-
Stromsichter Beim Trennen von körnigem oder pulverförmigem Gut nach
Korngrößen wird weitgehend vom sog. Sichten Gebrauch gemacht, wenn eine Trennung
nach Korngröße und spezifischem Gewicht im Vordergrund steht. Dabei wird das zu
sichtende Gut mit Gasen, Luft, auch Flüssigkeiten gemischt und das so entstehende
Gemisch in bestimmten Strömungen beeinflußt. Die in der Strömung je nach Korngröße
oder spezifischem Gewicht unterschiedliche Bewegung der festen Teile wird dann in
überaus vielfältiger Weise zur Trennung benutzt. Einmal finden sich Strömungskanäle,
die verschiedene Formen haben, verschiedene Neigungen aufweisen oder auch nebeneinanderliegende
Sichterstrecken benutzen usw. Besonders müssen jene 2 ethodeu hervorgehoben
werden, bei denen durch kreisende Bewegung neben der Schwerkraft Zentrifugalkräfte
zum Sichten herangezogen werden (Zentrifugalsichter). So zeigt dieTechnikderStromsichter
eine beachtenswerte Fülle von Lösungen auf, mit denen auch gute Erfolge erzielt
werden konnten.
-
Ganz saubere Trennungen und letzte Feinheiten konnten trotzdem bei
den bekannten Methoden nicht erzielt werden. Die bekannten Verfahren weisen nämlich
den großen grundsätzlichen Nachteil auf, daß die Sichtung in einem Gebiet mit mehr
oder weniger turbulent verseuchter Strömung stattfindet. Auch wenn darauf geachtet
wurde, daß triviale Ablösungswirbel vermieden werden, können durch Wandturbulenz,
Gebläseturbulenz, turbulente Vermischung von freien Oberflächen usw.
unkontrollierbare
turbulente Querströmungen auftreten, die eine saubere Scheidung unmöglich machen.
Da praktisch immer überkritische Gesamtströmungen, d. h. Re-Werte über 2300 vorhanden
sind, entsteht die Frage, wie trotzdem Turbulenz der Strömung vermieden werden kann.
Die Erfindung -neigt den Weg und gibt die konstruktiven Merkmale an, mit denen dies
erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung stellt sich dann im Sichtquerschnitt lamitiare
Strömung ein, und zwar im strengen klassischen Sintre gemäß dem bekatlntetl Reynoldschen
Originalversuch. Die Erfindung verwertet die vor einigen Jahren gemachte Beobachtung,
daß auch bei ganz großen technischen Querschnitten und überkritischer Reynoldscher
Zahl unter gewissen Bedingungen wenigstens in einem Teil der Strömung streng laminare
Strömung verwirklicht «erden kann. Dieser Zustand ist zwar, wie Versuche all größeren
Windkanalstrecken gezeigt haben, sehr labil, doch ist diese Labilität so geartet,
daß bei Verwendung solcher Strömungsstrecken als Sichter und Beachtung der '.Merkmale
der Erfindung die laminare Strömung wenigstens so lange erhalten bleibt, wie es
zur Ausführung der I-Iauptsichterbeeinflussung notwendig ist. Dies wird erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß die Sichtung in oder kurz hinter einem düsenförmigen Einlauf
stattfindet. Beim freien Ansaugen durch eine gute Düse ist die eben angedeutete
Laminarbewegung auch bei großen Querschnitten und überkritischen Gesamtströmungen
in und eine gewisse Strecke hinter der Düse tatsächlich vorhanden. Es genügt also,
(las zu sichtende Gut an diesen Stellen aufzugeben oder, wie es ebenfalls nach der
Erfindung vorgeschlagen wird, irgendwie dafür zu sorgen, (laß der entscheidende
Sichtereiliftuß in den elfen angedeuteten latninaren Bereichen vor sich geht Bei
Druckluftbetrieb ist dabei zu beachten, daß ein Ansatzgeil aus eitlem im Querschnitt
größeren Raum (licht genügt, um eindeutig laminare Bewegung zu erhalten. Durch vorgeschaltete
Siele, Filter od. dgl. inuß vor dem Einlauf in den größeren Raum jede Turbulenz
unwirksam gemacht werden.
-
Die Erfindung vermittelt somit als Grunderkenntnis, (laß die Sichtung
in oder kurz hinter einerAnsaugdüse stattfindet. Je nachdem, oll Saug- oder Druckbetrieb
vorhanden ist, je nach der Neigung der Sichterstrecke, ergeben sich dabei erfindungsgemäß
tv1)isehe Besonderheiten, die nachfolgend in einigen Ausführungsbeispielen beschrieben
«erden.
-
Abb. i zeigt als Anwendungsbeispiel die Sichtung in einer senkrecht
nach oben gerichteten Strömung. Der abgerundete Kanal i leitet die frei atigesatigte
Luft durch eilte ollere seitliche Abführung 6 zum Gebläse 2, welches die Luft in
einen Filtersack 5 und durch diesen nach außen leitet. Unterhalb der Aufgabevorrichtutig
3 fällt (las Sichtgut frei ein, während mit einer Drosselklappe jede beliebige Geschwindigkeit
leicht eingestellt werden kann. Im Kanal i fallen nun alle Teilchen nach unten durch,
deren Schwebegeschwindigkeit größer als die entgegenströmende Luftgeschwindigkeit
ist. Siewerdenauf dein Boden-[ gesammelt. Die kleineren Korngrößen werden abgesaugt
und im Filtersack 5 niedergeschlagen. In bekannter `'eise können letztere auch durch
Zyklone, Filter usw. abgeschieden werden. Die entscheidende Sichtung spielt sich
kurz hinter der Düse ab, wo in jedem Falle einwandfreie laminare Strömung vorhanden
ist, wenn für eine gut geformte Düse nach bekannten Grundsätzen gesorgt wird. Um
zu verhindern, daß durch einseitigen Impuls der im Kanal 6 abgesaugten Luft das
oben einfallende Sichtgut sich ungleichmäßig über den Querschnitt verteilt, wird
erfindungsgemäß das Gut bei der Vorrichtung nach Abb. i einseitig aufgegeben. Wird,
wie in Abb. 2 veranschaulicht, die Luft symmetrisch durch Ringschlitz abgesaugt,
so ist eine symmetrische Aufgabe des Gutes möglich.
-
Eine stetige Scheidung nach Korngrößen gelingt erfindungsgemäß bei
horizontaler Anordnung des Kanals. Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel. Durch den
Trichter 8, d. 1l, unmittelbar in oder hinter der Düse, wird das Sichtgut aufgegeben,
so daß es senkrecht zu der eingesaugten Luft herabfällt und dabei nur in rein laminare
Strömung gerät. Dabei werden in all und für sich bekannter «'eise die kleineren
Teilchen mehr in Strömungsrichtung mitgenommen als die größeren; so daß auf dem
Boden durch Ausfallöffnungen 9, io, i i das Gut in abgestufter Körnung in Behältern
12, 13, 14 gesammelt werden kann. Dabei ist natürlich auf möglichst
störungsfreie Abführung des Gutes zu sorgen, z. B. kann durch eng nebeneinanderliegende
Gitterstäbe ein zu großer freier Querschnitt der Ausfallöffnungen 9, l o, i i vermieden
werden. Die erfindungsgemäß durch die Anordnung erzwungene laminare Strömung ermöglicht
erst eine äußerst scharfe Trennung der Körner. Bei sehr kleinen Schwebegeschwindigkeiten,
z. B. bei Farbstoffen, kann es unter Umständen sogar notwendig sein, die sehr kleinen
Störungen der angesaugten Luft noch zu unterdrücken. Dies geschieht erfindungsgemäß
durch vorgeschaltete Siebe. Filter od. dgl. 15. DerKanalquerschnitt ist zweckmäßig,
gemäß Abb.4, rechteckig oder auch dreieckig. Durch Einschieben einer Prall- und
Ablauffläche, in Abb. 3 punktiert mit 16 bezeichnet, gelingt es, dem Sichtgut vor
dem Fallen einen horizontalen Impuls zu erteilen. Dadurch wird die Trennschärfe
unter Umständen noch größer.
-
Erfindungsgemäß können schärfere Trennungen erreicht werden, wenn
der Kanal schräg gestellt wird. Abb.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der
Kanal unter einem Winkel a geneigt ist. Dabei wirkt eine Komponente der Luftgeschwindigkeit
(c. siti x) der Fallbewegung entgegen und verlängert so die Zeit des SchNvebens
und damit des Trennungsprozesses. Der Vorgang gestattet, daß erfindungsgemäß das
größte Korn im Ablauf 18 außerhalb des Kanals aufgefangen «erden kann, während durch
die :ltislässe ic und 2o kleinere Korngrößen anfallen. Sieht man bei dem Gerät eine
Verstellmöglichkeit des @N7iiikels j,. vor. so läßt sich erfindungsgemäß bei konstanter
Luftgeschwindigkeit eilte gewiinsclite Scheidung (furch Einstellung
des
Winkels 2 erreichen. Bei Allscheidung von ganz feinem Gut kann es notwendig sein,
daß die feinsten Teilchen mit etwas Trägerluft abgeführt werden. Dies geschieht
erfindungsgemäß dadurch, daß beisl» elsv-eise von der mit Sieb oder Filter 17° abgedeckten
Kammer 14 ein Kanal 17 die gereinigte Trägerluft zum Gebläse führt.
-
Auch bei der einfachen senkrechten Anordnung des Kanals kann erfindungsgemäß
eine stetige Abscheidttng nach Korngrößen erfolgen. Ahli. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel.
Dazu wird an verschiedenen Stellen des senkrechten Kanals, z. B. durch Ringschlitze
21, 22. 23., ein Teil der angesaugten Luft mit Sichtgut abgesaugt. Durch die Kanäle
24, 25, 26 wird diese Luft der Saugluft des Gebläses 27 zugeführt, ein Vorgang,
der natürlich auch durch Einzelgebläse bewerkstelligt «-erden kann. Durch diese
stufenweise erfolgende Absaugung wird die Geschwindigkeit in der senkrechten Sichterstrecke
nach oben verringert. I:s wird somit (las gleiche erreicht wie in einer 1<ottiscli
erweiterten Röhre mit dem allerditigs wesentlichen und entscheidenden Unterschied,
claß die hier durchgeführte Randabsaugung Turbulenz, .\1>löstltig und ungleiche
Geschwindigkeitsverteilung praktisch verhindert, so daß also wieder (las Erfindungsmerkmal
der laminaren Sichterstrecl:e vorliegt, wollet gegenüber der Ausführttngsform nach
-11i1). i infolge der Randabsaugung im ganzen Kanal weitgehend latninare Strömung
vorhandelt ist. _feder bestimmten Geschwindigkeit im Kanal wird eilte Korngröße
entsprechen, die an dieser Stelle schwellt, somit seitlich durch Absaugen Ilei 21.
22, 23 leicht abgezogen werden kann. Das kleinste Korn, welches nicht mehr
zum Schwellen kommt, wird durch den Kanal 31 in den Filtersack allgesaugt. während
das größte Korn durchfällt und auf dem Boden 32 gesammelt werden kann. Durch zwischengeschaltete
Abscheider 28, 29, 30 irgendwelcher Bauart kann (las altgesaugte Material
leicht gesammelt werden. während Drosselklappen 33, 34. 35.36 die \löglichkeit bieten,
jede beliebige Variation von Korngrößen erfindungsgemäß auszuscheiden. Indem malt
die ganze Kanalstrecke erfindungsgemäß siebartig oder mit Längsschlitz versehen
ausbildet und durch dieses Sieb bzw. die Schlitze gleichmäßig absangt, während das
Gut ztlsaminen mit Trägerluft etwa nach dem Beispiel der A1111.6 durch geeignete
Öffnungen abgezogen wird, läl.it sich auch eine stetige laminare und verzi>gerte
Str(')mung in der Sichterstrecke erreichen.
-
7;s bedeutet ertin(inngsgemäß keinen wesentlichen und grundsätzlichen
Unterschied, wenn die bisher angeführten Ausführtingsheispiele nicht im Saugbetrieb,
sondern mit Druckluft betrieben werden. Dabei imiß allerdings (lein Sichtkanal eine
größere Vorkammer mit guter Allrundung des Kanals vorgeschaltet werden. Wie bereits
eingangs erwähnt, genügt dies noch nicht. l)er Vorkammer muß nämlich ein Stell oder
Filter vorgeschaltet werden. F.rst dadurch wird chitidungsgemäß die für (las Sichten
notwetldige laininare Strömung in der Sichtcrstrecke erreicht. :\111l. 7 zeigt ein
All,-fiihrungsbeispiel, in dein die der Abb. i entsprechende senkrechte Kanalstrecke
so ausgebildet wurde. Das Gebläse 37 drückt die Luft zunächst auf die Siebverkleidung
38 der Vorkammer. Die hierdurch beruhigte und turbulenzfreie Luft strömt jetzt mit
sehr großer Beschleunigung in die Sichterstrecke 4i, wo am Einlauf 4o das Sichtgut
aufgegeben wird, während die Luft durch den Kanal 42 entweder frei ausbläst oder
in einem Filtersack (las feine Material noch gesammelt wird. Auf dem Boden 39 der
Vorkammer wird das grobe gesichtete Gut gesammelt. Es sei bemerkt, daß die Vorgänge
in der Sichterstrecke41 genau die gleichen sind wie bei der Vorrichtung nach Abb.
i. Das wesentliche des erfindungsgemäß erreichbaren Erfolges liegt in der Erreichung
laminarer Strömung in der Sichterstrecke.
-
Es ist einleuchtend, daß sich gemäß dem Ähnlichkeitsgesetz der modernen
Strömungslehre kein physikalischer oder auch technischer wesentlicher Unterschied
ergibt, wenn man zur Sichtung statt Luft oder Gas Flüssigkeiten verwendet. Dabei
handelt es sich praktisch gesehen um Aufgabengebiete derAufbereitung undRjeinigung
von Stoffen. Aus verschiedenen Gründen wird hier meist mit Überdruckbetrieb gearbeitet,
so daß das vorher behandelte Beispiel 7 fast genau übertragen werden kann. Abb.
8 zeigt hierfür ein Ausführungsbeispiel. Der senkrecht angeordnete-Sichterkanal
43 führt die Flüssigkeit durch den von einer Sammelrinne 53 umgebenen Überlauf 5o
zusammen mit den feinen Stoffen weg, um von da beispielsweise einem Wehr 45 und
einer Rinne zugeführt zu werden. Das schwere Gut sinkt im Kanal 43 nach unten und
wird z. B. durch den unteren Kanal 46 zusammen mit etwas Trägerflüssigkeit abgeführt.
Unter denn Kanal 43 befindet sich die größere Vorkammer 47, die oben und seitlich
mit Sieben versehen ist, während durch den Einlaß 49 die Flüssigkeit zugeführt wird.
Diese muß zunächst stark verzögert die Siebe passieren und gelangt dann mit sehr
großer Beschleunigung in den oberen Kanal 43, während ein kleiner Teil nach unten
in den Ablauf 46 abgezweigt' wird. Dadurch ergibt sich eine Teilung der Strömung
mit der Eigenart, daß im Innern der Strömung an der mit 51 bezeichneten Stelle ein
Staupunkt entsteht. An den schrägen Flächen 52, wo das herabfallende Gut sich festsetzen
könnte, ergibt sich eine nach unten gerichtete Strömung, d. h. ein dem Anhaften
entgegenwirkender Umstand. Das durch den Trichter 44 frei eingeschüttete Gut verhält
sich praktisch genau so wie bei der Vorrichtung nach Abb. 7.
-
Statt der symmetrischen Ausbildung nach Abb.8 ist auch eine einseitige
Ausbildung möglich. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb.9, die eine Beschreibung erübrigt.
Ebenso können alle früheren Beispiele ohne betonte Symmetrieachse ausgebildet werden.
1's handelt sich dabei um Variationen mehr konstruktiven Charakters, die hier außer
acht gelassen werden können.
-
Die Erfindung ergibt folgende Vorteile: i. Fast alle Sichteraufgahen
können mit einer bisher imbekannten
Trennschärfe durchgeführtwerden.
2.Infolge Vermeidung von Turbulenz sind die Gebläse-bzw. Pumpleistungen kleiner
als bei bekannten Verfahren.