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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Mühle mit einem solchen Sichter.
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Unter Sichten wird im Allgemeinen die Trennung von Feststoffen nach bestimmten Kriterien wie Massendichte oder Partikelgröße verstanden. Das Windsichten ist eine Gruppe von Sichtverfahren, bei denen ein Gasstrom, die sogenannte Sichtluft, verwendet wird, um diese Trennung zu erreichen. Das Wirkprinzip beruht darauf, dass feine oder kleine Partikel von dem Gasstrom stärker beeinflusst und mitgerissen werden als grobe oder große Partikel.
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Windsichter werden beispielsweise zur Klassierung von Kohlestaub oder anderem Mahlgut einer Mühle eingesetzt. Ziel hierbei ist es, nach dem Mahlvorgang Partikel, die ausreichend klein zermahlen wurden, und Partikel, die weiter zermahlen werden müssen, voneinander zu trennen. Diese beiden Partikelgruppen werden auch als Feingut und Grobgut bezeichnet. Grundsätzlich kann ein Sichter auch für die Trennung oder Klassierung von Feststoffen anderen Ursprungs eingesetzt werden.
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Es gibt verschiedene Arten von Windsichtern. Ein wesentliches Unterscheidungskriterium ist die Art und Weise, wie der zu trennende Feststoff, das Aufgabegut, und die Sichtluft in den Sichter eingebracht werden. So können Feststoff und Sichtluft entweder voneinander getrennt oder gemeinsam eingebracht werden.
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Ein Windsichter, bei dem Feststoff und Sichtluft gemeinsam eingebracht werden, ist aus der
US 2010/0236458 A1 bekannt. Der offenbarte Windsichter wird für die Sichtung von Kohlestaub eingesetzt. Das Gas-Feststoff-Gemisch aus Kohlestaub und Sichtluft wird von unten in das Sichtergehäuse eingelassen. Der Einlassvolumenstrom des Gas-Feststoff-Gemischs strömt vollständig von außen in das Innere eines Leitschaufelkranzes. Der Leitschaufelkranz weist eine Mehrzahl von Umlenkelementen auf, zwischen denen das Gemisch hindurchströmt. Die Umlenkelemente sind gegenüber der Horizontalen um 50 bis 70° gekippt und fixiert. Im Inneren des Leitschaufelkranzes befindet sich ein Sichterrad. Das Sichterrad wird rotatorisch angetrieben und weist eine Mehrzahl von Lamellen auf, die im Wesentlichen vertikal verlaufen. Feine Partikel können aufgrund der Strömung und trotz der Rotation des Sichterrades zwischen den Lamellen des Sichterrades hindurchtreten und werden anschließend nach oben abgesaugt. Grobe Partikel prallen gegen die Lamellen, werden auf diese Weise zurückgeworfen und fallen schließlich durch die Gravitation nach unten.
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Bei anderen Windsichtern sind die Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes vertikal angeordnet, so beispielsweise in
WO 2014/124899 A1 . Die dort vorgesehenen Leitschaufeln können gerade oder gebogen sein. Ähnliche Windsichter sind auch aus den Druckschriften
EP 1 239 966 B1 ,
EP 2 659 988 A1 ,
DE 44 23 815 C2 und
EP 1 153 661 A1 bekannt. Im Falle der
EP 2 659 988 A1 sind die Lamellen justierbar.
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Bei der
EP 1 153 661 A1 kommen sowohl vertikale als auch horizontale Lamellen zum Einsatz, was insgesamt zu einer Vergleichmäßigung der Strömung führen soll. Die horizontale Unterteilung des Strömungsweges soll außerdem bewirken, dass das Sichterrad über die gesamte Höhe angeströmt wird, was zu einer Verbesserung der Trennschärfe beitragen soll.
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Die Umlenkelemente der
US 2010/0236458 A1 und die Lamellen der
EP 1 153 661 A1 stellen für die Strömung jedoch eher ein Hindernis dar. Insbesondere bei der
US 2010/0236458 A1 strömt das Gemisch aus Aufgabegut und Sichterluft fast senkrecht auf die Umlenkelemente. Auf diese Weise kann ein Rückstau oder eine Verwirbelung des Gemischs vor dem Einströmen in den Leitschaufelkranz entstehen.
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Die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen sind daher nicht ausreichend, um ein kontrolliertes Einbringen des Gemischs aus Aufgabegut und Sichterluft in die Sichtzone zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichterrad zu ermöglichen. Unter dem unkontrollierten Einbringen leidet die Trennschärfe der Sichtung.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Trennschärfe von Sichtern, bei denen Aufgabegut und Sichtluft gemeinsam eingebracht werden, zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch einen Sichter gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Aufgabe wird auch mit einer Mühle gemäß Anspruch 20 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Sichter weist ein Sichtergehäuse auf. In dem Sichtergehäuse sind ein eine Drehachse X aufweisendes Sichterrad und ein Leitschaufelkranz angeordnet. In Radialrichtung R senkrecht zu der Drehachse X zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichtergehäuse ist ein Ringraum und zwischen dem Leitschaufelkranz und dem Sichterrad ist eine Sichtzone vorgesehen.
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Die Drehachse X verläuft bevorzugt in vertikaler Richtung.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln zumindest ein Umlenkelement angeordnet ist, das mindestens eine nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung aufweist. Durch die nach unten weisende Krümmung und/oder Abkantung ist ein kontrolliertes Umleiten des Gas-Feststoff-Gemischs in die Sichtzone des Sichters möglich. Unter einer Abkantung wird ein abgewinkelter gerader Abschnitt des Umlenkelementes verstanden.
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Vorzugsweise ist zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln zumindest ein Umlenkelement angeordnet.
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Der Vorteil dieser Umlenkelemente besteht darin, dass bereits innerhalb des Leitschaufelkranzes der Strömung des Gas-Feststoffgemisches zusätzlich eine horizontale und/oder vertikal nach unten gerichtete Bewegungskomponente verliehen werden kann. Dies führt innerhalb der Sichtzone zu einer verbesserten Heranführung der Strömung an das Sichterrad, was wiederum die Trennschärfe des Sichters erhöht.
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Wird in einem Sichter eine Mehrzahl von Umlenkelementen vorgesehen, so können die Umlenkelemente entweder identisch oder unterschiedlich sein. Bevorzugt sind alle Umlenkelemente innerhalb eines Sichters identisch, wodurch die Produktionskosten gesenkt werden können. Dennoch kann es vorteilhaft sein, in einem Sichter unterschiedlich ausgeführte Umlenkelemente zu verwenden, um an verschiedenen Stellen innerhalb des Sichters unterschiedliche Effekte hervorzurufen.
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Merkmale, die nachfolgend bezüglich eines Umlenkelements beschrieben werden, können auch bei anderen Umlenkelementen in ein- und derselben Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sichters und bevorzugt bei allen Umlenkelementen dieser Ausführungsform zur Anwendung kommen.
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Gattungsgemäße Sichter sind im Allgemeinen stehend angeordnet. Daher werden nachfolgend mit "vertikal" Richtungen parallel zur Richtung der Schwerkraft bezeichnet. Als horizontal werden dementsprechend Richtungen senkrecht zur Richtung der Schwerkraft bezeichnet.
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Vorteilhafterweise erstreckt sich zumindest eines der Umlenkelemente über die gesamte Breite zwischen zwei benachbarten Leitschaufeln. Auf diese Weise werden Bereiche innerhalb des Leitschaufelkranzes, in denen es zu einem unkontrollierten Einströmen in die Sichtzone kommen könnte, vermieden.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass sich zumindest eines der Umlenkelemente von dem Leitschaufelkranz in die Sichtzone und/oder in den Ringraum erstreckt. Insbesondere eine Erstreckung in den Ringraum ist vorteilhaft, da das Gas-Feststoff-Gemisch in diesem Fall bereits schon im Ringraum auf die Umlenkelemente trifft und umgelenkt wird. Dies führt zu einem sehr kontrollierten Einströmen des Gas-Feststoff-Gemischs in die Sichtzone.
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Um ein gleichmäßiges Umlenken zu ermöglichen weist zumindest eines der Umlenkelemente in Radialrichtung R des Leitschaufelkranzes zumindest in einem Teilabschnitt einen sich ändernden Krümmungsradius auf. Bevorzugt weist zumindest eines der Umlenkelemente in Radialrichtung R über die gesamte Länge einen sich ändernden Krümmungsradius auf.
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Vorteilhafterweise weist zumindest eines der Umlenkelemente ein radial inneres Ende mit einem ersten Endabschnitt und/oder ein radial äußeres Ende mit einem zweiten Endabschnitt auf. Die Begriffe radial innen und radial außen sind dabei auf den Leitschaufelkranz bezogen. Der Leitschaufelkranz weist bevorzugt eine zylindrische Grundform auf. Die Endabschnitte können auf unterschiedliche Art und Weise ausgestaltet werden, was nachfolgend näher erläutert wird.
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Ein Endabschnitt umfasst vorzugsweise weniger als 40 %, insbesondere weniger als 20 % der Gesamtlänge eines Umlenkelements.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen des Sichters ist zumindest einer der Endabschnitte gerade. Ein Abschnitt ist dann gerade, wenn er keine Krümmung aufweist. Diese Ausführung ist insbesondere bei dem ersten Endabschnitt des radial inneren Endes von Vorteil. An dem radial inneren Ende soll das Gas-Feststoff-Gemisch in Richtung des Sichterrades und dabei möglichst homogen strömen. Die gerade Ausführung des ersten Endabschnitts begünstigt eine homogene Strömung.
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Gerade Endabschnitte sind vorzugsweise abgekantet, d. h. abgewinkelt und bilden somit Abkantungen.
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Bevorzugt ist zumindest einer der Endabschnitte horizontal angeordnet. Besonders bevorzugt handelt es sich dabei um den ersten Endabschnitt des radial inneren Endes. Auch dies dient dem Erzeugen einer homogenen Strömung in Richtung des Sichterrades.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass zumindest einer der zweiten Endabschnitte oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel α zu einer Horizontalen H verläuft, wobei gilt: α ≥ 20°. Die zweiten Endabschnitte sind jeweils an einem äußeren Ende der Umlenkelemente angeordnet. Das Gas-Feststoff-Gemisch gelangt bei bestimmungsgemäßem Gebrauch von unten an die Umlenkelemente. Daher ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die zweiten Endabschnitte in einem Winkel α größer oder gleich 20° nach unten ausgerichtet sind. Besonders bevorzugt gilt zudem α ≤ 60°.
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Als tangentiale Verlängerung wird eine gerade Verlängerung eines bogenförmigen Abschnitts bezeichnet, die tangential zu der Krümmung an einem Endpunkt des Abschnitts ist. Der bogenförmige Abschnitt wird zur Bestimmung der tangentialen Verlängerung bevorzugt im Querschnitt betrachtet.
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Die Ausprägung der Umlenkung des Gas-Feststoff-Gemischs besitzt einen Einfluss auf die Trennschärfe. Ist die Umlenkung zu stark, kann es zu Verwirbelungen oder einem Rückstau kommen. Eine zu geringe Umlenkung bleibt wirkungslos.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung ist daher vorgesehen, dass der erste Endabschnitt zumindest eines der Umlenkelemente oder dessen tangentiale Verlängerung und der zweite Endabschnitt des gleichen Umlenkelements oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel β zueinander verlaufen, wobei gilt: β ≥ 90°. Insbesondere gilt β ≥ 120°. Besonders bevorzugt gilt zudem β ≤ 160°.
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In Abhängigkeit davon, welcher Feststoff gesichtet werden soll und wie die in dem Gas-Feststoff-Gemisch enthaltenen Partikelverteilung ist, kann es vorteilhaft sein, den ersten Endabschnitt in einem Winkel größer 0° zu einer Horizontalen H anzuordnen. Bei vorteilhaften Weiterbildungen ist vorgesehen, dass zumindest einer der ersten Endabschnitte oder dessen tangentiale Verlängerung in einem Winkel γ zu einer Horizontalen H verläuft, wobei gilt: γ ≥ 10°. Um zu vermeiden, dass vermehrt Grobgut in dem Feingut landet, kann auf diese Weise das Gas-Feststoff-Gemisch durch das Umlenkelement nach unten und damit in die Richtung, in die das Grobgut schlussendlich gelangen soll, abgelenkt werden. Der Winkel γ darf jedoch nicht zu groß gewählt werden. Bevorzugt gilt γ ≤ 45, insbesondere γ ≤ 30.
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Hinsichtlich der Winkel α, β und γ gilt besonders bevorzugt: α + β + γ = 180°. Bevorzugt befinden sich die Winkel unterhalb ein und derselben Horizontalen H.
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Es hat sich gezeigt, dass bereits mit jeweils einem Umlenkelement zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln gute Ergebnisse bezüglich der Strömungsverhältnisse erzielt werden können.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen des Sichters ist vorgesehen, dass zwischen jeweils zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln jeweils zumindest drei bis fünf Umlenkelemente angeordnet sind. Auf diese Weise wird das zwischen zwei benachbarten vertikalen Leitschaufeln hindurchströmende Gas-Feststoff-Gemisch in Teilströme unterteilt, wodurch Verwirbelungen vermieden werden.
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Vorzugsweise ist am Innenumfang des Leitschaufelkranzes mindestens ein sich in die Sichtzone erstreckendes vertikales Klappenelement angeordnet. Das oder die vertikalen Klappenelemente haben den Vorteil, dass die aus dem Leitschaufelkranz in die Sichtzone austretende Strömung des Gas-Feststoff-Gemisches noch gezielter eingestellt werden kann. Der Vorteil der Klappenelemente besteht darin, dass der Strömung zusätzlich ein Drall, vorzugsweise in Drehrichtung des Sichterrades, verliehen werden kann.
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Vorzugsweise ist das Klappenelement um eine vertikale Achse schwenkbar angeordnet.
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Vorzugsweise ist das Klappenelement an der inneren Stirnseite der vertikalen Leitschaufel angeordnet.
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Vorzugsweise ist die Länge des Klappenelementes gleich der Länge der vertikalen Leitschaufel. Das Klappenelement ist gemäß einer besonderen Ausführungsform rechteckig ausgestaltet.
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Vorzugsweise weist das Klappenelement mindestens einen horizontalen Schlitz auf. Diese Ausführungsform wird eingesetzt, wenn sich auch die Umlenkelemente in die Sichtzone erstrecken. Die Anzahl der horizontalen Schlitze richtet sich vorzugsweise nach der Anzahl der Umlenkelemente. Die Breite der Schlitze ist an die Ausgestaltung, d. h. an die Krümmung und/oder Abkantung der ersten Endabschnitte der Umlenkelemente angepasst.
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Vorzugsweise weist mindestens ein Klappenelement eine Krümmung und/oder eine Abkantung auf.
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Die Krümmung oder Abkantung des Klappenelementes weist vorzugsweise in Richtung des Innenumfangs des Leitschaufelkranzes.
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Die Ausführungen zu den Merkmalen Krümmung und Abkantung sowie zu den Ausführungsformen im Zusammenhang mit den Umlenkelementen gelten auch für die Klappenelemente. Diese Ausführungsformen der Klappenelemente haben den Vorteil, dass die Strömungen durch den Leitschaufelkranz noch gezielter eingestellt werden können.
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Vorteilhafterweise verjüngt sich der Ringraum nach oben hin. Durch das Hindurchströmen des Gas-Feststoff-Gemischs durch den Leitschaufelkranz verringert sich der Volumenstrom nach und nach, sodass es vorteilhaft ist, das Volumen des Ringraums nach oben hin stetig zu verringern. Dies wird durch die Verjüngung erreicht.
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Bei vorteilhaften Weiterbildungen weist der Leitschaufelkranz zumindest einen Drallbrecher auf. Drallbrecher verhindert eine Strömung in Umfangsrichtung des Leitschaufelkranzes und homogenisieren auf diese Weise die Strömung des Gas-Feststoff-Gemischs.
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Die Aufgabe wird auch mit einer Mühle gelöst, die mit einem erfindungsgemäßen Sichter kombiniert ist. Die Mühle kann beispielsweise eine Pendelmühle oder eine Wälzmühle sein. Vorzugsweise ist der Sichter in die Mühle, vorzugsweise einer Pendelmühle oder einer Wälzmühle, integriert.
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Die Erfindung wird in den Figuren beispielhaft dargestellt und erläutert. Es zeigt dabei:
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1 eine schematische Seitenansicht eines Sichter im Schnitt;
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2 eine Mühle mit integriertem Sichter gemäß der 1 im Schnitt;
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3 eine schematische Seitenansicht des oberen Abschnitt des Sichters gemäß der 1 teilweise im Schnitt;
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4 einen Leitschaufelkranz in einer perspektivischen Darstellung;
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5 den Leitschaufelkranz der 4 in einer Draufsicht;
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6 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in den 4 und 5 gezeigten Leitschaufelkranz;
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7 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
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8 den Leitschaufelkranz der 7 in Draufsicht;
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9 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
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10 den Leitschaufelkranz der 9 in Draufsicht;
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11 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
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12 den Leitschaufelkranz der 11 in Draufsicht;
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13 einen Leitschaufelkranz gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer perspektivischen Darstellung;
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14 den Leitschaufelkranz der 13 in Draufsicht;
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15 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem in den 13 und 14 gezeigten Leitschaufelkranz;
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16 bis 22 verschiedene Ausführungsformen von Umlenkelementen in Seitenansicht;
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23 ein Diagramm des Volumenstromanteils über der Partikelgröße.
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In 1 ist ein Sichter 10 schematisch dargestellt. Der Sichter 10 weist ein Sichtergehäuse 20 auf, in dem in einem unteren Bereich ein Einlass 21 für einen Volumenstrom Q eines Gas-Feststoff-Gemischs 100 vorgesehen ist.
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In dem Sichtergehäuse 20 sind ein Sichterrad 30 und ein Leitschaufelkranz 50 angeordnet. Das Sichterrad 30 und der Leitschaufelkranz 50 weisen eine gemeinsame Hauptachse auf, die bei dem Sichterrad 30 die Drehachse X ist. Die Drehachse X verläuft in Richtung der Gravitationskraft F. Senkrecht zu der Drehachse X erstreckt sich eine Radialrichtung R. Zwischen dem Leitschaufelkranz 50 und dem Sichtergehäuse 20 ist in Radialrichtung R ein Ringraum 26 vorgesehen. Der Raum zwischen dem Sichterrad 30 und dem Leitschaufelkranz 50 bildet die Sichtzone 32. Der Leitschaufelkranz 50 ist mit Umlenkelementen 53 bestückt, die eine nach unten weisende Krümmung aufweisen. Die Umlenkelemente 53 werden insbesondere im Zusammenhang mit den 12 bis 18 näher beschrieben.
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Das Sichterrad 30 wird von einer Antriebsvorrichtung 40 rotatorisch angetrieben, sodass sich das Sichterrad 30 um die Drehachse X dreht.
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Oberhalb des Sichterrades 30 ist ein erster Auslass 22 angeordnet. Der erste Auslass 22 ist mit einer Saugeinrichtung (nicht dargestellt) verbunden, die einen Unterdruck erzeugt. Durch den ersten Auslass 22 wird bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine erste Partikelsorte 101, das Feingut, abgesaugt.
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Unterhalb des Sichterrades 30 ist ein Trichter 25 angeordnet, der in einen zweiten Auslass 23 mündet. Durch den zweiten Auslass 23 wird bei bestimmungsgemäßem Gebrauch eine zweite Partikelsorte 102, das Grobgut, abgeführt. Das Sichterrad 30 weist große Partikel 102 ab. Diese großen Partikel gelangen in den Trichter 25 und von dort zu dem zweiten Auslass 23.
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Das Sichtergehäuse 20 ist am oberen Ende durch einen Gehäusedeckel 24 verschlossen.
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In der 2 ist eine Mühle 110 dargestellt, die als Pendelmühle ausgeführt ist. Innerhalb des Gehäuses 112, das oben mit einem Mühlendeckel 114 und unten mittels eines Mühlenbodens 116 abgeschlossen ist, befindet sich eine Mahleinrichtung 118, die mehrere Mahlpendel 120 aufweist. Über der Mahleinrichtung 18 ist der Sichter 10 in das Mühlegehäuse integriert. Zwischen dem Mühlengehäuse 112 und dem Leitschaufelkranz 50 befindet sich der Ringraum 26.
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In der 3 ist der obere Teil des Sichters 10 dargestellt. Das Sichterrad 30 ist innerhalb des Leitschaufelkranzes 50 angeordnet. Zwischen Sichterrad 30 und Leitschaufelkranz 50 befindet sich eine Sichtzone 32. Das zylindrische Sichtergehäuse 20 kann auch konisch ausgeführt sein. Mit einem solchen konischen Sichtergehäuse 20' (gestrichelt dargestellt) wird ein sich nach oben verjüngender Ringraum 26 gebildet.
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Der erste Auslass 22 steht mit dem Innenraum des Sichterrades 30 in Verbindung.
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Der Leitschaufelkranz 50 weist eine Mehrzahl von vertikalen Leitschaufeln 54 auf. Zwischen benachbarten vertikalen Leitschaufeln 54 sind fünf Umlenkelemente 53 angeordnet, die jeweils eine nach unten weisende Krümmung aufweisen.
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Der Volumenstrom Q des Gas-Feststoff-Gemischs 100 strömt von unten in den Ringraum 26 und von dort durch den Leitschaufelkranz 50 in die Sichtzone 32. Feine Partikel 101 gelangen in das Innere des Sichterrades 30 und werden durch den ersten Auslass 22 abgesaugt. Grobe Partikel 102 fallen nach unten aus der Sichtzone 32 heraus. Die Umlenkelemente 53 verleihen dem durch den Leitschaufelkranz 50 strömenden Gas-Feststoffgemisch auf das Sichterrad gerichtete Strömungskomponenten, was durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet wird.
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Die 4 zeigt den Leitschaufelkranz 50 aus 3 in perspektivischer Darstellung. Die 5 zeigt die Draufsicht auf den in 4 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
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Der Leitschaufelkranz 50 weist eine Vielzahl von vertikalen Leitschaufeln 54 auf, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten Leitschaufeln 54 jeweils fünf Umlenkelemente 53 angeordnet sind. Jedes Umlenkelement 53 erstreckt sich über die gesamte Breite zwischen zwei vertikalen Leitschaufeln 54. Die Umlenkelemente 53 sind in vertikaler Richtung äquidistant angeordnet.
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An seiner äußeren Umfangsfläche weist der Leitschaufelkranz 50 eine Mehrzahl von Drallbrechern 52 auf. Die Drallbrecher 52 ragen in den Ringraum 26 hinein (siehe 1) und stellen sich einer Strömung in Umfangsrichtung entgegen. Die Drallbrecher 52 weisen eine rechteckige Grundform auf und sind aus Blech gefertigt. Die Drallbrecher 52 stehen in Radialrichtung R von dem Leitschaufelkranz 50 weg und erstrecken sich über die gesamte Höhe des Leitschaufelkranzes.
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In 6 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus dem in 4 dargestellten Leitschaufelkranz 50 gezeigt.
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Die Umlenkelemente 53 weisen eine nach unten weisende Krümmung auf. Jedes Umlenkelement 53 weist ein radial inneres Ende 55 und ein radial äußeres Ende 56 auf. Die radial inneren Enden 55 ragen bei der gezeigten Ausführungsform nicht in die Sichtzone 32.
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An dem radial inneren Ende 55 eines jeden Umlenkelements 53 ist ein erster Endabschnitt 57 und an dem radial äußeren Ende 56 eines jeden Umlenkelements 53 ist ein zweiter Endabschnitt 58 angeordnet. Beide Endabschnitte 57, 58 sind gekrümmt.
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Die 7 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die 8 zeigt die Draufsicht auf den in 7 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
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An der Innenseite des Leitschaufelkranzes 50 sind zusätzlich Klappenelemente 60 angeordnet, die um eine vertikale Achse 62 schwenkbar sind. In der gezeigten Ausführungsform sind an der inneren Stirnseite 59 (siehe 6) aller vertikalen Leitschaufeln diese Klappenelemente 60 angeordnet, die in Drehrichtung D geschwenkt sind und mit einer Radialrichtung R einen Winkel δ bilden.
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Der Winkel δ beträgt in der hier gezeigten Ausführungsform 30°. Vorzugsweise liegt der Winkel δ im Bereich zwischen 0° und 60°.
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Die 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die 10 zeigt die Draufsicht auf den in 9 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
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Die Klappenelemente 60 weisen eine Krümmung in Richtung des Innenumfangs des Leitschaufelkranzes 50 auf. In 10 ist die Drehrichtung D des nicht dargestellten Sichterrades eingezeichnet. Die freien Enden der Klappenelemente weisen in Drehrichtung D.
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Die 11 zeigt eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 in perspektivischer Darstellung. Die 12 zeigt die Draufsicht auf den in 11 dargestellten Leitschaufelkranz 50.
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Die Klappenelemente 60 weisen eine Krümmung in Richtung des Innenumfangs des Leitschaufelkranzes 50 auf. In 12 ist die Drehrichtung D des nicht dargestellten Sichterrades eingezeichnet. Die freien Enden der Klappenelemente weisen ebenfalls in Drehrichtung D, wobei das Sichterrad sich im Unterschied zu den 9 und 10 entgegen des Uhrzeigersinns dreht.
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In der 13 ist eine weitere Ausführungsform des Leitschaufelkranzes 50 perspektivisch dargestellt. Die 14 zeigt die Draufsicht auf den in 13 gezeigten Leitschaufelkranz 50.
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In dieser Ausführungsform ragen die Umlenkelemente 53 mit ihrem radial inneren Ende 55 in die Sichtzone 32 (siehe 3) hinein. Um die Schwenkbarkeit der Klappenelemente 60 zu ermöglichen, sind diese mit horizontalen Schlitzen 64 versehen. Da zwischen jeweils zwei vertikalen Leitschaufeln 54 fünf Umlenkelemente 53 angeordnet sind, weist jedes Klappenelement 60 vier Schlitze 64 auf.
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Die 15 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt des Leitschaufelkranzes 50 der 13 und 14.
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In den 16 bis 22 sind verschiedene Ausführungsformen eines Umlenkelements 53 dargestellt. Die Umlenkelemente 53 weisen jeweils ein radial inneres Ende 55 und ein radial äußeres Ende 56 auf. Das radial innere Ende 55 weist einen ersten Endabschnitt 57 und das radial äußere Ende 56 weist einen zweiten Endabschnitt 58 auf. Die Umlenkelemente 53 weisen eine nach unten weisende Krümmung (siehe 16 bis 20) oder eine nach unten weisende Abkantung (siehe 21 und 22) auf.
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Die Umlenkelemente 53 sind relativ zu einer Drehachse X des Sichterrades (hier nicht dargestellt) angeordnet, wobei der Abstand zwischen Umlenkelement 53 und Drehachse X aus Darstellungsgründen verkleinert darstellt ist.
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Die in den 16 bis 22 dargestellten Ausführungsformen unterscheiden sich insbesondere in der Ausgestaltung der Endabschnitte 57, 58. Die Endabschnitte 57, 58 können beide gekrümmt (siehe 16 bis 18) oder beide gerade (siehe 20 bis 22) sein, wobei auch gerade und/oder gekrümmte Endabschnitte über einen gekrümmten Mittelabschnitt miteinander verbunden sein können. Die 21 und 22 zeigen Umlenkelemente 53 mit Abkantungen.
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Der erste Endabschnitt 57 eines jeden Umlenkelements 53 oder seine tangentiale Verlängerung (siehe 19) ist in einem Winkel γ zu einer Horizontalen H angeordnet. Der Winkel γ beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen 0° (siehe 16) und ca. 28° (siehe z. B. 20). Die Horizontale H, die der Radialrichtung R entspricht, bildet mit der Drehachse X einen rechten Winkel.
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Der zweite Endabschnitt 58 eines jeden Umlenkelements 53 oder seine tangentiale Verlängerung (siehe z. B. 16, 17, 19, 20) ist in einem Winkel α zu der Horizontalen H angeordnet. Der Winkel α beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen ca. 35° (siehe z. B. 17) und ca. 65° (siehe 16).
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Der erste Endabschnitt 57 und der zweite Endabschnitt 58 eines Umlenkelements 53 oder deren tangentiale Verlängerungen bilden einen Winkel β. Der Winkel β beträgt bei den gezeigten Ausführungsformen zwischen ca. 108° (siehe 20) und ca. 153° (siehe 18).
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Die Winkel α, β und γ ergeben bei den gezeigten Ausführungsformen in Summe 180°. Mit Ausnahme des Winkels γ in 18 sind alle Winkel α, β, γ nach unten ausgerichtet.
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Die 23 zeigt die Partikelgrößenverteilung des Feinguts aus zwei Sichtungen S1 und S2. Die Messungen erfolgten vorzugsweise mittels der Sedimentationsanalyse.
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Das Aufgabegut war bei den beiden Sichtungen S1 und S2 hinsichtlich der Partikelgrößenverteilung identisch.
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Die erste Sichtung S1 wurde mit einem herkömmlichen Sichter durchgeführt. Bei der ersten Sichtung S1 weisen 97% der Partikel eine Partikelgröße x < 28 µm auf. Etwas über 50% der Partikel waren kleiner als 10 µm und etwas unter 25% waren < 5 µm.
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Bei der zweiten Sichtung S2 wurde ein erfindungsgemäßer Sichter verwendet. Dieser unterscheidet sich von dem Sichter der ersten Sichtung S1 insbesondere dadurch, dass das zwischen den vertikalen, benachbarten Leitschaufeln jeweils vier Umlenkelemente mit nach unten weisenden Krümmungen gemäß der Figuren 4 bis 6 aufwiesen.
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Die zweite Sichtung S2 zeigt, dass durch die Erfindung eine Verbesserung der Partikelgrößenverteilung erreicht wird.
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Bei der Sichtung S2 waren 97% der Partikel kleiner als 10,9 µm. Fast 75% wiesen eine Partikelgröße x < 6 µm und fast 50% der Partikel wiesen eine Partikelgröße x < 4 µm auf.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sichter
- 20
- Sichtergehäuse
- 20'
- konisches Sichtergehäuse
- 21
- Einlass
- 22
- erster Auslass
- 23
- zweiter Auslass
- 24
- Gehäusedeckel
- 25
- Trichter
- 26
- Ringraum
- 30
- Sichterrad
- 32
- Sichtzone
- 40
- Antriebsvorrichtung
- 50
- Leitschaufelkranz
- 52
- Drallbrecher
- 53
- Umlenkelement
- 54
- vertikale Leitschaufel
- 55
- radial inneres Ende
- 56
- radial äußeres Ende
- 57
- erster Endabschnitt
- 58
- zweiter Endabschnitt
- 59
- Stirnseite der vertikalen Leitschaufel
- 60
- Klappenelement
- 62
- vertikale Schwenkachse
- 64
- Schlitz
- 100
- Gas-Feststoff-Gemisch
- 101
- erste Partikelsorte (Feingut)
- 102
- zweite Partikelsorte (Grobgut)
- F
- Gravitationskraft
- H
- Horizontale
- Q
- Einlassvolumenstrom
- R
- Radialrichtung
- S1
- erste Sichtung
- S2
- zweite Sichtung
- X
- Drehachse
- α
- Winkel
- β
- Winkel
- γ
- Winkel
