AT391635B - Schwerkraftsichter - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Windsichten verschiedener Schüttgüter im Luftaufstrom und betrifft insbesondere einen Schweikraftsichter.

Besonders wirksam kann die Erfindung in der Chemie, im Bergbau, Bauwesen, in der Gießproduktion und in anderen Industriezweigen eingesetzt werden, in denen Schüttgüter verwendet werden, die in zwei oder mehrere 5 Produkte nach der Korngröße vorzugsweise in einem Bereich von 0,05 bis 1 mm zu trennen sind.

Die Schaffung von hochwirksamen Einrichtungen zur Trennung von Schüttgütern ist eine aktuelles Problem, weil bei der Entwicklung von neuen und der Vervollkommnung von bekannten Technologien beispielsweise in der Pulvermetallurgie, in der Produktion von Formstoffen usw., immer größere Anforderungen an die Komgrößenzusammensetzung von Rohstoffen, Halbprodukten und Produkten gestellt werden. Eines der besonders 10 aussichtsreichen Trennungsverfahren ist das Windsichten. Beim Windsichten von Schüttgütern hat sich ein Kaskaden-Schwerkraftsichter gut in der Praxis bewährt, der in Form eines großräumigen Gehäuses ausgebildet ist, das durch senkrechte Trennwände in eine Reihe von Schächten unterteilt ist, die oberhalb eines geneigten Perforationsboden liegen. Das Sichten des Gutes erfolgt in den Schächten entweder mittels auf den Schachtinnenwänden angeordneter Scheideelemente (SU-A-787113), oder es ist eine zickzackförmige Ausbildung 15 der Schachtwände (GB-B-2623038) vorgesehen. Durch eine derartige konstruktive Ausführung der Sichter können folgende Kennwerte erzielt werden: die Wirksamkeit, die durch die Eder-Mayer-Kennzahl χ = &ηζ/&25 · 100 charakterisiert wird, beträgt 70 bis 75 % (dabei sind d-75, d2$ - Größen der Körner, die zu 75 % und 25 % entsprechend in das Feingut gesichtet werden) bei einer Durchsatzkonzentration des Ausgangsgutes μ = 2,0 bis 2,5 kg/m^ und einem Durchsatz von 60 bis 100 t/h. Der maximale Energieverbrauch beträgt 2,5 kW pro 11 20 Ausgangsgut. In den genannten Sichtertypen basiert die Trennung der Schüttgüter auf der Erzeugung einer Wirbelschicht mittels eines durch den Perforationsboden aufsteigenden Gasstromes. Beim Wirbeln bewegt sich das Gut in der Neigungsrichtung des Perforationsbodens. Dabei wird es in Fein- und Grobfraktionen unter Einwirkung der Schwerkraft und des aerodynamischen Widerstandes getrennt. Die feinen Komfraktionen werden durch den Luftaufstrom in die Sichtschächte ausgetragen, wo sie zusätzlich gesichtet und von zufälligen 25 Grobkömem befreit werden. Somit findet in den genannten Konstruktionen eine mehrfache Sichtung, sowohl von Fein- als auch von Grobgut statt, wodurch eine gute Wirksamkeit erzielt wird.

Es sind aber die genannten Sichtertypen nicht wirksam genug, wenn an die Komgrößenzusammensetzung der Schüttgüter erhöhte Anforderungen, wie beispielsweise bei der Herstellung von Formstoffen, Schleif- und Polierpulvem usw., gestellt werden. Das ist dadurch zu erklären, daß die Verteilung des Gutes über die Länge des 30 Perforationsbodens ungleichmäßig ist; das Gut sammelt sich wesentlich mehr an der Beschickungseinrichtung an, besonders in den Fällen mit größerer Durchsatzkonzentration; d. h. es nimmt mit der Vergrößerung der Durchsatzkonzentration der Sichterdurchsatz gerade proportional zu und gleichzeitig nimmt mit der Durchsatzsteigerung die Trennungswirksamkeit ab. Diese Nachteile sind mit einer unwirksamen Funktion der Baugruppe Sichtschächte-Perforationsboden verbunden. Die Trennungsdauer des Ausgangsguts auf den 35 Perforationsboden in Fein- und Grobfraktionen ist von der Höhe der Wirbelschicht des Gutes darauf abhängig: je höher die Wirbelschicht ist, desto schlechter ist die Trennung in Grob- und Feinfraktionen und desto mehr Zeit ist für das Ausblasen der Feinfraktionen aus dieser Schicht erforderlich. Da die kleinen Gasströme in der Wirbelschicht eine zufällige, sich ständig ändernde Richtung zwischen den Gutkömem haben, besteht bei einer höhen Wirbelschicht eine größere Wahrscheinlichkeit, daß die feinen Körner durch die groben aufgehalten werden, 40 d. h., je höher die Gutsschicht auf dem Perforationsboden ist, desto kleiner ist die Wahrscheinlichkeit, daß die feinen Körner die Schicht verlassen.

Es ist ein Schwerkraftsichter (SU-A-1015935) bekannt, der ein hohles Gehäuse hat, welches einen geneigten Perforationsboden mit Löchern für den Gasstromaustritt enthält. Der Boden ist in Richtung von der an dem Sichtergehäuse befestigten Beschickungseinrichtung für die Ausgangsgutaufgabe zu der Einrichtung zum 45 Austragen von Grobgut hin geneigt Im Gehäuse sind senkrechte Trennwände vorgesehen, durch die Sichtschächte gebildet werden. In den Schächten sind an den Seitenwänden und Trennwänden Scheideelemente übereinander befestigt. Die Beschickungseinrichtung für die Ausgangsgutaufgabe in den Sichter ist über der Oberkante des Gehäusebodens angeordneL Im Gehäuse ist eine Einrichtung zum Austragen von Grobgut vorhanden, die an der Bodenunterkante angebracht ist Im Gehäuseoberteil sind Stutzen zum Abführen des Gasstromes und des Feinguts 50 befestigt Bei diesem Sichter wird das Ausgangsgut über eine Beschickungseinrichtung auf den Perforationsboden aufgegeben, durch den in die Sichtschächte Luft eingeblasen wird. Auf dem Perforationsboden wird eine Wirbelschicht des Ausgangsguts erzeugt, die sich darauf in der Neigungsrichtung des Perforationsbodens zur Austrageinrichtung hin bewegt. Beim Wirbeln werden die Feinfraktionen allmählich in die Sichtschächte ausgetragen, wo sie der mehrmaligen Einwirkung der Scheideelemente ausgesetzt und von Grobkömem befreit 55 werden. Die Grobfraktionen des Ausgangsguts gelangen bei ihrer Bewegung über den Perforationsboden in seinem Unterteil in die Austrageinrichtung.

Ein ähnlicher Sichter ist in der DE-Al-36 26 053 beschrieben, bei dem eine mit einem Perforationsboden ausgestattete Rinne vorgesehen ist, die in der Mitte des Sichtschachtes angeordnet ist, wobei zwischen dieser Rinne und den Gehäusewänden ein Spalt vorliegt. 60 Die Sichter der bekannten Konstruktionen haben bei erhöhtem Durchsatz eine geringe Trennungswirksamkeit. Bei Sichtern, wie sie in der SU-A-1015935 beschrieben sind, verteilt sich das gesamte Ausgangsgut über den -2-

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Perforationsboden, und es nimmt bei einem erhöhten Durchsatz des Sichters die Wirbelschichthöhe entsprechend zu. Bei einer derartigen Konstruktion des Sichters ist die Austragszeit der Feinfraktionen aus der Wirbelschicht ziemlich groß, und deswegen werden nicht alle Feinfraktionen während des Durchganges des Guts durch den Perforationsboden ausgetragen, und das Grobgut wird durch einen Teil der Feinfraktionen verunreinigt. Mit zunehmendem Durchsatz des Sichters steigt die Wirbelschichthöhe auf dem Perforationsboden, und folglich wird der Austrag der Feinfraktionen aus der Wirbelschicht verringert, d. h. das Grobgut wird durch Feinfraktionen stärker verunreinigt

Bei einem Sichter, wie er in der DE-Al-36 26 053 beschrieben ist, ergibt sich bei einer Erhöhung der Belastung mit zu sichtendem Gut mit dem damit verbundenen Ansteigen des Widerstandes der Wirbelschicht eine teilweise Verdrängung des Luftdurchsatzes zu den Spalten zwischen Rinne und Gehäuse. Dadurch wird die Wirbelbildung gestört, die Arbeitsweise des Sichters wird unbeständig und die Trennqualität wird vermindert

Ein anders konzipierter Windsichter ist in der DD-A3-251 247 beschrieben. Bei diesem Windsichter sind übereinander mehrere blockförmige Gruppen von flachen zickzackförmigen Kanälen vorgesehen, wobei jede Gruppe ein Paket paralleler Kanäle enthält und wobei die blockförmigen Gruppen zueinander um 90° versetzt sind. Das zu sichtende Gut wird bei diesem Windsichter der obersten Gruppe der Kanäle durch Schwerkraft zugeführt; der Sichtungsluftstrom wird von unten zugeführt, d. h. in die unterste Gruppe der Kanäle von unten eingeleitet. Am unteren Querschnitt der untersten Gruppe der Kanäle verläßt auch das nach unten fallende Grobkorn den Sichter; die Sichtluft wird gemeinsam mit dem Staub an der Oberseite der obersten Gruppe abgezogen. Bei diesem bekannten Windsichter ist kein Perforationsboden vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einem Perforationsboden ausgestatteten Schwerkraftsichter für Schüttgüter zu schaffen, dessen konstruktive Ausführung die Regelung der Wirbelschichthöhe des Schüttguts und eine Verlängerung der Verweilzeit des Gutes im Sichter gewährleistet, wodurch die Wirksamkeit der Ausgangsguttrennung erhöht wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem Schwerkraftsichter für Schüttgüter, der ein hohles Gehäuse hat, welches einen geneigten Perforationsboden mit Löchern für den Gasstromdurchtritt, im Gehäuse befestigte und übereinander liegende Scheideelemente, eine über der Oberkante des Gehäusebodens angebrachte Beschickungseinrichtung für die Ausgangsgutaufgabe in den Sichter, eine im Unterteil des Gehäuses befestigte Einrichtung zum Austragen von Grobgut, mindestens einen im Oberteil des Gehäuses angeordneten und mit dem letzteren verbundenen Stutzen zum Abführen des Gasstromes mit dem Feingut enthält, erfindungsgemäß oberhalb des Perforationsbodens mindestens ein Gitter quer zur Aufstromrichtung angeordnet ist, das den Durchgangsquerschnitt des Gehäuses überdeckt und mit dem letzteren verbunden ist.

Bei einer derartigen konstruktiven Ausführung wird durch die Anordnung der Gitter über dem Perforationsboden das Ausgangsgut über die Gitter und den Boden verteilt, wobei auf jedem Gitter und auf dem Boden jeweüs eine Wirbelschicht des Guts entsteht Bei der Ausgangsgutaufgabe auf den Perforationsboden oder auf ein beliebiges Gitter erfolgt ein gegenseitiger Massenaustausch und die Wirbelschichtbildung auf sämtlichen Gittern und auf dem Boden, wodurch die Verweilzeit des Guts im Sichter wesentlich verlängert wird. Die Praxis hat gezeigt daß sich die Ausbeute an Feinfraktionen mit der zunehmenden Verweilzeit des Ausgangsgutes im Sichter veigrößert

Außerdem kommt die Abhängigkeit der Trennungswirksamkeit und des zunehmenden Durchsatzes voneinander bei dem mit den Gittern über dem Perforationsboden versehenen Sichter wesentlich schwächer zum Ausdruck, was durch eine gleichmäßige Ausgangsgutverteilung über alle Gitter und durch die Entstehung von dünnen Wirbelschichten auf allen Gittern zu erklären ist

Es ist zweckmäßig, daß der Durchgangsquerschnitt jedes nachfolgenden Gitters des Sichters in der Gasaufstiomrichtung gleich oder größer als der Durchgangsquerschnitt des vorherigen Gitters ist.

Durch eine derartige Ausführung der Durchgangsquerschnitte der Gitter sammeln sich auf den oberen Gittern feinere Fraktionen an, weil die Durchtrittsgeschwindigkeit des Gasstroms durch die oberen Gitter kleiner als durch die unteren ist, und folglich wird die Trennungsgrenze zugunsten der Feinfraktionen verschoben. Hier und weiter im Text wird unter dem Begriff "Trennungsgrenze" der durchschnittliche Durchmesser der Körner verstanden, die aus dem Ausgangsgut in den Sichtern zu gleichen Anteilen in das feine und das grobe Trennungsprodukt gewonnen werden. Die Trennungsgrenze wird in Schwerkraftsichtern normalerweise durch die Luftstromgeschwindigkeit geregelt

Außerdem wird durch die obengenannte Konstruktion des Sichters der Durchsatz bei einem bestimmten Wert der Trennungswirksamkeit durch die Vergrößerung der Durchsatzkonzentiation des Ausgangsguts erhöht weil die Konzentration in den Sichtschächten und auf der gesamten Fläche der Gitter und des Perforationsbodens ausgeglichen wird. In einem Konzentrationsbereich von 2 bis 6 kg/m^ bleibt die Trennungswirksamkeit praktisch konstant und beträgt ca. 80 bis 85 % nach Eder-Mayer.

Im erfindungsgemäßen Sichter wurden beispielsweise bei der Trennung von Formsand folgende Ergebnisse erzielt die Wirksamkeit nach Eder-Mayer-Kennzahl χ =85 % bei einer Gutskonzentration μ=2 kg/nr* und einem Durchsatz von 30 t/h und χ = 80 % bei μ = 6 kg/m^ und dem gleichen Durchsatz.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert in denen es zeigt -3-

Claims (2)

1. Nr. 391 635 Fig. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Schwerkraftsichter für die Trennung von Schüttgut nach der Korngröße, senkrechter Schnitt in der Bewegungsrichtung des Guts, mit Teilausrissen; Fig. 2 den gleichen erfindungsgemäßen Sichter in isometrischer Darstellung, mit Teilausriß im Unterteil am Perforationsboden und an den Gittern. Der erfindungsgemäße Schwerkraftsichter, der beispielsweise für die Formsandtrennung nach der Korngröße bestimmt ist, hat ein hohles Gehäuse (1) (Fig. 1), das durch senkrechte Trennwände (2) in eine Reihe von Sichtschächten (3) unterteilt ist, in denen Scheideelemente übereinander angeordnet sind. Die Scheideelemente sind in Form von geneigten Platten (4) ausgebildet, die an den senkrechten Trennwänden (2) und an den Gehäuseseitenwänden befestigt sind. Im Unterteil ist das Gehäuse (1) mit einem geneigten Perforationsboden (5) verdeckt, über dessen Löcher (6) ein Gasstrom in den Sichter eintritt. An der Wand (7) des Gehäuses (1) ist auf der Seite der Oberkante (8) des geneigten Bodens (5) eine Beschickungseinrichtung befestigt, die in Form einer geneigten Rinne (9) ausgebildet ist. An der Unterkante (10) des Perforationsbodens (5) ist eine Austrageinrichtung befestigt, die die Form eines Hohlstutzens (11) hat. Im Oberteil des Gehäuses (1) des Schwerkraftsichters sind Stutzen (12) zum Abführen des Gasstroms mit dem Feingut befestigt. Die Anzahl der Stutzen (12) kann mit der Anzahl der Sichtschächte (3) übereinstimmen. Die Feinfraktionen und der Gasstrom können ebenfalls über einen einzigen Stutzen (12) abgeführt werden. Außerdem können die Sichtschächte (3) durch die Stutzen (12) paarweise oder auf eine andere Weise vereint werden. Im Gehäuse (1) sind über dem Perforationsboden (5) Gitter (13) (Fig. 2) quer zur Gasaufstromrichtung angeordnet und befestigt. Der Durchgangsquerschnitt jedes nachfolgenden Gitters (13) in der Gasaufstromrichtung ist gleich oder größer als der Durchgangsquerschnitt des vorherigen Gitters (13). Durch eine derartige Ausführung wird die Luftstromgeschwindigkeit auf der Höhe gleichmäßig verteilt. Die Bewegungsrichtung des Gasstromes durch den Perforationsboden (5) und die Sichtschächte (3) wird durch einen Lüfter (in Fig. nicht gezeigt) erzeugt Das Gas-Staub-Gemisch wird in speziellen Einrichtungen, beispielsweise in einem Zyklon (in Fig. nicht gezeigt) getrennt. Für die Aufgabe des Ausgangsguts, den Abtransport der Trennungsprodukte werden beispielsweise Förderbänder (in Fig. nicht gezeigt) eingesetzt Der Sichter funktioniert folgenderweise. Das Ausgangsgut wird über die geneigte Rinne (9) auf die Oberkante (8) des Perforationsbodens (5) des Gehäuses (1) zugeführt. Der Gasstrom wird durch den Lüfter erzeugt?Infolge eines durch den Lüfter erzeugten Unterdruckes im Gehäuse wird der Sand mit dem durch die Löcher (6) im Boden (5) aufsteigenden Luftstrom in den Hohlraum der Schächte (3) gehoben. Eine Wirbelschicht wird erzeugt und das Gut wird zwischen den Gittern (13) umverteilt. Unter der Einwirkung der Widerstands- und der Schwerkraft beginnt eine Umverteilung des Sandes in Grob- und Feinfräktionen. Die Feinfraktionen werden mittels Luftaufströme in die Sichtschächte (3) ausgetragen, wo sie einer mehrfachen Trennungswirkung der geneigten Platten (4) ausgesetzt werden und von durch den Luftstrom zufällig erfaßten Sandgrobkömer befreit werden. Dann werden die Feinfraktionen mittels des Lufstromes über die Stutzen (12) in die Zyklone abgeführt, von der Luft getrennt und mit dem Förderband abtransportiert. Da das Ausgangsgut in Wirbelschichten auf den sämtlichen Gittern (13) aufgeteilt ist, findet eine intensive Entfernung der Feinfraktionen aus den Schichten, ein intensiver Massenaustausch zwischen den Wirbelschichten auf den Gittern (13) statt, wodurch die Verweilzeit des Guts im Sichter verlängert wird, was die Trennungswirksamkeit vergrößert. Beim Wirbeln bewegt sich das Gut in der Neigungsrichtung des Perforationsbodens (5). Bei der Bewegung in der Wirbelschicht auf dem geneigten Perforationsboden (5) befreien sich die Grobfraktionen von den Feinkömem und werden über den Austragstutzen (11) aus dem Sichter herausgeführt und mit dem Förderband antransportiert. Dadurch, daß die Feinfraktionen aus den auf den Gittern verteilten Wirbelschichten des Guts intensiver entfernt werden, wird im Schwerkraftsichter in der erfindungsgemäßen Konstruktion im Unterschied zum Prototyp eine höhere Trennungswirksamkeit erzielt. PATENTANSPRÜCHE 1. Schwerkraftsichter für Schüttgüter, der ein hohles Gehäuse hat, welches einen geneigten Perforationsboden mit Löchern für den Gasstromdurchtritt, im Gehäuse befestigte und übereinander liegende Scheideelemente, eine über der Oberkante des Bodens des Gehäuses angebrachte Beschickungseinrichtung für die Ausgangsgutaufgabe in den Sichter, eine im Unterteil des Gehäuses befestigte Einrichtung zum Austragen von Grobgut, mindestens einen im -4- 10 Nr. 391 635 Oberteil des Gehäuses angeordneten und mit dem letzteren verbundenen Stutzen zum Abführen des Gasstromes mit dem Feingut enthält, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Perforationsbodens mindestens ein Gitter (13) quer zur Aufstromrichtung angeordnet ist, das den Durchgangsquerschnitt des Gehäuses (1) überdeckt und mit dem letzteren verbunden ist.
2. 2. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgangsquerschnitt jedes nachfolgenden Gitters (13) in der Gasaufstromrichtung gleich oder größer als der Durchgangsquerschnitt des vorherigen Gitters (13) ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 15 -5-