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Beschreibung
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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Fliehkraftklassierung
eines stetigen Stroms von körnigem Gut in einer umgelenkten Strömung Die Erfindung
betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur
kontinuierlichen Fliehkraftklassierung eines stetigen Stroms von körnigem Gut in
wenigstens eine Grobgutfraktion und wenigstens eine Feingutfraktion in einer umgelenkten
Strömung entweder in einem gasförmigen Strömungsmittel bei Trenngrenzen zwischen
etwa 1 ;im und 100 Fm und einem Massenstromverhältnis des zugeführten Gutstroms
zum Klassiergasstrom bis zu größenordnungsmäßig 10 oder in einem flüssigen Strömungsmittel
bei Trenngrenzen zwischen etwa 10 ;im und 1 mm, wobei die auf die radiale Dickenerstreckung
der Klassierströmung bezogene Reynolds-Zahl Re ca. 2000 bis über 1 000 000 betragen
kann.
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Die Reynolds-Zahl ist definiert als: Re = v mit v der Geschwindigkeit
des Strömungsmittels, 9 der kinematischen Zähigkeit des Strömungsmittels und d der
radialen Dickenerstreckung der umgelenkten Strömung
Es sind Klassierverfahren
und -vorrichtungen bekannt, bei denen die Trennung in einer durch Wände umgelenkten
Strömung erfolgt, Der bekannteste und verbreitetste Anwendungsfall, der auch zum
Abscheiden von in einem Strömungsmittelstrom gleichmäßig verteilt enthaltenen Gut
angewandt wird, ist die Umlenksichtung in einem Umlenk- oder sogenannten Jalousie-Sichter.
Derartige Jalousie-Sichter werden z.B. in Oval-Strahlmühlen angewandt.
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Eine andere Ausführungsform. eines Jalousie-Sichters ist in der US-Patentschrift
3 006 470 beschrieben, Bei Jalousie-Sichtern strömt das mit dem zu sichtenden Gut
gleichmäßig beladene Strömungsmittel in einem meist geradlinigen Kanal. Aus diesem
wird ein Teil des Strömungsmittels durch eine seitlich angebrachte Jalousie mit
einer größeren Zahl von parallelen Jalousie-Lamellen, die zwischen sich parallele
Abströmungskanäle bilden, scharf umgelenkt und abgeführt. Das umgelenkte Strömungsmittel
nimmt das Feingut mit während das Grobgut in dem geradlinig abströmenden Strömungsmittel
verbleibt. Die Jalousie-Lamellen sind an ihrer Vorderkante verhältnismäßig scharfkantig.
Die Umlenkung der Strömung erfolgt also um relativ scharfe Kanten, deren Krümmungsradius
sehr klein im Verhältnis zu den Abmessungen des geradlinigen Kanals und zur gesamten
Jalousielänge in Strömungsrichtung ist, Das zu sichtende Gut ist mehr oder weniger
gleichmäßig im Zuströmkanal verteilt, Durch diese Merkmale der Umlenksichtung in
einem Jalousie-Sichter ist die Trennschärfe bei Sichtungen unterhalb 100 pin und
höheren Gutbeladungen vergleichsweise gering.
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Die sehr scharfe Umlenkung erfordert außerdem einen hohen Druckabfall
und damit einen hohen Energiebedarf. Die umgelenkte Strömung eines Jalousie-Sichters
ist eine gekrümmte nicht parallele Strömung, die sich an den scharfen Umlenkkanten
ablöst, In ihr bewegen sich gleiche Gutpartikel auf Grund der auf sie ausgeübten
Fliehkräfte je nach der Ausgangs lange auf verschiedenen Bewegungsbahnen.
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Die Klassierung in nicht durch Umlenkwände oder an Wänden geführten
gekrümmten Strömungen, ist ebenfalls bekannt
und erfolgt beispielsweise
in sogenannten Spiralwindsichtern mit einem im Querschnitt kreisförmigen Sichtergehäuse,
in der eine rotationssymmetrische von außen nach innen spiralig verlaufende Strömung
aufrechterhalten wird. Sie ist daher mit der Umlenksichtung nicht vergleichbar,
Bei der Spiralwindsichtung bewegt sich in der gekrümmten Spiralströmung das Feingut
von außen nach innen während sich das Grobgut relativ zur gekrümmten Strömung von
innen nach außen zur äußeren Wand des Sichtergehäuses bewegt, von der es ausqetraqen
wird Die und wird hierzu sehr verbreitet angewendet, Spiralströmung eignet sich
zwar zur Feinsichtung,/hat aber den prinzipiellen Nachteil, daß Gutpartikel, deren
Größe der Trenngrenze entspricht oder naheliegt, aufgrund der Gleichgewichtsbedingungen
zwischen Fliehkraft nach außen und Mitnahmesich kraft nach innen/im Sichtraum anreichern
und aufgrund des Konzentrationsgefälles diffus unter Herabsetzung der Trennschärfe
zum Teil mit dem Grobgut und zum Teil mit dem Feingut ausgetragen werden. Da die
mit dem Feingut beladene Sichtströmung axial aus dem Sichtraum austritt, sind die
axiale Sichtraumbreite und die Durchsatzmenge begrenzt.
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Jalousie-Sichter und Spiralwindsichter haben gemeinsam den Nachteil,
daß die Trennung nur in zwei Fraktionen erfolgt.
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Von der Umlenksichtung ist auch die Querstromsichtung zu unterscheiden,
wie sie aus dem britischen Patent 1 088 599 und dem hierzu korrespondierenden US-Patent
3 311 234 sowie aus dem britischen Patent 1 194 213, dem hierzu korrespondierenden
US-Patent 3 520 407 und canadischen Patent 834 558 des Anmelders bekannt ist, bei
der das Gut mit einer bestimmten Anfangsgeschwindigkeit in eine quer- oder nahezu
entgegengesetzt verlaufende Strömung eingeführt wird, durch die das Grobgut hindurchfliegt.
Dagegen werden die Feingutpartikel in der Strömung abgebremst und in sie umgelenkt,
wobei einerseits die Bremsstrecke und andererseits die Beschleunigungsstrecke in
der Strömungsrichtung von der Partikelgröße abhängen. Dadurch ergeben sich unterschiedliche
Partikeltrajektorien. Solche Sichter eignen sich nicht für Feinsttrennungen. Dies
erkennt man bereits daran, daß die Bremsstrecke einer Gutpartikel um 10 Zm Durchmesser
und
einer Dichte von lg/cm3 in ruhender Luft bei 30 m/sec Anfangsgeschwindigkeit nur
5 mm beträgt, Solche Querstrom- und Gegenstromklassierer sind keine Fliehkraftklassierer
in denen die im Strömungsmittel suspendierten Gutpartikel durch die Strömung skrümmung
einer Fliehkraft unterliegen. Vielmehr werden die Partikel nur aufgrund ihrer von
der Strömung abweichenden Eintrittsgeschwindigkeit in der Strömung je nach ihrer
Größe mehr oder minder stark abgelenkt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur kontinuierlichen Fliehkraftklassierung in einer umgelenkten Strömung anzugeben,
mit welchen in einem weiten Trenngrenzenbereich, insbesondere bei extrem feinen
Trenngrenzen unter etwa 10 pm bei vergleichbar hohen Mengenleistungen, aber auch
bei niedrigen Mengenleistungen, sehr trennscharfe Klassierungen möglich sind. Außerdem
sollen Klassierungen erzielt werden können, bei denen im Feingut praktisch keine
Grobgutpartikel oberhalb einer bestimmten Partikelgröße und im Grobgut keine größeren
Feingutmengen unterhalb einer bestimmten Partikelgröße auftreten.
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In der Technik sind die Anforderungen an die Trennschärfe einer Klassierung
sehr unterschiedlich, So soll bei der Kombination einer Sichtung mit einer Mahlung
das Grobgut möglichst frei von Feingut sein. Die Freiheit des Feingutes von groben
Teilchen ist detgegenüber z.B. bei einer Mahlung in Verbindung mit einer Sichtung
von Zement von untergeordneter Bedeutung, Andererseits werden Aufgabenstellungen
im Bereich der Feinstsichtungen, z,B, bei Füllstoffen und Tonern, immer bedeutsamer,
die eine extreme Freiheit des Feingutes von Grobgutpartikeln bei sehr niedrigen
Korngrößen, z.B. bei 10 pm oder darunter, verlangen. Die Trenn-.grenzen müssen dann
wesentlich niedriger liegen. Diese Aufgaben sind mit den bekannten Sichtern nicht
oder nur bei geringen Gutaufgabemengen, d.h., bei Mengen in der Größenordnung von
100 kg/h oder weniger, erfüllbar.
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Keine Klassierung ist absolut trennscharf. Bezeichnet man die Partikelgröße,
die zu 50 % in das Grobgut und zu 50 % in das Feingut gelangen als Trenngrenze d5
(cut size) und entsprechend die zu 10 %, 25 %, 75 %, 90 % etc. in das Grobgut gelangende
Partikelgröße
mit d10, d25, d75, dgg etc., so ist eine sehr trennscharfe Klassierung durch das
Trennschärfenmaß >< X = d25 = 0,7 gekennzeichnet. Viele technische Klassierungen
im Ge- d75 gensatz zur Klassierung zur Analyse der Korngrößenverteilung weisen nur
Trennschärfemaße X unter 0,5 auf, Das Trennschärfenmaß>L ist aber nach dem oben
gesagten nicht ausreichend zur Charakterisierung der Güte einer Klassierung. Soll
das Feingut frei von gröberen Partikeln sein, so sind die Partikelgrößen dgg dgl
9, d100 maßgeblich. Sie sind praktisch nur bei einer bestimmten Probemenge meßbar,
z.B. mit einer Naßsiebung bzw. Mikrosiebung einer 10 g Probe. Die nachstehende Tabelle
gibt charakteristische mittlere Werte der Verhältnisse der Partikelgrößen dgg :
d50 für eine Klassierung mit hoher Trennschärfe (K = 0,8) und eine mit mittlerer
Trennschärfe (k = 0,5) an: d75/d50 d90/d50 dug/d50 = = 0,7 1,2 1,4 1,8 X = 0,5 1,4
2 3,3 Die Forderung, ein bestimmtes d100 zu erreichen, ist wesentlich schärfer als
z.B. dgl 9 oder dgl,99' denn bei jedem Strömungsklassierverfahren ist es erfahrungsgemäß
oft außerordentlich schwierig, zu erreichen, daß keinerlei "Uberkornw (oversize)
über einer bestimmten Korngröße in das Feingut gelangt, so daß auch bei trennscharfen
Feinstsichtungen d100/d50 oft über 4 liegt.
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Die Werte d25, d10, d5 etc. werden bei vielen technischen Klassierunqen,
insbesondere bei hohen Gutbeladungen überhaupt nicht erreicht, weil z.B. von allen
Partikelgrößen unter d50 mehr als 25 % in das Grobgut gelangen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird für ein Verfahren
zur kontinuierlichen Fliehkraftklassierung eines stetigen Gutstroms in wenigstens
eine Grobgutfraktion und wenigstens eine
Feingutfraktion in einer
umgelenkten Strömung dadurch gelöst, daß der Gutstrom in einer dünnen Schicht in
eine in der Klassierzone umgelenkte, innen an einer gekrümmten inneren Umlenkwand
längs eines inneren Umlenkwinkels von etwa 450 bis über 1800 anliegende und außen
längs eines kleineren äußeren Umlenkwinkels, längs dessen sie von keiner Wand geführt
wird, an eine zur Ausuhrung der Grobgutfraktion dienende äußere Strömung angrenzende
im wesentlichen parallel zur inneren Umlenkwand verlaufende Klassierströmung, deren
Radienverhältnis von äußerer zu innerer Krümmung weniger als etwa 5 : 1 beträgt,
im Bereich des Beginns der Krümmung der inneret wand innen mit einer Geschwindigkeitskomponente
in Richtung der Klassierströmung von mindestens der halben Geschwindigkeit der Klassierströmung
an dieser Einführungsstelle und mit einep nicht mehr als 450 von der Strömungsrichtung
der Klassierströmung abweichenden Richtung eingeführt wird, und daß nach Auffächerung
durch die Fliehkraft die oder jede Feingutfraktion mit der abströmenden Klassierströmung
und höchstens einem Teil der äußeren Strömung und die oder jede Grobgdtfraktion
mit der äußeren Strömung und höchstens einem Teil der Klassierströmung abgeführt
wird.
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Eine, zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete, erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Fliehkraftklassierung in einer umgelenkten Klassierströmung hat
einen Strömungskanal zur Führung einer Klassierströmung, auf dessen einer Seite
an einer Guteinführungsstelle eine Gutzuführeinrichtung mündet und auf dessen der
Guteinführungsstelle gegenüberliegenden Seite in der Kanalwandung eine Grobgutaustrittsöffnung
für den Austritt von Grobgut aus der Klassierströmung mit einer deren Ende bildenden,
den Guttrajektorien schräg entgegenstehenden Kante sowie außerhalb des Strömungskanals
eine sich an die Grobgutaustrittsöffnung anschliessende Grobgutabführeinrichtung
vorgesehen ist. Sie ist derart ausgebildet, daß der Strömungskanal zur Umlenkung
der Klassierströmung innen mit einem Umlenkwinkel von etwa 450 bis über 1800 stetig
gekrümmt ist, daß im Bereich des Beginns der inneren Kanalkrümmung in der Nahe der
inneren Umlenkwand die Mündung einer
Gutzuführeinrichtung zur Zuführung
des Gutstroms in einer dünnen Schicht und in einer Richtung, die von der Klassierströmung
um weniger als 450 abweicht, vorgesehen ist, daß die das Ende der Grobgutaustrittsöffnung
bildende Kante nach einem äußeren Umlenkwinkel, in Fortsetzung der am Beginn der
Grobgutaustrittsöffnung endenden äußeren Kanalwand oder radial hierzu etwasversetzt
angeordnet ist, daß das Radienverhältnis von äußerer zu innerer Krümmung des Strömungskanals
weniger als 5 : 1 beträgt und daß auf der Seite der Grobgutaustrittsöffnung neben
dem Strömungskanal ein am Beginn der Grobgutaustrittsöffnung in die Grobgutabführrichtung
mündender Zuführkanal für gutfreies Strömungsmittel vorgesehen ist, aus dem das
Strömungsmittel zur Abführung der Grobgutfraktion etwa parallel zur Klassierströmung
austritt.
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Für mittelfeine Trenngrenzen beträgt der innere Umlenkwinkel wenigsten
600 und für sehr feine Trenngrenzen wenigstens 900.
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Im allgemeinen wird er zwischen 90 und 1800 liegen. Die Geschwindigkeitskomponente
des in die Sichtströmung eintretenden Gutstroms bei gasförmigem Strömungsmittel
ist vorzugsweise etwa so groß wie die Geschwindigkeit der Klassierströmung an der
Einführungsstelle. Das Radienverhältnis von äußerer zu innerer Krümmung der in der
Klassierzone an der Umlenkwand umgelenkten Strömung, die strömungstechnisch als
umgelenkter Wandstrahl zu bezeichnen wäre, beträgt vorzugsweise etwa 3 : 1 bis 2
: 1.
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Der Krümmungsradius der inneren Umlenkwand des Strömungskanals sollte
wenigstens 1 cm betragen. Es kann zweckmäßig seini,9in Strömungsrichtung abnehmen
zu lassen. Die Geschwindigkeit der Klassierströmung kann bei gasförmigem Strömungsmittel
zwischen 10 m/sec und 300 m/sec je nach Trenngrenze eingestellt werden, Die Zuführung
des Gutstroms in die Klassierströmung kann mechanisch oder vorzugsweise mit einem
Trägermittelstrom, in dem die Teilchen suspendiert sind, erfolgen. Die Klassierung
erfolgt im Bereich der Strömunasumlenkung durch die innere Umlenkwand. Die Strömung
bzw. der Strömungskanal können in Strömungsrichtung vor und hinter der Umlenkwand
bzw. der Grobgutaustrittsöffnung radial quer zur Strömungsrichtung in mehrere Zu-
und Abströmkanäle unterteilt sein.
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Ein wesentlicher Erfindungsgedanke ist die Ausnutzung des sogenannten
Coandaeffekts für die Klassierströmung, der bei einer Umlenkung an einer gekrümmten
Umlenkwand bzw,>einem gekrümmten Wandstrahl auftritt. Die Sicht- bzw. Klassierströmung
ist also eine umgelenkte gekrümmte Strömung, die innen an einer Umlenkwand anliegt
und außen nicht von einer Wand geführt wird sondern eine freie Strahlgrenze besitzt,
die an eine äußere Strömung angrenzt. Die in diesem umgelenkten Wandstrahl auftretenden
Fliehkräfte werden zur Trennung der Gutpartikel benutzt, während die freie äußere
Strömungsgrenze den Austritt des Grobguts aus der Klassier strömung erlaubt.
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Die systematische Nutzung eines solchen umgelenkten Wandstrahls, insbes.
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zur Klassierungverlangt, insbesondere bei höheren Gutbeladungen, (hohe
Gutmenge je Strömungsmittelmenge) und großen Anforderungen an die Trennschärfe und
Feinheit der Trenngrenze, eine Reihe von geometrischen, strömungstechnischen und
die Gutbewegungen betreffenden Merkmale, die die Erfindung eindeutig vom Stand der
Technik abgrenzen. Trennscharfe Feinstsichtungen bei Trenngrenzen zwischen 1 und
20 Fm sind dadurch außerordentlich erschwert, daß die feinen Gutpartikel den turbulenten
Schwarkingsbewegungen der Strömung und jeder Strömungsstörung folgen. Die Störungen
werden vielfach durch das Gut selbst verursacht bzw. verstärkt. Deshalb sind weder
die Strömungsbedingungen gutfreier Strömungen noch die der Grobsichtungen auf Feinstsichtungen
übertragbar, Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es sowohl möglich, sehr feine
Sichtungen bis herab zu Trenngrenzen der Größenordnung 1 pm bei extremen Anforderungen
an die Freiheit von Grobgutpartikeln im Feingut und vergleichsweise großen Mengenleistungen
zu erzielen als auch, bei noch wesentlich gesteigerter Mengenleistung und etwas
geringeren Anforderungen an die Freiheit des Feinguts von Grobgut, scharfe Trennungen
mit feingutfreiem Grobgut zu verwirklichen. Sie bietet den bei zahlreichen Aufgabenstellungen
sehr günstigen Vorteil, daß in einem einzigen Durchgang mehrere Fraktionen scharf
voneinander getrennt werden können.
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Die Erfindung läßt sich bei gasförmigem und flüssigem S~römungsmittel
verwirklichen. Sie ist eine Klassierung in einer umgelenkten Strömung bei auf die
radiale Dickenerstreckung der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von 2000 bis
über 1 000 000, also außerhalb des laminaren Bereichs. Ihr Hauptanwendungsgebiet
dürfte bei der Sichtung, d.h. bei Klassierungen in gasförmigen Strömungsmitteln,
insbesondere Luft, und bei Naßklassierungen z.B. in der Erzaufbereitung liegen.
Ein Anwendungsbereich sind auch kontinuierliche Klassierungen kleiner Mengen zur
on line-Messung und Regelung von Mahlanlagen.
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Bei der erfindungsgemäßen, erstmals gezielt zur Klassierung angewandten
Umlenkung einer Klassierströmung an einer nicht zu scharf gekrümmten Umlenkwand
unter Ausnützung des Coanda-Effekts legt sich die Strömung aufgrund des sich ausbildenden
Unterdrucks an der Wand an und wird daher umgelenkt. Eine Strahlumlenkung ist an
sich bekannt und läßt sich z,B, beobachten, wenn man einen Finger seitlich an einen
Wasserstrahl heranführt. Allerdings erfolgt eine Umlenkung nicht ohne weiteres um
einen beliebig großen Winkel, weil der Unterdruck an der Wandgrenzschicht abgebaut
wird.
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Dadurch löst sich die Strömung von der Wand wieder ab. Ist die Strömung
nun mit Gutpartikeln beladen, so bewegt sich dieses Gut infolge der Fliehkraft in
der Strömung nach außen und übt eine zusätzlich radial nach außen gerichtete Kraft
auf die Strömung aus. Dadurch wird die Ablösungsneigung noch erhöht. Für feine Trenngrenzen
ist es andererseits notwendig, eine Umlenkung um einen möglichst großen Umlenkwinkel
bei einer parallel zur gekrümmten Umlenkwand verlaufenden Strömung zu erreichen.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der äußere Umlenkwinkel ( Ma , sh.
Fig. 1 und 3), längs dessen die Klassierströmung ohne Wandberührung an die äußere,
zur Abführung des Grobguts dienende Strömung angrenzt, kleiner ist als der innere
Umlenkwinkel (clip sh. Fig. 1 und 3) an der gekrümmten inneren Umlenkwand. Der äußere
Umlenkwinkel liegt im allgemeinen innerhalb der Grenzen des inneren Umlenkwinkels.
Die Klassierströmung wird vor und hinter ihrer freien äußeren Strömungsgrenze, durch
die das Grobgut aus ihr austritt, weitmöglichst geführt. Nur bei kleiner Strahlumlenkung
können innere und äußere Umlenkwinkel auch gleich sein, ohne daß die Trennung wesentlich
beeinträchtigt wird, jedoch empfiehlt sich auch hier, den äußeren Umlenkwinkel kleiner
zu wählen.
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Ein wichtiges Erfindungsmerkmal ist die außerhalb der freien äußeren
Strömungsgrenze der Klassierströmung verlaufende äußere Strömung.
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Sie dient zur Abführung des'Grobguts. Damit wird erfindunsgemäß erreicht,
daß kein Grobgut durch die Strahlgrenze zurück in die Klassierströmung gelangt.
Diese äußerst wichtige Bedingung für trennscharfe Sichtungen, bei denen auch kein
kleiner Grobgutanteil wieder ins Feingut gelangt, läßt sich um so schwieriger erfüllen,
je länger die freie äußere Strömungsgrenze ist. Auch deshalb ist die Wahl eines
kleinen äußeren Umlenkwinkels vorteilhaft.
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Eine trennscharfe Klassierung wird erfindungsgemäß durch eine weitgehende
Parallelität der Klassierströmung erreicht. Störungen dieser Parallelität etwa derart,
daß die Stromlinien örtlich zusammenrücken oder sich überschneiden, sind unbedingt
zu vermeiden.
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Sie können dadurch bewirkt werden, daß die Richtung der Zuführung
in die Klassierzone und die Richtung der Abführung der Strömungsmittel aus der Klassierzone
von der Parallelität zur inneren Umlenkwand abweichen und dadurch, daß bei der Zufuhr
Strömungsablösungen und bei der Abfuhr ein Rückstau und Strömungsablösungen von
den Begrenzungswänden und Kanten des oder der Strömungskanäle vorkommen. Ein Anstau
oder eine Ablösung der Strömung in dem oder - wenn zur Aufteilung des Feinguts oder
Grobguts in jeweils mehrere Fraktionen jeweils mehrere Abführkanäle für die Klassier
strömung oder die äußere Strömung für die Abführung des Grobguts vorgesehen sind
- in den Abströmkanälen wirkt sich rückwirkend auf dieKlassierstHSNng aus, Diese
Rückwirkung wird durch die Gutbeladung verstärkt. Eine gutfreie.Strömung läßt sich
wesentlich leichter parallel einstellen, wobei allerdings auch zu be-.
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achten ist, daß der umgelenkte Strahl infolge des Coandereffektes
zu einer gewissen Einschnürung neigt. Diese Einsnnürung ist bei der Feinsttrennung
nachteilig. Wegen der Wechselwirkungen zwischen der Gutbewegung und der Strömung
wird man in Abhängigkeit von der Gutbeladung die optimale Einstellung am schnellsten
mittels einfacher Versuche auffinden. Man kann die Strömung beobachten, wenn man
die seitlichen Wände des Strömungskanals durchsichtig ausbildet.
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Die Umlenkung der Strömung verlangt einen bestimmten DruckabfalL Er
hängt von dem Radienverhältnis (ra :ri' Fig, 1) der äußeren zur inneren Krümmung
der KlassierstNng ab. Dieses hat auch einen wesentlichen Einfluß auf die Parallelität
der Sichtströmung, Erfindungsgemäß sol s sadienverhältnis unter ca, 5 : 1, vorzugsweise
bei
etwa 3: 1 bis 2 : 1 liegen.
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Die gekrümmte umgelenkteKlassierstrdmung kann auch durch die äußere
zur Abführung des Grobguts dienende Strömung beeinflußt und stabilisiert werden.
Ihre Geschwindigkeit ist im allgemeinen kleiner ab die Geschwindigkeit der Klassierstrimung,
so daß sich eine Strömungs- oder Strahlgrenze mit turbulenter Vermischung einstellt.
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Soll diese Vermischung vermieden werden, so wird man beide Geschwindigkeiten
einander annähern oder gleich groß wählen, Letzteres ist insbesondere zweckmäßig,
wenn die Geschwindigkeit der Klassierströmung verhältnismäßig niedrig ist, also
bei gröberen Trennungen, und wenn in der äußeren Strömung noch eine Klassierung
des Grobguts in mehrere Grobgutfraktionen erfolgen soll.
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Die Zugabe des Gut- oder Partikelstroms erfolgt erfindungsgemäß in
einer begrenzten, im Vergleich zur radialen Abmessung der Sichtströmung dünnen Schicht
an der Guteinführstelle mit mindestens der halben, vorzugsweise der gleichen Geschwindigkeit
und in annähernd gleicher Richtung wie dieKlassierstrdmung,wobei die Abweichung
nicht mehr als 450 betragen soll, Das Gut wird dann durch die Fliehkraft in der
Klassierstrdmung besonders wirksam aufgefächert, wobei die groben Partikel sich
weiter nach außen bewegen als die feinen Partikel. Um diese Auffächerung auszunutzen,
muß die Zuführunghtelle nahe an der inneren Umlenkwand an oder vor Beginn der Krümmung
liegen.
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Liegt die Gutzuführungsstelle unmittelbar an der gekrümmten inneren
Umlenkwand, so kann sich unter Umstanden an dieser ein Ansatz feinster Partikel
bilden. Es wurde beobachtet, daß sich dieser Ansatz in vielen Fällen nicht weiter
vergrößert und dann nicht stört. In manchen anderen Fällen kann es aber zweckmäßig
sein, daß die Einführung des Gutstroms in einem radialen Abstand (27, Fig. 6, 11)
von der gekrümmten inneren Umlenkwand erfolgt, der kleiner ist als der radiale Abstand
(28, Fig, 6, 11) von der Außeren XlassierstnSNngsgrenze, Dann bleibt die unmittelbar
an der Umlenkwand verlaufende XlassierstnSung (29, Fig. 6, 11) weitgehend
gutfrei.
Dadurch wird der Gutansatz vermieden, Außerdem wird die Ablösungsgefahr der Strömung
in der gutfreien Zone herabgesetzt, Andererseits sind der Strömungsmittelbedarf
und der Druckabfall bei größerer radialer Erstreckung der gesamten Klassierzoneerhöht.
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Vom in der Klassierzoneaufgefächerten Gut wird im allgemeinen das
Feingut nur von der ab strömenden KlassierstyCmungund das Grobgut nur von der äußeren
Strömung abgeführt und/anschließend aus diesen Strömungen konventionell abgeschiede
Es kann aber auch zweckmäßig sein, einkell der äußeren Strömung zusammen mit der
kleinen Klassierströmng oder einen/Teil der Klassierströmung zusammen mit der äußeren
Strömung abzuführen, Wenn mehrere Feingut- und/ oder Grobgutfraktionen gewonnen
werden sollen, werden in radialer Richtung mehrere Abströmkanäle auf der Grobgutseite
oder der Feingutseite vorgesehen, wie es an sich von der Querstromsichtung bekannt
ist, sh. britisches Patent 1 088 599 und hierzu korrespondierendes US-Patent 3 311
234.
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Die genaue Parallelführung der Strömung parallel zur Umlenkwand ist
vor allem wichtig bei sehr niedrig liegenden Trenngrenzen, z.B. bei gasförmigem
Strömungsmittel, bei Trenngrenzen zwischen 1 und 10 zm.
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Bei gröberen Trennungen ist die Parallelität der Strömung nicht so
entscheidend. Es kann dabei sogar vorteilhaft sein, die Sichtströmung in derKlassierzonezum
Teil oder insgesamt zu beschleunigen.
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Man erreicht dies durch kleinere Eintrittsöffnungen der Abströmkanäle.
An die Stelle der parallel zur inneren Umlenkwand verlau-- bei ebener Strömungsanordnung
-fenden gekrümmten Strömung tritt/im Beschleunigungsbereich eine nach innen gerichtete
Strömungskomponente auf, Dadurch wird die Auffächerung im Bereich der feineren Partikelgrößen
reduziert, während sie im Bereich der gröberen Partikelgrößen erweitert werden kann.
Dies ist günstig für gröbere Trennungen. Ist nämlich die gekrümmte Klassierströmung
auf feinste Trennungen eingestellt, so fliegen die Partikel oberhalb einer bestimmten
Partikelgröße nur wenig abgelenkt nach außen. Ihre Auffächerung ist gering, Mit
der Wahl der Geschwindigkeit läßt sich die maximale Auffächerung
in
den gewünschten Trenngrenzenbereich legen. Die Geschwindigkeit in der Klassierzone
kann erfindungsgemäß in einem sehr weiten Bereich variiert werden Bei feinen Trennungen
mit möglichst guter Parallelströmung in der Klassierzone ist es vorteilhaft, die
Geschwindigkeit dort auf einen konstanten Betrag einzustellen. Dadurch lassen sich
Strömungstörungen am leichtesten vermeiden, die z.B. durch eine unterschiedliche
Zuströmgeschwindigkeit der Strömungsschichten bedingt sind. Andererseits kann es
zur Reduktion des Strömungsmittelbedarfs zweckmäßig sein, die maximal erforderliche
Strömungsmittelgeschwindigkeit in der inneren Strömungsschicht einzustellen und
weiter außen kleinere Strömungsgeschwindigkeiten zu wählen. Der Abfall der Geschwindigkeit
von innen nach außen ist aber durch Stabilitätsbedingungen der Strömung begrenzt.
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dif Für eine Feinstsichtung mit hohen Anforderungen an Trennschärfe
und Freiheit von Überkorn im Feingut ist es vorteilhaft, daß das Gut in Strömungsrichtung
mit der Geschwindigkeit des Sbfmungsmittels zugeführt wird. Die Auffächerung erfolgt
dann allein durch Fliehkraft, Der radiale Weg der Partikel ist in erster Näherung
ihrer Sinkgeschwindigkeit, ihrer Umfangsgeschwindigkeit und dem Umlenkwinkel proportional.
Maßgeblich für die Trenngrenze zwischen den Fraktionen ist die jeweilige Lage der
angeströmten Vorderkante der Begrenzungswände der Abströmkanäle. Soll z.B. Kalkstein
bei 1 Zm Trenngrenze in Luft gesichtet werden, so berechnet sich bei 1800 Umlenkwinkel
und 200 m/sec Sichtströmungsgeschwindigkeit ein radialer Weg der um 1 Am Partikel
und damit radialer Abstand der Vorderkante der innersten Begrenzungswand von der
Umlenkwand bzw. der radialen Lage der Gutzuführungsstelle von fast 6 mm. Bei 2 pm
Trenngrenze beträgt dieser radiale Mindestabstand 19 mm. Praktisch durchgeführte
Trennungen entsprechen bei sauber eingestellter Parallelströmung des Strömungsmittels
etwa diesen berechneten Werten.
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Werden keine extremen Anforderungen an die Schärfe der Feinstsichtung
gestellt, so hat man eine etwas größere Freiheit in der Wahl der Richtung und Geschwindigkeit
des Gutstromes an der Einführungsstelle.
Die Zuströmgeschwindigkeit
muß dann weder der Richtung noch dem Betrag nach genau der Strömungsgeschwindigkeit
gleichen. Es kann u.U. vorteilhaft sein, dem Partikelstrom bei der Einführung eine
gewisse Radialkomponente der Geschwindigkeit zu geben, die aber nicht größer sein
soll, als die Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung. Dadurch
gelangen die groben Partikel weiter nach außen als die feinen Partikel, Dieses kann
zur Auffächerung in einem mittleren Korngrößenbereich vorteilhaft sein.
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Das Gut wird bevorzugt mit einem Trägermittelstrom in dieKlassier
strömung eingeführt, d.h. bei der Sichtung mit einem gasförmigen Strömungsmittel
pneumatisch. In diesem Fall kann eine von der Richtung der Klassierstrtiming abweichende
Einströmrichtung des Guts und seines Trägermittels eine Störung der KlassierstHSung
hervorrufen, weshalb in diesem Fall Richtungsgleichheit von Klassierströmung und
Gutzuführströmung anzustreben ist.
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Die Trajektorien der gröbsten Partikel geben eine Grenze an (Linie
24, Fig. 3), bis zu der bei der Zuströmung eine Füllruna der Klassierströmung -
oder bei Unterteilung jedes Teilstromes der Klassierstro in Stromungs-Eichtung reichen
kann, bevor grobe Partikel auf die Kanalwände aufprallen. Lezteres ist unbedingt
zu vermeiden. Andererseits soll erfindungsgemäß zur möglichst weitgehenden Führung
die äußere Begrenzungswand oder die Begrenzungswand des äußersten Kanals, nicht
weit vor der Trajektorie der gröbsten Partikel enden, Die Begrenzungswände der Zuströmkanäle
sollten stromlinienförmig ausgeführt werden, so daß in diesen und bei der Abströmung
keine Ablösungswirbel entstehen und in die Klassierströnung transportiert werden.
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Auch die Begrenzungswände der Abströmkanäle sind aus den bereits angegebenen
Gründen stromlinienförmig und glatt auszubilden, Sie werden an der Vorderkante vorzugsweise
leicht abgerundet, Dadurch können Strömungsablösungen in den Abströmkanälen vermieden
werden, Außerdem ist aus Verschleiß-gründen eine leichte Abrundung vorteilhaft.
Die
Lage dieser Vorderkanten in Umlenk- oder Krümmungsrichtung ist in Fig, 3 durch die
Umlenkwinkel ß1 bis ß4 gekennzeichnet, die von einem festen Punkt aus, z,B. dem
Beginn der Krümmung der inneren Umlenkwand gemessen werden, Der innerste Winkel
ß1 stimmt mit dem inneren Umlenkungswinkel ti der Klassierströmung an der Umlenkwand
überein. Er ist in Fig. 3 etwa 180°, Bei kleinen Umlenkungen, wie sie bei gröberen
Trennungen angewendet werden, können die Vorderkanten der Begrenzungwände der Abströmkanäle
bei dem zeichen Umlenkwinkel liegen, Die Grobgut Grobqutaustrittsöffnung bi ldendete
vom Feingut trennende, das Ende der (21) des Strömungskanals muß nicht notwendigerweise
auf dem gleichen Radius liegen wieiVorderkante der äußeren Begrenzungswand des Zuströmkanals
bzw. des der Klassierstranma äußersten Zuströmkanals7. Sie Kann entweder etwas weiter
innen oder etwas weiter außen liegen. Wenn die äußere Strömung zur Trennung des
Grobguts in wenigstens zwei Fraktionen genutzt werden soll, kann auch ein Teil dieser
Strömung - wie in Fig. 3 gezeigt - durch den äußeren KlasSierStiUngS-Abführkanal
abströmen, Es wurde gefunden, daß eine störungsfreie Strömung mit einem möglichst
großen, bei 180° liegenden Umlenkwinkel für die feinste Fraktion, und damit eine
trennscharfe Feinstklassierung nur verwirklicht werden kann, wenn der Abströmungskanal
des Strömungskanals radial quer zur Klassierströnung durch zu ihr parallele Leitschaufeln
oder dql. unterteilt ist oder mehrere, mindestens für die Klasierströnung schaufeln
zwei Abströmkanäle/vorgesehen sind und die Vorderkanten der Leit- / und oder äußeren
Begrenzungswände von innen nach außen zu bei jeweils kleinerem Umlenkwinkel (ß1>
ß2 ? ß3 7 ß4) liegen. Dadurch wird die erwünschte saubere Parallelströmung bei einer
nach innen möglichst weit umgelenkten Strömung erreicht. Bei kleinerer radialer
Abmessung der Klassierströmung kommt man auch mit weniger Begrenzungs-.
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wänden, z.B. mit nur zwei Abströmkanälen, aus, Andererseits dürfen
die Abstände der äußeren Vorderkanten der Abströmkanäle in Umlenkrichtung nicht
zu groß sein, An der inneren Begrenzungswand einer gekrümmten Strömung werden nämlich
leicht Sekundärströmungen ausgelöst, die durch das an der Wand reibende Gut noch
verstärkt werden . Diese (in Fig, 4 durch Pfeile 26
angedeuteten)
Sekundär strömungen pflanzen sich schräg nach innen zu in Strömungsrichtung fort
und tragen gröberes Gut mit nach innen. Sie können über die Vorderkante der nächst
innen gelegenen Begrenzungswand hinweg in den innen angrenzenden nächsten Abströmungskanal
gelangen, wenn der Abstand dieser Vorderkante in Umlenkrichtung zu groß ist. Der
zulässige Abstand in Umlenkrichtung hängt vom radialen Abstand und von der Gutbeladung
und von den Partikelgrößen ab.
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Aus dem gleichen Grund ergeben sich Schwierigkeiten für die Trennschärfe
und Freiheit des Feinguts von Überkorn, wenn man die äußere zur Abführung des Grobguts
dienende Strömung außen in einem Kanal führt, dessen Begrenzungwand etwa der Klassierstrnning
parallel ist. Dieses ist nur möglich bei sehr feinem Aufgabegut, welches keine zurückprallende
gröberen Partikel enthält und bei hinreichend großem Abstand der äußeren Wand (33
in Fig. 5) der Grobgutabführungseinrichtung von der äußeren Klassierströmungsgrenze
sowie hinreichend kleinem Abstand der die äußere Klassierströnungs grenze bzw, Grobgutaustrittsöffnung
in Strömungsrichtung begrenzenden Vorderkante des äußersten Abströmkanals von der
Kante des äußersten Zuströmkanals der Klassierströmung, d.h. kurzer freier Strömungs-
und Strahlgrenze, Dann gelangen die Strömungsstörungen von der äußeren Wand der
Grobgutabführeinrichtung nicht nach innen in die Klassierzone.
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Die Krümmung der inneren Umlenkwand, an der sich die Klassierströmung
anlegt, kann kreisförmig, d.h. der Krümmungsradius konstant sein. Dies ist aber
keine notwendige Bedingung für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vielmehr
hat sich gezeigt, daß es unter bestimmten speziellen Bedingungen strömungstechnische
Optimalformen gibt, die von der kreisförmigen Krümmung abweichen können, insbesondere
mit in Strömungsrichtung zunehmender Krümmung, d.h. abnehmendem Krümmungsradius
(siehe Fig. 6).
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Insbesondere bei Feinstklassierungen in gasförmigem Strömungsmittel
kann sich als Störfaktor rauch die Turbulenz der Klassierströmung auswirken. Die
turbulenten Vermischungswege der Partikel quer zu den Partikeltrajektorien müssen
daher
klein sein im Verhältnis zur Länge dieser Trajektorien. Daher
ist die Strömungslänge begrenzt. Man kann entweder eine Umlenkung um einen größeren
Winkel bei kleinen Krümmungsradien oder eine Umlenkung um einen kleineren Winkel
bei größeren Krümmungsradien vornehmen. Dabei lassensich scharfe Trennungen in gasförmigem
Strömungsmittel verwirklichen, wenn der mittlere Krümmungsradius der inneren Wand
zwischen 0,5 bis 20 cm, insbesondere zwischen 1 und 10 cm liegt. Im Bereich der
kleinen Umlenkwinkel kann der Krümmungsradius auch noch größer gewählt werden.
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der Grobgutaustrittsöffnung bildenden Vorderkante der äußeren Für
die Trenngrenze zwischen Grobgut und Feingut ist die Lage der das Ende / Begrenzungswand
des äußersten Abströmkanals für die Klassierströmung maßgeblich. Das Grobgut gelangt
in die äußere Strömung. Diese muß so geführt werden, daß keine Partikel, die größer
sind als die Grobguttrenngrenze, in die Klassierstrimung zurückgelangen. Die äußere
Strömung wird deshalb gutfrei oder frei von solchen qröbe-~ Umlenkwand zugeführt.
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ren Partikeln neben der äußeren Klassierströnungsgrenze parallel zur
inneren/ Dann erfolgt durch die turbulente Vermischung an der Klassierstroungsgrenze
zwischen äußerer Strömung und Klassierstronung kein Rücktransport gröberer Partikel
in letztere.
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Dieser Rücktransport kann auch durch eine ungeordnete Partikelbewegung,z.
B. infolge von Wandstößen, verursacht werden.
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Erfindungsgemäß wird der Rücktransport gröberer Partikel dadurch besonders
wirksam vermieden, daß die äußere Strömung etwa parallel zur Klassiersträtung weitgehend
gutfrei zugeführt und zusammen mit dem Grobgut etwa in dessen mittlerer Flugrichtung,
d,,h, in Richtung der Grobguttrajektorien, nach außen abgeführt wird (13, Fig. 1
und 10 bis 12).
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Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Verhinderung von Grobgutrücktransport
in die Klassierstrdnung besteht darin, daß die. gutfrei zugeführte äußere Strömung
längs der Klassierstränngrgrenze verläuft und anschließend in einen weiten Grobgutauffangraum
(13a, Fig. 2, 8) gelangt. Dort wird sie etwa im Halbkreis geführt und
an
der äußeren Wand zusammen mit dem Grobgut durch eine Auslaßöffnung abgeführt. Ein
Teil des Grobguts kann auch durch Schwerkraft aus dem Grobgutraum ausgetragen werden,
z.B. aus dem unteren Trichter des Grobgutauffangraums mit einer Zellenradschleuse.
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Im Grobgutraum wird durch die im Halbkreis geführte äußere Strömung
eine innere Wirbelströmung erzeugt (18, Fig. 2, 8). Sie wird durch die Abführung
und Zuführung der äußeren Strömung und die dazwischen erfolgende Umlenkung an der
Wand (19, Fig. 2, 8) zweckmäßig so ausgerichtet, daß in ihr befindliche Gutpartikel
nur in Richtung zuurß and geschleudert werden. Dieses wird durch eine gleichfalls
etwa halbkreisförmige vollständige Umlenkung bis in die Richtung der Zuströmung
erreicht, Die Entfernung der äußeren Wand der Grobgutabführungeinrichtung bzw. des
Grobgutsammelraums von der Klassierströmungsgrenze ist vorteilhaft mindestens so
groß wie der Flugweg der gröbsten rückprallenden Gutpartikeln, Bei Feinst)classienngen
liegt die Trenngrenze für das Grobgut oft unter 50 Fm, z.B. bei 15 bis 25 zum, Erfindungsgemäß
ist es dann möglich, weitere Trennungen des Grobguts bei gröberen Trenngrenzen zu
verwirklichen, indem die äußere Strömung zu einer Klassierung des Grobguts in zwei
oder mehrere Fraktionen genutzt wird, Die Zuströmung der äußeren Strömung kann dabei
durch einen oder mehrere Zuströmkanäle erfolgen, Ihre Abströmung muß in zwei oder
mehrere Teilströme aufgeteilt werden, Der äußerste Teilstrom führt die gröbere Grobgutfraktion
ab, Dabei werden zweckmäßig die bereits angeführtenMaßnahmen zur Vermeidung des
Rücktransports von Grobgut angewandt. Die Klassierungpurch die äußere Strömung ist
eine kombinierte Querstrom-Umlenkklassierung oder eine an sich bekannte reine Querstromklassierung.
Bei der Querstranklassierung wird üblicherweise das zu klassierendtut stetig quer
in eine Strömung eingegeben. Im vorliegenden Fall besteht der zusätzliche Vorteil,
daß das in die äußere Strömung gelangende Grobgut bereits in einer für die Querstromklassierung
sehr günstigen Weise aufgefächert ist.
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Die äußere Strömung wird zweckmäßig so eingestellt, daß sie diese
Auffächerung im Bereich der gewünschten Trenngrenzen für das Grobgut maximal verstärkt.
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Es ist bekannt, die Trennschärfe einer Klassierung, insbesondere in
gasförmigem Strömungsmittel, dadurch zu erhöhen, daß man zwei Klassierer hintereinander
schaltet und eine mittlere Fraktion im Kreislauf führt, d.h., zusammen mit dem zu
klassierenden Aufgabegut wieder zuführt. Bei dem erfindungsgemäßen Klassierverfahren
besteht der Vorteil, daß die Klassierung gleichzeitig in mehr als zwei Fraktionen
erfolgen kann. Es bedarf dann keines zusätSichen Klassierens, um eine mittlere Fraktion
im Kreislauf zu führen und dadurch die Trennschärfe zwischen den beiden Nachbarfraktionen
noch zu erhöhen. Dieses ist allerdings nur bei extremen Anforderungen an die Trennschärfe
notwendig, da das erfindungsgemäße Klassierverfahren ohnehin äußerst scharfe Trennungen
liefert.
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Die erfindungsgemäße Klassierung kann in einer sogenannten ebenen
Anordnung, in einer ebenen Klassierströmung bzw, einer ebenen Klassiervorrichtung
mit einem im Querschnitt rechteckigen Strömungskanal oder in einer sogenannten rotationssymmetrischen
Anordnung, in einer rotationssymmetrischen Klassierströmung bzw. einer rotationssymmetrischen
Klassiervorrichtung mit einem Strömungskanal mit kreisringförmigem Querschnitt verwirklicht
werden. Beispiele für eine ebene Klassiervorrichtung sind in den Fig. 1 bis 8 und
für eine rotationssymmetrische Klassiervorrichtung in den Fig. 9 bis 12 gezeigt.
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In der sogenannten ebenen Anordnung verläuft die Klassierströmung
in Ebenen parallel zur Zeichenebene bzw. zwischen einer vorderen oder rückwärtigen
Begrenzungswand des Strömungskanals. Die Breite der Klassierzone senkrecht zur Strömungs-
bzw. Zeichenebene kann beliebig groß gewählt werden.
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Zur Leistungsbeschreibung ist es zweckmäßig, die Mengenströme von
Gut- und Strömungsmittel als auf die Breite der Klassierzone bezogene spezifische
Mengenströme anzugeben. Der spezifische Mengenstrom des zugeführten Gutes kann bei
vielen Anwendungen in der Größenordnung von 100 kg/h' cm Klassierzonenbreite gewählt
werden.
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Bei extremen Anforderungen an die Feinheit und die Freiheit des Feingutes
von Überkorn wird der spezifische Mengenstrom bei Windsichtungen niedriger, z.B.
zwischen 20 und 50 kg/h cm eingestellt.
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Extreme Anforderungen an die Trenngrenze und Trennschärfe sowie an
die Freiheit des Feinguts von Überkor1 passen sich befriedigen,Nur
so
ist es gelungen, bei einer Trenngrenze von 2 pm keinerlei Grobgut bei einer Absiebung
von 10 g Feingut auf einem Sieb mit einer Maschenweite von 6 Zm vorzufinden. (d50=
2 Zm, d100= 6 zum). Bei 50 cm Klassierzonenbreite erreicht man dabei Aufgabemengen
von 1 bis 2,5 t/h. Werden 0,1 % Rückstand oberhalb 10 pm zugelassen, so wurde bei
einer Kalkstein-Feinstwindsichtung (d50= 2 ;im; d100= 6 pm) eine spezifische Mengenleistung
von 150 kg/h cm erreicht. Dies entspricht bei 50 cm Sichtzonenbreite bereits einer
Mengenleistung von 7,5 t/h, Solche Leistungen liegen um Größenordnungen über den
Mengenleistungen bekannter Windsichter für solch hohe Feinheitsanforderungen. Außerdem
haben die bekannten Feinstsichter rotierende Bauteile und sind wesentlich kostspieliger
herzustellen, Die Erfindung erlaubt bei trennscharfer Sichtung und Trenngrenzen
um 10 Fm auch spezifische Mengenleistungen bis zu mehreren 100 kg/h. cm, Bei der
rotationssymmetrischen Anordnung (Fig. 9 bis 12) entspricht der Sichtraumbreite
des ebenen Sichters der Umfang des Kreises mit dem eingezeichneten mittleren Durchmesser
der inneren Umlenkwand (D in Fig. 8). Bei einem Durchmesser von 1 m erhält man also
eine äquivalente Sichtraumbreite von ca. 3 m und bei 200 kg/h cm eine Durchsatzmenge
von 60 t/h, In der sogenannten rotationssymmetrischen Anordnung verläuft die Strömung
rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse und gleich in allen durch diese gehenden
Radialebenen. Die rotationssymmetrische Anordnung bietet gegenüber der ebenen Anordnung
die zusätzliche Möglichkeit, daß dem zugeführten Gut und der Klassierströmung eine
rotierende Strömungskomponente um die Mittel- oder Symmetrieachse des Klassierers
verteilt werden kann, Dadurch wird das erfindungsgemäße Verfahren der Klassierströmungsumlenkung
um eine innere Umlenkwand nicht beeinträchtigt.
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Die Trennung in der Klassierzone ist unbeeinflußt von der Schwerkraft.
Folglich kann die Orientierung der Klassierzone im Raum beliebig sein, mit horizontal
(Fig, 1 bis 7) schräg (Fig. 9) oder vertikal von oben nach unten (Fig. 10,11) oder
unten nach oben (Fig. 12) erfolgender Gutzuführung.
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Bei vertikaler Strömungs- und Gutzuführtno zur Issjer- bzw, Sichtzone
und Umlenkung von innen nach außen relativ zur Mittelachse desKlässiererskann die
Umlenkung der Klassierströmung um die innere Umlenkwand durch ihre Rotationskomponente
um die Mittelachse unterstützt werden. Dadurch wird der Coandaeffekt verstärkt.
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Bei der erfindungsgemäßen Klassierungkann es folglich vorteilhaft
sein, der inneren Strömungsschicht, vorzugsweise einer gutfrei zwischen Gutzuführung
und innerer Umlenkwand zugeführten Strömungsschicht eine rotierende Strömungskomponente
um die Mittelachse des Systems zu erteilen, Eine mögliche Verwirklichung ist in
Fig. 11 gezeigt.
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Für eine scharfe Trennung ist es auch erforderlich, daß alle Gutteilchen
gleicher Größe annähernd gleiche Eintrittsgeschwindigkeit und -richtung haben. Je
nach der Art der Gutzuführung gelingt es mehr oder weniger genau, daß auch sämtliche
Gutpartikel unterschiedlicher Größe die gleiche Eintrittsgeschwindigkeit erhalten.
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Dies ist bei einem Eintrag mit einem Förderband, insbesondere mit
einem Förderband, das von einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Förderband
überdeckt ist, wobei die beiden Förderbänder zwischen sich das Aufgabegut mitnehmen,
möglich, Bei der rotationssymmetrischen Anordnung wird anstelle eines Förderbands
ein Schleuderteller verwendet, insbesondere ein solcher, dessen vom Aufgabegut berührte
Wand wenigstens im äußeren Bereich die Form einerkonkav,ltegelig oder konkavgekrümmten
Rotationsfläche hat und in geringem Abstand von einem bis zur Gutzuführungsstelle
reichenden Deckel überdeckt ist.
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Sehr vorteilhaft ist sowohl bei ebener als auch bei rotationssymmetrischer
Anordnung eine Zuführung des Aufgabeguts mit einem Trägermittel, z.B. eine pneumatische
Zuführung.
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Bei rotationssymmetrischer Anordnung ist es dabei sehr zweckmäßig,
die Gutzufuhr entweder von oben oder von unten vorzunehmen.
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Dabei kann die Umlenkung der Klassierströmung relativ zur Mittelachse
sowohl nach außen als auch nach innen erfolgen. Bei dieser läßt sich je nach Korngrößenverteilung
des Gutes unter Umständen nicht vermeiden, daß die kleineren Partikel im Mittel
eine größere Geschwindigkeit erhalten als die gröberen Partikel. Daher soll die
Komponente der Eintrittsgeschwindigkeit der gröbsten Partikel in Richtung der Geschwindigkeit
des Strömungsmittels an der Eintrittsstelle der Strömungsgeschwindigkeit annähernd
gleichen, während die kleineren Partikel bei gleicher Eintrittsrichtung eine mit
abnehmender Partikelgröße stetig oder stufenweise zunehmende Eintrittsgeschwindigkeit
haben. Die gröberen Partikel erhalten dann von Anfang an annähernd die volle Fliehkraft
und gegebenenfalls infolge einer Radialkomponente eine zusätzliche radiale Bewegungskomponente.
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Die pneumatische oder hydraulische Gutzuführung hat den Vorteil, daß
sich der Gutstrom leicht konstant regeln läßt, indem der Druckabfall entlang der
ganzen oder eines Teils der Förderstrecke durch Regelung des Gutstroms konstant
gehalten wird.
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Mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Klassiervorrichtung
für Fliehkrafttrennungen in einen umgelenkben Strönungsmittel sind anhand schematischer
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine ebene Klassiervorrichtung im
Bereich derKlassierzone mit zwei Grobgut-Abströmkanälen, Fig. 2 eine ebene Klassiervorrichtung,
deren Grobgut-Abführeinrichtung einen Grobgutsammelbehälter aufweist, Fig. 3 eine
ebene Klassiervorrichtung im Bereich der Klassierzone mit mehreren Zuström- und
Abströmkanälen zur Verdeutlichung deren Lage und Erstreckung, Fig. 4 eine ebene
Klassiervorrichtung im Bereich der Klassierzone zur Verdeutlichung des Entstehungsortes
möglicher Sekundärströmungen in einem Abströmkanal, Fig. 5 eine ebene Klassiervorrichtung
mit einer Unterteilung des Strömungskanals im Bereich der Zuströmung und der Abströmung
in und aus der Klassierzone, Fig. 6 eine ebene Klassiervorrichtung im Bereich der
Klassierzone mit in die Zuströmung verlegter Mündung einer Gutaufgabeeinrichtung,
Fig. 7 eine ebene Klassiervorrichtung mit einer als rotierender Zylinder ausgebildeten
inneren Umlenkwand, Fig. 8 das Schema einer vollständigen Windsichtanlage mit einem
erfindungsgemäßen ebenen Sichter, Fig. 9 einen Querschnitt durch eine im Bereich
der Klassierzone schematisch angedeutete rotationssymmetrische Klassiervorrichtung
mit einem Schleuderteller als Gutzuführeinrichtung,
Fig. 10 einen
schematischen Vertikalschnitt durch eine rotationssymmetrische Klassiervorrichtung
mit pneumatischer Gutzuführung in die Klassierzone von oben nach unten, Fig. 11
einen schematischen Vertikalschnitt durch eine rotationssymmetrische Klassiervorrichtung
mit pneumatischer Gutzuführung in die Klassierzone mit Abstand von der inneren Begrenzungswand
des Zuströmkanals, und Fig. 12 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine rotationssymmetrische
Klassiervorrichtung mit pneumatischer oder hydraulischer Gut zuführung in die Klassierzone
von unten nach oben.
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Bei allen Ausführungen der Klassiervorrichtung erfolgt die Klassierung
in der Klassierzone 7 eines Strömungskanals, der im Bereich der Klassierzone mehr
oder minder stark gekrümmt ist. Das Strömungsmittel, z.B. Luft, strömt der Klassierzone
7, z.B. aus einem Ventilator oder Gebläse, durch einen als Zuströmkanal 2, siehe
Fig. 1, zu bezeichnenden Teil des Strömungskanals zu und strömt aus diesem durch
einen als Abströmkanal 3, siehe Fig, 12, zu bezeichnenden Teil des Strömungskanals
ab. Der Zuströmkanal kann auch durch Begrenzungswände in mehrere Zuströmkanäle unterteilt
sein. So zeigen die Fig. 3, 9 und 11 jeweils zwei Zuströmkanäle 2 und die Fig. 5
und 8 drei Zuströmkanäle 2 bzw. 2a, 2b und 2c. Auch können statt eines Abströmkanals
3, siehe Fig. 12, zwei Abströmkanäle 3 und 4, siehe Fig. 1,2, 4, 6, 7, 9, 10 und
11, drei Abströmkanäle 3, 4 und 5, siehe Fig. 5, oder vier Abströmkanäle 3,4,5 und
6, siehe Fig. 3 und 8, vorgesehen sein, je nach dem wie stark die Klassierströmung
umgelenkt oder in wievielen Feingutfraktionen das aus der Klassierzone 7 in den
oder die Abströmkanäle abgezogene Feingut gewonnen werden soll, Der Zuströmkanal
2 ist mit dem radial inneren Abströmkanal 3 im Bereich der Krümmung des Strömungskanals
durch eine innere gekrümmte Umlenkwand 1 verbunden, welche sich über einen Winkel
von 450 bis 1800 und darüber erstrecken kann. Der Erstreckungswinkel der inneren
Umlenkwand 1 ist der innere Umlenkwinkela i der bei der Ausführungsform gemäß Fig.
1 etwa 1300 beträgt. Er reicht vom Beginn der Kanaikrümmung der inneren Umlenkwand
1 bis zur Vorderkante der äußeren Begrenzungswand des inneren Abströmkanals 3, siehe
Fig. 1.
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Die innere Umlenkwand 1 ist über den inneren Umlenkwinkel i;
stetig
gekrümmt. Auf der Seite der inneren U;nfenkWar,d bzw. der inneren Seite des Strömungskanals
mündet eine Gutzuführeinrichtung im Bereich des Beginns der inneren Kanaikrümmung
in der Nähe der inneren Umlenkwand 1. Die Gutzuführeinrichtung dient zur Zuführung
des Gutstroms in einer dünnen Schicht in einer Richtung, die von der Klassierströmung
innerhalb des Strömungskanals um weniger als 450 abweicht. Die Gutzuführungseinrichtung
ist bei den in den Fig.
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1 bis 8 und 10 Es 12 dargestellten Ausführungsformen mit einem Gutzuführkanal
10 für einen mit einem Gutstrom beladenen Trägermittelstrom, z.B. Luft oder Wasser,
versehen, der an der Strömungskanalwand, siehe Fig. 1 bis 5, 7, 8, 10 und 12, oder
in geringem Abstand von dieser im Inneren des Strömungskanals, siehe Fig. 6 und
11, mündet. Die Mündungsöffnungshöhe radial quer zur Klassierströmungsrichtung ist
klein im Verhältnis zur radialen Abmessung des Strömungskanals.
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Auf der der Guteinführungsstelle des Strömungskanals gegenüberliegenden
Seite ist in der Kanalwandung eine Grobgutaustrittsöffnung 8 für den Austritt von
Grobgut aus der Klassierströmung vorgesehen. Ihr Ende bildet eine den Guttrajektorien
schräg entgegenstehenden Kante 21 an der äußeren Begrenzungswand des äußeren Abströmkanals
3, siehe Fig. 12, bzw. desa bströmkanals 4, siehe Fig. 1, 2, 4, 6, 7, 9 bis 11,
bzw. des äußeren Abströmkanals 5, siehe Fig. 5, bzw. des äußeren Abströmkanals 6,
siehe Fig. 3 und 8.
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Die das Ende der Grobgutaustrittsöffnung 8 bildende Kante 21 ist in
Fortsetzung der am Beginn der Grobgutaustrittsöffnung in einer Kante 25 endenden
äußeren Kanalwand oder radial hierzu etwas versetzt (nach außen versetzt, Fig. 3)
angeordnet. Zwischen der den Beginn der Grobgutaustrittsöffnung bildenden äußeren
Kante 25 des Zuströmkanals 2 und der das Ende der Grobgutaustrittsöffnung bildenden
Kante 21 verläuft die äußere Klassierströmungsgrenze bzw.
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die Strahlgrenze der Klassierströmung, die im Bereich der Klassierzone
7 die Form eines Wandstrahls hat. Die Winkelerstreckung der Grobgutaustrittsöffnung
entspricht dem äußeren Umlenkwinkel ,der an der inneren Umlenkwand 1 umgelenkten
Klassierströmung.
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Der äußere Umlenkwinkel soll kleiner sein als der innere Umlenkwinkel.
Das Radienverhältnis von äußerer zu innerer Krümmung des Strömungskanals beträgt
bei den dargestellten Ausführungsformen etwa 3 : 1 bis 2 : 1. Die im Sbßmungskanal
verlaufende Klassierströmung
grenzt außen längs der Grobgutaustrittsöffnung
8, längs derer sie von keiner Wand geführt wird, an eine zur Abführung der Grobgutfraktion
dienende äußeren Strömung 9 an. Dazu ist auf der Seite der Grobgutaustrittsöffnung
8 neben dem Strömungskanal ein am Beginn der Grobgutaustrittsöffnung 8 in eine Grobgutabweitgehend
führeinrichtung mündender Zuführkanal 12 für/gutfreies Strömungsmittel vorgesehen,
aus der diesesStrömungsmittel etwa parallel zur Klassierströmung austritt. Die Gutabführeinrichtung,
die sich außerhalb des Strömungskanals an die Grobgutaustrittsöffnung anschließt,
kann als Grobgutauffangbehälter 13a mit einem trichterförmigen Unterteil ausgebildet
sein, aus welchem sich ansammelndes Grobgut mit Hilfe einer Zellenradschleuse 17
ausgetragen werden kann, siehe Fig. 2, 3 und 8.
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Das durch den Zuströmkanal 12 für die äußere Strömung 9 zugeführte
Strömungsmittel muß aus dem Grobgutauffangbehälter abgeführt werden. Nachdem die
Strömung im unteren Teil des Behälters entlang der in Fig. 2 dargestellten halbkreisförmigen
Linie 15 nach oben umgelenkt ist, gelangt sie an die äußere Wand zusammen mit dem
durch die Umlenkung und die Schwerkraft nicht ausgetra = n Teil des Grobguts und
wird durch einen nach oben gerichteten Auslaß/ 16 abgeführt. Das einen inneren Wirbelkern
18 bildende Strömungsmittel wird durch die obere, etwa halbkreisförmig gekrümmte
Wand 19 des Auffangbehälters 13a bis neben den Strömungskanal und in Richtung der
Klassierströmung etwa parallel zur Grobgutaustrittsöffnung 8 weiter umgelenkt.
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Bei der in Fig. 1 dargestellten ebenen und in den Fig. 10 und 11 dargestellten
rotationssymmetrischen Klassiervorrichtung weist die Grobgutabführeinrichtung angrenzend
an die Grobgutaustrittsöffnung 8 nebeneinander zwei Abströmkanäle 13 und 14 für
mit Grobgutfraktion beladene Teilströme der äußeren Strömung auf. Der Abströmkanal
14 dient für die Abfuhr der feineren Grobgutfraktion, während die gröbere Grobgutfraktion
durch den etwa in der mittleren Flugrichtung des Grobguts nach außen verlaufenden
Abströmkanal 13 abgeführt wird. An die Abströmkanäle 13 und 14 können Abscheider
zur Gewinnung der beiden Grobgutfraktionen angeschlossen werden. Es kann auch das
ganze Grobgut etwa in einer mittleren Flugrichtung durch einen einzigen Kanal 13
abgeführt werden, siehe Fig. 7,12.
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Bei der rotationssymmetrischen Ausführungsform, wie sie Fig. 10 zeigt,
endet der Abströmkanal 14 in einem Spiralkanal 46, in dem das Strömungsmittel gesammelt
und aus welchem es abgezogen wird. Ebenso enden bei dieser Ausführungsform die Abströmkanäle
3 und 4 für die Sichtströmung jeweils in einem Spiralkanal 45.
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Bei allen Ausführungen wird das zu klassierende Gut durch eine schmale
Mündung 11 eines Gutzuführkanals 10 in die aus dem Zuströmkanal 2 in die Klassierzone
7 und von dieser in den oder die Abströmkanäle 3, 4 usw. strömende umgelenkte Klassierströmung
undgiflf Be den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 8 und 10 bis 12 wird das Gut
in einem Trägermittelstrom suspendiert und auf die Einführungsgeschwindigkeit an
der Guteinführungsstelle beschleunigt. Diese ist vorteilhaft gleich der Geschwindigkeit
der Klassierströmung. Bei der rotationssymmetrischen Ausführung gemäß Fig, 9 erfolgt
die Gutbeschleunigung durch einen koaxialen rotierenden Schleuderteller 31, auf
den das Gut von oben nach unten über einen zentralen Aufgabeschacht zugegeben wird.
Der von einem Motor 33 angetriebene Schleuderteller 31 wird zweckmäßig in bekannter
Weise konkav-kegelig ausgeführt, Oberhalb des Schleudertellers 31 befindet sich
der von einer mitrotierenden Wand 32 bzw. einem Schleudertellerdeckel abgedeckte
Gutzuführkanal 10.
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Durch diesen Zuführkanal kann auch ein Gasstrom geleitet werden,
so daß die Gutbeschleunigung insbesondere der feinen Partikel pneumatisch unterstützt
wird. Weitere Erläuterungen des Aufbaus eines rotationssymmetrischen Sichters mit
rotierendem Schleuderteller, Gutzufuhr zu diesem, Aufgabeeinrichtung, der Ausbildung
der Strömungskanäle und dgl., sind für den Fachmann angesichts der Erläuterungen
der vorn erwähnten Patentschriften des Anmelders nicht erforderlich.
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Bei Anwendung eines Schleudertellers zur Gutaufgabe kann die innere
aber Umlenkwand 1, siehe Fig, 9, feststehen. Sie kann/auch mit dem Schleuderteller
31 verbunden werden und mit ihm rotieren, Bei feststehender Umlenkwand überlagert
sich der in der Radialebene verlaufenden Bewegung eine Bewegung der Gutpartikel
und der mit ihnen eingeführten Strömung um die Mittelachse 50. Bei
mitrotierender
Wand überlagert sich zusätzlich eine rotierende Komponente der Klassierströmungs-Grenzschicht
und gegebenenfalls der Klassierströmung.
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Für große Mengenleistungen wird zweckmäßig die rotationssymmetrische
Anordnung mit pneumatischer oder hydraulischer Guteinführung (Fig. 10 bis 12) angewendet.
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Bei den Klassiervorrichtungen nach den Fig. 6 und 11 erfolgt die Einführung
des Gutstroms an der Guteinführstelle 11 in einem radialen Abstand 27 von der inneren
Umlenkwand 1. Dieser Abstand soll kleiner sein als der radiale Abstand 28 von der
äußeren Begrenzungswand der Klassierströmung. Eine unmittelbar an der inneren Umlenkwand
1 verlaufende Sichtströmung 29 bleibt dann weitgehend gutfrei.
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In Fig. 7 ist eine Anordnung zur Vermeidung von Gutansatz an der inneren
gekrümmten Umlenkwand gezeigt, Die innere Umlenkwand 1 ist als langsam rotierender,
von einem nicht dargestellten Motor angetriebener Kreiszylinder ausgebildet. Die
Klassierströmung liegt an der der Klassierzone 7 zugewandten Vorderseite an. Auf
der Rückseite wird anhaftendes Feingut mit Schabern 30, Bürsten oder ähnlichen Einrichtungen
abgenommen und in einem darunter liegenden Behälter 60 aufgefangen.
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Aus dem durch den Gutzuführkanal 10 in die Klassierzone 7 ein-Stark
tretenden Gut wird das Feingut von der StrömungEumgelenkt und strömt mit dieser
durch die Abführkanäle für die Klassierströmung ab. Das Grobgut dagegen bewegt sich
auf flacheren Trajektorien und gelangt über die Kante 21 der äußeren Begrenzungswand
des Abströmkanals bzw. des äußeren Abströmkanals durch die Grobgutaustrittsöffnung
in die Grobgutabführeinrichtung. Das durch die äußere Klassierströmungsgrenze hindurchfliegende
Grobgut gelangt bei dem Sichter nach den Fig. 1, 10 und 11 in einen Grobgutkanal
13, der etwa in der mittleren Flugrichtung des Grobgutes angebracht ist. Durch diesen
Grobgutkanal 13 strömt die aus dem Zuströmkanal
12 weitgehend
gutfrei zugeführte äußere Strömung ab und trägt das Grobgut aus. Ein Teil der äußeren
Strömung wird jedoch durch den Abströmkanal 14 bei der Ausführungsform nach den
Fig, 1, 2, 10 und 11 abgeführt. Dabei erfolgt durch die äußere Strömung 9 die eine
weitere Klassierung des Grobguts/durch den Abströmkanal 14 ausgetragene feinere
und die durch den Abströmkanal 13 ausgetragene gröbere Grobgutfraktion. Die in Fig.
1 dargestellte, durch die äußere Strömung 9 bewirkte Nachklassierung des Grobguts
außerhalb der Klassierzone 7 ist eine kombinierte Umlenk- und Querstromsichtung.
Sie kann auch als reine Querstromsichtung ausgeführt werden, wie dies bei der Klassiervorrichtung
gemäß Fig, 10 der Fall ist.
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Zur Einstellung der Trenngrenzen werden vorteilhaft die Begrenzungswände
der Abströmkanäle verstellbar ausgebildet, derart, daß die Lage ihrer Vorderkanten
in Umlenk- und radialer Richtung verändert werden können. Mit Klappen läßt sich
in bekannter Weise die Lage in radialer Richtung kombiniert einstellen. Zur Einstellung
in Umlenkrichtung kann gleichzeitig eine Verschiebungsmöglichkeit vorgesehen werden.
Wichtig ist die vollständige gegenseitige Abdichtung der Abströmkanäle. Deshalb
sind oft auch auswechselbare verschiedene Begrenzungswände vorteilhaft.
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In Fig. 8 ist eine vorteilhafte Windsichtanlage gezeigt. Es ist eine
pneumatische Guteinführung in die Klassierzone vorgesehen.
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Für die Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es sehr wichtig,
daß das Gut an der Guteinführungsstelle 11 mit konstanter Geschwindigkeit in die
Sichtzone eingeführt wird. Bei pneumatischer Gutzufuhr läßt sich dies erfindungsgemäß
besonders vorteilhaft dadurch erreichen, daß in einer pneumatischen Förderstrecke
des Gutzuführkanals 10 vor der Guteinführungsstelle 11 in die Sichtzone 7 eine Druckmeßstrecke
vorgesehen ist und daß der in dieser Druckmeßstrecke entstehende Druckabfall zur
Regelung des Gutstroms dient. Zweckmäßig wird der Ausfluß aus einer Auslauföffnung
35 eines als Massenflußbunkers ausgebildeten Aufgabebehälters 34 geregelt, indem
ein Schieber 36 oder eine ähnliche Ventileinrichtung verstellt wird.Alle schrägen
Wände 37 des Bunkers 34 sind belüftet zur Sicherstellung eines gleichmäßigen Gutstroms.
Der
Schieber 36 ist vor der Auslauföffnung 35 vorgesehen. Das aus
der Auslauföffnung 35 ausfließende Gut wird mittels eines Injektors 38 in den Gutzuführkanal
10 eingeführt, Das Gut wird hier in vier Feingutfraktionen getrennt, die durch die
Abströmkanäle 3, 4, 5 und 6 abgeführt werden. Die Begrcnzungswände dieser Abströmkanäle
sind verstellbar. Die abgeführten Gutfraktionen werden entweder in Filter 39 oder
in Zyklonen 40 abgeschieden. Die Abscheidung soll möglichst vollständig sein. Deshalb
sind zweckmäßig Filter zu wählen, wenn sich in den Fraktionen höhere Gutanteile
unter 5 bis 10 Fm Teilchengröße befinden. Beim Sichter gemäß Fig. 8 ist dieses für
die durch den Abströmkanal 3 abgeführte feinste Feingutfraktion vorgesehen, während
die durch die Abströmkanäle 5 und 6 abgeführten gröberen Feingutfraktionen in Zyklonen
40 abgeschieden werden.
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Zur Einstellung einer besonders scharfen Trennung zwischen den in
den Abströmkanälen 3 und 5 abgeführten Fraktionen wird die im Abströmkanal 4 abgeführte
Feingutfraktion im geschlossenen Kreislauf geführt. Ihre Trägerluft dient gleichzeitig
zur Gutbeschleunigung in dem Gutzuführungskanal 10. Die in den Zyklonen 40 vom Feingut
befreite Luft strömt durch die Zuströmkanäle 2b und 2c wieder in die Klassierzone
7. Die durch den Abströmkanal 3 abgeführte Luft strömt nach Abscheidung der feinsten
traktion durch den Filter 39 ins Freie. Eine entsprechende Luftmenge wird durch
den Zuströmkanal 2a angesaugt, Das Grobgut fliegt durch die Grobgutaustrittsöffnung
8 aus der Klassierzone 7 und gelangt in die durch den Zuströmkanal 12 zugeführte
äußere Strömung 9, Diese durchströmt den Grobgutauffangbehälter 13a halbkreisförmig
im unteren Teil und verläßt ihn nach oben durch den Auslaßkanal 16 im oberen Teil.
Ein Teil des Grobguts wird durch die Zellenradschleuse 17 ausgetragen. Der andere
Teil wird durch einen Zyklon 41 aus der äußeren Strömung abgeschieden, die weitgehend
gutfrei durch den Zuströmkanal 12 wieder zugeführt wird,
In Fig.
10 ist ein rotationssymmetrischerSichter für große Mengenleistung gezeigt, bei dem
das Gut aus einem ringförmigen Aufgabebehälter 34, der wieder als Massedlußbunker
ausgebildet ist, durch eine einstellbare Auslauföffnung 35 in einen ringförmigen
vertikalen Gutzuführkanal 10 ausfließt. Der Aufgabebehälter 34 hat eine senkrechte
Wand und eine schräge, belüftete Bodenwand 37. Die Ausflußmenge kann über den in
einer Druckmeßstrecke im Beschleunigungsteil des Gutzuführungskanals 10 mit nicht
dargestellten Druckmeßeinrichtungen meßbaren Druckabfall auf konstanten Gutstrom
geregelt werden, wozu das Schieberventil 36 von einem Regler entsprechend verstellt
wird. Im Gutzuführkanal 10 herrscht eine von oben nach unten verlaufende Strömung,
die das Gut auf die Guteinführungsgeschwindigkeit beschleunigt, mit der es aus dessen
Mündung 11 in die Sichtströmung am Beginn der gekrümmten inneren Umlenkwand 1 sln
deren Richtung eintritt. Die Beschleunigung erfolgt im wesentlichen pneumatisch.
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Nur bei großen Partikeln über 1 mm und kleiner Gutzuführgeschwindigkeit
wird die Beschleunigung durch die Schwerkraft merklich unterstützt. Alle übrigen
Merkmale zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Klassierverfahrensergeben sich
unmittelbar aus Fig. 10 mit den bereits erklärten Bezeichnungen. Die durch den Zuströmkanal
12 zugeführte äußere Strömung 9 führt zu einer Querstromsichtung des Grobguts in
die durch den Abströmkanal 13 abgeführte gröbere Grobgutfraktion und die durch den
Abströmkanal 14 abgeführte feinere Grobgutfraktion. Zur Variation der Trenngrenze
zwischen diesen beiden Grobgutfraktionen kann eine schneidenförmige Kante 49 an
der inneren Kante zwischen den Kanälen 13 und 14 vertikal verschoben werden. Die
Kanäle zur Zuführung und weiteren Abführung des Strömungsmittels für die Klassierströmung
und die äußere Strömung können auf verschiedene Weise ausgeführt werden4 In Fig.
10 ist beispielhaft eine Zuführung durch zentrale Kanäle 42 und 47 und eine Abführung
durch Spiralgehäuse 45 und 46 vorgesehen. Man erkennt, daß die pneumatische vertikale
Gutzuführung und sehr zwaimAßige von oben nach unten eine konstruktiv raumsparende/
Ausbildung der Klassiereinrichtung zuläßt, weildie Spiralgehäuse 45 und 46 beispielsweise
relativ nah an der Mittelachse 50 liegen und der Zuströmkanal 2 für die Sichtströmung
sowie der Zuströmkanal 12 für die äußere Strömung ebenfalls an oder nahe der Achse
50, mit geringer Neigung zu ihr verlaufen und weil vor allem die Abführung der gröbsten
Fraktion durch den Kanal 13 vertikal nach unten und nicht nach außen zu größern
Durchmessern erfolgt,
In Fig. 11 ist ein gegenüber Fig. 10 etwas
abgewandelter rotationssymmetrischer erfindungsgemäßer Umlenksichter mit jedoch
grundsätzlich gleichem Aufbau dargestellt. Die Einführung des Gutstroms erfolgt
an der Gutzuführungsstelle 11 mit einem kleinen radialen Abstand 27 von der inneren
Umlenkwand 1, der kleiner ist als der radiale Abstand 28 von der äußerenGrobgutaustrittsöffnung
8. Zwischen Guteinführungsstelle 11 und innerer Umlenkwand 1 liegt also eine gutfreie
Strömungsschicht 29. Mit Schaufeln 48 zwischen dem Gutzuführkanal 10 und der sich
nach vorn an die Umlenkwand 1 anschließenden Strömungskanalwand wird dieser Strömungsschicht
29 eine rotierende Strömungskomponente um die Mittelachse 50 erteilt, Dadurch wird
die Umlenkung der sich an der inneren Umlenkwand 1 anlegenden Klassierströmung um
große Winkel erleichtert. Eine solche rotierende Strömungskomponente kann auch der
durch den Zuströmkanal 2 einströmenden Klassierströmung und/oder dem durch den den
Gutzuführkanal 10 zugeführten Gutstrom erteilt werden.
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Der in den Fig. 10 und 11 gezeigte Aufbau der erfindungsgemäßen Klassiervorrichtung
läßt sich grundsätzlich auch bei flüssigem Strömungsmittel anwenden, In Fig. 12
ist eine rotationssymmetrische Ausführungsform dargestellt, bei der der Gutstrom
in einem von unten nach oben zu seiner Mündungsöffnung verlaufenden Gutzuführkanal
10 der Klassierzone 7 von unten nach oben zugegeben wird, Diese Konstruktion eignet
sich insbesondere zur Kombination mit Mühlen, z.B. Schüsselmühlen, die unmittelbar
unter einer Klassiervorrichtung angebracht sind. Das Gut wird dann von einem Luftstrom
unmittelbar aus der Mühle durch den Gutzuführkanal 10 in die Klassierzone gefördert.
Die Auffächerung des Gutes in der Klassierzone 7 kann/dazu benutzt werden, mehrere
Feingutfraktionen durch mehrere Abströmkanäle 3, 4 usw. aus der Klassierzone 7 abzuziehen.
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Wird nur eine einzige Feingutfraktion gewünscht, so genügt ein einziger
Abströmkanal 3, wie ihn der in Fig, 12 darsestellte Sichter zeigt. Das durch die
Grcgutaustrittsöffnung 8 hindurchtretende Grobgut gelangt in die durch den Zuströmkanal
12 zugeführte äußere Strömung 9 und wird durch den Abströmkanal 13 abgeführt. Die
weitere
Führung der mit dem Feingut und dem Grobgut beladenen Strömungsmengen kann auf verschiedene
Weise erfolgen. In Fig. 12 wird die äußere mit Grobgut beladene Strömung über tangentiale
Leitschaufeln 52 einem zentralen Zyklon 51 zugeführt. Das zentral abgeschiedene
Grobgut wird gegebenenfalls zusammen mit einem Luftstrom über eine Leitung 46 zurück
in die Mühle geleitet. Die Abführung der durch den Abströmkanal 3 ringförmig aus
der Klassierzone austretenden mit dem Feingut beladenen Klassierströmung erfolgt
zweckmäßig durch mehrere Kanäle. Es können unmittelbar Strömung Zyklone nachgeschaltet
werden oder es kann die in Kanäle durch in Fig. 12 angedeutete Krümmer 45 nach oben
abgeführt werden. Auch bei dieser, insbesondere für bereits in einem Trägermittelstrom
suspendiertes Gut geeigneten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Klassiervorrichtung
mit vertikal von unten nach oben erfolgender Gutzufuhr in die Klassierzone gestaltet
sich die konstruktive Verwirklichung besonders einfach und raumsparend.
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Ganz allgemein gilt jedoch, daß bei rotationssymmetrischer Ausführungsform
und pneumatischer oder hydraulischer Gutzufuhr von oben (Fig. 10) oder von unten
(Fig. 12) die Umlenkung der Klassierströmung sowohl nach außen als auch nach innen
erfolgen kann. In Fig. 10 und 12 ist jeweils nur eine Möglichkeit gezeigt, Bei der
Ausführungsform nach Fig. 11 kommt nur die Umlenkung nach außen in Frage. Sowohl
bei der Umlenkung nach außen als auch nach innen ist die Parallelität der umgelenkten
Klassierströmung nicht exakt gegeben, wenn die ringförmigen Zu- und Abströmkanäle
der Klassierströmung gleiche Querschnitte haben. Bei der Umlenkung nach außen konvergieren
die Stromlinien etwas, während sie bei der Umlenkung nach innen ein wenig divergieren.
Letzteres ist für die Sichtung günstiger. Bei großem Durchmesser D, siehe Fig. 9,
10 und 12, im Verhältnis zur radialen Abmessung der Klassierströmung spielt die
Abweichung von der Parallelität keine ins Gewicht fallende Rolle.
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