EP0195240B1

EP0195240B1 - Windsichter mit verschleissfreiem Sichtrad

Info

Publication number: EP0195240B1
Application number: EP86101744A
Authority: EP
Inventors: Roland Dr.-Ing. Nied; Ekkehart Illigner
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Hosokawa Alpine AG
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1992-11-19
Anticipated expiration: 2006-02-12
Also published as: EP0195240A2; DE3508889C1; JPS61212370A; US4786406A; ATE82532T1; EP0195240A3; JPH0323233B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Windsichter mit einem entgegen seiner Schleuderrichtung von der Sichtluft von außen nach innen durchströmten rotierenden Sichtrad mit kranzförmig angeordneten, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Schaufeln, deren Enden in Ausnehmungen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe einerseits und einer ringförmigen Deckscheibe andererseits eingesetzt sind. Ein solcher Sichter besitzt in der Regel ein vertikalachsiges Gehäuse, das aus einem zylindrischen Oberteil mit dem darin angeordneten, vertikal- oder horizontalachsigen Sichtrad und einem trichterförmigen Unterteil besteht.
Das Sichtgut kann zusammen mit der Sichtluft in den Sichter eingetragen werden, wie z. B. bei dem Sichter nach GB-A-927 876, oder Sichtgut und Sichtluft werden getrennt in den Sichter eingeführt, wie es z. B. die DE-C-17 57 582 zeigt. Das Grobgut wird dabei jeweils durch die untere Öffnung des Gehäuse-Unterteils abgeführt und das Feingut wird zusammen mit der Sichtluft aus dem Sichtrad durch einen nach oben aus dem Sichter austretenden Auslaßstutzen abgezogen.
Mit diesen kompakt zu bauenden, einfach zu betreibenden Windsichtern können selbst bei sichtschwierigem Gut trennscharfe Sichtungen bei spritzkornfreiem Feingut bis in den Feinstkornbereich unter 10 µm Korngröße erzielt werden. Da jedoch die erzielbare Trenngrenze im wesentlichen von der Umfangsgeschwindigkeit des Sichtrades abhängt, muß die Drehzahl des Sichtrades um so höher gewählt werden, je kleiner die gewünschte Trenngrenze ist. Mit der Erhöhung der Sichtraddrehzahl nimmt aber auch der Verschleiß an den Bauteilen des Sichtrades und damit die Verunreinigung der Fertigprodukte durch den dabei entstehenden Abrieb rasch zu. Bezüglich der Durchsatzmenge des Produkts sind diese Verunreinigungen relativ klein, so daß sie im allgemeinen toleriert werden können.
Anders ist es jedoch, wenn hochreine oder stark schleißende Stoffe verarbeitet werden sollen. Im ersten Fall, bei dem es sich z. B. um Leuchtstoffe, keramische Massen, Zahnersatzmassen u. ä. handeln kann, machen selbst geringste Verunreinigungen das Produkt unbrauchbar. Im zweiten Fall, also bei Stoffen mit einer Härte ab etwa 4 Mohs, tritt an den schnell bewegten Bauteilen des Sichtrades, vor allem an den Sichtradschaufeln sehr starker Verschleiß auf, so daß ein wirtschaftlicher Betrieb des Sichters nicht mehr möglich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Windsichter der vorausgesetzten Art so zu verbessern, daß eine verschleißfreie Sichtung möglich wird und somit auch hochreine und/oder stark schleißende Stoffe verarbeitet werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schaufeln des Sichtrades qanz aus einem verschleißfesten keramischen Werkstoff hergestellt sind.
Zwar ist es bekannt, verschleißgefährdete Oberflächen mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff zu beschichten, wie z. B. bei Spiralstrahlmühlen, jedoch dürfen die beschichteten Teile vor allem wegen der unterschiedlichen Elastizitätsmoduln von Träger- und Beschichtungsmaterial nicht mit Zug- oder Biegespannungen beaufschlagt werden, da sonst Rißbildung mit Abplatzen der Schleißschicht die Folge wäre. Mit Keramik beschichtetes Material eignet sich deshalb nicht zur Verwendung als Sichtradschaufel.
Dagegen hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ganz aus einem verschleißfesten keramischen Werkstoff hergestellte Schaufeln sich für den Einsatz im Sichtrad eignen. Der bevorzugte Werkstoff ist Sinterkorund, jedoch eignen sich auch andere keramische Werkstoffe, wie z. B. Zirkonoxid. Mit einer Mohs-Härte von über 9 besitzt Sinterkorund eine hervorragende Verschleißfestigkeit bei guten mechanischen Festigkeitseigenschaften und verhältnismäßig einfacher Herstellbarkeit.
Um die mit ihren Enden in Kreisscheibe bzw. Deckscheibe eingesetzten Schaufeln ohne Einspannkräfte, aber trotzdem sicher gegen die tragenden Scheiben abstützen und in ihrer gegenseitigen Lage fixieren zu können, ist es von Vorteil, die Schaufelenden in Einsätzen aus einem gummielastischen Material zu lagern, wobei hierfür vor allem ein verschleißfestes Polyurethan in Frage kommt. Diese Einsätze können im einfachsten Fall als Ringe mit von ihrem äußeren Umfang radial eingeschnittenen Schlitzen für die Sichtradschaufeln ausgebildet sein.
Die mit dem Sichtgut in Berührung kommenden Oberflächen von Kreisscheibe, Deckscheibe und Distanzbolzen, die dynamisch weniger beansprucht werden als die Sichtradschaufeln, können in bekannter Weise mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff beschichtet sein, um auch hier den Abrieb auf ein Minimum zu verringern. Als zusätzliche Maßnahme zur Reduzierung von Verschleiß bzw. Abrieb am Sichtrad kann der Durchmesser der Öffnung in der Deckscheibe für den Durchtritt von Sichtluft und Feingut mit etwa 40 Prozent des Sichtrad-Außendurchmessers ausgeführt werden, d. h. diese Öffnung wird gegenüber der der Normalausführung mit etwa 60 Prozent des Sichtrad-Außendurchmessers erheblich reduziert. Da in dem Ringraum von der Innenkante der Sichtradschaufeln bis zum Öffnungsdurchmesser der Deckscheibe die Gesetze einer Wirbelsenkenströmung gelten, ist für die Trenngrenze des Sichtrades im wesentlichen die Umfangsgeschwindigkeit der Sichtströmung am Öffnungsdurchmesser maßgebend. Mit einer Verkleinerung des Öffnungsdurchmessers ist dementsprechend eine Erniedrigung der Trenngrenze verbunden, da wegen des konstant bleibenden Dralls der Strömung die Umfangsgeschwindigkeit der Sichtströmung am Öffnungsdurchmesser zunimmt. Die Trenngrenzenänderung erfolgt umgekehrt proportional zur Änderung des Öffnungsdurchmessers. Soll das Sichtrad bei kleinerem Öffnungsdurchmesser die ursprüngliche Trenngrenze liefern, so ist dies einfach durch Reduzierung der Sichtraddrehzahl zu erreichen, was in Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Sichtrad schließlich die angestrebte Reduzierung von Verschleiß bzw. Abrieb bewirkt. Auch in den Sichtluft und Feingut abführenden Leitungsteilen wirkt sich der reduzierte Drall der Strömung in bezug auf das Verschleißverhalten vorteilhaft aus. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1: zeigt einen Längsschnitt durch einen Windsichter mit erfindungsgemäß ausgerüstetem Sichtrad,
Fig. 2: zeigt im Längsschnitt dieses Sichtrad allein.

Der Windsichter 1 besitzt ein vertikalachsiges Gehäuse, das aus dem zylindrischen Oberteil 2 und dem trichterförmigen Unterteil 3 besteht. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Sichtung durch Nachsichtung des nach unten aus dem trichterförmigen Unterteil 3 austretenden Grobgutes ist für die Sichtluftzufuhr ein an das trichterförmige Unterteil 3 anschließender zylindrischer Behälter 4 mit Leitschaufeln 5 und Auslauftrichter 6 vorgesehen, in den die Sichtluftzuleitung 7 tangential mündet.
Im Oberteil 2 ist das Sichtrad 8 mit horizontaler Rotationsachse 9 angeordnet. Das Sichtrad 8 sitzt auf der Welle 10, die in einem seitlich am Oberteil 2 befestigten Lagergehäuse 11 gelagert ist. und über die Riemenscheibe 12 von einem hier nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Die Austrittsöffnung 28 des Sichtrades 8 für die feingutbeladene Sichtluft mündet in das doppelwandige Rohr 13, an dessen Flansch 14 über eine hier nicht gezeichnete Rohrleitung ein Abscheider für das Feingut angeschlossen wird
Den Strömungsverlauf der eintretenden Sichtluft bestimmen die vertikal ausgerichteten Leitschaufeln 5. Ein luftdichtes Austragsorgan, z. B. eine Zellenschleuse (nicht dargestellt), fir das ausgeschiedene, nach unten fallende Grobgut ist beim Betrieb des Windsichters 1 am Flansch des Auslauftrichters 6 befestigt.
Über die Rohrleitung 15 wird von einer Dosiervorrichtung das Sichtgut zugeführt. Der Anschlußstutzen 16 und die Außenkammer 17 des Rohres 13 dienen zur Zufuhr von Spülluft in den Spalt zwischen Sichtrad 8 und Flansch 18 des Rohres 13. Oberteil 2 und Unterteil 3 sind mit der Tragplatte 19 verschraubt, mit der Windsichter 1 an einem Rahmen, einer Bühne o. ä. befestigt werden kann.
Das Sichtrad 8 (Fig. 2) besteht aus der die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe 20, der ringförmigen Deckscheibe 21, deren axialer Abstand durch die von Schrauben 22, 23 gehaltenen Distanzbolzen 24 bestimmt wird, und den aus Sinterkorund gefertigten Schaufeln 25. Deren Enden sitzen mit axialem Spiel in ringförmigen Ausnehmungen von Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21. In die Ausnehmungen eingepaßte Ringe 26 aus einem gummielastischen, verschleißfesten Material mit von ihrem äußeren Umfang eingearbeiteten Schlitzen fixieren die Schaufeln 25 in ihrer gegenseitigen Lage und stützen sie radial gegen Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21 ab.
Zum Schutz gegen Verschleiß sind die Distanzbolzen 24 mit Hülsen 27 aus Sinterkorund umgeben, die ebenso wie die Schaufeln 25 axiales Spiel haben und mit ihren Enden in passenden Ausnehmungen der Ringe 26 sitzen. Alle mit dem Sichtgut in Berührung kommenden Oberflächen von Kreisscheibe 20 und Deckscheibe 21 sind mit einem verschleißfesten keramischen Werkstoff überzogen (nicht dargestellt) und die blendenförmig ausgebildete Austrittsöffnung 28 in der Deckscheibe 21 besitzt einen Durchmesser, der nur etwa 40 Prozent des von den Außenkanten der kranzförmig angeordneten Schaufeln 25 bestimmten Durchmessers beträgt. Zum Schutz der Schrauben 22 ist ein Ring 29 aus dem gleichen Material wie die Ringe 26 in die Kreisscheibe 20 eingesetzt.

Claims

Windsichter mit einem entgegen seiner Schleuderrichtung von der Sichtluft von außen nach innen durchströmten, rotierenden Sichtrad mit kranzförmig angeordneten, parallel zur Rotationsachse verlaufenden Schaufeln, die mit ihren Enden in Ausnehmungen einer die Sichtradnabe tragenden Kreisscheibe einerseits und einer ringförmigen Deckscheibe andererseits eingesetzt sind, wobei der axiale Abstand von Kreisscheibe und Deckscheibe durch Distanzbolzen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (25) des Sichtrades (8) ganz aus einem verschleißfesten, keramischen Werkstoff hergestellt sind, die Schaufeln (25) zwischen Kreisscheibe (20) und Deckscheibe (21) axiales Spiel haben und an beiden Enden durch in die Ausnehmungen eingepaßte Einsätze (26) aus einem gummielastischen, verschleißfesten Material in ihrer gegenseitigen Lage fixiert und gegen Kreisscheibe (20) bzw. Deckscheibe (21) radial abgestützt sind.
Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißfeste, keramische Werkstoff Sinterkorund ist.
Windsichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (26) aus einem verschleißfesten Polyurethan hergestellt sind.
Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzbolzen (24) mit Hülsen (27) aus verschleißfestem, keramischem Werkstoff wie Sinterkorund umgeben sind, die wie die Schaufeln (25) axiales Spiel haben.
Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Sichtgut in Berührung kommenden Oberflächen von Kreisscheibe (20) und Deckscheibe (21) mit einem verschleißfesten, keramischen Werkstoff überzogen sind.
Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnung (28) in der Deckscheibe (21) etwa 40 Prozent des von der Außenkante der Schaufeln (25) bestimmten Sichtraddurchmessers beträgt.