Beschreibung

Am Ende eines Mahlvorganges hat das Mahlgut im allgemeinen eine unterschiedliche Körnung und bedarf der Klassierung bzw. Sichtung. Im allgemeinen sind demzufolge Mühle und Sichter zu einer Funktionseinheit zusamengefaßt. Das Aus¬ gangsprodukt wird in die Mühle eingegeben, am Ende des Mahlvorganges gelangt das vom Grobgut befreite Mahlgut in den Sichter, wo die Mahlgutanteile mit gröberem und feinerem Korn (größerer und geringerer Masse) voneinander getrennt werden.

Mühle und Sichter unterliegen unterschiedlichen Arbeits¬ bedingungen, denen ohne weiteres Rechnung getragen werden kann bzw. die ohne weiteres geschaffen werden können, wenn Mühle und Sichter baulich voneinander unabhängig sind.

Handelt es sich bei dem Sichter um einen Windsichter, so ist das für den Sichter wesentliche Kriterium der Trenn¬ grad (die Trenngrenze) d _τ , für den folgende Beziehung gilt

ERSÄΓZBLÄΓΓ (REGEL 26)

Darin bedeuten d _τ den Trenngrad (die Trenngrenze) bzw. die Partikelgröße

2, die Dichte in Kg/m-

V _r die Radialgeschwindigkeit im Sichtrad in m/s

V _u die Umfangsgeschwindigkeit im Sichtrad in m/s

r den Radius in m

? die dynamische Viskosität in Ns/m^

Hieraus ergibt sich, daß der Trenngrad im Sichter vor allem von zwei Geschwindigkeitskomponenten abhängig ist, was wiederum bedeutet, daß die Drehzahl des Sichtrades veränderbar sein muß, wenn der Arbeitsbereich des Sichters nicht so klein sein soll, daß der Sichterbetrieb unwirt¬ schaftlich ist.

Entsprechendes gilt im Ergebnis auch für die Mühle. Handelt es sich um eine Schlägermühle mit Schlagwerkzeugen am Umfang einer drehenden Scheibe, so muß die Drehzahl dieser Scheibe veränderbar sein, wenn die Schlägermühle wirt¬ schaftlich betrieben werden soll.

Für die Auslegung von Schlägermühle und Windsichter ist ein wichtiger Gesichtspunkt die fehlende feste Beziehung zwischen den Drehzahlen von Mühle und Sichter. Die Dreh¬ zahlen von Sichter und Mühle müssen unabhängig voneinander

bestimmbar und veränderbar sein. Das bedeutet kein beson¬ deres Problem, wenn Sichter und Mühle voneinander unab¬ hängige Geräte mit voneinander unabhängigen Antrieben sind.

Probleme erwachsen aus der geschilderten Situation, wenn Mühle und Sichter nicht nur funktioneil, sondern auch baulich miteinander verbunden werden sollen, um den Bau¬ aufwand zu verringern oder um ganz einfach den für die Aufstellung benötigten Platz gering zu halten. Es liegt nahe, in einem solchen Fall für beide Geräte einen gemein¬ samen Antriebsmotor vorzusehen und zwischen dem Motor einerseits und Mühle sowie Sichter andererseits ein Lei- stungsverzweigungsgetriebe vorzusehen und, nunmehr, zwi¬ schen Leistungsverzweigungsgetriebe und Mühle einerseits und Leistungsverzweigungsgetriebe und Sichter anderer¬ seits je eine Drehzahlregelung vorzusehen. Hierdurch wird aber die Gesamtmaschine mit Mühle und Sichter so aufwen¬ dig, daß andere Vorteile, die aus der baulichen Zusammen¬ fassung erwartet werden, wieder aufgezehrt würden. Auch bei der baulichen Zusammenfassung von Mühle und Sichter werden deshalb bisher in der Praxis getrennte Antriebe für Sichter und Mühle mit eigener Drehzahlregelung beibe¬ halten.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun der Wunsch zugrunde, die Problematik auf zweckmäßigere Weise zu lösen. Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge,ausgehend von einer Sichter¬ mühle, eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie eine Schlägermühle und ein Sichter zu einem einheitlichen Gerät mit nur einem Antrieb zusammengefaßt werden können, trotzdem aber mit vertretbarem Aufwand Mühle und Sichter unabhängig vonein¬ ander geregelt werden können. Ansatzpunkt für die Lösung dieser Aufgabe soll die weiter oben wiedergegebene mathe¬ matische Beziehung sein.

Ausgehend von der vorstehend behandelten Problematik einer Sichtermühle läßt sich die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problematik in allgemeiner Form wie folgt definieren.

Der Trenngrad als wesentliches Kriterium eines Windsichters ist im wesentlichen von der Drehzahl des Sichterrades abhängig. Für einen wirtschaftlichen Einsatz eines Wind¬ sichters ist deshalb die Regelbarkeit der Drehzahl des Sichterrades Voraussetzung. Es sind aber Fälle denkbar, in denen es nicht ohne weiteres möglich ist, die Drehzahl des Sichterrades so festzulegen, daß ein gewünschter Trenn¬ grad in optimaler Weise erreicht wird. Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Windsichter so auszubilden, daß alternativ oder additiv zur Veränderung des Trenngrades durch Veränderung der Drehzahl des Sichter¬ rades der Trenngrad veränderbar ist bzw. ein optimaler Trenngrad erreichbar ist. "Trenngrad" ist in diesem Zu¬ sammenhang gleichbedeutend mit "Bestimmung der Trenngrenze", d.h. in welchem Maße gröberes Gut unter dem Einfluß der Fliehkraft vom Sichterrad abgewiesen wird und feineres Gut zusammen mit der Sichtluft entgegen der Wirkung der Fliehkraft das Sichterrad über den zentralen Feingutauslaß verläßt. Auch hier soll die weiter oben wiedergegebene mathematische Beziehung Ansatzpunkt sein.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Patentan¬ sprüchen, und zwar was den allgemeineren Teil mit allein dem Windsichter, als auch was den spezielleren Teil einer Sichtermühle anlangt.

Für die praktische Umsetzung läuft die Erfindung damit auf zwei Lösungsvarianten hinaus, die beide auf der wieder¬ gegebenen mathematischen Beziehung beruhen.

Bei der einen Lösung ist die lichte Höhe des Sichtraumes eines Windsichters verstellbar, bei der anderen Lösung ist der Feingutaustritt des Sichters als verstellbare Blende ausgebildet. Wie die nachfolgende Beschreibung zweier Ausführungsformen, die in je einer der beiden Fi¬ guren der Zeichnung dargestellt sind, zeigt, sind beide Lösungsmöglichkeiten gemäß der Erfindung mit relativ ge¬ ringem baulichen Aufwand realisierbar. In beiden Fällen ist von einer Einheit mit Mühle und Sichter ausgegangen, bei der der Motorabtrieb mit Rücksicht auf die notwendige Drehzahl der Mühle veränderbar ist, der Sichter mit eben dieser Drehzahl auch angetrieben wird, trotzdem aber die Arbeitsbedingungen des Sichters unabhängig von der Mühle verändert werden können. Für den Fachmann erkennbar gilt die Beschreibung aber auch, wenn es allein um einen Wind¬ sichter geht, dessen Trenngrad trotz konstanter Drehzahl veränderbar sein soll.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine einrotorige Sichtermühle als Mittellängs¬ schnitt, bei der erfindungsgemäß eine der beiden Deckscheiben des Sichters als verstellbare Blende ausgebildet ist bzw. diese eine der beiden Deck¬ scheiben und zwar die feingutauslaßseitige Deck¬ scheibe eine solche Blende aufweist;

Fig.la eine Einzelheit der Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 2 in der gleichen Darstellungsweise eine Sichter¬ mühle, bei der die eine einzige Deckscheibe des Sichters höhenverstellbar ist, um durch Verstellen dieser einen Deckscheibe die lichte Höhe des Sicht¬ raumes verändern zu können.

Die einrotorige Sichtermühle gemäß Fig.l weist in an sich bekannter Weise den Rotor 1 auf, der eine Scheibe 2a mit Schlagwerkzeugen 2 an ihrem Außenumfang und die eine Deck¬ scheibe la des Sichters mit den mit ihr fest verbundenen Sichterschaufeln 4 einschließt. Die Schlagwerkzeuge arbeiten mit einer Materialbahn 3 an der Innenseite des Gehäuses des Gerätes zusammen. Das im Zusammenwirken zwischen Schlag¬ werkzeugen 2 einerseits und Mahlbahn 3 andererseits zer¬ kleinerte Mahlgut gelangt zusammen mit Sichtluft radial von außen in die Kanäle zwischen den Sichtschaufeln 4, der Deckscheibe la sowie der zweiten, auslaßseitigen Deck¬ scheibe 7 des Sichters, wo die Sichtung in Grob- und Feingut erfolgt. Das Feingut, d.h. das Mahlprodukt mit einer relativ geringen Masse wird von der Sichtluft entgegen der Wirkung der Fliehkraft radial von außen nach innen durch das Sichtrad, d h. dessen Schaufelkanäle zwischen Sichtschaufeln 4 und Deckscheiben la,7 geschleppt, um durch den zentralen Feingut¬ austritt 6, der von der zweiten Deckscheibe 7 umgeben ist, aus der Sichtermühle herauszugelangen und der weiteren Behandlung zugeführt zu werden, die meist die Trennung in Feingut und Sichtluft in einem Filter ist. Das Grobgut, d.h. das Mahlprodukt mit relativ großer Masse, wird im Sichtrad unter dem Einfluß der Fliehkraft abgewiesen, gelangt erneut in den Einflußbereich von Schlagwerkzeugen 2 und Mahlbahn 3 und wird auf diese Weise so oft zurück¬ geführt, bis Partikel relativ geringer Masse entstanden sind, die in der beschriebenen Weise aus der Sichtermühle herausgeführt werden.

Weitere wesentliche Komponenten der Sichtermühle sind Leitschaufeln 8, ein Gehäuse 13 mit einer durch eine Tür 9 im Betrieb verschlossenen Gehäuseöffnung, der pneu¬ matische Produkeintritt 10, der Sichtlufteintritt 11 und der Antriebsmotor 12.

Wird der Rotor 1 mittels des Motors 12 im stationären Gehäuse 13 der Sichtermühle bei geschlossener Tür 9 in Umdrehung versetzt, so gelangt das Ausgangsprodukt durch den Produkteintritt 10 in den Einwirkungsbereich der Schlag¬ werkzeuge 2, das Ausgangsprodukt wird in Grob- und Feingut zerlegt, Grob- und Feingut werden in der bereits beschrie¬ benen Weise behandelt.

Insofern ist die vorausgesetzte Schlägermühle in Aufbau und Arbeitsweise durchaus üblich, sodaß hierauf nicht noch näher eingegangen werden muß.

Die produktbezogene Wirkungsweise der Schlagwerkzeuge ist abhängig von der Drehzahl der Mühlenteile mit der Scheibe 2a und den daran befestigten Schlagwerkzeugen. Diese Drehzahl ist abhängig von der Drehzahl des Motors 12, wobei eine Änderung der Drehzahl der Mühle durch Ver¬ änderung der Motordrehzahl selbst oder bei konstanter Drehzahl des Motors mittels eines Unter- und/oder Über¬ setzungsgetriebes bewirkt werden kann. Mit der Drehzahl der Mühle wird auch die Drehzahl des Sichtrades mit der mit der Scheibe 2a unmittelbar verbundenen Deckscheibe la, den Sichtschaufeln 4 und der Deckscheibe 7 bestimmt, ge¬ gebenenfalls verändert. Um nun trotz dieser Abhängigkeit den Trenngrad des Sichters verändern zu können, ist die Deckscheibe 7 als eine an sich bekannte Irisblende ausge¬ bildet. Durch Verstellen der Blende ist der Austritts¬ querschnitt 6 veränderbar, und die Irisblende ist ein bevorzugtes Mittel, um unabhängig von der bestimmten bzw. gewählten Mühlendrehzahl, die ein optimales Arbeiten der Mühle gewährleisten soll, die Umfangsgeschwindigkeit des Feingutes so bestimmen zu können, daß unter Berücksich¬ tigung der eingangs wiedergegebenen Formel ein optimaler Trenngrad des Sichters möglich ist.

Im grundsätzlichen Aufbau und in seiner Wirkungsweise als Mühle und Sichter gleich ist die Sichtermühle nach Fig. 2. Die Mühle wird wiederum im wesentlichen von dem Rotor 1 mit der Mühlenscheibe 2a und den daran befestigten Schlagwerkzeugen 2 gebildet, während der Sichter bzw. das Sichterrad wesentlich durch einen teleskopartig längen¬ verstellbaren Zylinder 14 mit Boden 15, Zylinderwand 16, auslaßseitiger, verstellbarer Deckscheibe 17 sowie den Sichterschaufeln 4 gekennzeichnet ist. Der eine Teil 14a des Zylinders 14 mit dem Boden 15, der mit der Scheibe 2a verbunden ist, und dem inneren Zylinderwandabschnitt 16a trägt am freien Ende des Zylinderwandabschnitts 16a die Schaufeln 4 des Sichtschaufelkranzes. Der andere Teil 14b des Zylinders 14 mit der Deckscheibe 17 und dem äußeren Zylinderwandabschnitt 16b greift mit dem freien Ende des äußeren Zylinderwandabschnitts 16b teleskopartig in Richtung des Doppelpfeiles 19 stufenlos verstellbar über den inneren Zylinderwandabschnitt 16a und begrenzt mit der Deckscheibe 17 die Sichtkammer 20 zwischen dieser Deckscheibe 17 der Gehäusewand 13* mit dem zentral zum Sichtrad angeordneten Feingutauslaß 6 und den freien, d.h. nicht von dem äußeren Zylinderwandabschnitt 16b abgedeckten Teilen bzw. Abschnitten der Schaufeln 4. Mit der Verstellung der Deckscheibe 17 als Teil des anderen Teiles 14b des Zylinders 14 ist die lichte Höhe H der Sichtkammer 20 veränderbar. Die Schaufeln 4 sollten die Verstellbewegungen der Deckscheibe 17 nicht behindernd, aber möglichst fluiddicht durch Schlitze in der Deckscheibe 17 hindurchgeführt sein, zwischen den Teilen 16a, 16b befindet sich eine abriebfeste Gleitdichtung. Die Teile 16a,16b bilden also eine die Schaufeln umgebende Ringblende mit zwei teleskopisch gegeneinander verstellbaren Ringblendenabschnitten.

Während bei der Ausführungsform des Sichters gemäß Fig. 1 der freie Querschnitt des Feingutaustrittes 6 durch Ver-

stellen der Irisblende veränderbar ist und damit ein Ver¬ ändern der Geschwindigkeit der Umfangsströmung möglich ist, ist bei der Ausführungsform nach Fig.2 der Quer¬ schnitt des von der Gehäusewand 13' umschlossenen Feingut¬ austrittes 6 konstant, die Deckscheibe 17 ist aber axial verstellbar, und es ist die lichte Höhe des Windsichters und damit die Geschwindigkeit der Radialumfangssströmung veränderbar, um wiederum Arbeitsweise der Mühle und Arbeits¬ weise des Sichters funktioneil aufeinander abgestimmt aber durch keine konstruktive Abhängigkeit eingeschränkt optimieren zu können.

Die Deckscheibe 17 des Zylinderteils 14b weist eine Nabe 21 auf, mit der der Zylinderteil 14b auf einer Welle 22 drehfest angeordnet ist. Die teleskopische Verstellbarkeit des Zylinderteils 14b und damit der Deckscheibe 17 wird dadurch bewirkt, daß diese Welle 22 drehfest mit der Aus¬ gangswelle 23 des Motors 12 verbunden ist, dieser Ausgangs¬ welle 23 gegenüber aber axial verschiebbar ist, indem beide Wellen beispielsweise durch eine an sich bekannte Keilnutkopplung 24 miteinander verbunden sind. Eine der beiden Wellen ist als Hohlwelle mit Längsnuten in der Innenwand bzw. Längsrippen auf der Innenwand, die andere der beiden Wellen als Vollwelle mit entsprechenden Längs¬ keilen auf der Außenwand bzw. Längsnuten in der Außenwand ausgebildet. Die axiale Verschiebbarkeit der als die Voll¬ welle ausgebildeten Welle gegenüber der als die Hohlwelle ausgebildeten Motorabtriebswelle ist durch den Doppelpfeil 19 gekennzeichnet. Die Motorabtriebswelle mag unmittelbar die aus dem Motor 12 herausgeführte Welle sein, sie kann über ein Getriebe mit der Motorabtriebswelle oder sie kann über andere geeignete und bekannte Mittel, beispiels¬ weise einen Riementrieb mit der aus dem Motor herausgeführten Welle verbunden sein. 25 ist eine Gleitführung zwischen beiden Wellen 22,23 in deren glatten Abschnitten.

Die Antriebskraft vom Motor 12 wird in diesem Fall einmal über die Motorausgangswelle 23 in den Rotor 1, in den Zylinder bzw. die von ihm gebildete Ringblende 14, in die Sichterradschaufeln 4 und in die Deckscheibe 17 einge¬ leitet und einmal über die Welle 22 unmittelbar in die Deckscheibe 17. Möglich ist es jedoch auch, auf die Keil¬ nutkupplung 24 zugunsten einer weiteren Gleitführung (ent¬ sprechend 25) zu verzichten, sodaß die Welle 22 von der über die von der Welle 23 angetriebenen Deckscheibe 17 angetrieben wird, wenn nämlich die Verbindung zwischen Nabe 21 und Welle 22 drehfest ist oder aber, wenn auf die Keilnutkupplung 24 zugunsten eines weiteren Führungs¬ lagers (entsprechend der Gleitführung Bund 25) und auf die Drehfestigkeit der Verbindung zwischen Nabe 21 und Welle 22 verzichtet wird, die Welle ist ausschließlich axial verstellbar, in diesem Fall ist lediglich dafür zu sorgen, daß bei Axialverschiebungen der Welle 22 in den Richtungen des Doppelpfeiles 19 diese Welle 22 die Deckscheibe 17 mitnimmt.

Soweit Teilegleichheit zwischen beiden Ausführungsformen besteht, sind gleiche Bezugszeichen verwendet, sodaß insoweit auf detailliertere Hinweise verzichtet werden kann.

Obwohl es sich bei der Irisblende in der Deckscheibe 7 bei der Ausführungsform gemäß Fig.l um eine an sich bekannte Baugruppe handelt, ist eine solche Blende in der- Teilfigur la schematisch dargestellt, und zwar in größerem Maßstab und in Richtung der den Sichter verlassenden, mit Feingut beladenen Sichtluftströmung gesehen. Es handelt sich um eine Lochblende mit veränderlichem Lochquerschnitt, wobei diese Veränderung des Querschnitts des Loches 100 dadurch möglich ist, daß zwischen etwa 6 und etwa 30 sichelförmige

Lamellenbleche 101 mit ihren einen, inneren Enden 102 Teile des Umfangs des Loches 100 sind und an ihren anderen Enden einem stufenlos verstellbaren Verstellring 103 zuge¬ ordnet sind, der in Richtung des Doppelpfeiles 104 verdreh¬ bar in der eigentlichen Deckscheibe 7 gelagert ist. Durch Verdrehen des Verstellringes 103 in der einen oder der anderen der beiden Richtungen des Doppelpfeiles 104 in der Deckscheibe 7 sind die Lamellenbleche 101 so ver¬ schwenkbar, daß der Querschnitt des Loches 100 größer oder kleiner wird und entsprechend der Austrittsquer¬ schnitt des Feingutaustritts 6 verändert wird. Das Ver¬ drehen des Stellringes 103 erfolgt von außen her durch bekannte Mittel, beispielsweise durch einen Stellmotor oder ein einfaches, manuell zu betätigendes Gestänge.

In beiden Fällen (Fig.1,2) ist mit 5 ein Leitring bezeich¬ net, der mit den Leitschaufeln 8 zusammenwirkt. Die über den Sichtlufteinlaß 11 eintretende Sichtluft gelangt in dem Ringraum zwischen dem Leitring 5 und der Gehäusewand in den Leitschaufelring 8 und wird dort in eine entsprechende Gegenströmung zwischen Leitring 5 und Sichterrad umgelenkt, um mit dem über den Sichtguteinlaß 10 eingeführten Sicht¬ gut von außen in die Strömungskanäle zwischen den Schaufeln des Sichterrades zu gelangen, wo die Trennung in Fein- und Grobgut erfolgt. Die Sichtluft mit Feingut verläßt den Sichter über den Auslaß 6, das Grobgut wird im Einla߬ bereich der Strömungskanäle zwischen den Schaufeln des Sichterrades von der Fliehkraft abgewiesen und weiter durch den Ringraum zwischen Leitring 5 und Sichterrad in den Einwirkungsbereich der Mühle gebracht.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.l ist oben die bauliche Zuordnung der die Blende einschließenden Deckscheibe 7 zum Sichterrad unterstellt. Es soll darauf hingewiesen

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werden, daß diese Deckscheibe 7 mit der verstellbaren Blende auch vom Sichterrad getrennt und dem Gehäuse 13, insbesondere dem Deckel 9 zugeordnet sein kann. Diese Lösung kann deswegen zweckmäßig sein, weil die Deckschei¬ be 7 mit der Blende gegenüber einfacheren Deckscheiben ein höheres Gewicht haben kann, für das keine zusätzliche Antriebsenergie erforderlich ist, wenn die Deckscheibe vom Sichterrad getrennt und dem Gehäuse zugeordnet wird.

Zusammenfassend kann die Erfindung dahingehend definiert werden, daß zwei bevorzugte Lösungen für das Problem auf¬ gezeigt werden, wie bei einem Windsichter in Betriebsphasen konstanter Drehzahl des Sichterrades die Trenngrenze des Sichters verändert werden kann.

ERSATZBLÄIT (REGEL 26)