EP4063029B1 - Zentrifugalkraft-windsichter und verfahren zur sichtung von staubförmigen gütern - Google Patents

Zentrifugalkraft-windsichter und verfahren zur sichtung von staubförmigen gütern Download PDF

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EP4063029B1
EP4063029B1 EP22000048.3A EP22000048A EP4063029B1 EP 4063029 B1 EP4063029 B1 EP 4063029B1 EP 22000048 A EP22000048 A EP 22000048A EP 4063029 B1 EP4063029 B1 EP 4063029B1
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EP
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classifying
wheel
fluid
vane ring
guide vane
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EP22000048.3A
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EP4063029A1 (de
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Stefano L. Zampini
Benjamin BIBER
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Hosokawa Alpine AG
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Hosokawa Alpine AG
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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

  • Air classifiers are used to separate a material to be classified dispersed in a fluid into a fine and a coarse fraction.
  • the separation effect of a classifying wheel is based on the fact that the drag force of the fluid and the centrifugal force in the flow channels between the classifying wheel blades of a classifying wheel, the so-called deflector wheel, act in opposite directions on the individual particles of the solid.
  • the drag force predominates, so that they are carried along by the fluid and discharged as fines.
  • the centrifugal force predominates, so that they are thrown out of the deflector wheel against the fluid flow.
  • the particle size for which centrifugal force and drag force are in balance, i.e. which has an equal probability of reaching either the fines or the coarse material is referred to as the cut-off size or cut-off point.
  • Centrifugal force air classifiers with deflector wheels are one of the preferred classifiers for producing very fine classified materials with relatively low energy consumption.
  • the US 505 182 A discloses a centrifugal force air classifier according to the preamble of claim 1, and a method for separating material dispersed in a fluid into a fine and a coarse fraction in a centrifugal force air classifier according to the preamble of claim 7 and a classifier with a rotor and guide vane, wherein a material distribution plate is arranged underneath, which is firmly connected to the rotor and rotates with it.
  • the guide vanes of the guide vane ring are adjustable.
  • the centrifugal air classifier for separating material to be classified into fines and coarse material has a housing with a classifying fluid inlet, a classifying material inlet, a fines and coarse material outlet, and a classifying fluid outlet. It has a rotary-driven classifying wheel and a stationary guide vane ring surrounding the classifying wheel. An annular space, the classifying space, is arranged between the guide vane ring and the classifying wheel. The guide vane ring directs the classifying fluid to the classifying wheel in a defined manner. According to the invention, the classifying fluid, which flows through the guide vane ring, flows against the classifying wheel in the opposite direction of its rotation.
  • the flow channels of the guide vane ring are ideally designed almost tangentially to the enclosed classifying wheel in order to achieve the highest possible tangential velocity of the classifying fluid.
  • such a targeted flow of classifying fluid is achieved by a guide vane ring, which extends in a circle around the entire circumference of the classifying wheel and extends over the entire axial extent of the classifying wheel.
  • a guide vane ring is used in combination with at least one axial transport spiral, which is located in the classifying space between the classifying wheel and the guide vane ring.
  • the transport spiral extends at least partially over the axial extent of the classifying space, preferably over the entire height of the classifying space. This ensures a targeted removal of the classified coarse material. from the field of vision, which leads to a further improvement in the quality of vision.
  • the guide vane ring is designed so that the cross-sectional area between the guide vanes narrows in the direction of flow. Due to the narrowing cross-sectional areas, the classifying fluid will thus flow toward the classifying wheel at an accelerated rate during radial flow through the guide vane ring.
  • the feed material for classification is preferably fed directly into the annular gap, the classifying space between the guide vane ring and the classifying wheel, via a suitable dosing device, especially if an axial conveying spiral is installed in this annular gap. In this case, only the classifying fluid flows through the guide vane ring.
  • An injector or any other suitable dosing device can be used to introduce the feed material into the annular gap.
  • the invention relates to a method for separating a material to be classified dispersed in a classifying fluid into a fine fraction and a coarse fraction.
  • the separation takes place in a centrifugal force air classifier with a classifying wheel and a surrounding guide vane ring for feeding the classifying fluid to the classifying wheel, which is preferably arranged coaxially to the classifying wheel.
  • An annular classifying chamber is formed between the classifying wheel and the guide vane ring.
  • the classifying fluid flows radially from the outside to the inside through the guide vane ring.
  • the guide vanes of the guide vane ring are inclined so that the classifying fluid and the material dispersed therein flow against the classifying wheel's direction of rotation.
  • the turbulent shear flow encompasses the entire axial extent of the classifying wheel.
  • the material to be classified can be fed to the classifying zone through the guide vane ring together with the classifying fluid, e.g., classifying air.
  • the material to be classified is fed to the classifying zone separately from the classifying fluid.
  • the Figure 1 shows a classifying wheel (10) of a centrifugal force air classifier with a guide vane ring (8) surrounding the classifying wheel (10) and the flow situation of the classifying fluid.
  • the separating wheel (10) is coaxially surrounded by a guide vane ring (8).
  • the guide vane ring (8) has guide vanes (9) arranged in a ring-like manner and evenly spaced around the circumference, through which the separating fluid flows from the radially outside to the inside.
  • the guide vanes (9) have at least the same axial height as the separating wheel (10).
  • the classifying wheel (10) comprises a hub disc (2) supporting the classifying wheel hub (1) and a cover disc with a fines outlet.
  • the cover disc is annular in shape.
  • the classifying wheel blades (3) are arranged in a ring between these discs. They are evenly distributed around the circumference of the classifying wheel (10).
  • the classifying wheel blades (3) are essentially radially aligned and define the flow channels (6).
  • the particle-laden classifying fluid e.g., classifying air, flows through the classifying wheel (10) from the outside to the inside.
  • the classifying wheel blades (3) do not extend exactly in the radial direction in the radially outer third of the classifying wheel radius, but are arranged at an angle to the radial direction, opposite to the direction of rotation of the classifying wheel (10). In the inner two-thirds of the classifying wheel radius, the blades extend radially.
  • the material to be classified flows through the classifying chamber (11) in an axial direction.
  • the classifying fluid flow runs radially, perpendicular to the material flow.
  • the classifying fluid flows horizontally from the classifying fluid inlet through the stationary guide vane ring (8) into the classifying chamber (11) and flows through it perpendicular to the material flow. A portion of the classifying fluid is required for dispersing the material and thus enters the annular classifying chamber (11) with the material flow.
  • the guide vanes (9) are arranged so that the classifying fluid flows towards the classifying wheel (10) in the opposite direction to its direction of rotation.
  • the flow channels between the guide vanes (9) of the guide vane ring (8) are ideally designed almost tangential to the enclosed classifying wheel (10) in order to achieve the highest possible tangential velocity of the classifying fluid.
  • the flow cross-section between the guide vanes (8) narrows in the flow direction so that the separating fluid is accelerated.
  • Figure 2 shows the flow situation for a potential vortex classifying wheel (10) with guide vane ring (8), whereby the classifying wheel (10) is also subjected to flow in the opposite direction to its direction of rotation.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Cyclones (AREA)

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf einen Zentrifugalkraft-Windsichter mit Sichtrad und Leitschaufelkranz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Trennung von in einem Sichtfluid dispergierten Sichtgut in eine Fein- und eine Grobfraktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
  • Windsichter dienen dazu ein in einem Fluid dispergiertes Sichtgut in eine Fein- und eine Grobfraktion zu trennen. Die Trennwirkung eines Sichtrades beruht darauf, dass die Schleppkraft des Fluids und die Fliehkraft in den Strömungskanälen zwischen den Sichtradschaufeln eines Sichtrades, des sogenannten Abweiserades in einander entgegengesetzten Richtungen auf die einzelnen Partikel des Feststoffes einwirken. Bei kleinen Partikeln überwiegt die Schleppkraft, so dass sie vom Fluid mitgenommen und als Feingut ausgetragen werden. Bei großen Partikeln überwiegt die Fliehkraft, so dass sie entgegen der Fluidströmung aus dem Abweiserad geschleudert werden. Die Partikelgröße, für die Fliehkraft und Schleppkraft im Gleichgewicht sind, die also mit gleicher Wahrscheinlichkeit in das Feingut oder das Grobgut gelangt, wird als Trennkorngröße oder Trenngrenze bezeichnet.
  • Die Anforderungen an die Sichtung von Schüttgütern werden immer höher. Es werden immer größere Mengen an Schüttgut gesichtet. Auch an das Ergebnis der Sichtung werden immer höhere Anforderungen gestellt. Die Sichtung soll nicht nur wirtschaftlich sein, auch die Trennschärfe und das Ausbringen sollen hoch sein. Zudem werden die Anforderungen an die Sichter hinsichtlich der erreichbaren Feinheiten immer höher.
  • Da es sich meist um Massengüter handelt, wirkt sich der für die Trennung benötigte Energiebedarf sehr stark auf die Herstellungskosten aus, so dass man stets bestrebt ist, das gewünschte Ergebnis mit möglichst geringem energetischem Aufwand und damit kostengünstig zu erlangen.
  • Zentrifugalkraft-Windsichter mit Abweiserad sind eine der bevorzugten Sichter zur Erzeugung von sehr feinen Sichtgütern unter verhältnismäßig geringem Energieaufwand.
  • Aus der DE 198 40 344 A1 ist ein Starrkörperwirbelsichtrad bekannt, welches Einbauten innerhalb der von Sichtradschaufeln begrenzten Strömungskanälen aufweist. Diese Einbauten führen dazu, dass die in die Strömungskanäle einströmende Sichtluft gebrochen wird und sich definiert Sichtwirbel bilden, die auf einem Radius auftreten der größer ist als der Radius auf dem die Wirbel ohne die Einbauten auftreten würden und so die Trenngrenze zu höheren Feinheiten verschiebt.
  • Aus der DE 10 2016 206 588 A1 ist ein Sichter bekannt, dessen Sichtrad von einem Leitschaufelkranz umgeben ist, um die Luft möglichst gleichmäßig durch die Sichtzone zu führen und dem Sichtrad zuzuführen. Die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes sind in die Richtung geneigt, in die auch die Sichtradschaufeln geneigt sind, dadurch wird das Sichtrad in Drehrichtung angeströmt.
  • Die US 505 182 A offenbart einen Zentrifugalkraft-Windsichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und einen Verfahren zur Trennung von in einem Fluid dispergiertem Sichtgut in eine Fein- und eine Grobfraktion in einem Zentrifugalkraft-Windsichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 und einen Sichter, mit Rotor und Leitapparat, wobei darunter ein Gutverteilteller angeordnet ist, der mit dem Rotor fest verbunden ist und mit diesem mitrotiert. Die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes sind verstellbar ausgeführt.
  • Nachteilig ist dies speziell bei Starrkörpersichträdern, wie sie in DE 198 40 344 A1 offenbart sind, besonders in Hinblick auf die zu erzielende Feinheit, da sich durch das in Drehrichtung des Sichtrads anströmende Sichtfluid eine geringere Differenzgeschwindigkeit zwischen Sichtfluid und dem sich drehenden Sichtrad ergibt. Dies ist vor allem bei Starrkörperwirbelsichträdern von Bedeutung, da hier die Relativgeschwindigkeit des Sichtfluids zum Sichtrad zu einer
  • Geschwindigkeitsüberhöhung im sich bildenden Sichtwirbel zwischen den Sichtradschaufeln führt. Höhere Relativgeschwindigkeiten führen somit zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten im Sichtwirbel und führen so zu höheren Feinheiten. Die Geschwindigkeitsüberhöhung ist dann letztlich wiederum für die erreichbaren Feinheiten verantwortlich.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Zentrifugalkraft-Windsichter und ein Sichtverfahren zur Verfügung zu stellen, welches den Feinheitsbereich bestehender Sichter erweitert, um eine noch höhere Feinheit als bisher zu erzielen.
  • Bei einem Zentrifugalkraft-Windsichter mit Sichtrad und Leitschaufelkranz und einem Verfahren zur Trennung von in einem Sichtfluid dispergiertem Sichtgut in eine Fein- und eine Grobfraktion der eingangs beschriebenen Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 7 gelöst.
  • Der Zentrifugal-Windsichter zum Trennen von Sichtgut in Feingut und Grobgut besitzt ein Gehäuse mit Sichtfluidzufuhr, Sichtgutzufuhr sowie Feingut- und Grobgutaustrag sowie Sichtfluidaustrag. Er weist ein drehangetriebenes Sichtrad und einen das Sichtrad umgebenden feststehenden Leitschaufelkranz auf. Zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrad ist ein Ringraum angeordnet, der Sichtraum. Der Leitschaufelkranz leitet das Sichtfluid in definierter Weise dem Sichtrad zu. Erfindungsgemäß wird das Sichtrad durch das Sichtfluid, welches durch den Leitschaufelkranz strömt, entgegen seiner Drehrichtung angeströmt. Hierdurch wird erreicht, dass das Sichtfluid zusammen mit dem darin dispergierten Sichtgut außerhalb des Sichtrads vorbeschleunigt wird, wodurch höhere Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Sichtrad und dem auf das Sichtrad zuströmenden partikelbeladenen Fluidstrom erreicht werden. Diese höheren Relativgeschwindigkeiten des anströmenden Fluids in Bezug auf das Sichtrad lassen wiederum eine höhere Geschwindigkeit im Sichtwirbel des Sichtrads zu. Dies tritt insbesondere bei Starrkörperwirbelsichträdern, wie sie in DE 198 40 344 A1 offenbart sind, auf. Die Einbauten in den Strömungskanälen des Sichtrades beeinflussen die Sichtwirbelbildung positiv. Verstärkt wird dieser Effekt, wenn der Sichtwirbel beidseitig von Einbauten begrenzt wird, sodass der Strömungskanal mindestens eine von zwei Engstellen begrenzte Erweiterung aufweist, d.h. von außen nach innen gesehen zunächst eine Verengung, dann eine Erweiterung und schließlich wieder eine Verengung aufweist. Diese sind im äußeren radialen Drittel des Strömungskanals angeordnet, bezogen auf den Sichtradradius. Dadurch können höhere Feinheiten erreicht werden.
  • Damit lassen sich durch die Anströmung des Sichtfluids entgegen der Drehrichtung des Sichtrads vor allem bei Starrkörperwirbelsichträdern höhere Feinheiten realisieren, ohne dass dafür das Sichtrad selbst schneller drehen muss.
  • Außerdem kommt es infolge der gegensätzlich gerichteten Drehung des Sichtrads und des anströmenden Sichtfluids zur Ausbildung einer hochturbulenten Strömung im Sichtraum. Im Sichtraum herrschen aufgrund des hohen Geschwindigkeitsgradienten sehr hohe Scherkräfte, die auf das Sichtgut, welches sich hier befindet, wirken. Diese Scherkräfte wiederum haben zur Folge, dass das Sichtgut einer guten Dispergierung in direkter Nähe zum Sichtrad und damit zur Sichtzone unterzogen wird. Dadurch wird eine sehr gute Sichtgüte erreicht, die sich unter anderem durch einen sehr hohen Feingutauszug des Sichters bemerkbar macht. Außerdem wird der gute Feingutauszug dadurch unterstützt, dass die Dispergierzone direkt am Sichtrad ist und die dispergierten Partikel keinen weiten Weg zurücklegen müssen, auf dem sie wieder reagglomerieren können.
  • Bei Potentialwirbelsichträdern ist der Effekt der Geschwindigkeitsüberhöhung in den Strömungskanälen zwischen den Sichtradschaufeln nicht so stark ausgeprägt. Jedoch wirken sich auch hier die hohen Scherkräfte infolge einer gegensätzlichen Anströmung des Sichtfluids zur Drehrichtung des Sichtrads auf eine verbesserte Dispergierung aus.
  • Die Strömungskanäle des Leitschaufelkranzes sind idealerweise nahezu tangential zum umschlossenen Sichtrad ausgeführt, um eine möglichst hohe Tangentialgeschwindigkeit des Sichtfluids zu erreichen.
  • Somit sind die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes so zum innenliegenden Sichtrad ausgerichtet, dass die tangentiale Komponente der Ausströmrichtung des Sichtfluids größer ist als seine radiale Komponente ist.
  • In einer bevorzugten Ausführung wird eine derartige gezielte Anströmung von Sichtfluid durch einen Leitschaufelkranz erreicht, welcher sich kreisförmig um den gesamten Umfang des Sichtrads herum erstreckt und sich über die gesamte axiale Ausdehnung des Sichtrads erstreckt. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird ein derartiger Leitschaufelkranz in Kombination mit mindestens einer axialen Transportwendel verwendet, welche sich im Sichtraum zwischen Sichtrad und Leitschaufelkranz befindet. Die Transportwendel erstreckt sich zumindest teilweise über die axiale Ausdehnung des Sichtraumes, bevorzugt über die gesamte Höhe des Sichtraumes. Dadurch wird ein gezielter Abtransport des ausgesichteten Grobgutes aus der Sichtzone ermöglicht, was zu einer weiteren Verbesserung der Sichtgüte führt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weisen die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes neben der radialen und tangentialen Richtungskomponente auch eine axiale Richtungskomponente auf. Diese zwingt dem durch den Leitschaufelkranz strömenden Sichtfluid eine axiale Strömungskomponente auf, welche den gezielten Abtransport des ausgesichteten und vom Sichtrad abgewiesenen Grobgutes aus der Sichtzone unterstützt.
  • Des Weiteren ist der Leitschaufelkranz so ausgeführt, dass sich der durchströmte Querschnitt zwischen den Leitschaufeln in Durchströmungsrichtung verengt. Das Sichtfluid wird somit aufgrund der sich verengenden durchströmten Querschnittsflächen bei der radialen Durchströmung des Leitschaufelkranzes beschleunigt auf das Sichtrad zuströmen.
  • Der Leitschaufelkranz wird wahlweise nur vom Sichtfluid oder vom Sichtfluid und dem darin dispergierten Sichtgut durchströmt.
  • Das Aufgabegut zur Sichtung wird bevorzugt durch eine geeignete Dosiereinrichtung direkt in den Ringspalt, dem Sichtraum zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrad aufgegeben, insbesondere dann, wenn in diesem Ringspalt eine axiale Transportwendel eingebaut ist. In diesem Fall wird der Leitschaufelkranz nur von Sichtfluid durchströmt.
  • Als Dosiereinrichtung kann ein Injektor oder jede andere geeignete Dosiereinrichtung eingesetzt werden, um das Aufgabegut in den Ringspalt einzubringen.
  • Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Trennung von einem in einem Sichtfluid dispergierten Sichtgut in eine Feinfraktion und eine Grobfraktion. Die Trennung erfolgt in einem Zentrifugalkraft-Windsichter mit einem Sichtrad und einem dieses umgebenden Leitschaufelkranz zur Zuführung des Sichtfluids zum Sichtrad, welcher bevorzugt koaxial zum Sichtrad angeordnet ist. Zwischen Sichtrad und Leitschaufelkranz ist ein ringraumförmiger Sichtraum ausgebildet Der Leitschaufelkranz wird radial von außen nach innen vom der Sichtfluid durchströmt. Die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes sind so geneigt, dass das Sichtrad entgegen seiner Drehrichtung von dem Sichtfluid und dem darin dispergierten Sichtgut angeströmt wird. Das Sichtfluid wird aufgrund der sich verengenden Querschnittsflächen zwischen den Leitschaufeln bei der radialen Durchströmung des Schaufelkranzes beschleunigt und strömt so auf das Sichtrad zu. Im Sichtraum zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrad herrscht so eine hochturbulente Scherströmung zur Dispergierung des Sichtgutes im Sichtfluid.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die turbulente Scherströmung die gesamte axiale Ausdehnung des Sichtrades.
  • Das Sichtgut kann zusammen mit dem Sichtfluid, z.B. Sichtluft durch den Leitschaufelkranz der Sichtzone zugeführt werden. In einer anderen Ausführungsform wird das Sichtgut getrennt vom Sichtfluid der Sichtzone zugeführt.
  • Durch ein erfindungsgemäß angeströmtes Sichtrad konnte der Feinheitsbereich von Sichtern zu kleineren Feinheiten hin verbessert werden sowie die Dispergierung des Sichtguts verbessert werden.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der -beispielhaft- ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
  • In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1 eine skizzenhafte Darstellung eines Starrkörperwirbel-Sichtrades mit umgebendem Leitschaufelkranz für einen Zentrifugalkraft-Windsichter
    • Figur 2 eine skizzenhafte Darstellung eines Potentialwirbel-Sichtrades mit umgebendem Leitschaufelkranz für einen Zentrifugalkraft-Windsichter
  • Die Figur 1 zeigt ein Sichtrad (10) eines Zentrifugalkraft-Windsichters mit einem das Sichtrad (10) umgebenden Leitschaufelkranz (8) und der Anströmsituation des Sichtfluids.
  • Das Sichtrad (10) wird koaxial von einem Leitschaufelkranz (8) umgeben. Der Leitzschaufelkranz (8) weist kranzförmig und gleichmäßig um den Umfang beabstandete Leitschaufeln (9) auf, die von radial außen nach innen von dem Sichtfluid durchströmt werden. Die Leitschaufeln (9) haben mindestens die gleiche axiale Höhe wie das Sichtrad (10).
  • Das Sichtrad (10) umfasst eine die Sichtradnabe (1) tragende Nabenscheibe (2) und eine Deckscheibe mit Feingutaustritt. Die Deckscheibe ist hier ringförmig ausgeführt. Zwischen diesen Scheiben sind die kranzförmig angeordneten Sichtradschaufeln (3) angeordnet. Sie sind gleichmäßig über den Umfang des Sichtrades (10) verteilt. Die Sichtradschaufeln (3) sind im Wesentlichen radial ausgerichtet und begrenzen die Strömungskanäle (6). Das Sichtrad (10) wird von außen nach innen von dem mit Partikeln beladenen Sichtfluid, z.B. Sichtluft durchströmt.
  • Das Sichtrad (10) weist Strömungskanäle (6) auf, die im äußeren radialen Drittel, bezogen auf den Sichtradradius, Einbauten (5) aufweisen.
  • Bevorzugt verlaufen die Sichtradschaufeln (3) im radial äußeren Drittel des Sichtradradius nicht exakt in radialer Richtung, sondern sind in einem Winkel zur radialen Richtung entgegen der Rotationsrichtung des Sichtrads (10) geneigt angeordnet. In den inneren zwei Dritteln bezogen auf den Sichtradradius verlaufen die Schaufeln radial.
  • Der Ringraum (11) zwischen dem Außendurchmesser des Sichtrades (10) und dem Innendurchmesser des Leitschaufelkranzes (8) bildet über die axiale Höhe des Sichtrades (10) den Sichtraum (11). In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Sichtraum (11) vom Sichtgut in axialer Richtung durchströmt.
  • Senkrecht zum Sichtgutstrom verläuft die Sichtfluidströmung in radialer Richtung. Das Sichtfluid gelangt vom Sichtfluideintritt horizontal durch den feststehenden Leitschaufelkranz (8) in den Sichtraum (11) und durchströmt ihn senkrecht zum Sichtgutstrom. Wobei ein Teil des Sichtfluids für die Dispergierung des Sichtgutes benötigt wird und kommt folglich mit dem Sichtgutstrom in den ringförmigen Sichtraum (11).
  • Die Leitschaufeln (9) sind so angeordnet, dass das Sichtfluid das Sichtrad (10) entgegen seiner Drehrichtung anströmt.
  • Die Strömungskanäle zwischen den Leitschaufeln (9) des Leitschaufelkranzes (8) sind idealerweise nahezu tangential zum umschlossenen Sichtrad (10) ausgeführt, um eine möglichst hohe Tangentialgeschwindigkeit des Sichtfluids zu erreichen.
  • Der durchströmte Querschnitt zwischen den Leitschaufeln (8) verengt sich in Durchströmungsrichtung, damit das Sichtfluid beschleunigt wird.
  • Figur 2 zeigt die Anströmsituation für ein Potentialwirbel-Sichtrad (10) mit Leitschaufelkranz (8), wobei das Sichtrad (10) ebenfalls entgegen seiner Drehrichtung angeströmt wird.
    • Bezugszeichen
    • Sichtradnabe (1)
    • Nabenscheibe (2)
    • Sichtradschaufeln (3)
    • Einbauten (5)
    • Strömungskanäle (6)
    • Leitschaufelkranz (8)
    • Leitschaufel (9)
    • Sichtrad (10)
    • Sichtraum (11)

Claims (9)

  1. Zentrifugalkraft-Windsichter zum Trennen von Sichtgut in Feingut und Grobgut, mit einem Gehäuse mit Sichtfluidzufuhr, Sichtgutzufuhr, Feingutaustrag, Grobgutaustrag, und Sichtfluidaustrag
    - mit einem drehangetriebenen Sichtrad (10) und einem dieses umgebenden feststehenden Leitschaufelkranz (8) mit Leitschaufeln (9) zur Zuführung des Sichtfluids zum Sichtrad (10),
    - wobei zwischen Sichtrad (10) und Leitschaufelkranz (8) ein ringraumförmiger Sichtraum (11) ausgebildet ist und dieser radial von außen nach innen vom Sichtfluid durchströmt wird,
    wobei die Leitschaufeln (9) des Leitschaufelkranzes (8) so geneigt sind, dass das Sichtrad (10) entgegen seiner Drehrichtung vom Sichtfluid und dem darin dispergierten Sichtgut anströmbar ist,
    dadurch gekennzeichnet
    dass die Strömungskanäle zwischen den Leitschaufeln (8) in Durchströmungsrichtung einen sich verengenden Querschnitt aufweisen.
  2. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle zwischen den Leitschaufeln (9) des Leitschaufelkranzes (8) so zum innenliegenden Sichtrad (10) ausgerichtet sind, dass die tangentiale Richtungskomponente größer als ihre radiale Richtungskomponente ist.
  3. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle des Leitschaufelkranzes (8) so zum innenliegenden Sichtrad ausgerichtet sind, dass die tangentiale Richtungskomponente größer ist als ihre radiale Richtungskomponente und ihre axiale Richtungskomponente.
  4. Zentrifugalkraft-Windsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich der Leitschaufelkranz (8) über die axiale Ausdehnung des eingeschlossenen Sichtrads (10) erstreckt.
  5. Zentrifugalkraft-Windsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtraum (11) zwischen Leitschaufelkranz (8) und Sichtrad (10) mindestens eine axiale Transportwendel eingebaut ist, die sich über die axiale Ausdehnung des Sichtrads (10) erstreckt.
  6. Zentrifugalkraft-Windsichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Sichtrad (10) in seinen Strömungskanälen (6) im äußeren radialen Drittel, bezogen auf den Sichtradradius, Einbauten (5) oder mindestens eine von zwei Engstellen begrenzte Erweiterung aufweist.
  7. Verfahren zur Trennung von
    - in einem Fluid dispergiertem Sichtgut in eine Fein- und eine Grobfraktion,
    - in einem Zentrifugalkraft-Windsichter,
    - mit einem Sichtrad (10) und einem dieses umgebenden feststehenden Leitschaufelkranz (8) mit Leitschaufeln (9) zur Zuführung des Sichtfluids zum Sichtrad (10),
    - wobei zwischen Sichtrad (10) und Leitschaufelkranz (8) ein ringraumförmiger Sichtraum (11) ausgebildet ist und dieser radial von außen nach innen vom Sichtfluid durchströmt wird,wobei
    die Leitschaufeln (9) des Leitschaufelkranzes (9) so geneigt sind, dass das Sichtrad (10) entgegen seiner Drehrichtung vom Sichtfluid und dem darin dispergierten Sichtgut angeströmt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Sichtfluid aufgrund der sich verengenden durchströmten Querschnittsflächen des Leitschaufelkranzes (8) bei dessen radialer Durchströmung beschleunigt auf das Sichtrad (10) zuströmt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass im Sichtraum (11) zwischen Leitschaufelkranz (8) und Sichtrad (10) eine hoch turbulente Scherströmung zur Dispergierung des Sichtgutes ausgebildet wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die turbulente Scherströmung die axiale Ausdehnung des Sichtrads (10) umfasst.
EP22000048.3A 2021-03-09 2022-03-03 Zentrifugalkraft-windsichter und verfahren zur sichtung von staubförmigen gütern Active EP4063029B1 (de)

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