WO1995007149A1 - Centrifugal air separator - Google Patents

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WO1995007149A1
WO1995007149A1 PCT/AT1994/000126 AT9400126W WO9507149A1 WO 1995007149 A1 WO1995007149 A1 WO 1995007149A1 AT 9400126 W AT9400126 W AT 9400126W WO 9507149 A1 WO9507149 A1 WO 9507149A1
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WO
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classifying
rotor
outlet
centrifugal air
inlet
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Application number
PCT/AT1994/000126
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German (de)
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Inventor
Horst Thaler
Original Assignee
Pmt Gesteinsvermahlungstechnik
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.)
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • B07B7/08—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force
    • B07B7/083—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents using centrifugal force generated by rotating vanes, discs, drums, or brushes

Definitions

  • the present invention relates to a centrifugal air classifier with a classifier housing, each having one or a common inlet for the classifying material and the classifying gas and an outlet for the coarse material, and with a drivable, cylindrical and hollow classifying rotor mounted in the classifier housing, over its circumference a multiplicity of axially parallel inlet gaps for the entry of the classifying material / classifying gas mixture is distributed and an outlet for the fine material axially adjoins one end thereof and is led out of the classifier housing.
  • An important indicator of the performance of a wind sifter is its discriminatory power, which can be defined, for example, as the residual fine material portion in the coarse material to the fine material portion of the feed material.
  • the selectivity depends on the observance of the separation limit in the wind sifter, which is the grain size above which the mass-dependent centrifugal force acting on the grain predominates and conveys it to the discharge of coarse material, and below which the drag force of the sight gas flow opposite to the centrifugal force predominates and entrains the grain to the fines outlet.
  • the centrifugal force is essentially dependent on the tangential speed of the flow, and the drag force of the flow on its radial speed. From the point of view of an essentially constant tangential speed, as given by the rotor to the flow near the circumference of the rotor, the separation limit therefore depends essentially on the radial speed of the flow.
  • the classifying rotor axis is vertical here, and the classifying material is placed on the top of a plate rotating with the classifying rotor and falls circumferentially into the vertical annular space around the classifying rotor, which is surrounded by the classifying gas supply spiral. give is.
  • the classifying gas is drawn off on the underside of the rotor interior.
  • this document proposes that the classifying gas supply spiral be arranged one above the other with independently adjustable ones
  • Subdivide 10 flaps provided channels, the upper channels are operated with a larger amount of visible gas than the lower.
  • this solution is structurally complex, on the other hand, it does not take into account the flow conditions in the rotor gap and in the rotor interior.
  • Radial velocities of the flow depend on the axial position under consideration. The radial velocity is greatest in the vicinity of the fines outlet and decreases towards the opposite end face. This effect loading • "rests on the self-adjusting over the -Axialerstreckung of the classifying rotor pressure gradient.
  • the invention aims to provide a centrifugal air classifier of the type mentioned, which has 35 improved selectivity. According to the invention, this goal is achieved in that the interior of the viewing rotor is subdivided into a plurality of axial sections which over Coaxial connection spigots running towards the said end face are connected to the common fine material outlet, the effective flow cross sections which are established via an axial section and the associated connection spigot being essentially the same size.
  • This measure allows approximately the same pressure ratios to be set in each axial section, so that only the pressure drops within a single axial section need to be taken into account, which are a fraction of the pressure drop across the entire axial extent of the classifying rotor, so that the maximum occurring change in the radial velocity of the flow is substantially less than in the construction according to the prior art.
  • the separation limit thus varies to a much lesser extent over the axial extent of the rotor, which decisively improves the separation efficiency of the air classifier. As a result, lower separation limits than previously can be achieved and maintained.
  • the optimization case i.e. equal pressure ratios in each axial section can be easily determined empirically.
  • the diameters of the connecting pieces are preferably selected so that the flow cross sections mentioned result.
  • the decoupling of the axial sections can be improved if they are separated from one another by annular partition walls.
  • the flow when the flow passes through an inlet gap, the flow also changes its radial speed via the radial extent of the inlet gap: for example, in the known view rotors composed of axially parallel rotor blades, the passage width increases at a certain axial position over the radial extent of the inlet gap towards the inside because the rotor blades are oriented radially and are therefore closer to the inner circumference of the classifying rotor than to the outer circumference.
  • the radial velocity of the flow increases as it passes through the inlet gap, as a result of which any coarse material that has entered the inlet gap is accelerated towards the inside towards the fine material outlet.
  • the radial increase in radial speed can also be interpreted as resulting in a large number of different separation limits over the radial extension of the inlet gap, which leads to a deterioration in the overall selectivity of the air classifier.
  • the passage width of the inlet gaps increase in the radially inward direction, as a result of which the radial velocity of the flow decreases over the radial extent of the inlet gaps.
  • the decrease in radial speed has the consequence that coarse material particles, which are at most drawn into the inlet gap, leave the outside again due to the decrease in the drag force, instead of being accelerated inwards, as is the case in the prior art the case is.
  • the selectivity of the air classifier is further increased.
  • the inlet gaps are formed between axially parallel rotor blades distributed over the circumference of the classifying rotor, they are tapered radially inwards, the side walls of the rotor blades lying rearward in the direction of rotation of the classifying rotor are essentially radially oriented, or in the case where the inlet gaps are milled into the jacket of the classifying rotor, the front side walls of the inlet gaps are oriented essentially radially in the direction of rotation of the classifying rotor.
  • FIG. 1 shows a centrifugal force air classifier in axial section
  • FIG. 2 shows a classifying rotor according to the prior art in axial section, over which the distribution of the radial speed is schematically plotted
  • FIG. 3 shows the classifying rotor according to the invention in axial section, over which the diagram schematically shows Distribution of the radial velocity is plotted
  • FIG. 4 shows the flow conditions in the inlet gap at a certain axial position using a radial section of a classifying rotor according to the prior art
  • FIG. 5 shows the flow conditions in the inlet gap at a certain axial position in the classifying rotor according to the invention in the same representation as in Fig. 4.
  • the centrifugal force air classifier has a drum-shaped classifier housing 1 which is provided on its upper side with an inlet 2 for the classifying gas / classifying material mixture. It is also possible to provide separate inlets on the circumference of the classifier housing 1 for the classifying material and the classifying gas.
  • a cylindrical, hollow classifying rotor 3 is rotatably supported coaxially via a shaft 4.
  • the sighting rotor 3 has a large number of axially parallel inlet gaps 5 distributed over its circumference, via which the sighting gas / sighting material mixture approaching the sighting rotor 3 in a spiral flow enters the inside of the sighting rotor.
  • At one end of the classifying rotor 3 there is an axial outlet 5 for the fine material.
  • the viewing rotor 3 is set in rotation by a drive, not shown in detail.
  • An outlet 7 for the coarse material is arranged on the underside of the classifier housing 1.
  • the classifying gas is either introduced into inlet 2 with pressure or withdrawn from outlet 6 under reduced pressure.
  • Each particle of the feed material is subject, on the one hand, to the centrifugal force in the vortex flow directed radially outwards and, on the other hand, to the drag force directed radially inwards of the flow.
  • Coarse material migrates to the periphery of the classifier housing and fine material to the center, where it is discharged via outlet 6
  • the inward drag force of the flow depends on the radial speed of the flow in the inlet gaps 5 of the classifying rotor 3. 2 shows these flow conditions in a classifying rotor of the prior art which has axially parallel inlet gaps which have a constant passage width over the axial extent of the classifying rotor 3. Because of the one-sided arrangement of the discharge, ie the fine material outlet 6, on an end face of the classifying rotor 3, a pressure drop occurs over the axial extent of the classifying rotor, which causes different radial intake speeds of the flow in the inlet columns 5. On the side of the fine material outlet 6, the radial speed of the flow is a maximum (V r max) and ⁇ 3 decreases towards the opposite side (V r min). The radial pull-in speed V r is schematically in FIG. 2 above the axial extent of the Visual rotor applied.
  • connection pieces 12, 13 and 14 are attached, which are coaxial to one another and to the shaft 4 of the classifying rotor 3 and open into the fine material outlet 6.
  • the last connector 14 is formed by the mouth of the fine material outlet 6 itself.
  • the effective flow cross-sections which are established via an axial section 7, 8 or 9 and the associated connecting piece 12, 13 or 14 are selected to be of the same size. This is achieved in particular by varying the diameters D, D2 and D3 of the connecting pieces and empirically determining the optimal coordination.
  • any number of axial sections can be provided, the variation of the radial speed v r over the axial extent of the classifying rotor becoming smaller the greater the number of axial sections.
  • the ring-shaped partitions 10, 11 are not absolutely necessary; with a suitable choice of the diameters Di, D2 or D3, they can also be omitted.
  • 4 and 5 deal with a further measure to improve the selectivity of the air classifier.
  • 4 shows the radial flow conditions at a specific axial position in the inlet gap 5.
  • rotor blades 15 are used in such a way that they are oriented radially so that the passage width d decreases in the radially inward direction (upper half of FIG. 4).
  • the radial velocity of the flow thus increases from v ra to v r i, which accelerates any coarse material particles that get into the inlet gap 5 towards the inside of the fine material outlet 6.
  • inlet gaps 5 are shown, which are milled into a jacket 17 of the classifying rotor 3 and whose passage width d remains constant in the radial direction. If the tangential speed is neglected, there is a uniform separation limit, but if this is taken into account, which decreases radially inwards, a decrease in the centrifugal force, what? an accelerated drawing in of any coarse particles that have occurred.
  • the passage width d of the inlet gap 5 increases over the radial extent of the inlet gap 5 (FIG. 5), so that the radial speed v r decreases, which compensates for the decrease in the centrifugal force and leads to the fact that Any coarse material particles that have entered the inlet gap 5 exit again to the outside.
  • Fig. 5 it can be seen that it is the side walls 16 of the rotor blades 15 lying rearward in the direction of rotation P of the classifying rotor 3 which are oriented essentially radially, whereas the opposite side walls run at an angle to the radial direction, i.e. the rejuvenation of the
  • the front walls 16 of the classing inlet 5 in the direction of rotation P of the classifying rotor 3 are accordingly oriented essentially radially.

Abstract

A centrifugal air separator has a housing (1) with either a common inlet (2) for the feedstock and the process gas or a separate inlet for each and an outlet (7) for the coarse material and, mounted in the separator housing, a drivable, cylindrical and hollow separator rotor (3) that has distributed over its perimeter a number of axially parallel intake slits (5) for admitting the feedstock/gas mixture and, axially adjoining its one end face, an outlet (6) for the fine material, leading out of the separator housing. The interior of the separator rotor (3) is divided into several axial sections (7, 8, 9) which are linked to the common fine-material outlet (6) via coaxial connecting branches (12, 13, 14) extending to said rotor face, and the effective cross-sections of flow established in each case by an axial section and its associated connecting branch are essentially equal in size.

Description

Zentrifuσalkraft-WindsichterCentrifugal air classifier
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraft- Windsichter mit einem Sichtergehäuse, das je einen oder einen gemeinsamen Einlaß für das Sichtgut und das Sichtgas sowie einen Auslaß für das Grobgut aufweist, und mit einem im Sichtergehäuse gelagerten, antreibbaren, zylindrischen und hohlen Sichtrotor, über dessen Umfang eine Vielzahl axialparalleler Einlaßspalte für den Eintritt der Sichtgut/ Sichtgas-Mischung verteilt ist und an dessen einer Stirn¬ seite ein Auslaß für das Feingut axial anschließt, der aus dem Sichtergehäuse herausgeführt ist.The present invention relates to a centrifugal air classifier with a classifier housing, each having one or a common inlet for the classifying material and the classifying gas and an outlet for the coarse material, and with a drivable, cylindrical and hollow classifying rotor mounted in the classifier housing, over its circumference a multiplicity of axially parallel inlet gaps for the entry of the classifying material / classifying gas mixture is distributed and an outlet for the fine material axially adjoins one end thereof and is led out of the classifier housing.
Eine wichtige Kennzahl der Leistungsfähigkeit eines Wind- sichters ist seine Trennschärfe, die beispielsweise als im Grobgut auftretender Rest-Feingutanteil zu Feingutanteil des Aufgabegutes definiert werden kann. Die Trennschärfe ist von der Einhaltung der Trenngrenze im Windsichter abhängig, wel¬ che jene Korngröße ist, über der die auf das Korn wirkende massenabhängige Fliehkraft überwiegt und es zum Grobgutaus- trag hin befördert, und unter der die der Fliehkraft entge¬ gengesetzte Schleppkraft der Sichtgasströmung überwiegt und das Korn zum Feingutauslaß mitreißt. Die Fliehkraft ist im wesentlichen von der Tangentialgeschwindigkeit der Strömung abhängig, und die Schleppkraft der Strömung von ihrer Ra¬ dialgeschwindigkeit. Unter dem Gesichtspunkt einer im wesentlichen konstanten Tangentialgeschwindigkeit, wie sie der Strömung in Rotorumfangsnähe durch den Rotor erteilt wird, hängt die Trenngrenze daher wesentlich von der Radial- geschwindigkeit der Strömung ab.An important indicator of the performance of a wind sifter is its discriminatory power, which can be defined, for example, as the residual fine material portion in the coarse material to the fine material portion of the feed material. The selectivity depends on the observance of the separation limit in the wind sifter, which is the grain size above which the mass-dependent centrifugal force acting on the grain predominates and conveys it to the discharge of coarse material, and below which the drag force of the sight gas flow opposite to the centrifugal force predominates and entrains the grain to the fines outlet. The centrifugal force is essentially dependent on the tangential speed of the flow, and the drag force of the flow on its radial speed. From the point of view of an essentially constant tangential speed, as given by the rotor to the flow near the circumference of the rotor, the separation limit therefore depends essentially on the radial speed of the flow.
Aus der EP-A-0 250 921 ist ein Zentrifugalkraft-Windsichter mit den oben angeführten Merkmalen bekannt. Die Sichtrotor¬ achse liegt hier vertikal, und das Sichtgut wird auf die Oberseite eines mit dem Sichtrotor mitrotierenden Tellers aufgegeben und fällt am Umfang in den vertikalen Ringraum um den Sichtrotor herab, der von der Sichtgaszufuhrspirale um- geben ist. Das Sichtgas wird an der Unterseite des Rotor¬ inneren abgezogen.From EP-A-0 250 921 a centrifugal air classifier with the above-mentioned features is known. The classifying rotor axis is vertical here, and the classifying material is placed on the top of a plate rotating with the classifying rotor and falls circumferentially into the vertical annular space around the classifying rotor, which is surrounded by the classifying gas supply spiral. give is. The classifying gas is drawn off on the underside of the rotor interior.
Um hier wegen des einseitigen Abziehens des Sichtgases im unteren Sichtraum ein Mitreißen von Grobgutteilchen in den Rotor zu vermeiden und damit die Gesamttrennschärfe des Zentrifugalkraft-Windsichters zu verbessern, wird in dieser Schrift vorgeschlagen, die Sichtgaszufuhrspirale in überein¬ anderliegende, mit unabhängig voneinander einstellbarenIn order to avoid entrainment of coarse material particles in the rotor due to the one-sided removal of the classifying gas in the lower classifying space and thus to improve the overall selectivity of the centrifugal air classifier, this document proposes that the classifying gas supply spiral be arranged one above the other with independently adjustable ones
10 Klappen versehene Kanäle zu unterteilen, wobei die oberen Kanäle mit einer größeren Sichtgasmenge betrieben werden als die unteren. Diese Lösung ist einerseits konstruktiv auf¬ wendig, anderseits berücksichtigt sie nicht die Strömungs¬ verhältnisse im Rotorspalt und im Rotorinneren. i 5Subdivide 10 flaps provided channels, the upper channels are operated with a larger amount of visible gas than the lower. On the one hand, this solution is structurally complex, on the other hand, it does not take into account the flow conditions in the rotor gap and in the rotor interior. i 5
Bei allen bekannten Windsichtern der eingangs genannten Art besitzen die Einlaßspalte über die gesamte Axialerstreckung des Rotors gleichbleibende Breite. Der Anmelder hat nun er¬ kannt, daß die einseitige Anordnung des Feingutauslasses, über den die Sichtgasströmung abzieht, unterschiedlicheIn all known air classifiers of the type mentioned at the outset, the inlet gaps have a constant width over the entire axial extent of the rotor. The applicant has now recognized that the one-sided arrangement of the fine material outlet, via which the sight gas flow is drawn off, differs
Radialgeschwindigkeiten der Strömung abhängig von der be¬ trachteten Axialposition bedingt. In der Nähe des Feingut¬ auslasses ist die Radialgeschwindigkeit am größten und nimmt zur gegenüberliegenden Stirnseite hin ab. Dieser Effekt be- •" ruht auf dem sich über die -Axialerstreckung des Sichtrotors einstellenden Druckgefälle.Radial velocities of the flow depend on the axial position under consideration. The radial velocity is greatest in the vicinity of the fines outlet and decreases towards the opposite end face. This effect loading • "rests on the self-adjusting over the -Axialerstreckung of the classifying rotor pressure gradient.
Dadurch ergibt sich über die Axialerstreckung des Sicht¬ rotors ein kontinuierlicher Bereich unterschiedlicher Trenn- 30 grenzen, so daß die Gesamttrenngrenze des Windsichters un¬ scharf ist, was die Trennschärfe wesentlich beeinträchtigt.This results in a continuous range of different separating limits over the axial extent of the viewing rotor, so that the total separating limit of the air classifier is unsharp, which significantly impairs the selectivity.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, einen Zentrifugalkraft- Windsichter der eingangs genannten Art zu schaffen, der eine 35 verbesserte Trennschärfe besitzt. Dieses Ziel wird erfin- dungsgemaß dadurch erreicht, daß der Innenraum des Sicht¬ rotors in mehrere Axialabschnitte unterteilt ist, die über zu der genannten Stirnseite hin verlaufende, koaxiale An- schlußstutzen mit dem gemeinsamen Feingutauslaß in Verbin¬ dung stehen, wobei die sich über jeweils einen Axialab¬ schnitt und den zugeordneten -Anschlußstutzen einstellenden effektiven Strömungsquerschnitte im wesentlichen gleich groß sind. Durch diese Maßnahme lassen sich in jedem Axialab¬ schnitt in etwa die gleichen Druckverhältnisse einstellen, so daß nur mehr die Druckgefälle innerhalb eines einzelnen Axialabschnittes zu berücksichtigen sind, welche einen Bruchteil des Druckgefälles über die gesamte Axialerstrek- kung des Sichtrotors betragen, so daß die maximal auftreten¬ de Änderung der Radialgeschwindigkeit der Strömung wesent¬ lich geringer ist als bei der Konstruktion nach dem Stand der Technik. Die Trenngrenze variiert so in wesentlich ge¬ ringerem Maße über die Axialerstreckung des Rotors, was die Trennschärfe des Windsichters entscheidend verbessert. Da¬ durch können auch niedrigere Trenngrenzen als bisher erzielt und eingehalten werden.The invention aims to provide a centrifugal air classifier of the type mentioned, which has 35 improved selectivity. According to the invention, this goal is achieved in that the interior of the viewing rotor is subdivided into a plurality of axial sections which over Coaxial connection spigots running towards the said end face are connected to the common fine material outlet, the effective flow cross sections which are established via an axial section and the associated connection spigot being essentially the same size. This measure allows approximately the same pressure ratios to be set in each axial section, so that only the pressure drops within a single axial section need to be taken into account, which are a fraction of the pressure drop across the entire axial extent of the classifying rotor, so that the maximum occurring change in the radial velocity of the flow is substantially less than in the construction according to the prior art. The separation limit thus varies to a much lesser extent over the axial extent of the rotor, which decisively improves the separation efficiency of the air classifier. As a result, lower separation limits than previously can be achieved and maintained.
Der Optimierungsfall, d.h. gleiche Druckverhältnisse in jedem Axialabschnitt, läßt sich empirisch leicht ermitteln. Bevorzugt werden insbesondere die Durchmesser der Anschlu߬ stutzen so gewählt, daß sich die genannten Strömungsquer¬ schnitte ergeben.The optimization case, i.e. equal pressure ratios in each axial section can be easily determined empirically. In particular, the diameters of the connecting pieces are preferably selected so that the flow cross sections mentioned result.
Die Entkopplung der Axialabschnitte läßt -sich verbessern, wenn sie durch ringförmige Trennwände voneinander getrennt werden.The decoupling of the axial sections can be improved if they are separated from one another by annular partition walls.
Ferner hat sich gezeigt, daß beim Durchtritt der Strömung durch einen Einlaßspalt die Strömung auch über die Radialer¬ streckung des Einlaßspaltes eine Änderung ihrer Radialge¬ schwindigkeit erfährt: Beispielsweise nimmt bei den bekann¬ ten, aus axialparallelen Rotorblättern zusammengesetzten Sichtrotoren die Durchtrittsbreite an einer bestimmten Axialposition über die Radialerstreckung des Einlaßspaltes nach innen hin ab, weil die Rotorblätter radial orientiert sind und daher am Innenumfang • des Sichtrotors engeren Ab¬ stand haben als am Außenumfang. Durch diese Verengung der Durchtrittsbreite in radialer Richtung nimmt die Radialge¬ schwindigkeit der Strömung beim Durchtritt durch den Einla߬ spalt zu, wodurch allfälliges Grobgut, das in den Einla߬ spalt eingetreten ist, in Richtung nach innen zum Feingut¬ auslaß beschleunigt wird. Die radiale Zunahme..der Radialge¬ schwindigkeit kann auch so interpretiert werden, daß sich eine Vielzahl unterschiedlicher Trenngrenzen über die Ra¬ dialerstreckung des Einlaßspaltes ergibt, was zu einer Ver¬ schlechterung der Gesamttrennschärfe des Windsichters führt.Furthermore, it has been shown that when the flow passes through an inlet gap, the flow also changes its radial speed via the radial extent of the inlet gap: for example, in the known view rotors composed of axially parallel rotor blades, the passage width increases at a certain axial position over the radial extent of the inlet gap towards the inside because the rotor blades are oriented radially and are therefore closer to the inner circumference of the classifying rotor than to the outer circumference. As a result of this narrowing of the passage width in the radial direction, the radial velocity of the flow increases as it passes through the inlet gap, as a result of which any coarse material that has entered the inlet gap is accelerated towards the inside towards the fine material outlet. The radial increase in radial speed can also be interpreted as resulting in a large number of different separation limits over the radial extension of the inlet gap, which leads to a deterioration in the overall selectivity of the air classifier.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß die Durchtrittsbreite der Einla߬ spalte in Richtung radial nach innen zunimmt, wodurch die Radialgeschwindigkeit der Strömung über die Radialerstrek- kung der Einlaßspalte abnimmt. Die Abnahme der Radialge¬ schwindigkeit hat zur Folge, daß Grobgutteilchen, die allen¬ falls in den Einlaßspalt eingezogen werden, durch die Ab¬ nahme der Schleppkraft diesen wieder nach außen verlassen, anstatt daß sie nach innen beschleunigt werden, wie es beim Stand der Technik der Fall ist. Insgesamt wird dadurch die Trennschärfe des Windsichters weiter erhöht.According to a preferred embodiment of the invention, it is therefore proposed that the passage width of the inlet gaps increase in the radially inward direction, as a result of which the radial velocity of the flow decreases over the radial extent of the inlet gaps. The decrease in radial speed has the consequence that coarse material particles, which are at most drawn into the inlet gap, leave the outside again due to the decrease in the drag force, instead of being accelerated inwards, as is the case in the prior art the case is. Overall, the selectivity of the air classifier is further increased.
Bevorzugt sind in dem Fall, wo die Einlaßspalte zwischen über den Sichtrotorumfang verteilten, axialparallelen Rotor¬ blättern ausgebildet sind, diese in Richtung radial nach innen verjüngt, wobei die in Drehrichtung des Sichtrotors rückwärts liegenden Seitenwände der Rotorblätter im wesent- liehen radial orientiert sind, bzw. in dem Fall, wo die Ein¬ laßspalte in den Mantel des Sichtrotors eingefräst sind, die in Drehrichtung des Sichtrotors vorderen Seitenwände der Einlaßspalte im wesentlichen radial orientiert. Dadurch wird erreicht, daß allenfalls in die Einlaßspalte eintretende Grobgutteilchen, die von der Strömung nicht so jäh umgelenkt werden wie Feingutteilchen, an den in Drehrichtung vorderen Innenwänden der Einlaßspalte in ihrer Radialgeschwindigkeit abgebremst werden, was die Wahrscheinlichkeit für ihren Wieder ustritt erhöht.In the case where the inlet gaps are formed between axially parallel rotor blades distributed over the circumference of the classifying rotor, they are tapered radially inwards, the side walls of the rotor blades lying rearward in the direction of rotation of the classifying rotor are essentially radially oriented, or in the case where the inlet gaps are milled into the jacket of the classifying rotor, the front side walls of the inlet gaps are oriented essentially radially in the direction of rotation of the classifying rotor. It is thereby achieved that at most coarse material particles entering the inlet gap, which are not deflected by the flow as suddenly as fine particles, on the front inner walls of the inlet column in the direction of rotation in their radial velocity are slowed down, which increases the likelihood of their re-emergence.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in den Zeich¬ nungen dargestellten AusführungsbeiSpieles näher beschrie¬ ben. In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 einen Zentrifugalkraft- Windsichter im Axialschnitt, Fig. 2 einen Sichtrotor nach dem Stand der Technik im Axialschnitt, über dem schematisch die Verteilung der Radialgeschwindigkeit aufgetragen ist, Fig. 3 den erfindungsgemäßen Sichtrotor im Axialschnitt, über welchem schematisch die Verteilung der Radialgeschwin¬ digkeit aufgetragen ist, Fig. 4 die Strömungsverhältnisse im Einlaßspalt an einer bestimmten Axialposition an Hand eines Radialschnittes eines Sichtrotors nach dem Stand der Technik, und Fig. 5 die Strömungsverhältnisse im Einlaßspalt an einer bestimmten Axialposition bei dem erfindungsgemaßen Sichtrotor in gleicher Darstellungsweise wie in Fig. 4.The invention is described in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawings. 1 shows a centrifugal force air classifier in axial section, FIG. 2 shows a classifying rotor according to the prior art in axial section, over which the distribution of the radial speed is schematically plotted, FIG. 3 shows the classifying rotor according to the invention in axial section, over which the diagram schematically shows Distribution of the radial velocity is plotted, FIG. 4 shows the flow conditions in the inlet gap at a certain axial position using a radial section of a classifying rotor according to the prior art, and FIG. 5 shows the flow conditions in the inlet gap at a certain axial position in the classifying rotor according to the invention in the same representation as in Fig. 4.
Der Zentrifugalkraft-Windsichter weist gemäß Fig. 1 ein trommeiförmiges Sichtergehäuse 1 auf, das an seiner Ober¬ seite mit einem Einlaß 2 für die Sichtgas/Sichtgut-Mischung versehen ist. Es ist auch möglich, für das Sichtgut und das Sichtgas gesonderte Einlasse am Umfang des Sichtergehäuses 1 vorzusehen.1, the centrifugal force air classifier has a drum-shaped classifier housing 1 which is provided on its upper side with an inlet 2 for the classifying gas / classifying material mixture. It is also possible to provide separate inlets on the circumference of the classifier housing 1 for the classifying material and the classifying gas.
Im Sichtergehäuse 1 ist koaxial ein zylindrischer, hohler Sichtrotor 3 über eine Welle 4 drehbar gelagert. Der Sicht¬ rotor 3 weist über seinen Umfang verteilt eine Vielzahl axialparalleler Einlaßspalte 5 auf, über die die sich dem Sichtrotor 3 in einer spiralförmigen Strömung annähernde Sichtgas/Sichtgut-Mischung in das Innere des Sichtrotors eintritt. An einer Stirnseite des Sichtrotors 3 schließt axial ein Auslaß 5 für das Feingut an. Der Sichtrotor 3 wird von einem nicht näher dargestellten Antrieb in Drehung ver- setzt. An der Unterseite des Sichtergehäuses 1 ist ein Auslaß 7 für das Grobgut angeordnet. Das Sichtgas wird entweder mit Druck in den Einlaß 2 eingebracht oder mit Unterdruck aus dem Aus¬ laß 6 abgezogen.In the classifier housing 1, a cylindrical, hollow classifying rotor 3 is rotatably supported coaxially via a shaft 4. The sighting rotor 3 has a large number of axially parallel inlet gaps 5 distributed over its circumference, via which the sighting gas / sighting material mixture approaching the sighting rotor 3 in a spiral flow enters the inside of the sighting rotor. At one end of the classifying rotor 3 there is an axial outlet 5 for the fine material. The viewing rotor 3 is set in rotation by a drive, not shown in detail. An outlet 7 for the coarse material is arranged on the underside of the classifier housing 1. The classifying gas is either introduced into inlet 2 with pressure or withdrawn from outlet 6 under reduced pressure.
Jedes Teilchen des Aufgabegutes unterliegt einerseits der radial auswärts gerichteten Fliehkraft in der Wirbelströmung und anderseits der radial einwärts gerichteten Schleppkraft der Strömung. Grobgut wandert an die Peripherie des Sichter¬ gehäuses und Feingut zum Zentrum, wo es über den Auslaß 6 ausgebrachtEach particle of the feed material is subject, on the one hand, to the centrifugal force in the vortex flow directed radially outwards and, on the other hand, to the drag force directed radially inwards of the flow. Coarse material migrates to the periphery of the classifier housing and fine material to the center, where it is discharged via outlet 6
Die einwärts gerichtete Schleppkraft der Strömung ist von der Radialgeschwindigkeit der Strömung in den Einlaßspalten 5 des Sichtrotors 3 abhängig. Fig. 2 zeigt diese Strömungs¬ verhältnisse bei einem Sichtrotor des Standes der Technik, der axialparallele Einlaßspalte aufweist, welche über die Axialerstreckung des Sichtrotors 3 eine konstante Durch¬ trittsbreite besitzen. Wegen der einseitigen Anordnung des - Abzuges, d.h. des Feingutauslasses 6, an einer Stirnseite des Sichtrotors 3 stellt sich ein Druckgefälle über die Axialerstreckung des Sichtrotors ein, was unterschiedliche radiale Einzugsgeschwindigkeiten der Strömung in den Einla߬ spalten 5 hervorruft. Auf der Seite des Feingutauslasses 6 ist die Radialgeschwindigkeit der Strömung ein Maximum (Vr max) un<3- nimmt zur gegenüberliegenden Seite hin ab (Vr min) Die radiale Einzugsgeschwindigkeit Vr ist in Fig. 2 schema¬ tisch über der Axialerstreckung des Sichtrotors aufgetragen.The inward drag force of the flow depends on the radial speed of the flow in the inlet gaps 5 of the classifying rotor 3. 2 shows these flow conditions in a classifying rotor of the prior art which has axially parallel inlet gaps which have a constant passage width over the axial extent of the classifying rotor 3. Because of the one-sided arrangement of the discharge, ie the fine material outlet 6, on an end face of the classifying rotor 3, a pressure drop occurs over the axial extent of the classifying rotor, which causes different radial intake speeds of the flow in the inlet columns 5. On the side of the fine material outlet 6, the radial speed of the flow is a maximum (V r max) and < 3 decreases towards the opposite side (V r min). The radial pull-in speed V r is schematically in FIG. 2 above the axial extent of the Visual rotor applied.
Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Ausbildung des Sichtro¬ tors. Der Innenraum des Sichtrotors 3 ist in drei Axialab- schnitte 7, 8 und 9 unterteilt, u.zw. durch zwei ringförmige Trennwände 10 und 11, an deren zentralen Öffnungen Anschlu߬ stutzen 12, 13 und 14 angesetzt sind, welche zueinander und zu der Welle 4 des Sichtrotors 3 koaxial sind und in den Feingutauslaß 6 einmünden. (Der letzte Anschlußstutzen 14 wird von der Mündung des Feingutauslasses 6 selbst gebil¬ det.)3 shows the design of the sighting rotor according to the invention. The interior of the classifying rotor 3 is divided into three axial sections 7, 8 and 9, etc. by two ring-shaped partitions 10 and 11, at the central openings of which connection pieces 12, 13 and 14 are attached, which are coaxial to one another and to the shaft 4 of the classifying rotor 3 and open into the fine material outlet 6. (The last connector 14 is formed by the mouth of the fine material outlet 6 itself.)
Die sich über jeweils einen Axialabschnitt 7, 8 bzw. 9 und den zugeordneten Anschlußstutzen 12, 13 bzw. 14 einstellen¬ den effektiven Strömungsquerschnitte sind gleich groß ge¬ wählt. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, daß die Durchmesser Di, D2 bzw. D3 der Anschlußstutzen variiert werden und die optimale Abstimmung empirisch bestimmt wird.The effective flow cross-sections which are established via an axial section 7, 8 or 9 and the associated connecting piece 12, 13 or 14 are selected to be of the same size. This is achieved in particular by varying the diameters D, D2 and D3 of the connecting pieces and empirically determining the optimal coordination.
Anstelle von drei Axialabschnitten 7, 8, 9 kann eine belie¬ bige Anzahl von Axialabschnitten vorgesehen werden, wobei die Variation der Radialgeschwindigkeit vr über die Axialer¬ streckung des Sichtrotors umso kleiner wird, je größer die Anzahl an Axialabschnitten ist.Instead of three axial sections 7, 8, 9, any number of axial sections can be provided, the variation of the radial speed v r over the axial extent of the classifying rotor becoming smaller the greater the number of axial sections.
Die ringförmigen Trennwände 10, 11 sind nicht unbedingt er¬ forderlich; bei entsprechender Wahl der Durchmesser Di, D2 bzw. D3 können sie auch weggelassen werden.The ring-shaped partitions 10, 11 are not absolutely necessary; with a suitable choice of the diameters Di, D2 or D3, they can also be omitted.
Die Fig. 4 und 5 befassen sich mit einer weiteren Maßnahme zur Verbesserung der Trennschärfe des Windsichters. In Fig. 4 sind die radialen Strömungsverhältnisse an einer bestimm¬ ten Axialposition im Einlaßspalt 5 gezeigt. In herkömmlicher Weise werden Rotorblätter 15 so eingesetzt, daß sie radial orientiert sind, so daß die Durchtrittsbreite d in Richtung radial nach innen abnimmt (obere Hälfte der Fig. 4) . Damit steigt die Radialgeschwindigkeit der Strömung von vra auf vri an, was allfällige Grobgutteilchen, die in den Einlaß- spalt 5 gelangen, nach innen zum Feingutauslaß 6 hin be¬ schleunigt. In der unteren Hälfte der Fig. 4 sind Einla߬ spalte 5 gezeigt, die in einen Mantel 17 des Sichtrotors 3 eingefräst sind und deren Durchtrittsbreite d in radialer Richtung konstant bleibt. Hier ergibt sich zwar bei Vernach- lässigung der Tangentialgeschwindigkeit eine einheitliche Trenngrenze, bei Berücksichtigung derselben aber, welche radial nach innen abnimmt, eine Abnahme der Fliehkraft, was ein beschleunigtes Einziehen allfällig eingetretener Grob¬ gutteilchen zur Folge hat.4 and 5 deal with a further measure to improve the selectivity of the air classifier. 4 shows the radial flow conditions at a specific axial position in the inlet gap 5. In a conventional manner, rotor blades 15 are used in such a way that they are oriented radially so that the passage width d decreases in the radially inward direction (upper half of FIG. 4). The radial velocity of the flow thus increases from v ra to v r i, which accelerates any coarse material particles that get into the inlet gap 5 towards the inside of the fine material outlet 6. In the lower half of FIG. 4, inlet gaps 5 are shown, which are milled into a jacket 17 of the classifying rotor 3 and whose passage width d remains constant in the radial direction. If the tangential speed is neglected, there is a uniform separation limit, but if this is taken into account, which decreases radially inwards, a decrease in the centrifugal force, what? an accelerated drawing in of any coarse particles that have occurred.
Erfindungsgemäß wird daher vorgesehen, daß die Durchtritts¬ breite d der Einlaßspalte 5 über die Radialerstreckung der Einlaßspalte 5 zunimmt (Fig. 5), so daß die Radialgeschwin¬ digkeit vr abnimmt, was die Abnahme der Fliehkraft kompen¬ siert und dazu führt, daß allfällige in den Einlaßspalt 5 gelangte Grobgutteilchen wieder nach außen austreten. InAccording to the invention it is therefore provided that the passage width d of the inlet gap 5 increases over the radial extent of the inlet gap 5 (FIG. 5), so that the radial speed v r decreases, which compensates for the decrease in the centrifugal force and leads to the fact that Any coarse material particles that have entered the inlet gap 5 exit again to the outside. In
10 Fig. 5 ist ersichtlich, daß es die in Drehrichtung P des Sichtrotors 3 rückwärts liegenden Seitenwände 16 der Rotor¬ blätter 15 sind, die im wesentlichen radial orientiert sind, wogegen die gegenüberliegenden Seitenwände in einem Winkel zur radialen Richtung verlaufen, d.h. die Verjüngung derFig. 5 it can be seen that it is the side walls 16 of the rotor blades 15 lying rearward in the direction of rotation P of the classifying rotor 3 which are oriented essentially radially, whereas the opposite side walls run at an angle to the radial direction, i.e. the rejuvenation of the
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Rotorblätter 15 ausmachen. Dadurch werden GrobgutkörnerMake out rotor blades 15. This makes coarse grains
(Pfeil K) , die von der Strömung nicht so jäh umgelenkt werden wie Feingutkörner, an den Seitenwänden 16 in ihrer(Arrow K), which are not deflected by the flow as suddenly as fine grains, on the side walls 16 in their
Radialgeschwindigkeit abgebremst, was die Wahrscheinlichkeit für ihren Wiederaustritt erhöht. Es ist dazu nicht erforder¬ lieh, daß die Seitenwände 8 exakt radial orientiert sind, es genügt die in Fig. 5 gezeigte, im wesentlichen radialeRadial velocity decelerated, which increases the likelihood of it re-emerging. It is not necessary for this that the side walls 8 are oriented exactly radially; the essentially radial one shown in FIG. 5 is sufficient
Orientierung.Orientation.
In dem Falle, wo die Einlaßspalte 5 in den Mantel 17 des 25 Sichtrotors 3 eingefräst sind, sind dementsprechend die in Drehrichtung P des Sichtrotors 3 vorderen Seitenwände 16 der Einlaßspalte 5 im wesentlichen radial orientiert.In the case where the inlet gaps 5 are milled into the jacket 17 of the classifying rotor 3, the front walls 16 of the classing inlet 5 in the direction of rotation P of the classifying rotor 3 are accordingly oriented essentially radially.
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Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Zentrifugalkraft-Windsichter mit einem Sichtergehäuse, das je einen oder einen gemeinsamen Einlaß für das Sichtgut und das Sichtgas sowie einen Auslaß für das Grobgut auf¬ weist, und mit einem im Sichtergehäuse gelagerten, antreib¬ baren, zylindrischen und hohlen Sichtrotor, über dessen Um¬ fang eine Vielzahl axialparalleler Einlaßspalte für den Ein¬ tritt der Sichtgut/Sichtgas-Mischung verteilt ist und an dessen einer Stirnseite ein Auslaß für das Feingut axial an¬ schließt, der aus dem Sichtergehäuse herausgeführt ist, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Innenraum des Sichtrotors (3) in mehrere Axialabschnitte (7, 8, 9) unterteilt ist, die über zu der genannten Stirnseite hin verlaufende, koaxiale Anschlußstutzen (12, 13, 14) mit dem gemeinsamen Feingutaus¬ laß (6) in Verbindung stehen, wobei die sich über jeweils einen Axialabschnitt und den zugeordneten Aschlußstutzen einstellenden effektiven Strömungsquerscnnitte im wesent¬ lichen gleich groß sind.1. Centrifugal air classifier with a classifier housing, each having one or a common inlet for the classifying material and the classifying gas as well as an outlet for the coarse material, and with a drivable, cylindrical and hollow classifying rotor mounted in the classifier housing, via the latter A large number of axially parallel inlet gaps for the entry of the classifying material / classifying gas mixture is distributed and an outlet for the fine material axially adjoins one end face, which outlet leads out of the classifier housing, characterized in that the interior of the classifying rotor (3) is divided into a plurality of axial sections (7, 8, 9) which are connected to the common fine material outlet (6) via coaxial connecting pieces (12, 13, 14) running towards the said end face, whereby the effective flow cross sections which are established over an axial section and the associated connecting piece are essentially the same size.
2. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Durchmesser (Di, D2 , D3 ) der An¬ schlußstutzen (12, 13, 14) so gewählt sind, daß sich die ge¬ nannten Strömungsquerschnitte ergeben.2. Centrifugal air classifier according to claim 1, characterized ge indicates that the diameters (Di, D2, D3) of the connecting piece (12, 13, 14) are selected so that the above-mentioned flow cross sections result.
3. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 1 oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Axialabschnitte (7, 8, 9) durch ringförmige Trennwände (10, 11) voneinander getrennt sind.3. centrifugal air classifier according to claim 1 or 2, da¬ characterized in that the axial sections (7, 8, 9) are separated from one another by annular partition walls (10, 11).
4. Zentrifugalkraft-Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsbreite (d) der Einlaßspalte (5) in Richtung radial nach innen zunimmt.4. Centrifugal air classifier according to one of claims 1 to 3, characterized in that the passage width (d) of the inlet gaps (5) increases in the radially inward direction.
5. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Einlaßspalte (5) zwischen über den Sichtrotorumfang verteilten, axialparalellen Rotorblättern (15) ausgebildet sind, die in- Richtung radial nach innen verjüngt sind, wobei die in Drehrichtung (P) des Sichtrotors (3) rückwärts liegenden Seitenwände. (16) der Rotorblätter (15) im wesentlichen radial orientiert sind.5. Centrifugal air classifier according to claim 4, characterized in that the inlet gaps (5) between axially parallel rotor blades distributed over the circumference of the classifying rotor (15) are formed, which are tapered radially inwards in the direction, the side walls lying rearward in the direction of rotation (P) of the classifying rotor (3). (16) of the rotor blades (15) are oriented essentially radially.
6. Zentrifugalkraft-Windsichter nach Anspruch 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Einlaßspalte (5) in den Mantel (17) des Sichtrotors (3) eingefräst sind, wobei die in Drehrich¬ tung (P) des Sichtrotors (3) vorderen Seitenwände (16) der Einlaßspalte (5) im wesentlichen radial orientiert sind. 6. centrifugal air classifier according to claim 4, characterized ge indicates that the inlet gaps (5) in the casing (17) of the classifying rotor (3) are milled, the direction of rotation (P) of the classifying rotor (3) front side walls (16) of the inlet gaps (5) are oriented essentially radially.
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