DE2538190C3

DE2538190C3 - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Fliehkraftsichtung eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut

Info

Publication number: DE2538190C3
Application number: DE2538190A
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof. Dr.-Ing. 3392 Clausthal Leschonski
Original assignee: RUMPF GEB STRUPP LIESELOTTE CLARA 7500 KARLSRUHE DE
Current assignee: RUMPF GEB STRUPP LIESELOTTE CLARA 7500 KARLSRUHE DE
Priority date: 1975-08-27
Filing date: 1975-08-27
Publication date: 1985-04-04
Also published as: US4153541A; CH612366A5; IT1076942B; FR2321956B1; DK150182B; DK150182C; DE2538190A1; GB1547617A; FR2321956A1; JPS556433B2; JPS5241959A; DE2538190B2; DK385576A; CA1082647A

Description

t5

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Fliehkraftsichtung eines stetigen Mengeasiroms von körnigem Gut gemäS Gattungsteil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 15.

Durch die Erfindung sind alle diejenigen, beispielsweise Analysen-Sichtverfahren nicht berührt, bei denen die Sichtzone durch einen gekrümmten Strömungskanal begrenzt ist und bei denen die am äußeren Umfang dieses Kanals auftreffenden Gutpartikel an der Wand haften. Solche sogenannten Aerosol-Zentrifugen arbeiten außerdem im Bereich der laminaren Kanaldurchströmung, also bei Reynolds-Zahlen, die unter den im Gattungsteil des Anspruchs 1 angegebenen liegen. Die Fliehkraft wird bevorzugt dadurch erzeugt, daß das Kanalsystem um eine Achse rotiert Bei den Analysen-Sichtverfahren für Aerosole ist ferner das Gut in der eintretenden, den Strömungskanal ausfüllenden Sichtströmung gleichmäßig verteilt Es findet dann keine Trennung des Gutes nach in der Partikelgröße getrennten Fraktionen statt, sondern die Partikelfraktionen des Aufgabeguts lagern sich an der Wand derart an, daß sie alle am Kanalanfang beginnen, aber in Kanalrichtung umso früher enden, je gröber sie sind. Solche Ablagerungen lassen sich zum Zweck der Analyse auswerten. Alle Verfahren mit im zuströmenden Strömungsmittel gleichverteiltem oder suspendiertem Gut (AT-PS 2 22 471, US-PS 30 06 470) eignen sich aber nicht zur trennscharfen Sichtung in voneinander möglichst vollkommen getrennte Fraktionen, die aus der Sichtzone stetig abgezogen werden, insbesondere bei Strömungen im laminaren Bereich.

Auch bei der Umlenksichtung in Jalousie-Sichtern, die z. B. in Strahlmühlen mit oval gekrümmter Rohrströmung eingebaut sind, ist das Gut im zuströmenden Strömungsmittel suspendiert und gleichverteilt Die mit den Mahlstrahlen zugeführte Luft wird aus dem gekrümmten Strömungskanal durch eine Umlenkjalousie abgezogen. Feingut wird mit abgezogen und gröberes Gut von der im ovalen Strömungskanal kreisenden Luft der Mahlzone wieder zugeführt Das Grobgut enthält notwendiergerweise noch viel Feingut bis zu den feinsten Körnungen, da das von der Umlenkung in den äußeren Strömungsschichten befindliehe Feingut nicht durch die Jalousie abgezogen wird.

Es sind ferner Fliehkraftverfahren und -vorrichtungen bekannt bei denen das Gut in einer spiralig von außen nach innen verlaufenden Strömung in ein nach außen abgeschiedenes Grobgut und ein vom Strömungsmittel fc5 nach innen ausgetragen« Feingut getrennt wird, wobei die Rotationsbewegung entweder allein durch die Zuströmrichtung des Strömungsmittels (DE-PS 8 98 107) oderzusätzlich durch ein rotierendes Abweiserad eingestellt wird. Bei diesen Gegenstromsichtverfanrea bleibt das Trenngrenzkorn theoretisch in der Schwebe. Praktisch reichert es sich aber in der Sichtzone zu so hohen Konzentrationen an, daß es sowohl nach außen als auch nach innen diffüsiv, d.h. durch einen Zufallsprozeß, ausgetragen wird. Auch bei den benachbarten gröberen und feineren Fraktionen fiberlagert sich dem für die gewünschte Trennung maßgeblichen determinierten Austrag ^ein beträchtlicher zufallsbedingter, diffusiver Austrag. Dadurch nimmt die Trennschärfe bei zunehmendem Mengendurchsatz ab bzw. ist der Mengendurchsatz bei hinreichender Trennschärfe begrenzt

Die grundsätzlichen Nachteile der Gegenstromverfahren werden bei Querstromsichtverfahren in geradliniger Strömung vermieden. Bei ihnen beruht die Trennwirknng auf den unterschiedlichen Trägheitskräften und Widerstandskräften der quf.' in eine. Sichtströnrung eingeführten Gütpartikel (ϊίΕ-PS 1482 458, 15 07 735,15 07 736 und 16 07 656). Auch diese Verfahren erreichen eine Grenze für die trennscharfe Trennung bei sehr großen Gutmengen, weil bei großem Impulsstromverhältnis die Sichtströmung durch den Gutstrom gestört wird. Die untere Trenngrenze der bekannten Querstromsichtung in geradliniger Luftströmung liegt je nach der Gutbeladung, jedoch bei hohe« Gutbeladungen, etwa bei 10 bis 30 um.

Es ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Verunreinigungen aus Gasen und zur Entstaubung von körnigem Gut bekannt (CH-PS 245645), mit einem durch Seitenwände hermetisch abgeschlossenen vertikalen Abscheideraum, mit einem im wesentlichen von oben nach unten gerichteten Gaseintrittsstutzen am einen Rand der Oberseite des Abscheideraums und mit einem Gasabsaugstutzen am anderen Rand, zwischen welchen Stutzen eine nach einwärts bzw. unten gerichtete Leitwand angeordnet ist und zwar derart daß durch die Wölbung dieser Leitwand in dem ein kurzes Stück entlang dieser Leitwand strömenden Gasstrom die Zentrifugalkraft zur Wirkung kommen soll, so daß die Verunreinigungen nach unten aus dem Gasstrom in den trichterförmigen Unterteil des Abscheideraums ausgeschleudert werden. Zu entstaubendes Gut wird neben dem Gaseintrittsstutzen mit einer Zellenradschleuse unter Ausnützung der Schwerkraft etwa in gleicher Richtung wie das Gas und etwa tangential zur Leitwand eingespeist Eine trennscharfe Trennung bei den eingangs genannten Trenngrenzen ist nicht möglich, zumaS die dargestellte Strömung sich nicht störungsfrei einstellen kann. Vielmehr wird das einsf^mende Gas eine undefinierbare und überlagerte Wirbelströmung im Sichtraum hervorrufen, was eine entsprechend schächte Sichtung, insbesondere bei niedrigen Trenngrenzen bedingt Die Vorrichtung eignet sich daher nur zum Entstauben von grobem Gut

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein«; Vorrichtung zum Fliehkraftsichten eines stetigen Mengenstroms von körnigem Gut bei hohem spezifischen Massendurchsatz und hoher Trennschärfe im eingangs angegebenen Trenngrenzbereich, insbesondere auch bei niedrigen Trenngrenzen zu schaffen.

Diese Aufgabe ist gemäO der Erfindung mit einem Fliehkraftsichtverfahren gelöst das in Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Verfahrensunteransprüchen. Ein Fliehkraftsichter zur Verwirklichung d«s erfindungsge-

maßen Verfahrens ist in Patentanspruch 15 angegeben. Ausgestaltungen und Varianten des erfindungsgemäßen Fliehkraftsichters entnimmt man den Vorrichtungsansprüchen.

Die Erfindung laßt sich bei gasförmigem und flüssigem Strömungsmittel verwirklichen. Sie ist eine Pliehkraftsichtung in einer umgelenkten Wandströmung bei auf die radiale Dickenerstreckung (a)(sh. P i g. 1) der Sichtströmung bezogenen Reynolds-Zahlen von 2000 bis über 1000000, also außerhalb des laminaren ι ο Bereichs. Alle Gutpartikel werden in einem stetigen Strom in einer dünnen Schicht eingetragen, die senkrecht zur Dickenerstreckung, also in Richtung der Breite, beliebig breit sein kann. Vorteilhaft ist, daß der Mengenstrom bis zu gröBenordnungsmäßig 500 kg/cm is Schichtbreite und Stunde eingestellt werden kann, ohne daß die Trenngrenze sich zu höheren Werten als bei niedriger Belastung wesentlich verschiebt und ohne daß Grobgut zurück in das Feingut gelangt Das Maß der Umlenkung der Strömung hangt von den Trennungen ab, d k, ob diese im gröberen oder im feineren Bereich erfolgen. Bei gröberen Trennungen wird man mit einer Umlenkung von 45" auskommen, während bei mittelfeinen Trennungen die Umlenkung wenigstens 60" und bei sehr feinen Trennungen wenigstens 90° betragen sollte. Ebenso wie bei den bekannten Querstromsichtverfahren ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich und zweckmäßig, den die feineren Gutteilchen mitnehmenden Sichtststrom in mehrere Anteile, nämlich eine innere und mehrere äußere Strömungsschichten aufzuteilen, aus denen nach getrennter Abführung die einzelnen Feingutfraktionen gewonnen werden. Das gröbste Gut wird bei der technischen Verwirklichung des Verfahrens La. in einem Grobgutsammelraum aufgefangen, (sh. z.B. Fig. 1). Die Sichtströmung braucht nur in der Sichtzone umgelenkt zu sein. Zu Beginn der Umlenkung (bei 2, sh. F i g. 1) wird das zu sichtende Gut in die Sichtströmung innen eingeführt

Die Sichtung ist eine Fliehkraftsichtung, in der die mit etwa der Geschwindigkeit der Sichtströmung in diese eintretenden Gutpartikel sich aufgrund ihrer Fliehkraft relativ zur Strömung radial nach außen bewegen. Bei gleichem Umlenkwinkel der Strömung gelangen die Gutpartikel umsoweiter nach außen, je größer ihre Eintrittsgeschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung an der Eintrittsstelle ist Die nach außen gerichtete Partikelbewegung kann erfindungsgemäß noch dadurch verstärkt werden, daß die Partikel beim Eintritt in die Strömung eine zusätzliche radiale Anfangsgeschwindigkeit aufweisea Sie bewirkt eine so Querstromsichtung aufgrund der Trägheitskräfte. Die Gutpartikel müssen eine bestimmte Komponente ihrer Eintrittsgeschwindigkeit in Richtung der Sichtströmung an der Einführungsstelle haben. Sie muß etwa der Geschwindigkeit der Sichtströmung an dieser Einfüh- ss rungsstelle entsprechen. Nur dann wirken die durch diese Geschwindigkeitskomponente bedingte Fliehkraftwirkung und die durch die radiale Komponente bedingte Trägheitswirkung optimal im gleichen Sinne derart, daß gröbere Partikel bei gleichem Umlenkwin- eo kel hinreichend weiter nach außen gelangen als feine partikel Haben z. B. die Gutpartikel beim Eintritt in die Umlenkströmung keine Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Sichtströmung, so werden die feinen Partikel in Umfangsrichtung schneller beschleunigt als es die groben Partikel. Sie erbalten eine größere Fliehkraft und gelangen weiter nach außen. Zwar resultiert auch dann noch ein Sichteffekt, jedoch ist er wesentlich weniger selektiv als bei vorheriger Beschleunigung der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung auf deren Geschwindigkeit

Wenn die Geschwindigkeitskomponente der Gutpartikel in Richtung der Sichtströmung der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Eintrittsstelle gleicht, tritt der Sichteffekt bereits bei geringen Umlenkungen der Strömung auf. Erfindungsgemäß ist es aber zweckmäßig, Umlenkungen der Strömung vorzugsweise um wenigstens 60 bzw. 90" vorzunehmen. Die Umlenkung an der inneren Begrenzungswand muß störungsfrei, d. h. ohne Ablösung erfolgen. Wesentlich ist daß eine hinreichende Druckdifferenz zwischen Zu- und Abströmung eingestellt wird, damit auch die von den Gutpartikeln auf die Strömung ausgeübten zentrifugalen Kräfte überwunden werden. Ferner können vom Eintritt her Turbulenzen in die Strömung eingebracht und angefacht werden, deren Vermischungsbereich mit der Länge der Strömung anwächst Diesen Turbulenzen folgen zwar nur die feinsten Partikel von wenigen um Größe. Da das erfindungsgemäße Verfahren aber gerade dazu dienen soll, Sichtungen im allerfeinsten Bereich, also z. B. bei 3 bis 5 um Trenngrenze in Luft vorzunehmen, müssen die turbulenten Vermischungswege der Gutpartikel klein sein im Verhältnis zur Dicke der Strtmungsschichten oder zur Weite der Abströmkanäle, durch die die Strömungsschichten mit den einzelnen Fraktionen abgezogen werden. Durch diese Bedingung ist die Strömungslange begrenzt Man kann entweder eine Umlenkung um einen größeren Winkel bei kleinerem Radius der Umlenkung oder eine Umlenkung um einen kleineren Winkel bei größerem Radius vornehmen. Es zeigt sich, daß trennscharfe Sichtungen bei bis jetzt noch nicht erreichten Trenngrenzen von wenigen μτη bei Umlenkungen möglich sind, die zwischen 90 und IiKr gewählt werden können. Auch eine über 180° hinausgehende Umlenkung ist erfindungsgemäß möglich und kann für manche Anwendungen zweckmäßig sein. Bei großem Krümmungsradius der Umlenkung kämen auch kleinere Umlenkwinkel bis herab zu 45" für größere Trennungen in Frage. Maßgeblich für die Trenngrenze ist vor allem die Umfangsgeschwindigkeit Sie wird für die feinsten Trennungen im gasförmigen Strömungsmittel in der innersten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trenngrenze zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt Grundsätzlich sind auch höhere Umfangsgeschwindigkeiten möglich, jedoch erhöht sich dann der Aufwand, so daß die Anwendung nur bei extremen Anforderungen an die Gutfeinheit sinnvoll ist

Die Umlenkung an der inneren Umlenkwand hat den großen strömungstechnischen Vorteil, daß sich die Strömung aufgrund des radialen Gradienten an die Wand auch anlegt Dadurch wird im Vergleich zur rotationssymmetrischen Fliehkraftsichtung — mit allseits nach innen gerichteter und dann axialer Abführung durch eine zentrale öffnung (Spiralwindsichtung) — Energie gespart

Die Krümmung der inneren Umlenkwand kann kreisförmig sein. Dies ist aber keine notwendige Bedingung für die erfindungsgemäße Funktion des Verfahrens. Vielmehr gibt es für den Einzelfall eine strömungstechnische Optimalform, die von der kreisförmigen Krümmung abweicht, deren Ermittlung aber aufwendig ist Notwendig ist daß die innerste Stromlinie von der Guteinführungssielle bis zum Abzug der feinsten Fraktion längs einer inneren Begrenzungswand geführt wird. Ihr Krümmungsradius kann sich längs der

Strömung ändern. Wenn immer die Strömung an der inneren Umlenkwand anliegt, wird der erfindungsgemäße Effekt erzielt, daß die Gutpartikel sich relativ zu den Stromlinien nach außen bewegen. Eine Gutanreicherung einer bestimmten Fraktion wie beim Trennkorn s des ro'ationssymmetrischen Spiralsichters tritt nicht ein, weil die Gutfraktionen ohne irgendeinen Anstau zwischen der inneren Umlenkwand und der inneren Schneide bzw. zwischen den Schneiden der Abführkanäle von der Strömung ausgetragen werden. Während bei to der rotationssymmetrischen Spiralströmung ein Mittelpunkt der Strömung definiert ist, kann man bei der erfindungsgemäßen Sichtströmung nur von einem bestimmten Krümmungsmittelpunkt sprechen, wenn die innere Umlenkwand kreisförmig gekrümmt ist. In allen IS anderen Fällen gibt es keinen einzigen Krümmungsmittelpunkt und folglich keinen bestimmten Mittelpunkt

Die nach außen sich erstreckende »radialen« Entfernungen der Stromlinien, Schneiden usw. sind in diesem Fall als Abstände von der inneren Umlenkwand definiert

Eine scharfe Trennung ist zu erreichen, wenn alle Gutteilchen gleicher Größe annähernd gleiche Eintrittsgeschwindigkeit haben. Je nach der Art des Guteintrages gelingt es mehr oder weniger genau, daß auch sämtliche Gutpartikel unterschiedlicher Größe die gleiche Eintrittsgeschwindigkeit erhalten. Dies ist bei einem Eintrag mit einem Förderband, insbesondere bei einen Förderband, das von einem mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Förderband überdeckt ist, wobei die beiden Förderbänder zwischen sich das Aufgabegut mitnehmen, und auch bei dem Eintrag mit einem Schleuderteller, insbesondere einem konkaven Schleuderteller, erfahrungsgemäß gut zu erreichen.

Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Eintnttsbedingungen ist die Sichtung außerordentlich selektiv, d. h, auch bei geringen Unterschieden im Durchmesser der Gutpartikel fächern deren Bewegungsbahnen weit auseinander und können dann mit den Schneiden trennscharf voneinander getrennt werden.

In der folgenden Erläuterung wird auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellten verschiedenen Ausführungsformen erfindungsgemäßer Sichter unmittelbar Bezug genommen, wobei die F i g. 1 bis 5 sogenannte ebene Sichter und die Fig.6 und 7 sog. rotationssymmetrische Sichter, bei denen die Sichtzone, der Auffangbehälter sowie die Eintrittsstelle für das Gut und die Aufgabevorrichtung rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Die Sichter haben einen Strömungskanal zur Führung der Sichtströmung, auf dessen einer so Seit" eine Gutaufgabeeinrichtung für das seitliche oder quergerichtete Einführen des zu sichtenden Gutes in dünner Schicht und auf dessen der Guteinführstelle gegenüberliegender Seite die Kanalwandung für den Austritt von Grobgut eine Grobgutaustrittsöffnung hat Mit einer den Grobguttrajektorien entgegenstehenden Schneide ist die Grobgutaustrittsöffnung stromabwärts begrenzt An diese schließt sich außerhalb der Schneide ein Grobgutauffangbehälter 9 an. Der Strömungskanal ist zwischen der Guteinführstelle 2 und der Schneide 5 über einen Winkefbereich von wenigstens 45° gekrümmt ausgebildet Die Gutaufgabeeinrichtung ist auf der nach innen gekrümmten (konkaven) Seite vorgesehen, um von dort her das zu sichtende Gut in die Sichtströmung einzuführen.

Als Sichtzone 7 wird der Bereich der Sichtströmung bezeichnet, der sich bis zur äußeren Schneide 5 der äußeren Strömungsschicht erstreckt Das in die Sichtzone eingeführte Strömungsmittel strömt innerhalb der äußeren Schneide ab. Die Grenze zwischen dieser Sichtzone und dem Grobgutauffangbehälter 9 bzw. dem durch dielen begrenzten abgeschlossenen Strömungsraum, in dem das Grobgut aufgefangen wird, wird alt Sichtzonengrenze 8 bezeichnet Das Grobgut fliegt durch diese offene Sichtzonengrenze.

Störungen der Sichtung können dadurch auftreten, daß bereits abgeschiedene Grol-gutpartikel wieder in die feinen Fraktionen gelangen, firfindungsgemäß wird dies dadurch vermieden, daß die Bewegung der abgeschiedenen Grobgutpartikel im Grobgutauffangbehälter durch eine an die Sichtzonengrenze angrenzende sorgfältig geführte äußere Strömung so gelenkt wird, daß diese Partikel nicht durch die Sichtzonengrenze zurück in die umgelenkte Sichtströmung gelangen können. Die äußere Strömung im Grobgutsammelraum ist Teil einer kreisenden Strömung, deren Krümmung der Krümmung der Sichtströmung entgegengesetzt ist. Eine solche Sekundärströmung wird durch die turbulente Vermischung an der Sichtzonengrenze ohnedies ausgelöst Sie kann daran schuld sein, daß die abgeschiedenen Grobgutpartikel wieder in die Sicbtzone zurückgelangen, wenn die Strömung in der Grobgutabführeinrichtung nicht erfindungsgemäß eingestellt wird. Es ist nun überraschend gefunden worden, daß ein wirkungsvolles Mittel zur Vermeidung des Rücktransportes abgeschiedenen Gutes darin besteht, daß eine kreisende Strömung im Grobgutsammelraum bewußt aufrechterhalten wird, wobei diese Strömung einen inneren geschlossenen Wirbelkern, sh. Stromlinien 10. und einen äußeren Teil, sh. Stromlinien 11, hat, der nur einen Teil des Grobgutsammelraums durchströmt Dieser äußere Strömungsteil wird in etwa gleicher Strömungsrichtung wie die Sichtströmung über einen Einiaßkänsi ti neben der Sichizönengrenze und parallel zu ihr in den Grobgutauffangbehälter eingeführt Er strömt dann zwischen Wirbelkern und Sichtzonengrenze an dieser entlang, wobei er sich nur teilweise mit der Sichtströmung turbulent vermischt strömt dann weiter an der unteren Wand 13 des Grobgutsammelbehälters entlang und tritt außen am Grobgutauffangbehälter, vorzugsweise entgegengesetzt zu seiner Eintrittsrichtung, durch einen Auslaßkanal 14 wieder aus dem Grobgutauffangbehälter aus. Der Wirbelkern wird von diesem äußeren Teil der im Grobgutsammelraum kreisenden Strömung mitgenommen. Zwischen dem Austritt und dem Eintritt des äußeren Teiles der Strömung legt sich der Wirbelkern tn die gekrümmte obere Wand 15 des Grobgutauffangbehalters 9 aa Diese wird erfindungsgemäß so gestaltet, daß an ihr die Umlenkung des Wirbelkerns erfolgt und daß dabei nach außen geschleuderte Gutpartikel an die Wand gelangen und nicht in Richtung zur Sichtzone geschleudert werden. Im Bereich der Sichtzone erfolgt die Strömung im Grobgutauffangbehälter sowohl im äußeren Teil als auch im Wirbelkern etwa parallel zur Sichtzonengrenze, die erfindungsgemäß nach außen gekrümmt oder höchstens geradlinig erfolgt so daß keine Grobgutpartikel in die Sichtzone zurückgeschleudert werden können. Der aus dem Grobgutsammelraum abgeführte Teil der kreisenden Strömung enthält im allgemeinen noch Grobgut Dieses wird dann vorzugsweise in einem Zyklon abgeschieden. Der grobgutf reie StrömungsmtttelteU kann dann, wie beschrieben, durch den Einlaßkanal 12 wieder neben der Sichtzonengrenze in den Grogutauffangbehälter 9 eingeführt werden.

Die Süßere, der Sichtzonengrenze gegenüberliegende

Wand 16 des Grobgutauffangbehälter 9 wird so weit von der Sichtzonengrenze entfernt vorgesehen, daß an ihr zurückprallende grobe Partikel nicht in die Sichtzone gelangen können, das heißt, die Sichtzonengrenze ist mindestens um den Flugweg der gröbsten rückprallenden Partikel von der äußeren Begrenzung des Grobguts₍'!inmelraumes entfernt Damit dieser Flugweg klein gehalten wird, wird die äußere Wand des Grobgutauffangbehälters, wie bekannt, zweckmäßig aus einem die kinetische Energie der groben Gutpartikel abdämpfenden Material ausgeführt, z. B. in Form eines hängenden Tuchs, insbesondere Gummituchs 17.

Handelt es sich um die Sichtung feinstkörnigen Gutes, dessen gröbste Partikel nur einen kurzen Rückprallweg von größenordnungsmäßig 10 cm haben (bei 100 m/sec Eintrittsgeschwindigkeit in Luft je nach Dichte ca. 10 bis 30 μπι maximale Partikelgröße, bei 10 m/sec ca. 20 bis 60 ,um maximale Partikelgröße), so kann, wie in A b b. 2 dargestellt ist, der Grobgutauffangbehälter 9 in seinem ganzen Querschnitt und damit in seiner ganzen radialen Ausdehnung von der in Richtung der Sichtzonengrenze 8 verlaufenden äußeren Strömung durchströmt werden, die grobgutfrei durch den Einlaßkanal 12 zugeführt wird und das Grobgut nach unten durch einen Auslaßkanal 14' austrägt Ihre Geschwindigkeit gleicht vorzugsweise annähernd der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzonengrenze. Dann werden turbulente Vermischungen an der Sichtzonengrenze 8 und Sekundärströmungen im Grobgutauffangbehälter 9 ganz vermieden.

Das Strömungsmittel wird durch Kanäle 18 der Sichtzone zugeführt, wobei dessen Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius eingestellt wird. Hierbei und durch entsprechende Geschwindigkeitseinstellung bei der Abführung des Strömungsmittels durch Auslaßkanäle 19 ist erfindungsgemäß eine stabile Strömung einzustellen. D. K, die Umfangsgeschwindigkeit der Strömung darf mit dem Radius nicht so stark abnehmen, daß Sekundärwirbel entstehen. Zweckmäßig wird in der innersten Strömungsschicht Konstanz der Umfangsgeschwindigkeit über dem Radius eingestellt, während in den äußeren Strömungsschichten die Umfangsgeschwindigkeit mit dem Radius abnimmt

Eine störungsfreie Umlenkung läßt sich günstig dadurch erreichen, daß die Strömung in der Sichtzone beschleunigt wird. Dabei hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Sichtzonengrenze im ersten Teil der Sichtzone etwa geradlinig verläuft, sh. F i g. 3. Der erste Teil der Sichtzone liegt zwischen der äußeren Einführungsfläche 20 des zu sichtenden Guts und einer Radialebene 21, die eine Umlenkung der Strömung an der inneren Umlenkwand 1 um 90° entspricht Bei dieser Strömungsführung ist die Sichtströmung im ersten Teil der Sichtzone in ihren äußeren Schichten weniger stark umgelenkt und dafür stark beschleunigt Die innerste Strömungsschicht, die über den Kanal 18/ eintritt, wird im ersten Teil der Sichtzone mit annilhernd konstanter Geschwindigkeit oder geringer Beschleunigung um 90° umgelenkt Im zweiten Teil der Sichtzone, der sich anschließend bis zu den Schneiden erstreckt, wird die Sichtströmung zweckmäßig im Mitteil beschleunigt Die Strömungsmengen in den Abführkamälen 19 werden auch bei veränderter Schneideinsteiliang so eingestellt, daß die Strömung in der Sichtzone an keiner Stelle eine Verzögerung erfährt, die Strömungsschwankungen und Wirbelbildung verursachen kann. Es; hat sich gezeigt, daß bei Erfüllung dieser Merkmale für die Sirömungsführung, im ersten und zweiten Teil der Sichtzone eine besonders scharfe Trennung gelingt, wenn die Umlenkung zwischen 100° und 550° erfolgt. Im ersten Teil der Strömung wird durch die Verengung der Sichtströmung die turbulente Vermischung der Strömungsschichten auf sehr kleine Abmessungen begrenzt Dieser Vorteil wirkt $ sich auch im zweiten Teil bei nicht zu großer Umlenkung und geeigneter Schneidenstellung noch günstig aus.

Das erfindungsgemäße Sichtverfahren hat den Vorteil, daß das Gut in einem Durchgang durch die Sichtzone in eine größere Zahl von Fraktionen getrennt werden kann. Hierzu sind entsprechend viele Schneiden 3, 4, 5 und Feingutabführkanäle 19 erforderlich. Es ist dann möglich, eine äußere Umluft- oder Krcislaufströmung einzurichten, wobei die durch die Feingutabföhr-

IS kanäle 19 abgeführten Fraktionen vorzugsweise mit Zyklonen aus dem Strömungsmittel ausgeschieden uici dieses durch Sichtgaseinlaßkanäle 18 der Sichtzone wieder zugeführt wird. In Fig.4 ist eine solche Ausbildung eines ertindungsgemä&en Sichters dargcstellt Sofern die feinste Fraktion einen zu großen Anteil unter etwa ΙΟμιη Partikelgröße enthält, die sich in einem Zyklon nicht vollständig abscheiden läßt wird man sie vorzugsweise in einem Filter 22 abscheiden. Die gröberen Fraktionen können in Zyklonen 23 abgeschieden werden. Entsprechend der durch das Filter 22 abgeführten Strömungsmittelmenge kann durch einen Sichtgaskanal 18/ Strömungsmittel von außen eingeführt werden. Das aus den Abscheidezyklonen 23 austretende Strömungsmittel wird im äußeren Kreislauf über zwei äußere Sichtgaseinführkanäle 18a der Sichtzone wieder zugeführt Hierbei ist es auch möglich, die verschiedenen Strömungsmittelströme vorher zu vereinigen und gemeinsam über einen Kanal 18 dem Strömungskanal bzw. der Sichtzone zuzuführen. Die gröbste Fraktion wird im Grobgutauffangbehälter 9 aufgefangen und aus ihm zum Teil durch eine Zellenradschleuse 24 und ram Tci! durch der. kreisenden Luftstrom durch den Auslaßkanal 14 ausgetragen und in einem Zyklon 25 abgeschieden. Das grobgutfreie Strömungsmittel wird über einen Einlaßkanal 12 wieder in den Grobgutauffangbehälter 9 neben de: Sichtzonengrenze eingegeben. Die Trennwand zwischen dem Kanal 12 und dem Kanal 18 kann auch entfallen, wobei der äußere Teil der zugeführten gutfreien Strömung in den Grobgutauffangbehälter bzw. den Grobgutsammelraum und der innere in den Strömungskanal bzw. der Sichtzone strömt

Bei dem Sichter gemäß F i g. 3 erfolgt die Zuführung des zu sichtenden Guts in spitzem Winkel zur Sichtströmung. Das Gut hat noch eine radiale Geschwindigkeitskomponente. Dieses ist besonders vorteilhaft, wenn sehr niedrige Trenngrenzen eingehalten werden sollen.
Der Sichter gemäß Fig.4 hat eine pneumatische Aufgabevorrichtung für das Gut Es fließt aus einem Aufgabebehälter 25 in den rückwärtigen Einlaß 26 der Gutaufgabeeinrichtung in die es eintragende Strömung. Die Gutzuteilung kann auf verschiedene hier nicht dargestellte Weise verwirklicht werden. Die Aufteilung des Sichtgutes in viele Fraktionen bietet die Möglichkeit eine Fraktion im Kreislauf dem Aufgabegut wieder beizumischen. Dieses ist in Fig.4 für die zweitfeinste Fraktion dargestellt, die durch einen Feingutabführkanal 19* abgezogen wird, wobei die Trägerströmang, wie

es F i g. 4 zeigt, zugleich zur Einführung dss Aufgabegutes dienen kann. Zwischen dem rückwärtigen Einlaß 26 der pneumatischen Gutaufgabeeinrichtung und der Zuführung des Gutes in die Sichtzone an der Guteintrittsstelle

2 muß eine hinreichend lange Beschleunigungsstrecke 27 vorgeseiic-n sein, damit die gröbsten Gutpartikel eine der Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone gleichende Eintrittsgeschwindigkeit erhalten können.

Um die Reibung zwischen Strömungsmittel und Gut an der inneren Segrenzungswand herabzusetzen und jede Störung der Grenzschicht auszuschalten, kann, wie F i g. 5 zeigt, die innere Umlenkwand mit der Umfangsgeschwindigkeit der innersten Strömungsschicht in Rotation versetzt werden.

Die in den F i g. 1 bis 4 schematisch dargestellten Verwirklichungsmöglichkeiten eines erfindungsgemäßen Sichters gelten grundsätzlich für eine sog. ebene Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen etwa rechteckigen Querschnitt hat und für eine rotationssymmetrische Anordnung, bei der der Strömungskanal im allgemeinen einen kreisringförmigen

VlücrSCiiniti uäi. xici ucf cucneü Anüfunüng* liegen alle

Strömungsschichten parallel zur Zeichenebene. Bei der rotationssyn-iTietrischen Anordnung stellen die Abbildüngen Meridianebenen dar.

In F i g. 6 ist die eine Hälfte einer rotationssymmetrischen Anordnung gezeigt Das Gut wird von einem um eine Drehachse 28 rotierenden Schleuderteller 29 an der Guteintragsstelle 2 in die Sichtzone 7 eingeführt Es ist dabei eine Anordnung gewählt, bei der die Gutgeschwindigkeit eine Radialkomponente besitzt Die Einführung des Gutes mit einem rotierenden Schleudertoller läßt sich auch so bewerkstelligen, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Gutes in Richtung der χ Umfangsgeschwindigkeit der Strömung liegt Alle übrigen Merkmale lassen sich in analoger Weise verwirklichen, wie bei den ebenen Anordnungen. Die Merkmale der Anordnungen gemäß den Fig. ί bis 4 lassen sich auf das rotationssymmetrirche System übertragen. In F i g. 6 sind noch die Sichtzonengrenze 8, ein Grobgutauffangbeh&lter 9 und die Zuführung der grobgutfreien Strömung in den Grobgutauffangbehälter durch einen Einlaßkanal 12 angegeben und die etwa der· äußeren Strömungsanteil im Grobgutauffangbehälter und den inneren Wirbelkanal 10 trennende Stromlinie Hj sowie eine Stromlinie 11 des äußeren Strömungsanteils schematisch eingezeichnet

Bei dem Sichter gemäß Fig.6 steht die innere Begrenzungswand 1 fest Es ist auch möglich, diese innere Begrenzungswand mit dem der Guteinfühmng dienenden Schleuderteller 29 zu verbinden. Dies ist in F i g. 7 gezeigt Der Schleuderteller 29 geht an seinem Umfang in die innere uCgrcftzüngsvr'snd ■ ober. Alle übrigen Merkmale der Erfindung sind anwendbar.

Die äußere Einführfläche 20 des Gutes ist bei der rotationssymmetrischen Anordnung eine Kegelfläche. Der erste Teil der Sichtzone ist von der Ebene 21 (Radialebene in Bezug auf die Strömungsumlenkung) begrenzt Sie steht senkrecht auf der Drehachse 28 des rotationssymmetrischen Sichters.

Der Schleuderteller wird zweckmäßig in bekannter Weise so ausgeführt, daß die vom Sichtgut berührte Wand 30 wenigstens im äußeren Bereich die Form einer konkavkegeligen und konkavgekrümmten Rotationsfläehe hat und in geringem Abstand von einem bis zum Guteintragsteller reichenden Deckel 31 überdeckt ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Fliehkraftsichtung eines stetigen Mengenstroms von kömigem Gut in wenigstens zwei Fraktionen bei Trenngrenzen zwischen etwa 1 um und 300 um in einem gasförmigen Strömungsmittel und zwischen 10 um und 3 mm in einem flüssigen Strömungsmittel in einer in der Sichtzone umgelenkten Strömung bei auf die radiale Dickeneistreckung der Sichtströmung bezogenen Reynoldszahlen von ca. 2000 bis über 10⁶, bei welchem Verfahren nach Auffächerung des Gutstroms durch die Fliehkraft die Feingutfraktion(en) mit der abströmenden Sichtströmung ausgetragen und die aus der Sichtströmung ausgeschleuderte Grobgutfraktion getrennt abgeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dsß die im wesencikhen parallel zu einer inneren gekrümmten Um!cnirwar.d verlaufende Sichtströmung innen an dieser Umlenkwand längs eines inneren Umlenkwinkels von etwa 45° bis über 180° störungsfrei anliegt und außen, von keiner Wand geführt, an eine Strömungsmittelgleiche äußere Strömung angrenzt, deren Geschwindigkeit der Geschwindigkeit der Sichtströmung an der Sichtzonengrenze annähernd gleicht, daß der Gutstrom in einer dünnen Schicht im Bereich des Beginns der Krümmung der inneren Umlenkwand innen mit einer Geschwindigkeitskomponenf? in Richtung der Sichtströmung von etwa der Geschwindigkeit der Sichtrömung an dieser Einführungssteile in dW Sichtströmung eingeführt wird, und daß &e Grobgutfraktion mit der äußeren Strömung abgeführt v> id.

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittelfeinen Trenngrenzen die Umlenkung der Sichtströmung wenigstens 60° beträgt

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei feinen Trenngrenzen die Umlenkung der Sichtströmung wenigstens 90° beträgt

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Umlenkung aus der Sichtzone abströmende Sichtströmung in eine innere und eine oder mehrere äußere Strömungsschichten aufgeteilt mit den darin enthaltenen feinen Gutpartikeln getrennt abgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Strömungsmittel der Sichtströmung durch mehrere Kanäle der Sichtzone zugeführt und durch die Wahl der Geschwindigkeiten und Mengen der zu- und abströmenden Sichtströmungsschichten eine von innen nach außen abnehmende Strömungsgeschwindigkeit in der Sichtzone eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Teil der Sichtzone, der sich von der äußeren Einführungsfläche der Gutpartikel bis zu einer Radialebene erstreckt die einer Umlenkung um etwa 90° entspricht die Sichtströmung in ihren äußeren Schichten beschleunigt und weniger stark um die innersten Strömungsschicht umgelenkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Sichtströmung in einem zweiten Teil der Sichtzone, die sich an deren ersten Teil anschließt und bis zu deren Ende reicht, beschleunigt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

zeichnet, daß bei sehr feinen Trenngrenzen die innerste Schicht der Sichtströmung in der Sichtzone um 120 bis 150° umgelenkt wird.

9„ Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß bei Trennungen um 5 um lind darunter in gasförmigem Strömungsmittel die Strömungsgeschwindigkeit der innersten umgelenkten Strömungsschicht je nach Gutdichte und Trennung zwischen 25 m/sec und 300 m/sec eingestellt wird.

10- Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fraktion zur Erhöhung der Trennschärfe zwischen den beiden Nachbarfraktionen im Kreislauf dem Aufgabegui wieder beigemischt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet daß die innere Begrenzungswand der Sichtzone, vorzugsweise mit der Umfangsgeschwindigkeit der innersten Strömungsschicht rotiert wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet daß das Gut pneumatisch oder hydraulisch in die Sichtströmung eingeführt wird.

13. Verfahret* nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut mit einem Förderband in die Sichtströmung eingeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß ein zur Sichtzone offener Grobgutsammelraum vorgesehen ist in dem eine entgegengesetzt zur Krümmung der Sichtströmung kreisende Strömung mit einem geschlossenen Wirbelkern aufrechterhalten wird, die einen zwischen Wirbelkern und Sichtströmung verlaufenden und nur einen Teil des Grobgutsammelraums durchströmenden äußeren Teil hat der, vorzugsweise mit Grobgut aus dem Grobgutsammelraum abgeführt und grobgutfrei paraiiel zur Sichtstromgrenze wieder in ihn eingeführt und als äußere Strömung an der Sichtstromgrenze entlang geführt wird.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Strömungskanal zur Führung der Sichtströmung, auf dessen einer Seite am Anfang der Sichtzone eine Gutaufgabeeinrichtung für die Zuführung des Gutstroms in -diner dünnen Schicht und in Richtung der Sichtströmung mündet und auf dessen anderer Seite eine über die Länge der Sichtzone sich erstreckende Grobgutauslaßöffnung vorgesehen ist an deren Anfang ein etwa parallel zum Strömungskanal gerichteter und unmittelbar benachbarter Einlaßkanal für die äußere Strömung ausmündet und an deren Ende eine den Strömungslinien entgegenstehende Schneide angeordnet ist dadurch gekennzeichnet daß der Strömungskanal auf der Seite der Gutaufgabeeinrichtung (29) und unmittelbar anschließend an diese eine über einen Winkelbereich von etwa 45° bis Ober 180° stetig nach außen gekrümmt ausgebildete Umlenkwand (1) zur Anlage der Sichtströmung aufweist

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der Strömungskanal einen etwa rechteckigen Querschnitt hat auf dessen der Gutauf gabeeinrich lung (29) gegenüberliegenden Seite der Grobgutauffangbehälter (9) vorgesehen ist

17. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß der Stromungskanal einen

kreisringförmigen Querschnitt hat, in dessen Innenraum die Gutaufgabevorrichtung mit einem koaxialen Schleuderteller (29) und auf dessen Außenseite koaxial der Grobgutauffangbehälter (9) vorgesehen ist

18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umlenkwand (1) des Strömungskanals um eine zur Kanälachse quergerichtete Achse drehbar ausgebildet ist

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Umlenkwand (1) des Strömungskanals am Außenumfang des Schleudertellers angebracht ist

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