leitschaufelkranzes 50 auf. In Figur 12 ist die Drehrichtung D des nicht dargestellten Sichterrades eingezeichnet. Die freien Enden der Klappenelemente weisen ebenfalls in Drehrichtung D, wobei das Sichterrad sich im Unterschied zu den Figuren 9 und 0 entgegen des Uhrzeigersinns dreht. (n der Figur 13 ist eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 perspektivisch dargestellt. Die Figur 14 zeigt die Draufsicht auf den in Figur 13 gezeigten Leitschaufelkranz 50.
In dieser Ausführungsform ragen die Umlenkelemente 53 mit ihrem radial inneren Ende 55 in die Sichtzone 32 (siehe Figur 3) hinein. Um die Schwenkbarkeit der Klappenefemente 60 zu ermöglichen, sind diese mit horizontalen Schlitzen 64 versehen. Da zwischen jeweils zwei vertikalen Leitschaufeln 54 fünf Umlenkelemente 53 angeordnet sind, weist jedes Klappenelement 60 vier Schlitze 64 auf.
Die Figur 15 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Leitschaufelkranzes 50 der Figuren 13 und 14.
In den Figuren 16 bis 22 sind verschiedene Ausführungsformen eines Umlenkelements 53 dargestellt. Die Umlenkelemente 53 weisen jeweils ein radial inneres Ende 55 und ein radial äußeres Ende 56 auf. Das radial innere Ende 55 weist einen ersten Endabschnitt 57 und das radial äußere Ende 56 weist einen zweiten Endabschnitt 58 auf. Die Umlenkelemente 53 weisen eine nach unten weisende Krümmung (siehe Figuren 16 bis 20) oder eine nach unten weisende Abkantung (siehe Figuren 21 und 22) auf.
Die Umlenkelemente 53 sind relativ zu einer Drehachse X des Sichterrades (hier nicht dargestellt) angeordnet, wobei der Abstand zwischen Umlenkelement 53 und Drehachse X aus Darstellungsgründen verkleinert darstellt ist.
Die in den Figuren 16 bis 22 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich insbesondere in der Ausgestaltung der Endabschnitte 57, 58. Die Endabschnitte 57, 58 können beide gekrümmt (siehe Figuren 16 bis 18) oder beide gerade (siehe Figuren 20 bis 22) sein, wobei auch gerade und/oder gekrümmte Endabschnitte über einen gekrümmten Mittelabschnitt miteinander verbunden sein können. Die Figuren 21 und 22 zeigen Umlenkelemente 53 mit Abkantungen.
Der erste Endabschnitt 57 eines jeden Umlenkelements 53 oder seine tangentiale Verlängerung (siehe Figur 19) ist in einem Winkel γ zu einer Horizontalen H angeordnet. Der Winkel γ beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen 0° (siehe Figur 16) und ca. 28° (siehe z. B. Figur 20). Die Horizontale H, die der Radialrichtung R entspricht, bildet mit der Drehachse X einen rechten Winkel.
Der zweite Endabschnitt 58 eines jeden Umlenkelements 53 oder seine tangentiale Verlängerung (siehe z. B. Figuren 16, 17, 19, 20) ist in einem Winkel α zu der Horizontalen H angeordnet. Der Winkel α beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen ca. 35° (siehe z. B. Figur 17) und ca. 65° (siehe Figur 16).
Der erste Endabschnitt 57 und der zweite Endabschnitt 58 eines Umlenkelements 53 oder deren tangentiale Verlängerungen bilden einen Winkel ß. Der Winkel ß beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen ca. 08° (siehe Figur 20) und ca. 153° (siehe Figur 18).
Die Winkel α, ß und γ ergeben bei den gezeigten Ausführungsformen in Summe 180°. Mit Ausnahme des Winkels γ in Figur 18 sind alle Winkel α, ß, γ nach unten ausgerichtet.
Die Figur 23 zeigt die Partikelgrößenverteilung des Feinguts aus zwei Sichtungen S1 und S2. Die Messungen erfolgten vorzugsweise mittels der Sedimentationsanalyse. Das Aufgabegut war bei den beiden Sichtungen S1 und S2 hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung identisch.
Die erste Sichtung S1 wurde mit einem herkömmlichen Sichter durchgeführt. Bei der ersten Sichtung S1 weisen 97% der Partikel eine Partikelgröße x < 28 μιη auf. Etwas über 50% der Partikel waren kleiner als 10 μιη und etwas unter 25% waren < 5 μιη.
Bei der zweiten Sichtung S2 wurde ein erfindungsgemäßer Sichter verwendet. Dieser unterscheidet sich von dem Sichter der ersten Sichtung S1 insbesondere dadurch, dass das zwischen den vertikalen, benachbarten Leitschaufeln jeweils vier Umlenkelemente mit nach unten weisenden Krümmungen gemäß der Figuren 4 bis 6 aufwiesen.
Die zweite Sichtung S2 zeigt, dass durch die Erfindung eine Verbesserung der Partikelgrößenverteilung erreicht wird.
Bei der Sichtung S2 waren 97% der Partikel kleiner als 10,9 μηι. Fast 75% wiesen eine Partikelgröße χ < 6 μηι und fast 50% der Partikel wiesen eine Partikelgröße x < 4 μητι auf.
Bezugszeichenliste Sichter Sichtergehäuse
konisches Sichtergehäuse
Einlass
erster Auslass
zweiter Auslass
Gehäusedeckel
Trichter
Ringraum Sichterrad
Sichtzone Antriebsvorrichtung Leitschaufelkranz
Drallbrecher
Umlenkelement
vertikale Leitschaufel
radial inneres Ende
radial äußeres Ende
erster Endabschnitt
zweiter Endabschnitt
Stirnseite der vertikalen Leitschaufel Klappenelement
vertikale Schwenkachse 64 Schlitz
100 Gas-Feststoff-Gemisch
101 erste Partikelsorte (Feingut) 02 zweite Partikelsorte (Grobgut)
F Gravitationskraft
H Horizontale
Q Einlassvolumenstrom
R Radialrichtung
51 erste Sichtung
52 zweite Sichtung
X Drehachse α Winkel
ß Winkel
γ Winkel

Claims

Patentansprüche
Sichter (10) mit einem Sichtergehäuse (20), einem in dem Sichtergehäuse (20) angeordneten, eine Drehachse (X) aufweisenden Sichterrad (30) und einem in dem Sichtergehäuse (20) angeordneten Leitschaufelkranz (50), wobei in Radialrichtung (R) senkrecht zu der Drehachse (X) zwischen dem Leitschaufelkranz (50) und dem Sichtergehäuse (20) ein Ringraum (26) und zwischen dem Leitschaufelkranz (50) und dem Sichterrad (30) eine Sichtzone (32) vorgesehen ist, wobei der Leitschaufel kränz (50) eine Mehrzahl von vertikalen Leitschaufeln (54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln (54) zumindest ein Umlenkelement (53) angeordnet ist, das mindestens eine nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung aufweist.
Sichter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eines der Umlenkelemente (53) über die gesamte Breite zwischen zwei benachbarten Leitschaufeln (54) erstreckt.
Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest eines der Umlenkelemente (53) von dem Leitschaufelkranz (50) in die Sichtzone (32) und/oder in den Ringraum (26) erstreckt.
4. Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Umlenkelemente (53) in Radialrichtung (R) des Leitschaufelkranzes (50) zumindest in einem Teilabschnitt einen sich ändernden Krümmungsradius aufweist.
5. Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Umlenkelemente (53) ein radial inneres Ende (55) mit einem ersten Endabschnitt (57) und/oder ein radial äußeres Ende (56) mit einem zweiten Endabschnitt (58) aufweist.
6. Sichter gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Endabschnitte (57, 58) gerade ist.
7. Sichter gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Endabschnitte (57, 58) horizontal angeordnet ist.
8. Sichter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der zweiten Endabschnitte (58) . oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel (a) zu einer Horizontalen verläuft, wobei gilt: α > 20°.
9. Sichter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (57) zumindest eines der Umlenkelemente (53) oder dessen tangentiale Verlängerung und der zweite Endabschnitt (58) des gleichen Umlenkelements (53) oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel (ß) zueinander verlaufen, wobei gilt: ß > 90°.
10. Sichter gemäß einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der ersten Endabschnitte (57) oder dessen tangen- tiale Verlängerung in einem Winkel (γ) zu einer Horizontalen verläuft, wobei gilt: γ > 10°.
1 1 . Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln (54) jeweils zumindest drei bis fünf Umlenkelemente (53) angeordnet sind.
12. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass am Innenumfang des Leitschaufelkranzes (50) mindestens ein sich in die Sichtzone (32) erstreckendes vertikales Klappenelement (60) angeordnet ist.
13. Sichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement (60) um eine vertikale Achse (62) schwenkbar angeordnet ist.
14. Sichter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement (60) an einer inneren Stirnseite (59) der vertikalen Leitschaufel (54) angeordnet ist.
15. Sichter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Klappenelementes (60) gleich der Länge der vertikalen Leitschaufel (54) ist.
16. Sichter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Klappenelement (60) mindestens einen horizontalen Schlitz (64) aufweist.
17. Sichter nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Klappeneiement mindestens eine Krümmung und/oder eine Abkantung aufweist.
Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ringraum (26) nach oben hin verjüngt.
19. Sichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitschaufelkranz (50) zumindest einen Drallbrecher (52) aufweist.
20. Mühle (1 10), insbesondere Pendelmühle oder Wälzmühle, mit einem Sichter (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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