CENTRIFUGAL SIFTER

Abstract: 1. A centrifugal air separator comprising a substantially cylindrical, upright housing, which is provided with an approximately tangential inlet (2) for separating air and which contains guide vanes (9) forming an annular array (9), which is radially spaced from and concentric to the housing shell and stationary relative to the housing, and a separating rotor (10), which is radially inwardly spaced from said array and provided with an annular array (11) of blades, which define radial passages, wherein an inlet (7) for a mixture of particles to be separated opens into the separating space (23) disposed between the annular array (9) of guide vanes and the separating rotor (10), an outlet (8) for coarse particles opens out of the separating space at the bottom, an outlet (3 or 4) for separating air which is laden with fine particles adjoins the separating rotor (10) on the end thereof and has a diameter which is approximately as large as the inside diameter of the separating rotor (10), and the inlet (7) for separating air and the annular array (9) of guide vanes extend over approximately the same axial length as the separating rotor, characterized in that two outlets (3, 4) for fine particles and separating air adjoin the two ends of the separating rotor (10), respectively, the diameter to length ratio of the separating rotor amounts to 1:1.5 to 1:4, and supporting discs (24) having axial passage openings and serving to mount the blades (11) of the separating rotor (10) are shrunk on the shaft (10a).

Description: Beschreibung Zentrifugalkraftsichter Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraftsichter gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Sichter, wie er aus der,DT-OS 1 607 631 bereits bekannt ist, dient zum Sichten, d. h. zum Trennen eines Gemisches oder Gemenges von Körnern unterschiedlicher Grösse und/oder Form und/oder unterschiedlichen spezifischen Gewichtes in Grobgut bzw. Grobkorn (Korngrösse oberhalb eines bestimmten Grenzkorndurch mossers) und in Feingut (Korngrösse unterhalb der Grenzkorngrösse). .1S ZU sichtende Korngemenge wird von oben in den Sichtraum (Ringraum zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor) eingegeben; gleichzeitig strömt von aussen Sichtluft durch den Leitschaufelkranz in den Sichtraum, so dass die Sicht luft eie spiralige Bewegung beschreibt und dabei die Partikel in entsprechende Bewegungsbahnen mitreisst. In dem Sichtraum werden die Partikel den radial gerichteten, einander entgegengesetzten Widerstand- und Zentrifugalkräften ausgesetzt. Für eine bestimmte radiale und axiale Luftgeschwindigkeit ergibt sich eine Grenzkorngrösse, für die die beiden Kräfte gleich gross sind. Die groberen Partikel (gröBer als Grenzkorn) gelangen dabei früher oder später zum Grobkornauslass am unteren Ende des Sichtraumes. Das Feinkorn dagegen wird von der Sichtluft mitgerissen, die durch die Kanäle des Sichtrades hindurch nach innen strömt und von einem axial an den Innenraum des Sichtrades anschliessenden Feingut -Sichtluft-Auslass abgesaugt wird. Das Feinkorn wird schliesslich von der Sichtluft abgetrennt oder abgeschieden, worauf die Sichtluft erneut in den Sichtlufteinlass eingegeben, also im Kreislauf geführt werden kann. Derartige Sichter dienen in erster Linie zur Gewinnung von Feingut mit möglichst geringer Korngrösse in enger Korngrössenverteilung; erstrebt wird eine obere Korngrösse (Grenzkorngrösse) von 2 bis 4 um Dieses sehr feine Korn wird vielfältig benötigt, z. B. als Füllstoff für Kunststoffe und Autoreifen. Das Grobkorn wird für andere Zwecke verwendet, oder aber es wird nach einem weiteren Mahlvorgang wiederum Feingut abgezogen. Für die benannten Zwecke werden > eils relativ grosse Mengen zu möglichst niedrigen Preisen benötigt. Bei den bisher bekannten Sichtern dieser Art, die nur einen einzigen Feingut-Sichtluft Auslass aufweisen, ist aber die Durchsatzleistung relativ gering. Die Durchsatzleistung hängt unter-anderem ab von der Grösse des Sichters, insbesondere von der Länge und dem Durchmesser des Sichtrotors, also seiner Umfangsfläche, an welcher die Sichtung stattfindet. Im Durchmesser ist man aber wegen der ansteigenden Fliehkraft beschränkt, auch hängt vom Durchmesser und Drehzahl, und damit also von der Fliehbraft, die Grenzkorngrösse ab. In der Länge des Si < ttrotors ist man ebenfalls begrenzt, insbesondere wegen unterschiedlicher radialer Strömungsgeschwindigkeiten längs des Sichtrotors zwischen je zwei Lamellen hindurch. Diese radiale Strömungsgeschwindigkeit ist nämlich abhängig von dem So also dem Unterdruck, mit dem am Auslass abgesogen wird. Dieser Sog ist am grössten am Auslass und nimmt zum entgegengesetzten Ende hin ab. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sichter dieser Art mit weit höherer Durchsatzleistung zu schaffen, und zwar bei Grenzkorngrössen vorzugsweise zwischen 10um bis herab zu 2 um Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäss der Erfindung darin,dass sich an beiden Stirnseiten des Sichtrotors je ein Feingut-Sichtluft-Auslass anschliessen. Die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe ermöglichen ein weit längeres Sicht grad als bisher und damit eine entsprechend grössere Durchsatzleistung. Es sind praktisch zwei Sichter mit dem jeweil zulässigen axialen Druckabfall hintereinandergeschaltet. Die grosse Lange des Sichtrotors gibt eine entsprechend lange Zone relativ gleichmässiger, stabiler Strömung, die nicht von Unregel mässigkeiten an den Enden des Sichtrotors gestört ist, und somit ein entsprechend wirksames, gleichmässiges Sichten. Vorzugsweise beträgt das Durchmesser-Langen-Verhältnis des Sichtrotors 1 zu 1,5 bis 1 zu 4. Dank der beidseitigen Feingut-Sichtluft-Auslässe wird der Aus- lass-Querschnitt etwa verdoppelt, so dass sich trotz erhöhter Durchsatzleistung eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit ergibt. Bei den bisherigen höheren Strömungsgeschwindigkeiten dagegen wird das Feingut so heftig gegen die Wandungen geschleudert, dass ew dort haftet, insbesondere, wenn sich erst einmal eine erste Feingutschicht angesetzt hat. Damit verschlechtern sich die Strömungsverhältnisse fortlaufend, was auch eine Verkleinerung der Durchsatzleistung zur Folge hat. Vor allem aber platzen von Zeit zu Zeit Teile dieser sich lagenweise aufbauenden Ansätze (sogenannte "Eggshells") ab und gelangen so in das Feingut, wodurch dieses unbrauchbar wird oder was jedenfalls zu grossen Schwierigkeiten führt. Man hat daher zur Vermeidung dieser Ansätze (Eggshells) die Strömungsgeschwindigkeit begrenzt, damit ist aber auch die Durchsatzleistung begrenzt. Erfindungsgemäss wird ein solches Ansetzen von Feingut dadurch verhindert, dass die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe im rotornahen Bereich von je einer Kühlkammer umgeben sind. Kühlere Partikel haften weniger leicht an einer gekühlten Oberfläche. Hierbei sind vorteilhaft die Lager der beidseitig gelagerten Sichtrotorwelle in je einer Kühlkammer angeordnet; die Lager werden also gleichzeitig gekühlt, was der Betriebssicherheit und einer langen Lebensdauer der Maschine zugute kommt. Dies ist bei der erhöhten Durchsatzleistung besonders wichtig. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass an den Stirnenden des Sichtrotors je eine Labyrinthdichtung vorgesehen ist, durch je einen Kanal mit je einer der Kühlluftkammern in Verbindung steht. Die Kühlluft dient also gleichzeitig zum Spülen der Labyrinthdichtungen, so-dass auch die Labyrinthdichtungen gekühlt werden, ausserdem ist keine besondere Spülluft-Quelle erforderlich. Eine gespülte Labyrinthdichtung bei einem Sichter ist bereits aus der DE-AS 1 757 582 bekannt. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass mit axialen Durchtrittsöffnungen versehene Stützscheiben zur Halterung der Lamellen des Sichtrotors auf der Welle aufgeschrumpft sind. Die Kotorlamellen sind hierbei also nicht nur an ihren Enden, -ondern durch die Stützscheiben auch zwischen den Enden festgehalten. Schliesslich ist noch vorgesehen, dass an der dem Grobgutauslass gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses ein Ringkanal zum Einblasen des zu sichtenden Gutgemenges in den Sichtraum vorgesehen ist. Auf diese Weise wird eine ver grösserte Durchsatzmenge gleichmässig aufgegeben. Zur näheren Erläuterung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung beschrieben: Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Sichter im Längsschnitt; Fig. 2 zeigt den Sichter von oben, links im Querschnitt und rechts in Draufsicht; Fig. 3 zeigt die Einzelheit III in Fig. 1, nämlich die Labyrinth dichtung mit Spulluftzufuhr aus der Kühl kammer. Der Sichter weist ein konzentrisches, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 mit einem tangentialen Sichtluft-Eintritt 2 auf, in den die Sichtiuft in Richtung der Pfeile 20 über die ganze axiale Höhe gleichmäBig eintritt. Mit radialem Abstand von dem Gehausemantel ist ein Leitschaufelkranz 9 in dem Gehäuse vorgesehen. Wiederum mit radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz 9 ist der Lamellenkranz 11 des Sichtrotors 10 vorgesehen. In den Sichtraum 23 zwischen Leitschaufelkranz 9 und Rotorlamellenkranz 11 wird von oben das zu trennende Korngemenge eingegeben. Und zwar ist in der oberen Gehäusewand ein Ringkanal 22 zum Einblasen:des-Korngemenges vorgesehen, in den-ein Anschlussstutzen 7 einmündet. An der gegenüberliegenden, also unteren Gehäusestirnseite ist ein trichterförmiger GrobkornauslaB 8 vorgesehen. An beiden Stirnseiten des Sichtrotors sind je ein Feingut-Sichtiuft-AuslaB 3, 4 in Form eines gebogenen Rohrstückes vorgesehen, deren Durchmesser in etwa dem Rotor-Innendurchmesser entspricht. Die Sichtluft-Feingut-Auslässe 3, 4 sind von je einer Kühlluftkammer 17, 18 umgeben, denen Uber je einen Anschluss 19 Kühlluft zugeführt wird, wodurch ein Ansetzen von Feingut in den Auslassen verhindert wird. In den KUhiluftkammern 17, 18 ist auch die durch die gekrümmten Auslässe 3, 4 hindurchgeführte Rotorwelle 10a beidseits in Lagerkonsolen 5, 6 gelagert. Die Lager werden also ebenfalls gekühlt. Aufgrund eines Oberdrucks in den Kühl luft- kammern 17, 18 kann kein Feingut in diese eindringen (siehe Pfeile an den Wellendurchführungen). Der Antrieb erfolgt mittels Keilriemenscheibe 12. Der Sichtrotor 10 ist an beiden Stirnseiten 13, 14 so geöffnet, dass er dicht an die Auslässe 3, 4 anschliesst. Zwischen dem Sichtrotor und dem Gehäuse befindet sich jeweils eine Dichtung 15, 16, die planscheibenartig oder laby- rinthartig ausgebildet ist. Durch je einen Spülluftkanal 27 wird jeweils Spülluft aus den Kühlluftkammern 17, 18 zur Abdichtung zwischen Sichtraum 23 und den Auslässen 3, 4 eingeführt (Pfeil 19 in Fig. 3). Auf der Welle 10 a des Sichtrotors sind mit radialen Durchtrittsöffnungen versehene-Stützscheiben 24 aufgeschrumpft. Die Rotorenden sind an ihrem AuDenumfang von je einem Abweiserring 25, 26 umgeben.

Claims: P a t n t a n s p r ü c h e 1. Zentrifugalkraftsichter mit einem Im im wesentlichen zylin- drischen, stehend angeordneten und mit einem etwa tangentia- len Sichtlufteinlass versehenen Gehause, i'n dem mit radialem Abstand vom und konzentrisch zu dem Gehäusëmantel ein gehäuse- fester Leitschaufelkranz und mit radialem Abstand nach innen von diesem ein Sichtrotor mit einem radiale Kanäle bildenden Lamellenkranz angeordnet sind, wobei in den zwischen Leitschaufelkranz und Sichtrotor befindlichen Sichtraum oben ein Einlass für zu sichtendes Korngemenge einmündet und unten ·us dem Sichtraum ein Auslass für grobkorn ausmündet und sich an den Sichtrotor stirnseitig ein Auslass für die mit Feingut bela- dene Sichtluft anschliesst, dessen Durchmesser etwa dem tnnen- durchmesser des Rotors entspricht, und wobei der Sichtlufteinlass und der Leitschaufelkranz sich über etwa die gleiche axiale Länge wie der Sichtrotor erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass sich an beiden Stirnseiten des Sichtrotors (10) je ein Rein- gut-Sichtluft-Auslass (3, 4) anschliessen. 2. Sichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchmesser-Längen-Verhältnis des Sichtrotors i : 1, 5 bis 1 : 4 beträgt. 3. Sichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Feingut-Sichtluft-Auslässe (3, 4) im rotornahen Bereich von je einer Kühlluftkammer (17, 18) umgeben sind. 4. Sichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (5, 6) der beidseitig gelagerten Sichtrotorwelle (iOa) in je einer Kühlluftkammer (17, 18) angeordnet sind. 5. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Stirnenden des Sichtrotors (10) je eine Labyrinthdichtung (15, 16) vorgesehen ist, die durch je einen Kanal (27) mit Je einer der Kühlluftkammern (17, 18) in Verbindung steht. 6. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit axialen Durchtrittsöffnungen versehene Stütz scheiben (24) zur Halterung der Lameilen- < 11) des Sichtrotors (10) auf der Welle (10a) aufgeschrumpft sind. 7. Sichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der dem Grobgutauslass (8) gegenüberliegenden Stirnseite des Gehäuses ein Ringkanal (22) zum Einblasen des zu sichtenden Gutgemenges in den Sichtraum (23) vorgesehen ist.

Inventors: BARTHELMESS, ULRICH
Applicants: OMYA GMBH
Application year: 1981
Main classification: B07B7
IPC codes: B07B11, B07B7