DE19740013C1 - Schüttgutsichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schüttgutsichter, bestehend aus einer zumindest im wesentlichen koaxialen Anordnung aus einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, vertikal ausgerichteten Sichtermantel, der in seinem oberen Bereich einen Austrittstutzen für Luft und leichte Schüttgutanteile hat sowie einen verengten Abschnitt, gefolgt von einem sich erweiternden Leittrichter, aufweist, sowie aus einem oben in den Sichtermantel einmündenden, nach unten gerichteten und im Bereich des verengten Abschnitts endenden Schüttgutzu­ fuhrrohr, aus einem mit dem Schüttgutzufuhrrohr achsglei­ chen, zumindest im Bereich des Leittrichters angeordneten Verdrängerkörper mit nach oben weisender, kegelförmiger Spitze, und aus einem zumindest den Leittrichter und den Verdrängerkörper umgebenden Behälter mit einem Sichtluftein­ trittstutzen.

Ein derartiger Sichter ist aus der DE 44 16 757 A1 bekannt. Bei diesem Sichter wird in dem Ringraum zwischen dem Schütt­ gutzufuhrrohr und dem weit in dieses hineinragenden Ver­ drängerkörper eine über den Querschnitt konstante Luftge­ schwindigkeit angestrebt. Hierzu sind die Innenwand des zylindrischen Schüttgutzufuhrrohrs und der Mantel des zylin­ drischen Verdrängerkörpers mit einer die Rauhigkeit erhöhen­ den Oberflächenstruktur versehen. Bei dem bekannten Sichter kommt es in dem langgestreckten Ringraum vergleichsweise häufig zu einem Aufprall von Schüttgutpartikeln auf die Innenwand des Schüttgutzufuhrrohrs und/oder den Mantel des Verdrängerkörpers. Bei jedem solchen Aufprall werden jedoch die betreffenden Schüttgutpartikel abgebremst. Dadurch kann sog. Spritzkorn entstehen. Hierunter versteht man Schütt­ gutpartikel, die wegen zu geringer Geschwindigkeit von der Sichtluft mitgenommen werden, obwohl sie nicht zu den ab­ zutrennenden Anteilen des Schüttguts gehören. Außerdem wird durch Wandkontakte der Schüttgutpartikel meist die Entste­ hung von staub- und fadenförmigem Abrieb begünstigt. Ferner ist der Verbrauch an Sichtluft relativ hoch, weil ein Teil letzterer ohne vorherigen intensiven Kontakt mit den Schütt­ gutpartikeln nach oben in den Sichtermantel abströmt.

Aus der DD 225 351 A2 ist ein Schüttgutsichter bekannt, bestehend aus einem vertikal ausgerichteten Sichtermantel, der in seinem oberen Bereich einen Austrittstutzen für Luft und leichte Schüttgutanteile hat, aus einem oben in den Sichtermantel einmündenden, nach unten gerichteten Schüttgut­ zufuhrrohr, aus einem mit dem Schüttgutzufuhrrohr achsglei­ chen Verdrängerkörper mit einem nach oben weisenden, kugel­ kappenförmigen Ende und aus einem Behälter, durch den eine Sichtluftleitung führt, in deren konisch erweiterten Mün­ dungsbereich das nach unten weisende Ende des Verdränger­ körpers eintaucht. Das Schüttgutzufuhrrohr hat ebenfalls einen konisch erweiterten Mündungsbereich und die nach oben weisende, kugelkappenförmige Spitze des Verdrängerkörpers taucht in diesen Mündungsbereich ein. Zwischen dem Verdrän­ gerkörper und dem Sichtermantel ist ein mantelförmiges Leitblech angeordnet. Der Verdrängerkörper weitet sowohl den Sichtgutstrom als auch den Sichtluftstrom im Sichtungsbe­ reich gegensinnig konisch auf. Durch den Aufprall von Sicht­ gutpartikel an dem Leitblech entsteht Spritzkorn. Das Schüttgutzufuhrrohr ist als Beschleunigungsrohr ausgebildet, in dem das Schüttgut/Luft-Gemisch mittels eines zusätzlichen Luftstroms beschleunigt wird. Dies führt zu einem sehr hohen Luftverbrauch des Sichters.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sichter der einleitend angegebenen Gattung in Richtung auf eine ver­ minderte Abriebbildung und vorzugsweise auch einen gerin­ geren Sichtluftverbrauch zu verbessern.

Diese Aufgabe ist bei dem vorgeschlagenen Sichter erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schüttgutzufuhrrohr einen konisch erweiterten Mündungsbereich hat, die kegelförmige Spitze des Verdrängerkörpers zumindest teilweise in diesen Mündungsbereich eintaucht und das Schüttgutzufuhrrohr als Beschleunigungsrohr ausgebildet ist.

Die kegelförmige Spitze des Verdrängerkörpers erteilt der Strömung in dem Schüttgutzufuhrrohr eine radiale Komponente. Da sich das Schüttgutzufuhrrohr in diesem Bereich jedoch konisch erweitert, vermindert sich dennoch die Zahl der Wandkontakte der Schüttgutpartikel mit dem Schüttgutrohr. Entsprechend vermindert sich der Abrieb. Gleichzeitig ver­ bessert sich die Sichtungsgüte, u. a. weil nur noch wenig Spritzkorn entsteht. Ein weiterer Effekt der konischen Erweiterung des Mündungsbereiches des Schüttgutzufuhrrohrs besteht darin, daß sich der Ringspalt zwischen der Mündung des Schüttgutzufuhrrohrs und dem Sichtermantel verengt und radial nach außen wandert. Dies führt sowohl (bei gleicher Sichtluftmenge je Zeiteinheit) zu einer Beschleunigung der Sichtluftströmung als auch zu einer Strömungshauptrichtung, die die Hauptrichtung der Schüttgutzufuhr unter einem spit­ zen Winkel schneidet. Beides senkt durch verbesserten Sich­ tungseffekt den Sichtluftverbrauch. Ein weiterer Vorteil des Vorschlages nach der Erfindung besteht schließlich darin, daß ein geringer Fluchtungsfehler des Verdrängerkörpers in Bezug auf die Achse des Schüttgutzufuhrrohrs sich nicht nennenswert auf die Sichtungsgüte auswirkt, weil der Ver­ drängerkörper nur mit seiner kegelförmigen Spitze und nur in den Mündungsbereich des Schüttgutzufuhrrohrs eintaucht, anders als bei dem Sichter nach dem Stand der Technik, bei dem der Verdrängerkörper bis tief in das Schüttgutzufuhrrohr hineinreicht.

Die Beschleunigung der Schüttgutströmung kann auf beliebige, dem Fachmann bekannte Weise erreicht werden. Insbesondere kann das Schüttgutzufuhrrohr in einem Endabschnitt vor dem Mündungsbereich einen kleineren Querschnitt als auf der Schüttguteintrittseite haben. Vor allem wenn die Sichtung hauptsächlich bezweckt, an den Schüttgutpartikeln haftende, staubförmige Anteile abzutrennen, ist eine hohe Geschwin­ digkeit des zu sichtenden Schüttgutstromes zweckmäßig.

Eine für das Sichtungsergebnis besonders günstige Auslegung erzielt man dann, wenn die Verlängerung der Erzeugenden des konischen Mündungsbereiches des Schüttgutzufuhrrohrs im freien Querschnitt zwischen dem Leittrichter und dem Ver­ drängerkörper liegt (Anspruch 2). Hierdurch wird auch die Zahl der auf die Innenwand des Sichtermantels aufprallenden Schüttgutpartikel besonders gering gehalten.

Bevorzugt begrenzt die kegelförmige Spitze des Verdränger­ körpers mit dem konischen Mündungsbereich des Schüttgutzu­ fuhrrohrs einen sich konisch erweiternden Ringraum mit über seine Länge etwa konstanter Spaltweite (Anspruch 3). Auf diese Weise gelingt die Umformung des Schüttgutstroms in eine sich kegelförmig erweiternde Strömung ohne örtliche Schüttgutkonzentrationen am besten.

Die kegelförmige Spitze des Verdrängerkörpers sollte einen Spitzenwinkel von 10° bis 30°, vorzugsweise von 20°, haben (Anspruch 4). In diesem Bereich liegt ein günstiger Kompro­ miß, denn zu kleine Werte vergrößern unter anderem die Baulänge und verkleinern den Winkel, unter dem sich die Schüttgutströmung und die Sichtluftströmung schneiden, während zu große Winkel die Zahl der Wandstöße von Schütt­ gutpartikeln erhöhen und die Strömungsgeschwindigkeit des Schüttguts zu stark mindern. An beiden Grenzen verschlech­ tert sich daher die Sichtungsgüte.

Zur Erhöhung der Sichtluftgeschwindigkeit kann sich der Übergang zwischen dem Verdrängerkörper und dessen kegelför­ miger Spitze etwa in Höhe des kleinsten Durchmessers des Leittrichters befinden (Anspruch 5).

Weiter kann der größte Durchmesser der kegelförmigen Spitze des Verdrängerkörpers größer als dessen Durchmesser sein (Anspruch 6). Der Verdrängerkörper weist also, in Richtung des Schüttgutstroms gesehen, im Anschluß an die kegelförmige Spitze eine Hinterschneidung auf. Hierdurch wird die Zahl der Schüttgutpartikel, die nach Durchlaufen des Sichtungs­ bereiches auf die Wand des Verdrängerkörpers auftreffen, besonders gering gehalten. Zusätzlich wirkt die Hinter­ schneidung, in Richtung der Sichtluftströmung gesehen, als Hindernis, an dem Turbulenzen entstehen, die die Umströmung der Schüttgutpartikel und damit den Sichtungseffekt verbes­ sern können.

Der Verdrängerkörper kann vertikal verschiebbar angeordnet sein (Anspruch 7). Durch Verschiebung des Verdrängerkörpers kann dann die Spaltweite des sich konisch erweiternden Ringraums zwischen dem konischen Mündungsbereich des Schütt­ gutzufuhrrohrs und der kegelförmigen Spitze des Verdränger­ körpers bequem verändert werden, z. B. um das Sichtergebnis zu optimieren. Daher eignet sich diese Ausführungsform vor allem auch für Sichter, in denen Schüttgüter unterschiedli­ cher Art gesichtet werden sollen.

Die kegelförmige Spitze des Verdrängerkörpers kann zumindest bereichsweise einen sternförmigen Querschnitt haben (An­ spruch 8). Es hat sich gezeigt, daß durch diese Ausbildung die Abtrennung von fadenförmigen Anteilen (sog. Engelshaar) aus dem Schüttgutstrom begünstigt wird.

In der Zeichnung ist der Sichter nach der Erfindung in mehreren, beispielhaft gewählten Ausführungsformen schema­ tisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform im Längsschnitt,

Fig. 2 den Sichtraum des Sichters in Fig. 1 in vergrö­ ßerter Darstellung,

Fig. 3 den Sichtraum einer zweiten Ausführungsform des Sichters,

Fig. 4 den Sichtraum einer dritten Ausführungsform des Sichters, und

Fig. 5 einen Teilquerschnitt entsprechend der Linie A-A in Fig. 4.

Der in Fig. 1 dargestellte Schüttgutsichter umfaßt einen Sichtermantel 1 mit einem oberen, zylindrischen Bereich 11, der mit einem seitlichen Austrittstutzen 12 für Luft und leichte Schüttgutanteile versehen ist. An den zylindrischen Bereich 11 schließt sich ein sich kegelförmig verengender Abschnitt 13 an, auf den wiederum ein sich erweiternder Leittrichter 14 folgt.

In den Sichtermantel 1 mündet zentral von oben ein Schütt­ gutzufuhrrohr 2, das an ein Schüttgutförderrohr 4 über einen Umlenkflansch 3 mit einer Prallplatte 31 zur Vergleichmäßi­ gung der Umlenkung des Schüttgutstroms angeschlossen ist. Das Schüttgutzufuhrrohr 2 ist als Beschleunigungsrohr ausge­ bildet und hat hierzu einen ersten Abschnitt 21, dessen Querschnitt kleiner als derjenige des Förderrohrs 4 ist, so­ wie einen zweiten Abschnitt 22, dessen Querschnitt wiederum kleiner als derjenige des ersten Abschnittes 21 ist. Der zweite Abschnitt 22 geht in einen sich konisch erweiternden Mündungsbereich 23 des Schüttgutzufuhrrohrs 2 über. Der Mündungsquerschnitt und damit der größte Durchmesser des Mündungsbereichs 23 liegt etwa auf halber Höhe des sich verengenden Abschnitts 13 des Sichtermantels 1.

In den Mündungsbereich 23 ragt ein Verdrängerkörper 5 mit seiner kegelförmigen Spitze 51, die einen Spitzenwinkel von etwa 20° hat. Der Verdrängerkörper 5 ist in einer schema­ tisch dargestellten Halterung 54 vertikal verschiebbar in einem Behälter 6 angeordnet, in den der Leittrichter 14 des Sichtermantels 2 mündet und der einen Sichtlufteintrittstut­ zen 61 hat. Durch Heben und Senken des Verdrängerkörpers 5 läßt sich somit die Spaltweite des sich konisch erweiternden Ringraumes 25 zwischen der kegelförmigen Spitze 51 des Ver­ drängerkörpers 5 und dem konischen Mündungsbereich 23 des Schüttgutzufuhrrohrs 2 verändern.

Fig. 2 veranschaulicht stark schematisch die sich in dem Sichtraum des Sichters gemäß Fig. 1 einstellenden Strömungs­ verhältnisse. Die kegelförmige Spitze 51 des Verdrängerkör­ pers 5 hat einen Spitzenwinkel α. Die Erzeugende des koni­ schen Mündungsbereiches 23 des Schüttgutzufuhrrohrs 2 schließt mit der Lotrechten den Winkel α/2 ein. Die gestri­ chelt gezeichnete Verlängerung 24 der Erzeugenden der inne­ ren Mantelfläche des Mündungsbereiches 23 berührt nirgendwo den Sichtermantel 1, weder im Bereich dessen sich verengen­ den Abschnittes 13 noch im Bereich dessen sich erweiternden Leittrichters 14, liegt also im freien Querschnitt zwischen dem Leittrichter 14 und dem Verdrängerkörper 5. Der über das Schüttgutzufuhrrohr 2 herangeführte Schüttgutstrom erfährt in dem sich konisch erweiternden Ringraum 25 mit der kon­ stanten Spaltweite s eine entsprechende Aufweitung. Beim Austritt aus dem Mündungsquerschnitt entsteht eine zusätz­ liche Aufweitung, unter anderem durch die Wirkung der etwa den Pfeilen 70 folgenden Sichtluft. Um zu erreichen, daß wenigstens der größte Teil der angedeuteten Schüttgutparti­ kel in dem außenseitig durch die gestrichelte Linie 80 und innenseitig durch die gestrichelte Linie 81 begrenzten Volumen bleibt, ist der kleinste Durchmesser des Sichter­ mantels 1 in Höhe des Übergangs dessen sich verengenden Abschnitts 13 in den Leittrichter 14 so gewählt, daß die Verlängerung 24 der Erzeugenden des konischen Mündungsberei­ ches 23 des Schüttgutzufuhrrohrs 2 die engste Querschnitts­ fläche etwa in deren äußeren Drittel schneidet.

Diese Geometrie führt dann dazu, daß die Hauptrichtung der Sichtluft entsprechend den Pfeilen 70 die etwa der Verlänge­ rung 24 der Erzeugenden des Mündungsbereiches 4 folgende Hauptrichtung der Schüttgutströmung oberhalb des engsten Querschnitts unter einem spitzen Winkel schneidet. Es hat sich gezeigt, daß dadurch nicht nur die frei in dem Schütt­ gutstrom mitgeführten staub- und fadenförmigen Anteile sondern vor allem auch Staub, der unmittelbar an den Schütt­ gutpartikeln (z. B. Granualatkörnern) haftet, besonders gut abgeschieden werden.

In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird dieser Effekt noch dadurch unterstützt, daß der größte Durchmesser, also die Basis der kegelförmigen Spitze 51 größer als der Durchmesser des Verdrängerkörpers 5 ist. In Richtung der Schüttgutströmung folgt also auf die kegelförmige Spitze 51 eine Hinterschneidung 52, so daß die Wahrscheinlichkeit von Kontakten von Schüttgutpartikeln mit der Mantelfläche des Verdrängerkörpers 5 sehr gering ist. Umgekehrt bewirkt die Durchmesservergrößerung am Übergang des Verdrängerkörpers 5 in seine kegelförmige Spitze 51 eine zusätzliche Ablenkung der Sichtluft. Diese zusätzliche Ablenkung kann kleine örtliche Turbulenzen hervorrufen, die den Sichtvorgang noch weiter verbessern.

In der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist die kegelförmige Spitze 51 des Verdrängerkörpers 5 mit in Axial­ ebenen liegenden Stegen 53 versehen, deren dem Schüttgut­ strom zugewandte, schmale Stirnflächen abgeschrägt sind. Diese Stege 53 brauchen nicht notwendigerweise in Höhe des Mündungsquerschnittes des Mündungsbereichs 23 des Schütt­ gutzufuhrrohrs 2 zu liegen. Die Stege 53 bewirken eine Vororientierung von in dem zu sichtenden Schüttgut etwa enthaltenen, fadenförmigen Beimengungen. Es hat sich ge­ zeigt, daß dadurch die Abtrennung dieser fadenförmigen Beimengungen vereinfacht wird.

Claims (8)

1. Schüttgutsichter, bestehend aus einer zumindest im wesentlichen koaxialen Anordnung aus

• 1. einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, vertikal ausgerichteten Sichtermantel (1), der in seinem oberen Bereich (11) einen Austrittstutzen (12) für Luft und leichte Schüttgutanteile hat sowie einen sich verengenden Abschnitt (15), ge­ folgt von einem sich erweiternden Leittrichter (14), aufweist,
• 2. einem oben in den Sichtermantel (1) einmündenden, nach unten gerichteten und im Bereich des sich verengenden Abschnitts (13) endenden Schüttgutzu­ fuhrrohr (2),
• 3. einem mit dem Schüttgutzufuhrrohr (2) achsglei­ chen, zumindest im Bereich des Leittrichters (14) angeordneten Verdrängerkörper (5) mit nach oben weisender, kegelförmiger Spitze (51),
• 4. einem zumindest den Leittrichter (14) und den Verdrängerkörper (5) umgebenden Behälter (6) mit einem Sichtlufteintrittstutzen (61),
  dadurch gekennzeichnet, daß
• 5. das Schüttgutzufuhrrohr (2) einen konisch erwei­ terten Mündungsbereich (23) hat,
• 6. die kegelförmige Spitze (51) des Verdrängerkör­ pers (5) zumindest teilweise in diesen Mündungs­ bereich (23) eintaucht
• 7. und das Schüttgutzufuhrrohr (2) als Beschleuni­ gungsrohr (21, 22) ausgebildet ist.

2. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (24) der Erzeugenden des konischen Mündungsbereiches (23) des Schüttgutzufuhrrohrs (2) im freien Querschnitt zwischen dem Leittrichter (13) und dem Verdrängerkörper (5) liegt.

3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die kegelförmige Spitze (51) des Verdränger­ körpers (5) mit dem konischen Mündungsbereich (23) des Schüttgutzufuhrrohrs (2) einen sich konisch erweitern­ den Ringraum (25) mit über seine Länge etwa konstanter Spaltweite (s) begrenzt.

4. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die kegelförmige Spitze (51) des Verdrängerkörpers (5) einen Spitzenwinkel von 10° bis 30°, vorzugsweise von 20°, hat.

5. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Übergang zwischen dem Ver­ drängerkörper (5) und dessen kegelförmiger Spitze (51) etwa in Höhe des kleinsten Durchmessers des Leit­ trichters (14) befindet.

6. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der größte Durchmesser der kegelför­ migen Spitze (51) des Verdrängerkörpers (5) größer als dessen Durchmesser ist.

7. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Verdrängerkörper (5) vertikal verschiebbar angeordnet ist.

8. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die kegelförmige Spitze (51) des Verdrängerkörpers (5) zumindest bereichsweise einen sternförmigen Querschnitt hat.