DE1910501A1

DE1910501A1 - Umluftsichter

Info

Publication number: DE1910501A1
Application number: DE19691910501
Authority: DE
Inventors: Paul Bernutat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-03-01
Filing date: 1969-03-01
Publication date: 1970-10-15
Also published as: CA946756A; FR2033164A5; CH510471A; AT300692B; SE365130B; DK140714B; DE1910501C3; DE1910501B2; BE746711A; GB1253952A; US3682302A; DK140714C

Description

4 DÜSSELDORF i PATENTANWÄLTE

Malkastenstraße2 OJPlL-WG. ALEX STENGER Telefon (0211) 36OS14 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE .

Unser Zeichen: 9725~& Datum: 28.Februar I969

Paul B er η u t a t , 4 Düsseldorf, Graf-Recke-Strasse 99

U m 1 U' f t s i C Ii t e r . .. -

Die Erfindung betrifft einen Urnluftsichter,bei dem die mit Peingut, beladene Sichtluft in Zyklonen entstaubt vrird, die ausserlialb des Sichtraumes angeordnet sind, und bei dem der den Luftstrom erzeugende Ventilator innerhalb des Sichters liegt. -

Es ist eine Bauweise von' Umluftsichtern bekannt, bei der die mit Peingut beladene Sichtluft in Zyklonen entstaubt wird, die ausserhalb des Sichtraumes angeordnet sind, und bei der der den Luftstrom erzeugende Ventilator nicht im sondern ebenfalls ausserhalb des Sichters liegt. Die Aufgabe des Sichtgutes in den Sichtraum erfolgt durch einen Streuteller, Der entscheidende Nachteil dieser bekannten Umluftsiohter besteht darin, daß die Abscheideleistung der Zyklone nicht konstant ist.Der Grund dafür ist, daß der zwischen- Sichter und Ventilator kreisende Luftstrom entsprechend der JewelIs gewünschten Feinheit des Fertiggutes verändert werden muß.Diese Veränderung der umgewälzten Luftmenge wird ■'■durch eine Wiäerständsänderung im¹ Sichter erreicht.Das bedeutet aber,daß sich auch die Beaufschlagung der.Zyklone mit feingutbeladener Sichtluft In gleicher Weise ändert und damit ebenfalls die örööe des Trenttkorndurchmessers des in den Zyklonen abgeschiedenen Fertiggüteß. Pa äie EndfallgeschWlndigkeifc des Trennkopnea bei gegebenem Zyklon umgekehrt propoittonal deirdurchgesetzten Luftmenge ist,ändert sich die Abscheideleistung mit; der ,leweiligen Feinheit des Fertiggutes in der Weine,daß mit zunehmender Feinheit der, PertlEgutes, il.-h.mit abnehmender Luffcgeßohwindlig-

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keit im Sichter, die Abscheideleistung der Zyklone iimtfei^ ^v geringer wird. Die aus den Zyklonen in den Sichtraum zurückströmende Sichtluft enthält deshalb einen immer grösseren Anteil an Peingut. Hieraus ergibt sich, daß einmal die Trennschärfe sich durch die damit verbundene"Auffeinung" des Sichtgutes im Sichtraum verschlechtert (die Trennschärfe nimmt bekanntlich mit zunehmender Feinheit des Sichtgutes stark ab) und zum anderen die Menge des dem Sichter aufzugebenden Sichtgutes um den Betrag vermindert werden muß, der dem zurückströmenden Feingutanteil entspricht, da für jede α Feinheit des Fertiggutes die spezifische Staubbeladung im ^ Sichtraum (bei vorgegebenener Luftgeschwindigkeit) einen bestimmten Wert nicht übersteigen darf. Der Bereich, in dem sich die umgewälzten Luftmengen und damit die Abscheideleistungen der Zyklone ändern,ist dabei verhältnismässig groß. Die Feinheit des Fertiggutes,. ausgedrückt in seiner spezifischen Oberfläche, ist etwa umgekehrt proportional der Wurzel aus der umgewälzten Luftmenge. Diese Feinheit muß bei industriellen Sichtern zwischen 2ooo und 5ooo cm /g geändert werden können. Die Endfallgeschwindigkeiten der Trennkorndurohmesser in den Zyklonen verhalten sich also ungefähr wie 6:1, wenn die obere und untere Grenze des Verstellbereiches betrachtet wird.

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Ein weiterer Nachteil der bekannten lJmluftslohter ist ihr verhältnismässig hoher Leistungsbedarf. Dieser hohe Leistungsbedarf hat seine Ursache in den unveränderlichen Widerständen, die durch die Sichterkonstruktion bedingt sind und die von der durchströmenden Sichtluft überwunden werden müssen, und in jenem veränderlichen Widerstand, mit dessen Hilfe die Axialgesohwindigkeit der Sichtluft im Slohtr&um, d.h. die umgewälzte liUftiHenge, auf den Wert gebracht wird, der die

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-*■■- ■ ■ ■ ■' y -.-, Jeweils gewünschte Feinheit des Fertiggutes zur Folge hat.

Die unveränderlichen Widerstände finden sich in der Sammelleitung zwischen den Zyklonen und dem Ventilator, in der Leitung zwischen dem Ventilator und dem Sichter sowie im Sichter selbst, wo der Widerstand vornehmlich aus dem Anschluß der Zyklonkanäle am Sichtraumgehäuse herrührt. Da nämlich die Summe der rechteckigen Anschlußquerschnitte der Zyklone nur einen Bruchteil des Sichtraumquerschnittes beträgt·, erfährt die mit Feingut beladene Sichtluft bei ihrem Eintritt in die Zyklonkanäle eine diesem Querschnittsverhäitnis entsprechende Geschwindigkeitssteigerung; Die mit dieser Geschwindigkeitssteigerung verbundene Beschleunigung verursacht einen Druckverlust, der sich in bekannter Weise zusammensetzt aus dem Druckverlust zur Beschleunigung der reinen Sichtluft und insbesondere dem Druckverlust zur Beschleunigung des in der Sichtluft mitgeführten Feingutes. Auch durch einen tangentialen Anschluß der Zyföone am Sichtraum wird dieser Druckverlust nur wenig vermindert.

Der veränderliche Widerstand wird durch Drehzahländerung eines sogenannten Gegenflügelrades erzeugt, das oberhalb des Streuteiles angeordnet ist und das auch bei Umluftsichtern mit innenliegendem Laufrad zur Änderung der umgewälzten Luftmenge benutzt wird·. Bei dem Umluftsiehter mit ausseriliegendem Ventilator bewirkt das GegenflugeIrad, das mit seinen angestellten Schaufeln praktisch wie ein gegenläufiges Axiallaufrad arbeitet, entsprechend seiner stufenlos einstellbaren Drehzahl "-eine"ti bestimmten Widerstand, der von der den Sichtraum durchströmenden Sichtluft überwunden werden muß. Die auf diese Weise durchgeführte Änderung der umgewälzten Luftmenge ist besonders verlustreich: einmal wird durch den vom Axiallaufrad erzeugten Widerstand Energie vernichtet und zum anderen benötigt der Antrieb des Axial1aufrades

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Energie. Als nachteilig kommt noch hinzu, daß mit dem Ausrichten von immer feinerem Fertiggut der Gesamtleistungsbedarf des Sichters und vor allem der auf den Fertiggutdurchsatz bezogene Energiebedarf stark anwächst. Da nämlich hohe Fertiggutfeinheiten eine geringe axiale Luftgeschwindigkeit im Sichtraum bedingen, muß der Widerstand durch das Axiallaufrad entsprechend groß gemacht werden; das Axiallaufrad muß also mit hoher Drehzahl laufen,wozu wiederum ein dementsprechend hoher Leistungsbedarf notwendig ist.

Ein anderer Nachteil liegt in der Aufgabe des Sichtgutes in h den Sichtraum über einen Streuteller. Diese Art der Sichtgutaufgabe ist nicht geeignet, das Sichtgut so zu dispergieren und gegebenenfalls auch zu desagglomerieren, wie es der nachfolgende Sichtprozeß erfordert. Da für eine scharfe Trennung des Sichtgutes in Fein- und Grobgut eine möglichst vollständige Dispergierung des Sichtgutes, d.h. eine Auflösung der Sichtgutwolken und -strähnen in Teilchen, die sich der Sichtluft einzeln darbieten, unerlässliche Voraussetzung ist, kommt der Aufgabe des Sichtgutes in den Sichtraum ganz besondere Bedeutung zu. Diese Aufgabe wird aber von einem Streuteller nur sehr unvollkommen erfüllt. Mit einem Streuteller kann dem Sichtgut nicht annähernd die radiale Geschwindigkeit mitgeteilt werden, die für seine Ausbreitung und * Dispergierung über den gesamten freien Sichtraumauerschnitt erforderlich wäre. Man kann nämlich leicht zeigen, daß zur Überwindung der bei industriellen Sichtern üblichen Entfernung zwischen Streutellerrand und der Wand des Sichtraumes Geschwindigkeiten notwendig sind,auf die die Teilchen des Sichtgutes von einem Streuteller üblicher Bauweise nicht zu beschleunigen sind. Um z.B. eine Entfernung von einem Meter radial zurückzulegen (wobei entgegen der Wirklichkeit enge- nomrnen wird, daß das Teilchen durch benachbarte Teilchen

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keine Störung erfährt ), muß einem Teilchen mit einem Durchmesser von o,l mm und einem spezifischen Gewicht von 3,o g/cm eine Anfangsgeschwindigkeit von mehr als 5o m/s erteilt werden. Für die noch kleineren Teilchen, die iii der Regel den weitaus grösseren Gewichts anteil des Sichtmites ausmachen,ist ein mehrfaches dieser Geschwindigkeit zur Überwindung der angenommenen Strecke notwendig, An diesem Ergebnis ändert auch die Tatsache wenig, daß' der Viiderstand von Staubsträhnen geringer ist als der von Einzelteilchen.

Es entspricht also nicht den Tatsachen, wenn angenommen wird, daß das Sichtgut vom Streuteller schleierartig über ien freien Querschnitt des Sichtraumes ausgebreitet wird. Vielmehr wird die Radialgeschwindigkeit des Sichtgutes nach kurzem Flugweg zu Null und das Sichtgut bewegt sich zunächst in Ballen und Strähnen vorwiegend nach unten. Das Dispergieren und Aussichten des Feingutes erfolgt anschliessend durch die im Sichtraum herrschende.dreidimensionale Strömung der Sichtluft. Bei den bekannten Umluftsientern ist diese dreidimensionale Strömung aber nicht so ausgebildet, und zwar nach Richtung und Größe, daß sowohl Dispergieren als auch Sichten mit maximalem Effekt-durchgeführt werden könnten. Der Grund dafür liegt in der Einführung der Sichtluft in den Sichtraum und in der Gestaltung des Sichtraumes.

Die Einführung der Sichtluft in den Sichtraum erfolgt entweder durch ein kreisringförmiges Schaufelgitter, gewöhnlich Jalousie genannt, oder nach einem neuen Vorschlag durch Düsen, die unterhalb des Streuteiles angeordnet sind und die Sichtluft tangential und axial einblasen. Beide Arten der Sichtlufteinführung sind nachteilig.

Wird die Sichtluft über ein Schaufelgitter eingeführt, so erhält sie dadurch In gewünschter Weise eine tangentiale

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und eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Damit entsteht im Sichtraum hinter dem Schaufelgitter eine mehr oder weniger ausgeprägte Drallströmung. Eine solche rotationssymmetrische Drallströmung in einem zylindrischen Rohr bildet aber stets einen Wirbelkern, auch Totwasserkern genannt, in dem keine gesunde Strömung herrscht,sondern vielmehr eine starke Instabilität der Strömung zu beobachten ist. (Diese Erscheinung ist besonders aus dem Kreiselmaschinenbau bekannt und war hier, wegen ihrer grossen Bedeutung,Gegenstand eingehender Untersuchungen). Alle Teilchen des Sichtgutes, bei denen nun die Größe des Strömungswiderstandes infolge der radialen Sichtluftkomponente größer ist als die Zentrifugalkraft,die auf die Teilchen als Folge der tangentialen Sichtluftkomponente wirkt,werden damit zu einem grossen Teil in den turhienten Wirbelkern gelangen und dadurch praktisch dem Sichtprozeü entzogen. Sie werden überwiegend im Wirbelkern verbleiben und hier die Staubbeladung so weit steigern, bis es zum Ausfallen dieser Teilchen in den Grobgutauslauf kommt. Nachteilig ist bei diesem Vorgang insbesondere, daß durch die beschriebenen Kraftwirkungen gerade die sehr feinen Teilchen, also die/ die zum Fertiggut gehören, in den Wirbelkern getrieben werden. .;■",-■

Im übrigen ist der Durchmesser des Wirbelkernes ausschließlich vom Verhältnis der axialen zur tangentialen Sichtluftgeschwindigkeit im Sichtraum abhängig, und zwar in dem Sinne, daß mit abnehmendem Geschwindigkeitsverhältnis der Durchmesser des Wirbelkerns wächst. Da die axiale Sichtluftgeschwindigkeit die Feinheit des Fertiggutes direkt bestimmt, wird eine Erhöhung der tangentialen Sichtluftgeschwindigkeit bei vorgegebener Fertiggutfeinheit, wie sie z.B. bei verschiedenen Umluftsichtern durch Änderung der Anstellung der Schaufeln im Sehaufelgitter möglich ist, den Durchmesser des Wirbelkerns beträchtlich vergrössern.Obwohl

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damit die auf die Teilchen wirkende Zentrifugalkraft erhöht wird,werden aufgrund des jetzt bereits kurz hinter dem Schaufelgitter beginnenden Wirbelkerns immer mehr Fertiggutteilchen in den Wirbelkern gelangen. Die an sich wünschenswerte Erhöhung der tangentialen Siehtluftkomponente mit dem Ziel, das Sichtgut besser zu dispergieren, (was gerade dann wichtig ist ,wenn ein feines Fertiggut ausgerichtet werden soll, die axiale Siehtluftkomponente also sehr gering ist) führt deshalb zu einer Verschlechterung der Trennschärfe.

Bei Umluftsich.tern_e bei denen die Schaufeln des Schaufelgitters nicht verstellbar sind,bleibt der Durchmesser des Wirbelkern konstant,da auch das Verhältnis von Axial- zur Tangentialgeschwindigkeit der Sichtluft bei ,jeder umgewälzten Luftmenge unveränderlich ist. Jedoch wird bei geringen Luftgeschwindigkeiten, also besonders wieder beim Aussichten von feinem Fertiggut, der Anteil der in den Wirbelkern wandernden Fertiggutteilchen zunehmen,da der radial nach innen gerichtete Strömungswiderstand mit abnehmender umgewälzter Luftmenge stärker wächst als die radial nach aussen gerichtete Zentrifugalkraft..

Die mit zunehmender Feinheit des Fertiggutes progressiv schlechter werdende Trennschärfe, verbunden mit einer Abnahme des Durchsatzes an Fertiggut, hat also bei den bekannten Umluft- ' sichtern ihre Ursache vornehmlich darin, daß sich die die Trennschärfe ungünstig beeinflussenden Wirkungen addieren, nämlich die erwähnten negativen Folgen aus der abnehmenden Abscheideleistung der Zyklone und der zunehmende Anteil des Feingutes, der in den hinter dem Schaufelgitter liegenden Wirbelkern wandert. Das Ergebnis ist, daß beim Aussichten eines Fertiggutes mit einer spezifischen Oberfläche von ca 5000 cm /g bis zu 50$ des aufgegebenen Sichtgutes den Sichter unklassiert durchläuft.

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Auch" wenn die Sichtluft gemäß dem vorerwähnten neueren Vorschlag über tangentiale und axiale Düsen in den Sichtraum eingeführt ' wird, wobei diese Düsen an einem koaxial in den Sichtraum mündenden Rohr angeschlossen sind/ werden die Nachteile des herkömmlichen Schaufelgitters nicht beseitigt. Es ergibt :- ........ ..-sich nämlich der Nachteil, daß die gewählte .-Anordnung der . ■ . tangentialen Düsen weder eine ausgeprägte Rotations- bzw. ---. ^:; Potentialströmung noch eine gleichmässig über den Sichtraum. - ν querschnitt verteilte axiale Sichtluftkomponente möglich macht. Die Folge ist eine stark verwirbelte räumliche. Strömung mit . \ negativer Wirkung auf den Sichtprozeß. Entscheidend nachteilig: .: ist aber an dieser Anordnung/ daß die Zentrifugalkraft,bedingt' durch die tangentiale Sichtluftkomponente., die Teilchen an die Wand des Sichtraumes treibt,wo sie sich zum großen Teil absetzen, nach unten rutschen und so dem Sichtprozeß entzogen werden. Da nämlich die axiale Sichtluftkomponente erst oberhalb eines gewissen Abstandes der tangentialen Düsen wirksam werden _: kann, werden alle Teilchen,die unterhalb dieses Bereiches an die Wand gelangen bzw.vonoben in diesen Bereich hineinrutschen, nicht daran gehindert, in den Grobgutauslauf abzurutschen.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Umluftsichter zu schaffen, der unter Vermeidung der voranstehend eingehend ; beschriebenen Nachteile und Mangel bei geringem Leistungsbedarf eine hohe Abscheideleistung besitzt,die auch bei einer Änderung der Feinheit des Fertiggutes konstant" bleibt. . :

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung vorgeschla-* V gen, bei dem aus' einem zylindrischen Sichtraumgehäuse mit einem innenliegenden, von einem drehzahlveränderlichen Motor angetriebenen Radiallaufrad bestehenden Umluftsichter mehrere aussenliegende Zyklone mittels Eintrittsk&nälen derart

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hinter dem Radiallaufrad anzuschließen, daß sowohl die Richtung als auch die Größe der absoluten Austrittsgeschwindigkeit der Sichtluft bei ihrem Eintritt in die Zyklonkanäle keine Änderung erfährt,wobei jedoch die Breite der Zyklonkanäle unmittelbar vor den Zyklonen durch in diese Kanäle eingebaute drehbare Klappen bis auf Null vermindert werden kann. Die Absaugung der Sichtluft erfolgt durch von unten in die Zyklone hineinragende Tauchrohre, die wiederum mit dem Sichtraumgehäuse durch rechteckige Kanäle so verbunden sind, daß die schräg am Sichtraumgehäuse angeschlossenen Kanäle ein Schaufelgitter darstellen, hinter dessen feststehenden Schaufeln verstellbare, in den Sichtraum hineinstehende Schaufeln angebracht sind, bei denen der Winkel, den diese Schaufeln mit dem Umfang des Sichtraumgehäuses bilden, beliebig verändert werden kann. In den das Schaufelgitter ausmachenden Kanälen sind Klappen derart angeordnet, daß durch Verstellen dieser Klappen die Austrittsquerschnitte der Kanäle beliebig klein gemacht werden können. Das Sichtraum gehäuse enthält ein vom kegeligen Grobgutauslauf ,bis fast an die Deckscheibe des Radiallaufrades reichendes koaxiales, feststehendes Rohr, in das oberhalb des Schaufelgitters ein gerader Verteilerkegel eingebaut 1st, dessen Spitze unterhalb des Auslaufes eines radial von aussen bis zur Sichterachse geführten Fördermittels endet, und das für den Durchtritt von Sichtgut und Grobgut an entsprechender Stelle Öffnungen aufweist.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des ümluftslohters werden alle aufgezeigten Nachteile und Mängel der bisher bekannten Konstruktionen von Uralufteichtern vollständig beseitigt.

Der entscheidende Nachteil des sich mit der umgewälzten Luftraenge ändernden Trennkorndurchmessers in den Zyklonen

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-.**■■ Jo ' : wird auf einfache Weise dadurch beseitigt, daß die Eintrittsquerschnitte der Zyklone durch die in den Zyklonkanäien befindlichen Klappen so verändert werden können, daß der Trennkorndurchmesser konstant bleibt. Da nämlich für einen. vorgegebenen Zyklon die Endfallgeschwindigkeit des Trennkorn-Durchmessers, wie·schon erwähnt, direkt umgekehrt proportional der durch den Zyklon strömenden Luftmenge ist,andererseits aber die Trennkorn-Endfallgeschwindigkeit mit .dem Verhältnis von Eintrittsquerschnitt zum Zyklonquerschnitt monoton wächst bzw.fällt, kann für jede umgewälzte Luftmenge ein Querschnittsverhältnis so gewählt werden, daß die Trennkorn-Endfallgeschwindigkeit konstant bleibt= Wird also z.B. die umgewälzte Luftmenge vermindert,weil ein Fertiggut mit grösserer Feinheit ausgesichtet werden soll, so werden 'die Eintrittsquerschnitte der Zyklone durch Ausschwenken der Klappen in den Zyklonkanälen so weit verkleinert, bis der gewünschte Tjpennkorn-Durchmesser erreicht ist= Mit der auf diese Weise geschaffenen Möglichkeit, den Trennkorndurchmesser bzw.. die Abscheideleistung konstant zu halten,sind auch alle jene beschriebenen nachteiligen Wirkungen aufgehoben,die mit der Rückführung von feinem Fertiggut in den Sichtraum verbunden sind.

Der strömungstechnisch symmetrische Aufbau des Sichters, d.h. der für alle Stromfäden praktisch gleiche Widerstand,gewährleistet auch, daß alle Zyklone gleichmässig beaufschlagt werden,was wiederum für alle Zyklone eine gleich große Absoheideleistung zur Folge hat.

Auch den Naohteil des hohen Leistungsbedarfes weist der erfindungsgemäße Umluftsichter nicht auf« Die unverändert _; liehen, durch die Konstruktion bedingten Widerstände sind klein. Einmal ist der Weg, den die Sichtluft bei einem voll-".

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ständigen Umlauf zurückzulegen hat, kurz und zum anderen sind die Zyklone so bemessen, daß sie für eine vorgegebene Abscheideleistung einen möglichst geringen Druckverlust verursachen. Mit einem besonders kleinen Widerstand ist aber das Einströmen der Sichtluft in die ZykloneHkanäle behaftet. Da diese Zyklonkanäle erfindungsgemäß hinter dem Radiallaufrad so angeschlossen werden, daß die absolute Geschwindigkeit der Sichtluft nach ihrem. Austritt aus dem Radiallaufrad weder in ihrer Größe noch in ihrer Richtung eine wesentliche Änderung erfährt, ist der mit diesem StrömungsVorgang verbundene Druckverlust auf einen minimalen Wert gebracht. Bedeutsam ist hierbei noch, daß der Austrittsdrall der Sichtluft praktisch nicht verlorengärt. ■

Der veränderliche Widerstand in Form eines gegenläufigen Axiallaufrades entfällt beim erflndungsgemassen Umluftsicher vollständig. Die Änderung der umgewälzten Luftmenge wird hier durch entsprechende Änderung der Drehzahl des Radiallaufrades vorgenommen, womit gleichzeitig erreicht wird, daß der Energieverlust, der mit der Änderung der Luftmenge verbunden ist, ein absolutes Minimum ist (Bekanntlich ist die Drehzahlregelung von Ventilatoren die energetisch günstigste). Besonders wichtig ist dabei, daß der auf den Fertiggutdurchsatz bezogene Energiebedarf sich etwa mit der zweieinhalbfachen Potenz der; Drehzahl des Radia3,laufrades ändert. Das bedeutet aber im Gegensatz zu allen bekannten Umluftsichtern,daß der spezifische Energiebedarf mit zunehmender Feinheit des Fertiggutes stark abnimmt.

Der erfindungsgemäße Umluftsichter hat auch nicht die beschriebenen Nachteile, die mit der Einführung der Sichtluft in den Sichtraum und mit der Aufgabe des Sichtgutes verbunden waren.

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Die Einfiütaang: da» Sl^MlmEt, erfolgt zwar' auch, Jetzt über, ein: Sehaiadte&g^ttee^'* das; aus dem Ka^äleaargebildet-wfed, dlie- die Zyklone mlfc dleiffi Säiß&feraumä verfeinden;,, jedocfe mdLfe dem. wilehtdigem· WEEifrers-fidädLedli daß: ssMohQL dtäLe Gseöfie? aüls; aucfo diie SäieEEfeusErg· der⁵ fn €em SidtoferaiBmi: edtesiteFSmeaüdlen. sa.Ghftlnffe imab-Miigig; voneirüandleF weFä^idert werdlea feötaneiii., M.e. absolüite Cfecple, dler^; Oeseimdinilgkelt der- SielifelMffe be-1 iEn?enr Eintritt dias SicfotraEungefciSiise wirdl disreli die in. den, Kanäleit feefind-Klappen beetefliißfe. Werden dlle ÄtEStrlttscpnepsehnlfcte

Kanäle düaireii Ausschwenken der Klappen werrlngeFt, so

sicte die Eintrittsgeschwindigkeit der Siefctiuft entspreeliend. Die Inderung der Rlclitiing der SiclitlTiftelntrittsgeschwindigkeit erfolgt mittels der verstellbaren Schaufeln, die in den Siehtraum hineinragen und die hinter den feststehenden Schaufeln des Gitters, d.h. hinter den Kanalwändeh, angebracht sind. Die Geschwlndigkeitsicomponenten der sich hinter dem Schaufelgitter bildenden Drallströmung können somit nach Größe und Richtung weitgehend verändert werden, und zwar unabhängig von der jeweils umgewälzten Luftmenge.

Das bedeutet zunächst, daß die Drallströmung immer so eingestellt werden kann, daß der mit der Drallströmung untrennbar verbundene Wirbelkern einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der Durchmesser des koaxialen Rohres im Innern des > Sichtraumes. Damit ist es grundsätzlich unmöglich gemacht, daß die feinen Teilchen des Sichtgutes in einen Wirbelkern geraten und aus diesem zum überwiegenden Teil in den Grob- -

gutauslauf gelangen können.

Die Aufgabe des Sichtgutes über den Verteilerkegel erfolgt oberhalb des Schaufelgitters in einem Bereichs in dem die Drallströmung noch weitgehend die Bewegungsform eines Potentialwirbels hat. Das Siehtgut wird nach Verlassen des Ver-

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teilerkegels von diesem Potentialwirbel erfaßt, radial über den kreisringförmigen Sichtraumquerschnitt verteilt und dabei in hohem Maße dispergiert bzw. auch desagglomeriert. Dlspergierung und radiale Verteilung werden noch dadurch begünstigt., daß bei einem Potentialwirbel die Umfangsgeschwindigkeiten umgekehrt proportional den Radien sind. Da somit die Geschwindigkeiten auf zwei benachbarten Radien unterschiedlieh sind, entsteht eine die Dispergierung und die Desagglomeratlon fördernde Art von Scherströmung. Welterhiiii wird das SAehtgut unmittelbar nach Verlassen des Verteilerkegels von einer Umfangsgeschwindigkeit erfaßt, die am äusseren Umfang des Verteilerkegels ihren größten Wert hat und dementSipreehend Has Sichtgut tangential und radial stark beschleunigt;, so daß dieses in wünschenswerter Welse schnell aus der Umgebung des Verteilerkegels in den Siehtraum transportiert wird. Die Unabhängigkeit der Drallströmung von der umgewälzten Luftmenge bietet darüber hinaus den großen Vorteil;, die entscheidend wichtige Umfangsgeschwindigkeit am Rande des Verteilerkegels konstant halten zu können* was gerade beim Aussichten eines feinen Fertiggutes, bei dem die umgewälzte Luftmenge sehr gering ist, von Bedeutung ist.

Beim erfindungsgemäßen Umluftsiehter.können also sowohl der Trennkorndurchmesser des in den Zyklonen abgeschiedenen Fertiggutes als auch der Durchmesser des Wirbelskerns und die Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung am Verteilerkegel durch entsprechende Betätigung von drei verschiedenen Klappen für Jeden Betriebszustand des Sichters konstantgehalten werden.

Gibt man die Werte für Trennkorndurchmesser,Wirbelkerndurchmesser und Umfangsgeschwindigkeit vor, so gibt es einen eindeutigen Zusammenhang zwischen den Stellungen der drei Klappen und der Drehzahl des Radiallaufraies.Die automatische Steuerung

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der klappen über entsprechende Stellglieder kann deshalb in einfacherweise über die Drehzahl des Radiallaufrades so ^Λ" /' erfolgen, daß die drei genannten Größen für Jede umgewälzte Luftmenge konstant bleiben.

Die Zylindrische Gestaltung des Sichtraumes beim erfindungsgemäßen Umluftsiehter unterstützt noch einen Vorgang, der einen weiteren Vorteil darstellt. Bekanntlich wird die Trennschärfe, mit der ein Sichter ein disperses Gut in einen Fein- und G,robgutteil teilt, dadurch erhöht, daß das immer noch einen gewissen Feinariteil enthaltene Grobgut einer Nachsichtung unterworfen wird. Eine solche Nachsichtung findet im erfindungsgemäßen Umluftsichter in der Weise statt, daß e.in relativ großer Teil des gröberen Sichtgutes von der Drallströmung auszentrifiigiert wird und oberhalb des.Schaufelgitters in Form von Gutringen oder Gutsträhnen rotiert und so einer ständigen Nachsichtung unterliegt.

Die ausgeprägte Drallströmung bewirkt auch noch einen anderen Vorteil.·Bekanntlieh kommt es bei Jeder Gleichgewichtssichtung im Sichtraum zu einer Anreicherung von Teilchen, deren Durch- . messer, gleich dem Ttfennkorndurchmesser ist. Es werden sich also die im Gleichgewicht befindlichen Teilchen weder nach oben noch nach unten bewegen. Diese Anreicherung von Teilchen mit etwa gleichen Gewichten führt natürlich zu einer Verschlechterung der Trennschärfe des Sichtvorganges, wenn nicht dafür gesorgt wird, daß diese.Teilchen kontinuierlich aus dem Sichtraum entfernt werden. Das kontinuierliche Entfernen dieser Teilchen geschieht in einfacher Weise durch.die Drallströmungi die gleichgewichtsnahen Teilchen werden, genau wie alle anderen Teilchen, durch die ihnen aufgezwungene Rotation und die damit ' verbundene Fliehkraft an die Wand des Sichtgehäuses getrieben, wo sie sich absetzen und dann der schon erwähnten Naoheiohtung unterworfen werden.

Die beschriebene Möglichkeit, duroh entsprechendes Ansibellen der Klappen in den Zyklonkanälen, den Trennkorndurchmesser des

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In den Zyklonen abgeschiedenen Fertiggutes konstantzuhalten bzw. zu.verändern, kann auch dazu benutzt werden, den Kornauf-, bau des Fertiggutes in gewissem Umfange zu beeinflussen. Die Veränderung des Kornaufbaues des Feingutes ist bei allen bekannten Umluftsichtern praktisch nicht möglich. Der sich ergebende Kornaufbau ist vielmehr weitgehend das Ergebnis von Sichterbauart und Sichtprinzip. Nun gibt es aber--Fälle,bei denen der. Kornaufbau .erheblichen Einfluß auf die Qualität des Feingutes hat. Beispielsweise ist seit langem bekannt, daß für die Festigkeit von Zement der Kornaufbau des Zementpulvers von großer/ Bedeutung ist. In solchen Fällen, wo also die Forderung nach einem bestimmten Kornaufbau vor der Forderung nach einer möglichst scharfen Sichtung steht, kann beim erfindungsgemäßen Umluftsichter der gewünschte Kornaufbau des Feingutes"angerilhert dadurch erreicht werden, daß die Klappen in den Zyklonkanälen unterschiedlich angestellt werden.' Damit wird in jedem Zyklon ein Feingut mit einem anderen Kornäufbau abgeschieden und der Kornaufbau des gesamten Feingutes, der sich zusammensetzt aus so viel verschiedenen Kornaufbauten^wie die Zahl der Zyklonen beträgt, ist somit in gewünschter Weise veränderlich.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung ein Ausführungsbe'Ispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt: - - - ·

Fig. 1 einen Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Umluftsichter gemäß der Schnittlinie II-Il in Fig*1. \

Oberhalb eines zylindrischen Sichtraumgehäuses1 ist ein Radiallaufrad 2 angeordnet, das über ein Getriebe 3 von einem drehzahlveränderlichen Motor 4 angetrieben wird. Hinter dem Radiallaufrad 2 schließen sich Eintrittskanäl'e'iS von Zyklonen 6 an. In jedem dieser Eintrittskanäle 5 ist parallel zur äusseren senkrechten Kanalwand eine Klappe 7eingebaut,die über ein eine

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erzeugendea Stellglied⁷ 8- so ausgeschwenkt werden ■■,-des?* Fjäiferi.ttsqia.e^trsiGiinit".fe des- Zyklons. 6.. von einem . ■ ·· ¥ea?fe toLs auf HSiIl. veränd&rt we r/dem kann., . .- ■

MLe Z^MLcare. <s> saiEDdi mit; derm SdichtraEimgehäuss 1 tufee-i" vom. im die> EfetogJiDtaaasQIaaife 9"^! eingefühirfee [EkueiEEoJäre Ho? uiadi sicüa sam die- iteeJaFQlare Ί!ο ans'cIrliess-eBTfe Kaniä-le 11 iie Sef.fe©mwMEi(fe ferr Kaniälle 11 ©im worn ülmf^;a©g; dies Mlits.es 1 fcegreiasfees· SeEtaufelgltfeer' da^stellem* Hüniteei"· den die EamaOLsieitenwan.de gebildetes^ feststehende». Sehiaiüfeln; sind bewegillaite SehaMreln; 12 anggsiEdii©^diie' wiedier/litiep" eia"eine "-" -_ Brehbewegtaag er^>2Eeu^:gendes S%eJLI@liedi !"3 so verstellt werden köbrtea, daß Jeder gewunschfte Winkel, den die Schaufein 12 dem Umfang des Sichtraumgehiaoses 1 bilden* eingestellt kann. In die KanäQLe- 11 sind parallel zu den oberen schragen Seitenwänden, Klappen 14 eingebaut,die ebenfalls '

wieder über ein Stellglied 15 so bewegt werden können, daß die Größe der Austrittsquerschnitte der Kanäle 11 von ihrem maxima- -/■ len Wert bis auf Null stufenlos variiert werden können. ■

In das S.ichtraumgehäuse 1 ist ein koaxiales Rohr 16 eingebaut, das sich an einem kegeligen Grobgutauslauf 17 abstützt* Der Durchtritt des Grobgutes aus dem kreisringförmigen Sichtraum in einen Auslauf 18 wird durch öffnungen I.9 ermöglicht.Am ; unteren Teil des koaxialen Rohres 16 schließt sich oberhalb des Schaufelgitters ein 7erteilerkegel 2o an, dessen Spitze bis unter den Auslauf einer Luftförderrinne21 reicht,. Durch öffnungen 22 gelangt das Sichtgut vom Verteilerkegel 2ö in den Sichtraum.Oberhalb dieser Öffnungen 22 setzt· sich das koaxiale '.-. Rohr 1-6- fort und endet unmittelbar unterhalb der Deckscheibe V des Radiallaufrad.es 2. _? .,

Der erfindungsgemäße Umluftsichter arbeitet wie folgt:

Das Sichtgut gelangt über die Luftförderrinne21 in das Inneredes koaxialen Rohres.l6, fällt hier auf die Spitze des Verteiler^

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kegeis 2o, auf dem es sich gleichmäßig verteilt, und rutscht ' dann infolge der Neigung des ¥erteilerkegels2o durch die öffnungen 22 in den Sichtraum-. Unmittelb.ar nach dem Eintritt in den Sichtraum wird das Sichtgut von dem hier rotierenden Potentialwirbel erfaßt, der durch das Einströmen der Sichtluft durch die Kanäle 11 aind gegebenenfalls durch entsprechende Anstellung der Klappen 14 und Schaufeln 12-erzeugt wird. Das Sichtgut wird dabei tangential und radial beschleunigt und damit über den gesamten Kreisringquejpsehnitt ües 'Siehtrauntes gleichmässig verteilt* Während dieses Vorganges, "bei üem das Siehtgut stark dispergiert und gegebenenfalls auch öesagglomeriert wird* erfolgt gleichzeitig der eigentliche,,=auf dem Prinzip der Gleichgewiehtssiehtning beruhende Sic]atvo^r,gang3 die vom Potentialwirbel unabhängige und durch entsprechende Wahl der drehzahl des Badiallaufrades .2 stufenlos einstelllDare;, vertikale Siehtluftgeschwindigkeit trägt alle die Teilehen» deren Gewicht kleiner ist als der durch die vertikale' Siehtluftgeschwindigkeit auf sie ausgeübte Widerstand,senkrecht nach oben. Die Teilchen^bei denen das Gewicht den Widerstand überwiegt, fallen nach unten in den Grobgutauslauf 17,den sie dann durch den'Auslauf 18 verlassen.

Die nach oben getragenen Teilchen des Peingutes gelangen zunächst in das Radiallaufrad 2, aus diesem in die Eintrittskanäle 5 und dann in die Zyklone 6. In den Zyklonen 6 wird das Feingut in bekannter Weise bis auf einen nicht zu vermeidenden Rest abgeschieden. Dieser Rest wird dabei so klein wie möglich gehalten, indem (falls erforderlieh) durch Ausschwenken der Klappen 7 in den Eintrittskanälen 5 der kleinstmögllche Trennkorndurchmesser eingestellt wird. Das Feingut verläßt die Zyklone β durch die Feingutausläufe 9, die beispielsweise in einer kreisringförmigen Luftförderrinne münden,die sich unterhalb dieser Ausläufe befindet und die das Feingut sammelt und abtransportiert.

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Claims

1Ι105Θ1

Patentansprüche: '- " - - ■

Umluftsichter mit zylindrischem Sichtraumgehäuse und innenliegendem Radiallaufrad, dadurch g e k e η n- : zeichne t, daß mehrere aussenliegende Zyklone (6) mittels Eintrittskanälen (5) derart hinter dem Radiallaufrad (2) angeordnet sind, daß sowohl die Richtung als auch die Größe der absoluten Austrittsgeschwindigkeit der Sichtluft bei ihrem Eintritt in die Eintrittskanäle (5) keine Änderung, erfährt.

ψ 2. Umluftsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Eintrittskanäle (5) der Zyklone (6) Klappen (7) eingebaut sind, mit denen die Eintrittsquerschnitte der Zyklone (6) zwischen einem maximalen Wert und Null veränderlich sind.

5, Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch, gekennzeichnet,, daß die Absaugung der Sichtluft aus den Zyklonen . (6) durch von unten in die Zyklone (6) hineinragende Tauchrohre (lo) erfolgt und diese Tauchrohre (Ip) über Kanäle (11) derart mit dem Siohtraumgehäuse (1) verbunden sind, daß die schräg am Siohtraumgehäuse (1) angeschlossenen Kanäle (11) ein Schaufelgitter bilden.

4. Umluftsichter naoh den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kanäle (11) "Klappen (14) eingebaut sind, mit denen die Austrittsquerschnitte der Kanäle (11) zwischen einem maximalen Wert und Null veränderlich sind,

5. Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem feststehenden Schaufelgitter

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bewegliche, in den Sichtraum hineinragende Schaufeln (12) angebracht sind, deren Neigung zum Sichtraumumfang beliebig veränderlich ist.·

6. Umluftsiehter nach den Ansprüchen 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß im Sichtraumgehäuse (1) ein koaxial feststehendes Rohr (16) angeordnet ist, das von einem kegeligen Grobgutauslauf (17) bis fast zur Deckscheibe des Radiallaufrades (2) reicht, und in das oberhalb des Schaufelgitters ein Verteilerkegel (2o) eingebaut ist, dessen Spitze "unteii:alb eines radial von.-aussein bis zur Sichterachse geführten Fördermittels, beispielsweise einer Luftförderrinne (21), endet, wobei das koaxiale Rohr (16)' an den entsprechenden Stellen mit Öffnungen (19,22) für den Durchtritt von Sichtgut und Grobgut versehen ist.

7. Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (7 und 14) sowie Schaufeln (12) über Stellglieder (8,13,15) in Abhängigkeit von der Drehzahl des Radiallaufrades (2) derart gesteuert werden, daß vorgegebene Werte für den Trennkorndurchmesser des Fertiggutes, für den Wirbelkerndurchmesser und für die Umfangsgeschwindigkeit der Drallströmung am äusseren Rand des Verteilerkegels (2o) konstantgehalten werden,

8.Umluftsichter nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kornaufbau des Fertiggutes durch unterschiedliches Anstellen der Klappen (7) in den Eintrittskanälen (5) zu den Zyklonen (6) einstellbar ist.