DE1407847A1 - Stroemungssichter - Google Patents

Description

Neue Fassung vom 10.5-ob

fifeüe Unterlagen (Art751Ab*2Nr.lSatz3 des Änderung

Beschreibung

EU der

Patentanaeldung P lh 07 847.8 - Zusatz su Patent 1 21^ 073 -

der

ALPINE Aktiengesellschaft betreffend

Strömungasichter

'Durch das Hauptpatent 1 21*f 073 ist ein Strömungssichter mit umlaufendem Sichtrad, das von dem Strömungsmittel im wesentlichen in geschlossenen, etwa radial verlaufenden Sichtkanälen von außen nach in- >nen durchströmt wird, geschützt, bei dem die Sichtkanäle in radialer Richtung (in der Sichtradebene) in an sich bekannter Reise als zickzackförmige Kanäle ohne Einbauten gestaltet sind. Bei diesem Sichter wird das Sichtgut vorteilhaft vom Umfang her zugeführt. Nach dem Hauptpatent kann dae Gehäuse, das das Sichtrad umschließt, rotationssymmetrisch auegebildet sein, um das Sichtgut und das Strömungemittel in gleichaäLiger Verteilung an den Sichtradumfang heranbringen zu können»

Die vorliegende Erfindung bringt einen weiteren Lösungsweg für die Zuführung des ßichtgutee und des Strömungsmittel an den Sichtradumfang.

Di· Erfinder haben nämlich bei Entwicklungsarbeiten an des Strömungseiohter festgestellt, daß dieser Sichter in gewissen Fällen auch dann beachtliche Sichtergebnieae bringt, wenn das Sichtgut und/oder das

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Strömungsmittel dem Sichtrad in ungleichmäßiger Verteilung über den Sichtradumfang zugeführt wird.

Die Erfindung besteht darin, in einem Strömungssichter nach dem Hauptpatent ait umlauf endest Sichtrad, das von dem Strömungsmittel its wesentlichen in geschlossenen, in radialer Richtung (in der Sichtradebene) als zicksjackförmige Kanäle ohne Einbauten gestalteten Sichtkanälen von aulien nach innen durchströmt wird und bei dem das Sichtgut dem Sichtrad am Umfang zugeführt wird, das Sichtgut und/oder das Strömungsmittel in ungleichmäßiger Verteilung über den Sichtradurafang durch zweckmäßige Gestaltung des stillstehenden Siehtraumumfangs zuzuführen.

Dieser Strömungesichter hat gegenüber einen Sichter mit einer Zuführung dee Sichftgutes und/oder des Strömungsmittele in gleichmäßiger Verteilung Über den Sichtradumfang den Vorteil, daß seine Konstruktion wesentlich einfacher wird. Dies ist auch bei einer Sichtermühle, die mit einem solchen Sichter versehen ist, der Fall. Infolge des Verzichts auf die gleichmütige Verteilung des Sichtgutes und/oder des Strömungsmittels über den Sichtradumfang kann man andere Bedingungen,wie Billigkeit, gute Betriebseigenschaften usw., weit besser erfüllen.

Bau der erfindungsgemäke Strömungssichter gegenüber einem Strb'mungsaichter ait einer Gutaufgabe in der mittleren Zone des Sichtrades (siehe USA-Patentschrift Kr. 2 276 76l und Zeilen 37 bis 56 in Spalte k dee Hauptpat»ntes) hervorragende Ergebnisse erbringt, beruht auf 3 Gründen:

1. Bei «iner Zuführung in die mittler· Zone muß etwa die doppelt· Anzahl von Sichtkammern (nüolich innerhalb und

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außerhalb) wie bei der Zuführung vom Umfang her im Sichtrad untergebracht werden.

2. Da das Sichtgut notwendigerweise den Sichtkanälen von einer Seite zugeführt wird, sind zur gleichmäßigen Verteilung des Gutes einige zusätzliche Kammern erforderlich.

3. Die Luftmengen im inneren und äußeren Teil des Sichtrades unterscheiden sich durch die Leckluft. Liese Leckluftmenge ist bei praktisch brauchbaren Konstruktionen sehr hoch und sehr stark abhängig von Fertigungsgenauigkeit, Betriebsweise und Abnutzungsaustand des Sichters, so dall sie die Sichtung erheblich stört und auch bislang nicht durch unterschiedliche Bemessung des inneren und äuLeren Sichtradteiles ausgeglichen werden kann.

Dieses Leckproblem wird im folgenden an Hand der Figur 1 erläutert:

Bei allen Sichtern mit einem Sichtrad besteht eines der in der Fraxis auftretenden Probleme immer darin, daß man unbedingt vermeiden mufi_t daL· durch die Spalte zwischen Sichtrad und Ständer Fehlkorn in daa Fein- oder Grobgut gelangt.

Da bei den In einem Sichter vorkommenden Geschwindigkeiten BerUhrungs· dichtungen ausscheiden, bleiben nur 3 Möglichkeiten, den Durchtritt von Staub alt der Leckluft su verhindern:

1. SIt Spalte so eng su «echen, daß die durchgehende Feingutaenge unbedeutend ist oder hineingeratenc*, Grobgut auf die Feinheit des Feingutes vermählen wird,

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2. Die Spalte mit reinem Strömungsmittel zu spülen.

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3. Die Druckverhältnisse so zu wählen, daß die Spalte zum Aufgaberaum hin durchströmt werden.

Die erste Maßnahme führt bei Feinsichtungen zu sehr teueren und empfindlichen Prüzisionsmaachinen mit Luftspalten von nur einigen Kikron. Daher verwendet man vorteilhaft überall dort, wo diese Katnahme nicht möglich ist, die zweite Maßnahme.

Um daa Leckproblem zu erläutern, ist in Figur 1 einmal dargestellt, wie der heutige Fachmann den bekannten Sichter mit Zickzack-ßichtrad und mittlerer Gutaufgabe heute etwa zu bauen versuchen würde, wobei die dazu nötige erfinderische Leistung offen bleiben möge.

Die Arbeitsweise sei, da sie bekannt ist, nur kurz beschrieben: i

Das Sichtrad 1 mit den Sichtstufen E ...... O .... e wird von der Sichtluft 3 durchströmt. Das Gut wird durch die Zellenachleuse k in die ßichtstufe O aufgegeben. Die Drücke in den einzelnen Bäumen sind durch die eingekreisten Zahlen ochematisch wiedergegeben, und zwar in % dos Drupkverbrauchs des ganzen Sichters. Die Spalte 5 und 6 werden mit Reinluft 7 gespült, damit kein Aufgabegut in das Feingutaustritterohr 2 gesaugt wird. Der Spalt 8 wird von auLen nach innen von Luft 9 mit etwas Grobgut durchströmt und muß deshalb aus Veraohleifcgründen ziemlich Witt sein.

Während fleo die äußeren Stufen .A .... E nur von der Sichtluft 3 durch» etröBt werden, fließen durch die inneren Stufen a .... e noch zusatzlieh die Spülluft 10 dee Spalte« 5, die Leckluft IX der Zellenechleuee k

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und die Leckluft 9 des Spaltes 8.

Nach den Erfahrungen der Anmelderin beträgt bei einer dem rauhen Betrieb angemessenen Konstruktion die Leckluftmenge 9ι 10, 11 bei mittleren Feinheiten etwa 20 % und bei feinstmöglicher Sichtung etwa 100 - 200 % der Sichtluftmenge 3.

Die Nachteile dieser unkontrollierbaren Beimischungen liegen so auf der Hand, daft sie nicht näher erläutert zu werden brauchen.

Das Beispiel mit der vorbekannten mittleren Gutaufgabe in Figur 1 seigt z.B. 11 Stufen E .... O .... e. Die mittlere Stufe 0 vollzieht keine Sichtung, sondern dient nur der Suspendieruhg des Gutes in der 'Sichtluft. Desgleichen sind die nächsten Stufen a, A wegen unsymmetrischer Belastung wenig wirksam. Selbst wenn dies vernachlässigt wird, stehen für die Feingutsichtung die fünf Sfufen a .-.C₅. e zur Verfügung.

Ein Sickeack-Sichtrad mit äußerer Aufgabe benötigt somit für die gleiche Sauberkeit des Feingutee statt der 11 Sichtstufen dee vorbekannten Sichtrades nur insgesamt 5 Slohtstufen.

Das bedeutet, daß gegenüber dem vorbekannten Sichtrad bei dem Sichtrad des erfindungsgeaMfctn Sichters bei gleichem Außendurohmesser für die einzelnen Stufen der =r ■ 2,2-fache Platz verfügbar 1st. (Selbst bei •iner Berücksichtigung des größeren Abeaugrohres steht immer noch der doppelte Plats sur Verfügung)· Da *ur gleichmäßigen Verteilung des Äichtgute· die axial· Länge der einseinen Stufen (Kammern) ein bestimmtes Vielfaches der radialen Erstreckung nicht überschreiten darf (eriindungsgeaXfi ist der Wert 1,6 besonders vorteilhaft), ist somit für

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die in bezug auf den Durchflufcquerschnitt kritische innerste Stufe e beim erfindungsgemaCen Sichter der doppelte Curchflußquerechnitt wie beim bekannten Sichter mit mittlerer Gutaufgabe vorhanden. Somit erzielt der erfindungsgemäße Sichter bei gleichem Durchmesser den doppelten Durchsatz, was ein bedeutender Vorteil iet. Dazu bringt die kleinere Stufenzahl noch andere Vorteile, wie einfachere Fertigung und geringere Empfindlichkeit gegen Ansatz und Verschleiß.

Der erfindungegemä£e Strözaungssiehter arbeitet mit jedem Strömungemittel, insbesondere Luft und Wasser.

Ee hat sich gezeigt, daii trots der ungleichmäßigen Beaufschlagung des Sichtradumfangs die Sauberkeit des Feingutes nicht merklich schlechter wird. Ursache ist wahrscheinlich, daß sich die periodische Schwankung der Gut- und Luftmenge, die jeder Sichtkanal während eines Umlaufs erfährt, nur als der gleichmütigen Strömung tiberlagerte Schwingung bemerkbar macht, die gegenüber der sowieso vorhandenen großen Turbulenz in der einzelnen Sichtkammer die Sichtung nicht wesentlich verechlech» tert.

Bei einem sehr leicht trennbaren Sichtgut, also einem nicht klebrigen und gut rieselnden Material, kann es ausreichend sein, gemäb Figur 2 das Sichtgut einfach dem Sichtradumfang- an einer einsigen Stelle, am einfachsten an der Oberseite durob ein Fallrohr zuzuführen. Das Feingut wird dann vom Sichtrad nach innen gesaugt, während das Grobgut nach kürzerer oder längerer Zeit wieder ausgeschleudert und dann irgendwie aufgefangen wird. Das Strömungsmittel wird des Siohtraduafang teils durch das Fallrohr mit dea Sicht gut, teils aus dem uaeohließenden Grobgut gehäuse augefuhrt.

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Die erfindungsgemäße Zuführung des Sichtgut es und/oder des Strömungemittels in uneleichmäßiger Verteilung über den Sichtradumfang kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn der Sichter mit einer Schlägermühle zu einer Sichtermühle kombiniert ist.

Die Entwicklung hat gezeigt, daß ee für den Wirkungsgrad einer Sichtermühle, also für den Durchsatz bei einer bestimmten Feinheit, entscheidend wichtig ist, daß das Mahlgut möglichst nach jedem Schlag - oder wenigstens nach möglichst wenig Schlägen - durch das Schlägerwerk der Mühle dem &ichtrad angeboten wird, und zwar so oft, bis möglichst alles erzeugte Feingut herausgeholt ist. Der Feingutgehalt im Kahlraum soll also möglichst niedrig sein. Diese Maßnahme ist natürlich nur dann durchführbar, wenn das Sichtrad wie das des Strömungesichtere nach der Erfindung auf das dann insgesamt wesentlich gröbere Aufgabegut des Sichters nicht ungünstig reagiert. Die an eich bekannte und weitverbreitete Anordnung gemäß Figur 7 des Hauptpatente erfüllt vorgenannte Bedingung nicht» Zwar bringt die hohe Trennschärfe und absolute Spritzkornfreiheit dee erfindungagemäßen Sichtrades auch hier einen Vorteil in bezug auf di« Güte dee Produktes gegenüber den bekannten Sichträdern, aber die an eich vom Sichtrad aus mögliche Ver ringerung dee Feingutgehaltes im Mahlraum und die damit verbundene Steigerung dee Wirkungsgrade der Mahlung ist so nicht erzielbar.

Auch bringt die etarre Kupplung von Sichter und Mahlwerk den Nachteil, daß die Geschwindigkeit der ßchläger nicht nach dem Mahlproblen, son dern, nach dem Sichtproblem eingestellt werden muß, so daß sie öftere neben dea Optimum der Mahlung liegen wird. ,

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Aus diesen Erkenntnissen heraus wurde die in den Figuren 3 und k veranschaulichte vorteilhafte Anordnung entwickelt.

Das Siohtrad ist mit waagerechter Achse parallel oberhalb des gleichfalls mit waagerechter Achse ausgeführten Schlägerwerke, dessen Länge etwa gleich seinen Durchmesser ist, angeordnet, wobei beide Läufer gleichen Drehsinn haben* In Längsrichtung gesehen, ist das Sichtrad etwa in der Mitte des Schlägerwerke angeordnet, so da£ die beiden Stirnwände des Sichtraumes - Raum, in dem das Sichtrad läuft -^ sich nach oben hin atark nähern und die in Figur K gezeigte konische Form entsteht. Zwischen dem Sichtradgehäuse und dem Sichtrad befinden sich beidseitig Passagen zum Zuführen des von dea Schlägerwerk nach oben geschleuderten Gutes in ungleichmäßiger Verteilung über den Sichtradumfeng.

Durch diese Anordnung entstehen mehrere Vorteile, die insgesamt eine wesentliche Verbesserung gegenüber bekannten Sichtersriihlen bedeuten:

Das zweiseitig gelagerte Schlägerwerk stellt die robusteste Form der Schlagermühle dar.

Der Arbeiteraue der Sichtermühle enthält keine engen Kanäle, die Büe Zubauen neigen.

Durch die Verengung des Sichtrauaes nach oben wird alles gemahlene Gut dea ßichtradumfang zugeführt.

Xa Kahlrawa sind keine toten Säume vorhanden, «ns denen dia Feingut nicht entnoauen wird, denn das Aufgabegut Sowie das ?oi Sichter »urUokgewieeene Grobgut werden der Mitte dta Schlägerwerk» eugeführt, geht« durch Verdrängung nach den Endin des Schlägerwerk· und werden dort sum Sichter hockgeworfen·

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Die Drehzahlen von Mahlwerk und Siohter sind unabhängig voneinander auf den jeweiligen Bestwert einstellbar.

Die Sichtluft wird restlos zu der sehr wichtigen Kühlung der Mahlzone ausgenutzt.

Eine weitere Verbesserung der Darbietung dea Sichtgutes an den ßichtradumfang kann dadurch erreicht werden, daß man mit dem Sichtraumumfang ziemlich dicht an das Sichtrad herangeht und an diesem Fäumscbaufeln anbringt, die dort echräggesteilt sind (siehe Figur 5), so daß sie das Gut zum Sichtrad hin fördern. Diese Aueführung war von vielen untersuchten Formen die günstigste; ihre Wirkung dürfte darauf beruhen, daß daa Sichtgut von den Räumechaufein zu einer "Strähne¹¹ am Sichtraumuafang zusammengetrieben wird, die so achmal und hoch ist, daß durch die Verdrängungswirkung das Sichtgut vom Sichtraumumfang weg entgegen der Fliehkraft zum Sichtrad gebracht wird.

Auch die durch die Räuaschaufeln erzielte Gleichheit der Umfangsge-, schwindigkeiten von Qut und Sichtrad trägt zur Verbesserung der Sichtung bei.

Durch eine Abschirmung zwischen Sichtrad und Mahlwerk v;ird ein Verschleiß des Sichtrades vermieden, wird die Zone der Darbietung des ßichtgutes von etwa Y2 auf 3/^ Sichtraduafang erhöht und wird ferner der Leerlauf-Kraftbedarf der Kühle herabgesetzt, in dem sie den aus dea Mahlraua nach oben in den Sichtraua entweichenden Luftstrom verringert, der ja bei seiner Rückkehr in den H*hlraum Beschltunigungsleistung verbraucht *

Das erfindungsgeeafce ßichtrad zeigt noch eine interessante Nebenerschei-

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nung: Im Betrieb dämpft es den hier durchgehenden Luftschall stark, wahrscheinlich infolge Absorption durch das Üichtgut in den Kanälen.

Bei einer mit einem solchen ßichtrad ausgerüsteten Sichtermühle genügt daher zur Verminderung des Luftschaum ein Schalldämpfer für die angesaugte reine Sichtluft, während ein Ausblassehalldämpfer, der wegen des in der Ausblasluft enthaltenen Feingutea groLe konstruktive Schwierigkeiten brächte, überflüssig iet.

Die Nachteile, die bei schwierigen Hichtprobleraen durch die Aufgabe vom Umfang des Sichtrades her - also durch den Verzicht auf eine Kachaichtung des Grobgutes im Sichtrad - in bezug auf die Sauberkeit des Grobgutes entstehen, können auch durch entsprechende Mailnahmen in der Gestaltung des Mantels des das iäichtrad umschließenden Gehäuses behoben «erden« Eer Sinn dieser Maßnahmen ("Mittel zur Erhöhung der Verweilzeit") besteht darin, das Grobgut dem Sichtradumfang solange wiederholt anzubieten, bis das ßichtrad die Teilchen unterhalb der Trenngrenze soweit herausgezogen hat, dafc, der gewünschte Suuberkeitsgrad dec Orobgutee erreicht ist.

Dem Fachmann sind verschiedene hittel zur Verlängerung dtr Verweilzeit dee am Innenmantel des Hichtradgehiiuseo kreisenden Grobgutes, wie z.B. 8chaufelkranz mit Bewegung" dee Gutes in· Umfangerichtung (DBP 8^5 Ikk, DBP 83^ Qt*2_t US-Pat. 2 963 230} bekennt.

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Auch die im Hauptpatent genannte "schwebende Ringwolke" ist aus,D.P,-

Anoeldung A 31 518 II1/5Od an eich bekannt.

Zwtckauiiig iet es, unter den vorstehend beschriebenen Mitteln zur Ver-

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längerung der Verweilzeit solche auszuwählen, die «ine Einstellung. der Vervteilzeit gestatten. Solche Mittel eind z.B. im DBF 83⁴J- QhZ genannt .

Dort wird allerdings ein Zweck genannt, der hier nicht interessiert j die Einstellung der Verweilzeit soll nämlich auf dem '/«eg über eine Veränderung der Bremswirkung die Trenngrenze ändern. Beim erfindungsgemüßen Sichter bringt die Einstellung der Verweilzeit dagegen einen anderen Vorteil: Für jedes Sichtprotlem kann je nach gewünschter Sauberkeit des Grobgutes entweder lange Verweilzeit bei kleiner Aufgabeinenge oder kurze Verweilzeit bei hoher Aufgabemenge eingestellt werden. Bis· her lag die Verweilzeit für einen bestimmten Sichter bei bestimmter Trenngrenze durch die Bauart fest; durch die Einstellbarkeit der Verweilseit wird also der Arbeitsbereich eines damit ausgerüsteten Sichters wesentlich erhöht.

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Claims (1)

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   Neue Unterlagen ^

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   Patentaneprüche

   1. Strömungssichter mit umlaufendem Sichtrad, das von dem Strömungsoittel im wesentlichen in geschlossenen, in radialer Richtung (in der Sichtradebene) ale zickzackförmige Kanäle ohne Einbauten gestalteten Sichtkanälen von auten nach innen durchströmt wird und bei dem das Sichtgut dem Sichtrad am Umfang zugeführt wird, nach Patent 1 21^ 073» dadurch gekennzeichnet, daß. die Zuführung des Sichtgutes und/oder des Strömungsmittel in ungleichmäßiger Verteilung über den Sichtradumfang durch zweckmätige Gestaltung des stillstehenden Sichtradgehäuses erfolgt.

   2. Strömungseichter nach Anepruc'h 1 mit einem um eine waagerechte Achse umlaufenden Sichtrad, insbesondere zum Sichten eines leicht trennbaren Sichtgutes, gekennzeichnet durch ein im Sichtradgehäuse (13) angeordnetes Fallrohr (15) zum Zuführen des Sichtgutes (16) in ungleichmäLiger Verteilung über den Sichtradumfang.

   3» Strömungssichter nach Anspruch 1 mit einem oberhalb eines Schlägerwerks angeordneten Sichtrad, dadurch gekennzeichnet , dali Schlägerwerk (20) und Sichtrad (27) eine waagerechte Achse aufweisen und gleichsinnig umlaufen, daß die Länge des Schlägerwerke etwa gleich seinem Durchmesser ist und dat beidseitig zwischen dem Sichtradgehäuee (24) und dem Sichtrad (27) Passagen zum Zuführen des von dem Schlägerwerk - nach einem oder mehreren Umläufen im Mahlraum (26) - nach oben geschleuderten Gutes (kO) in ungleichmäßiger Verteilung über den Sichtrad-

   ^Mfane "!*·"*:" ,^6ind' 9 09 8 0 7/0105 ^W °^mmAL

   nterjagen (Arf.7§ 1 Abs.2 Nr. 1 Sat3 dos ;v,..;,,>,-^. v.4.9.1967) _ - _

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   U07847

   h. Strönmngssichter nach den Ansprüchen 1 bie 3, gekennzeichnet durch an sich bekannte Mittel, wie z.B. Mantelteile dea Sichtradgehäuses (13), Abschirmung (*f2) zwischen Sichtrad (27) und Schlägerwerk (20), die das nach der ersten Aufgabe vom Sichtrad nicht angenommene oder wieder ausgeschleuderte Gut zu wiederholtem Male dem Sichtradumfang darbieten.

   5. Strömungssichter nach Anspruch 3 und k, gekennzeichnet durch einen Abstand (46) zwischen Sichtrad (27) und Mantel des Sichtradgehäuees (24) etwa gleich der Eintrittsbreite des Sichtrades und durch schräggestellte Räumschaufeln (4l) beidseits des Sichtrades zur Unterstützung der Zuführung des hochge-

   * schleuderten Gutes an dem Sichtradumfung.

   6. Strömungssichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5» gekennzeichnet durch an sich bekannte Mittel zur Einstellung der Verweilzeit dee an der Innenwand des Sichtradgehäuses kreisenden Grobgutes, wie z.B. ein höhenverstellbarer Schaufelkranz mit Bewegung des Gutes in Umfangsrichtung bzw. Schraubenform, höhenverstellbare Hindernisse u.dgl.

   90980 7/01 OS bad