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Die Erfindung betrifft einen Sichter zur Abtrennung von Grobpartikeln und/oder Feinpartikeln aus einem Partikelstrom im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere Faser- oder Spanplatten, mit einem Sichtergehäuse, welches zumindest einen Materialeinlass und zumindest einen Zulufteintritt aufweist, wobei zumindest ein Teil des durch den Materialeinlass zugeführten Materials zur Sichtung mit einem durch den Zulufteintritt zugeführten Luftstrom beaufschlagbar ist, wobei das Sichtergehäuse zumindest eine Auslassöffnung und eine Leiteinrichtung für die auszuscheidenden Grobpartikel und/oder Feinpartikel aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Sichten eines Partikelstroms im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten mit dem besagten Sichter.
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Ein derartiger Sichter dient zum Aufreinigen von Partikelströmen in der Holzwerkstoffindustrie und insbesondere zum Heraussichten von unerwünschten Bestandteilen aus dem Partikelstrom. So sollen z.B. Metallteile, Grobfasern, Roststücke, Klebstoffpartikel bzw. Klebstoffklumpen oder Silikate aus einem Strom von Fasern oder Spänen entfernt werden, um nachgeschaltete Anlagen bzw. Anlagenteile, insbesondere die Stahlbänder von kontinuierlich arbeitenden Holzwerkstoffpressen vor Beschädigungen oder Abrieb zu schützen. Ein solcher Sichter ist beispielsweise aus der
DE102016117383 A1 bekannt. Der dort beschriebene Sichter wird besonders bevorzugt im Zuge der Herstellung von Holzfaserplatten zur Abtrennung von Grobpartikeln aus dem Faserstrom und folglich aus den (beleimten) Holzfasern (z.B. Rubberwood-Fasern) genutzt. Faserplatten meint dabei z.B. MDF-Platten (medium density fiber). Im Zuge der Herstellung der Fasern für Holzfaserplatten wird das Holz zunächst (in einem Refiner) zerfasert und (z.B. in einer Blowline) nass beleimt und anschließend getrocknet. Der Sichter ist bevorzugt diesen Anlagenkomponenten und besonders bevorzugt dem Trockner einer solchen Anlage nachgeordnet.
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Der Sichter arbeitet als Windsichter, indem das zu sichtende Material über den Materialeinlass in das Sichtergehäuse eingebracht und seitlich mit einem Luftstrom beaufschlagt wird, der über die Zulufteinlässe in das Sichtergehäuse eingeblasen wird. Die Fasern werden von dem Luftstrom bzw. den Luftströmen erfasst und mit dem Luftstrom über den (oberen) Abluftauslass und eine daran angeschlossene Abluftleitung abgeführt. Grobpartikel mit größerem Gewicht werden von dem Luftstrom nicht erfasst und fallen nach unten in den Bereich des Grobgutauslasses, der mit einer Schleuse versehen sein kann, so dass die (unerwünschten) Grobpartikel abgeführt werden.
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Es wäre jedoch auch wünschenswert, wenn ein Sichter auch Feinstäube, die sich beispielsweise in und an Fasern und Spänen von Einjahrespflanzen finden lassen, neben dem Grobgut aussortieren könnte. Eine solche Vorrichtung dient dann beispielsweise zur Abtrennung und/oder Gewinnung von Silikaten aus pflanzlichem Material. Damit sollen sich z. B. die in der Plattenproduktion durch Silikate hervorgerufenen Probleme vermeiden lassen. Alternativ oder ergänzend könnte eine neue und wirtschaftliche Möglichkeit der Herstellung bzw. Gewinnung von Silikaten angegeben werden.
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Ein derartiger Sichter ist in der zum Zeitpunkt der Anmeldung unveröffentlichten Anmeldung
DE102017120033.9 beschrieben.
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Im Übrigen ist aus der
EP 1 900 445 B1 ein Sichter zum Trennen von Grob- und Feinmaterial bei der Herstellung von Holzfaserplatten bekannt, bei dem mehrere übereinander angeordnete Eintrittsöffnungen für die Sichtluft vorgesehen sind. Diese Eintrittsöffnungen für die Sichtluft sind zur Verbesserung der Querstromsichtung in Förderrichtung des Materials, also in Sichtluftstromrichtung zu der Austragsöffnung hin stufenweise versetzt angeordnet. Bevorzugt sollen drei übereinander angeordnete Eintrittsöffnungen für die Sichtluft vorgesehen sein.
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Bei dem genannten Stand der Technik ist es bekannt, dass die Luftströmung nicht alle Bereiche des Sichtergehäuses durchströmt. Daraus ergeben sich Material-„Anbackungen“ und Verklumpungen von Fasern oder Spänen insbesondere in Gehäuseecken, die wiederum zu unerwünschten Verwirbelungen der Strömungen führen können.
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Ausgehend von dem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Sichter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich bei einfachem Aufbau durch eine hohe Sichteffizienz sowohl für Grob als auch für Feinpartikel auszeichnet und dabei Anbackungen an der Gehäusewand des Sichters vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Sichter der eingangs beschriebenen Art, dass zumindest ein Teil des Sichtergehäuses und/oder die Leiteinrichtung rotierbar gelagert sind.
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Durch die Rotation der Gehäusewandung oder Leiteinrichtung wird eine Anlagerung von Fasern oder Spänen weitgehend vermieden. Da der größte Teil der Innenwandung des Sichtergehäuses selbst rotiert oder zumindest von einer rotierenden Leiteinrichtung überstrichen wird, kann es nicht zu Anbackungen kommen.
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Dabei wird das Ausgangsgut, also der Partikelstrom mit Luftunterstützung in den rotationssymmetrischen Sichter geblasen und legt sich, abhängig vom Gewicht bzw. der Größe der Partikel mehr oder weniger weit entfernt von der Einblasstelle schwerkraftbedingt auf der Innenwand ab oder wird als Feinstpartikel vom Luftstrom durch das Sichtergehäuse hindurchgetragen und am anderen Ende abgeführt. Je nachdem wie weit die Partikel und ob sie sich im Bereich der Leiteinrichtung getragen werden, ist die Leiteinrichtung dann in der Lage, sie zu der gewünschten Entnahmestelle zu leiten.
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Um dynamische Unwuchten zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn der größte Teil des Sichtergehäuses im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist. Hier kommen in erster Linie rohrförmige Gehäuse mit rundem Querschnitt in Betracht, die an ihren Enden gelagert sind und beispielsweise von einer Seite aus angetrieben werden. Durch die fehlenden „Ecken“ kann eine anbackende Lagerung fast vollständig vermieden werden.
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Bevorzugt ist die Leiteinrichtung schraubenlinienförmig.
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Bei Drehung dieser Leiteinrichtung wird damit automatisch das vom Luftstrom in den Bereich der Leiteinrichtung getragene Material zu einer der Auslassöffnungen transportiert. Dies geschieht weitgehend automatisch, ohne komplizierte Verwirbelungen berücksichtigen zu müssen, wie das bei herkömmlichen Sichtern der Fall ist.
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Besonders bevorzugt besteht die Leiteinrichtung aus einem links- und einem rechtsgängigen schraubenförmigen Bereich.
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Dadurch können Partikel in zwei unterschiedliche Richtungen zu zwei verschiedenen Auslassöffnungen transportiert werden. Haben sich beispielsweise in Luftstromrichtung die schwereren Partikel, bedingt durch die Schwerkraft im vorderen Bereich des Sichters auf der Innenwand abgelegt, so würden sie durch eine Leiteinrichtung mit linksgängiger Steigung zu einer ersten Auslassöffnung zurücktransportiert werden können. Dagegen werden leichtere Partikel, die sich im Bereich der rechtsgängigen Steigung der Leiteinrichtung abgelegt haben, weiter nach vorne zu einer zweiten Auslassöffnung transportiert.
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Mit Vorteil ist dafür gesorgt, dass die Leiteinrichtung gemeinsam mit dem rotationssymmetrischen Teil des Sichtergehäuses rotierbar angeordnet ist.
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Das Sichtergehäuse und die Leiteinrichtung werden dadurch quasi einteilig. Eine komplizierte Lagerung zwischen Sichtergehäuse und Leiteinrichtung wird vermieden.
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Dabei ist es besonders zweckmäßig, dass die Leiteinrichtung aus einer wendelartigen, an der Gehäuseinnenwand angebrachten Leiste besteht.
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Eine derartige schraubenlinienförmige Leiste kann im Außendurchmesser identisch sein mit dem Innendurchmesser des Sichtergehäuses. Das ermöglicht es, die Leiteinrichtung in einfacher Weise durch Schweißen, Kleben oder Schrauben zu befestigen. Das Sichtergehäuse bedarf daraufhin keinerlei Wartung mehr.
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Vorzugsweise umfasst das Sichtergehäuse ein konisches Rohr als rotationsymmetrischen Teil.
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Durch den in Luftstromrichtung sich dann öffnenden oder schließenden Querschnitt lässt sich der Druckverlauf im Sichter einstellen. Dazu wird der Winkel des Konus im Vorfeld durch eine Strömungsberechnung ermittelt.
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Es ist von Vorteil, wenn das rotierbare rotationssymmetrische Sichtergehäuseteil derart gelagert ist, dass es in eine feststehenden Eingangs- und/oder Ausgangseinfassung hineinreicht.
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Diese Einfassungen bilden dann in der Regel einen Teil des Sichtergehäuses im Lufteinlass- und -auslassbereich. Sie umfassen dabei die feststehenden Endwände des rotierenden Gehäuseteils, gegenüber dem sie vorzugsweise abgedichtet sind. Das bietet die Möglichkeit in einfacher Weise den Zulufteintritt und den Abluftauslass sowie Ein- und Auslassöffnungen für die Materialströme anzuordnen. Die Ein- und Auslassöffnungen können zudem mit relativ geringem Aufwand wegen der fest montierten Leitungen mit bekannten Zellenradschleusen versehen werden. Dadurch können oder Druckräume begrenzt und eventuell auch Material dosiert werden. Außerdem können in den feststehenden Einfassungen mit leichten baulichen Maßnahmen Bersteinrichtungen integriert sein, so dass auch eine hervorragende Prävention vor einem Explosionsrisiko des Holzfeinstaubs integrierbar ist, denn die Berstscheiben können beispielsweise in einen vom Personal nicht frequentierten Außenbereich wirken.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass Staub über einen Abluftauslass abtransportierbar ist.
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Dieser Abluftauslass befindet sich in der Regel an dem dem Zulufteintritt entgegengesetzten Ende des Sichtergehäuses und kann auch in einer Ausgangseinfassung installiert sein. Mit Hilfe dieses Abluftauslasses lassen sich nicht nur Holzstäube sondern beispielsweise auch die Silikate vortrefflich separieren. An diesen Luftauslass ist üblicherweise eine Abluftleitung angeschlossen. Diese Abluftleitung weist beispielweise in bekannter Technik eine Materialweiche auf. Aufgrund von auftretenden Zentrifugalkräften gelingt es, in diesem Bereich eine Aufteilung in ein Partikel-/Luftgemisch einerseits und in Luft andererseits, so dass eine bestimmte Luftmenge von der Fasermenge abgetrennt werden kann. Die Gesamtanlage arbeitet damit energieeffizienter, da ein geringeres Luftvolumen weitertransportiert wird. Die abgeschiedene Luftmenge wird dann beispielsweise über einen Ventilator dem Sichter wieder zugeführt und gegebenenfalls zuvor mit Frischluft gemischt.
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Insgesamt bietet die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sichters im Gehäuseinneren ein sehr gleichmäßiges Strömungsbild der Partikel unterschiedlicher Masse oder Größe, wie es bei herkömmlichen Sichtern nicht bekannt ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sichter in einer vereinfachten schematischen Darstellung mit einem Materialeinlass im Zulufteinritt, und 2 zeigt einen vergleichbaren erfindungsgemäßen Sichter in einer vereinfachten schematischen Darstellung mit einem Materialeinlass über Auflösewalzen in die Eingangseinfassung.
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In den Figuren ist jeweils ein Sichter für die Abtrennung von Grobpartikeln 15a aus einem Partikelstrom, insbesondere Faser- oder Spänestrom, im Zuge der Herstellung von Holzwerkstoffplatten, insbesondere Holzfaserplatten dargestellt. Ein solcher Sichter wird bevorzugt in eine Anlage zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten integriert, insbesondere um unerwünschte Bestandteile (z.B. Metallteile, Klebstoffklumpen, Grobfasern, Roststücke oder dergleichen) aus einem Stoffstrom (z.B. aus beleimten Fasern) herauszusichten, und zwar vor allem um nachgeschaltete Anlagen bzw. Anlagenteile (z.B. Stahlbänder einer kontinuierlich arbeitenden Holzwerkstoffplattenpresse) vor Beschädigungen zu schützen. Parallel wird jeder der in den Figuren dargestellten Sichter aber auch dazu genutzt, um Feingutpartikel 15b, beispielsweise Silikate, aus einem Materialstrom herauszufiltern. Dies geschieht, indem die Staubpartikel mit der Abluft durch den Abluftauslass 8 abgeführt werden.
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Der Sichter 1 weist in beiden Figuren ein Sichtergehäuse 2 auf, welches ein rotationssymmetrisches Mittelteil 3 und eine Eingangseinfassung 4 sowie eine Ausgangseinfassung 5 aufweist. Die Bezeichnung Eingangseinfassung 4 und Ausgangseinfassung 5 bezieht sich dabei auf die Hauptströmungsrichtung der einströmenden Sichtluft 21.
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Beiden Ausführungen ist identisch, dass ein zu sichtender Partikelstrom 20 mit Hilfe der Zuluft 21, die mit hoher Geschwindigkeit in das Sichtergehäuse 2 eintritt, von der Eingangseinfassung 4 durch das rotationssymmetrische Mittelteil 3 teilweise bis in die Ausgangseinfassung 5 getragen wird.
Je nach Gewicht bzw. Größe fallen die schwereren Partikel aufgrund der Gravitation früher oder später aus dem Luftstrom heraus und legen sich im unteren Bereich auf der Gehäusewand ab. Dabei fällt das Grobgut 15a, beispielsweise Steine oder Klumpen, bereits innerhalb der Eingangseinfassung 4 in den dort im unteren Bereich angeordneten Grobgutauslass 9 oder wird dahin über eine Leiteinrichtung 14 geleitet. Dagegen wird das Gutmaterial 15c bis zum Gutmaterialauslass 10 getragen oder geleitet. Der Feinstaub 15b wird in den Ausführungsbeispielen durch den Abluftauslass 8, 11 ausgetragen, könnte aber auch einen separaten Feinstaubauslass besitzen, wenn Abluft und Feinstaub noch einmal getrennt werden.
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Die durch Pfeile angedeuteten Partikelströme 15, 15a, 15b, 15c sollen verdeutlichen, welchen Weg Grobgut 15a, Feinstaub 15b und Gutmaterial 15c nehmen.
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In gleicher Weise sind durch Pfeile die zu sichtende Materialzufuhr 20, die Zuluft 21 und die Abluft 22 dargestellt.
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In dem rotationsymmetrischen Teil 3 des Sichtergehäuses 2 ist eine Leiteinrichtung 14 vorgesehen, die zumindest eine schraubenlinienförmige, wendelartige Leiste 19 umfasst, die im Außendurchmesser dem Innendurchmesser des rotationssymmetrischen Teils 3 angepasst ist.
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Wenn diese Leiteinrichtung 14 rotiert, werden Partikel, die sich auf der Innenwandung des rotationssymmetrischen Teils 3 abgelegt haben, weil sie aufgrund der Gravitationskräfte aus dem Luftstrom ausgefallen sind, in eine Richtung parallel zur Längsachse des rotationssymmetrischen Teils verschoben. Die Richtung in oder gegen die Luftstromrichtung wird dabei dadurch bestimmt, ob die Leiste 19 der Leiteinrichtung 14 ein linksgängiges oder rechtsgängiges Schraubengewinde darstellt und ob sie im oder gegen den Uhrzeigersinn rotiert. Die Leiteinrichtung könnte sich dabei übrigens unabhängig von dem rotationssymmetrischen Teil oder mit ihm verbunden gemeinsam drehen. In beiden Ausführungsbeispielen sind zwei Leiteinrichtungen vorgesehen, eine Leiteinrichtung mit linksgängigem Schraubengewinde 14a und eine Leiteinrichtung mit rechtsgängigem Schraubengewinde 14b, die als eine Art Gewindeleiste 19 an der Innenwandung des rotationssymmetrischen Teils 3 angeschweißt ist. Das bietet den Vorteil, dass man die ausgefallenen Partikel, die im in Luftstromrichtung vorderen Bereich ausgefallen sind, weil sie besonders schwer sind und ggf. nachfolgende Prozesse negativ beeinflussen würden, zurück zu dem Grobgutauslass 9 transportieren und entsorgen kann. Dagegen werden Partikel, die im Bereich der Leiteinrichtung mit rechtsgängigem Schraubengewinde 14b ausfallen und zur Herstellung von Holzwerkstoffplatten geeignet sind, zu dem Auslass für Gutmaterial 10 transportiert. Dabei wird der rotationssymmetrische Teil 3 in Lagern 12 gelagert und über wenigstens einen Antrieb 13 in Rotation versetzt.
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In dem Fall, in dem man den Druck im rotationssymmetrischen Teil in Längsrichtung beeinflussen will, kann der rotationssymmetrische Teil auch von der Rohrform mit durchgängig gleichen runden Querschnitt abweichen und beispielsweise konisch zulaufen. Bei der Formgestaltung können Strömungsberechnungen vorausgehen. Der Einfachheit halber ist der rotationssymmetrische Teil 3 in den Figuren zylindrisch dargestellt.
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Partikel, die gar nicht ausfallen, also zum Beispiel Feinstaub, werden mit der Abluft durch den Abluftauslass 8 ausgetragen. Darunter findet sich zum Beispiel bei der Sichtung von Strohfasern Feinstaub aus Silikaten, der später noch verwertet werden kann.
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Die beiden Ausführungsbeispiele gemäß 1 und 2 unterscheiden sich nur durch den Aufgabeort des Materialeinlasses. In 2 wird der zu sichtenden Partikelstrom der Luftleitung zugeführt, die zum Zulufteintritt 7 führt. Das Material wird in der Luftleitung bereits beschleunigt und in das Sichtergehäuse eingeblasen.
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Das Sichtergehäuse in 2 weist an seiner Oberseite in der Eingangseinfassung 4 einen Materialeinlass 6 auf, über den z.B. beleimte Fasern eingebracht werden, die z.B. von einem Trockner nach der Beleimung zugeführt werden. Im Bereich des Materialeinlasses 6 oder auch oberhalb oder unterhalb des Materialeinlasses können Auflöseelemente, z.B. Auflösewalzen 18, angeordnet sein, die in der Figur lediglich angedeutet sind. Die Fasern oder Späne gelangen über den Materialeinlass 6 in den Innenraum des Sichtergehäuses 2. Das Sichtergehäuse weist unterhalb des Materialeinlasses 6 in der Wand der Eingangseinfassung 4 einen Zulufteintritt 7 auf. Hier können selbstverständlich auch mehrere Zulufteintritte, ggf. unterschiedlichster Breite und Größe vorgesehen sein.
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Über den Zulufteintritt 7 wird die Luft zugeführt und die über den Materialeinlass 6 eintretenden Fasern oder Späne werden von dem Luftstrom erfasst und in den rotationssymmetrischen Teil transportiert. Grobpartikel, z.B. Metall- oder Gummiteilchen, werden von dem Luftstrom wie dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 nicht in den Bereich des Abluftauslasses 8 transportiert, sondern sie fallen nach unten in den Bereich des Grobgutauslasses 9 und werden dort über eine Schleuse 16 abtransportiert.
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Die Schleusen 16 sind beispielhaft an dem Materialeinlass bei 1 und bei beiden Figuren am Grobgutauslass 9 und Gutmaterialauslass 10 dargestellt. In erster Linie bewirken sie, dass der Druck im Sichtergehäuse 2 sich nicht verändern kann.
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Für den Fall, dass es zu einer Staubexplosion kommt, sind in der Eingangs- und Ausgangseinfassung 4, 5 Berstscheiben 17 vorgesehen, die eine Druckwelle der Explosion in einem Bereich aus dem Sichtergehäuse 2 austreten lässt, der nicht von Personal frequentiert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Sichter
- 2
- Sichtergehäuse
- 3
- Rotationssymmetrischer Teil
- 4
- Eingangseinfassung
- 5
- Ausgangseinfassung
- 6
- Materialeinlass
- 7
- Zulufteintritt
- 8
- Abluftauslass
- 9
- Auslass Grobgut
- 10
- Auslass Gutmaterial
- 11
- Auslass Feinstaub/Silikat
- 12
- Lager
- 13
- Antrieb
- 14
- Leiteinrichtung
- 14a
- Leiteinrichtung mit linksgängigem Schraubengewinde
- 14b
- Leiteinrichtung mit rechtsgängigem Schraubengewinde
- 15
- Partikelstrom
- 15a
- Pfeil Partikelstrom Grobgut
- 15b
- Pfeil Partikelstrom Feinstaub
- 15c
- Pfeil Partikelstrom Gutmaterial
- 16
- Zellenradschleuse
- 17
- Berstscheibe
- 18
- Auflösewalze
- 19
- Leiste
- 20
- Pfeil Materialzufuhr
- 21
- Pfeil Zuluft
- 22
- Pfeil Abluft
- 23
- Abdichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016117383 A1 [0003]
- DE 102017120033 [0006]
- EP 1900445 B1 [0007]
