KEYSSNER, Michael (Angeraue 68, Düsseldorf, 40489, DE)
BÄTZ, André (Hoppers 293, Jüchen, 41363, DE)
KEYSSNER, Michael (Angeraue 68, Düsseldorf, 40489, DE)
| PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Sichtung eines Mahlgut-Fluid-Gemisches, insbesondere aus einer Wälzmühle, bei welchem Grobgut mit Hilfe eines dynamischen Sichterteils aus dem Mahlgut- Fluid-Gemisch abgetrennt sowie ein Feingut-Fluid-Strom mit Hilfe einer Einrichtung vergleichmäßigt und ausgetragen wird, dadurch geke n nzeich net, dass der mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil austretende Feingut-Fluid-Strom einem Sichteraustrittsgehäuse oberhalb eines Austrittsquerschnitts des dynamischen Sichterteils zugeführt und in dem Sichteraustrittsgehäuse und vor dem Sichteraustritt vergleichmäßigt und einer Drallreduzierung oder Drallauflösung unterworfen sowie zusätzlich einem Verdrängungskörper ausgesetzt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geke n nze ich net , dass der Feingut-Fluid-Strom in dem Sichteraustrittsgehäuse einem Leitapparat und dem Verdrängungskörper zugeführt, in eine lineare Strömung umgelenkt und nach dem Sichteraustritt einer Staubabscheidung zugeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geke n nzeich net, dass der in das Sichteraustrittsgehäuse eintretende Feingut-Fluid-Strom von Leitblechen eines Leitapparates eingefangen und umgelenkt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch geken nze ichnet, dass der umgelenkte, nahezu lineare Feingut-Fluid-Strom über wenigstens eine Austrittsöffnung des Sichteraustrittsgehäuses ausgetragen und der Staubabscheidung unterworfen wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch geken nze ich net, dass vom Verdrängungskörper eine aufgrund der Rotation des dynamischen Sichterteils gebildete Drucksenke abgedeckt wird. 6. Mühlensichter für ein Mahlgut-Fluid-Gemisch, mit einem dynamischen Sichterteil (4) und einem Leitklappenkranz (6), dessen Leitklappen (7) das dynamische Sichterteil (4) unter Ausbildung eines Sichtraums (8) wenigstens bereichsweise umgeben, mit einer Grobgutabführung sowie einer Einrichtung (10) zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil (4) austretenden Feingut- Fluid-Stroms (11) und wenigstens einer Austragsöffnung (12) für den Feingut- Fluid-Strom (11), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch geken nze ich net, dass, bezogen auf die Strömungsrichtung, nach dem dynamischen Sichterteil (4) und oberhalb eines Austrittsquerschnitts (27) des dynamischen Sichterteils (4) ein Sichteraustrittsgehäuse (19) angeordnet ist, dass in dem Sichteraustrittsgehäuse (19) als Einrichtung (10) zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil (4) austretenden Feingut-Fluid-Stroms (11) ein Leitapparat (15) für einen aufsteigenden Feingut-Fluid-Strom (11) sowie ein Verdrängungskörper (20) angeordnet sind und dass die Austrittssöffnung (12) für den vergleichmäßigten, linearen Feingut-Fluid- Strom (11) beabstandet zum Leitapparat (15) in einem oberen und/oder seitlichen Bereich des Sichteraustrittsgehäuses (19) angeordnet ist. 7. Mühlensichter nach Anspruch 6, dadurch geken nzeich net, dass die Einrichtung (10) derart ausgebildet ist, dass der aus dem dynamischen Sichterteil (4) austretende Feingut-Fluid-Strom (11) strömungsgünstig eingefangen und in eine nahezu lineare Strömung umgelenkt ist. 8. Mühlensichter nach Anspruch 6 oder 7, welcher auf eine Wälzmühle, insbesondere eine Luftstrom-Wälzmühle, aufgesetzt oder in diese integriert ist und als dynamisches Sichterteil (4) einen Leistenrotor mit konzentrisch um eine Rotorachse (14) angeordneten Rotorleisten (5) sowie als Grobgutabführung für die im Sichtraum (8) abgetrennten Grobgutpartikel (13) einen Grießekonus (9) aufweist, dadurch geke n nzeich net, dass die Einrichtung (10) zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des aus dem dynamischen Sichterteil (4) austretenden und in das Sichteraustrittsgehäu- se (19) eintretenden Feingut-Fluid-Stroms (11) feststehend ausgebildet ist. 9. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch geken nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) zum Abdecken einer im Bereich einer durch die Rotation des dynamischen Sichterteils (4) gebildeten Drucksenke angeordnet ist. 10. Mühlensichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch geke n nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) und der Leitapparat (15) als eine Einheit ausgebildet und koaxial zur Rotorachse (14) in dem Sichteraustrittsgehäuse (19) angeordnet sind. 11. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch geke n nzeich net, dass der Leitapparat (15) Leitelemente (16) aufweist, welche strahlenförmig angeordnet sind. 12. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch geke n nzeichnet , dass die Leitelemente (16) nahezu eben ausgebildet sind und nur in einem Bereich nahe dem dynamischen Sichterteil (4) einen Anströmbereich (17) aufweisen, welcher gekrümmt ausgebildet ist. 13. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , dadurch geke n nze ich net, dass die Leitelemente (16) zum Anströmen des aus dem dynamischen Sichterteil (4) austretenden Feingut-Fluid-Stroms (11) bogen-, schaufeiförmig oder sphärisch ausgebildet sind. 14. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch geken nze ich net, dass die Leitelemente (16) an einem Führungsrohr (18) des Leitapparates (15) oder am Verdrängungskörper (20) und vertikal ausgerichtet befestigt sind. 15. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch geken nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) im Vertikalschnitt doppelkonusförmig ausgebildet ist und einen unteren konischen Bereich aufweist, welcher in das dynamische Sichterteil (4) und beispielsweise bis nahe an einen Rotorkonus (24) reicht, welcher zum Sichteraustrittsgehäuse (19) gerichtet ist. 16. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch geken nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) einen oberen konusförmigen Bereich (26) aufweist, an welchem nahe dem dynamischen Sichterteil (4) die Leitelemente (16) befestigt sind, und dass der obere konusförmige Bereich (26) des Verdrängungskörpers (20) über die Leitelemente (16) hinaus reichen. 17. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch geken nzeich net, dass der obere konusförmige Bereich (26) des Verdrängungskörpers (20) eine geringere Konizität als der untere konusförmige Bereich (25) aufweist und dass die Höhe des Verdrängungskörpers (20) das Zwei- bis Fünffache der Höhe des Leitapparates (15) beträgt. 18. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch geke n nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) einen Durchmesser D2 am oberen Ende aufweist, welcher im Verhältnis zum Durchmesser DR des Sichteraustrittsgehäuses (19) beziehungsweise des Leitapparates (15) oder des Innendurchmessers des dynamischen Sichterteils (4) im Bereich von 0,35 bis 0,6 liegt. 19. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch geken nzeich net, dass der Leitapparat (15) und ein zylindrisches Führungsrohr (18) oder ein dop- pelkonusförmiger Verdrängungskörper (20) in einem zylindrischen Sichteraustritts- gehäuse (19) mit einer Gesamthöhe H angeordnet sind, und dass der Leitapparat (15) eine Höhe HL aufweist, welche etwa ein Drittel bis ein Fünftel der Gesamthöhe H des Sichteraustrittsgehäuses (19) beträgt. 20. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch geke n nzeich net, dass sich die Leitelemente (16) radial vom Führungsrohr (18) oder Verdrängungskörper (20) bis nahe an die Innenwandung des Sichteraustrittsgehäuses (19) erstrecken. 21. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 20, dadurch geken nzeichnet, dass die Leitelemente (16) des Leitapparats (15) als Bleche ausgebildet sind. 22. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 21 , dadurch geken nze ichnet, dass der Verdrängungskörper (20) mit dem oberen konusförmigen Bereich (26) endseitig etwa in Höhe der Austragsöffnung (12) angeordnet ist. 23. Mühlensichter nach Anspruch 8, dadurch geken nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) als ein mit dem Rotor (4, 14) umlaufender Körper ausgebildet ist. 4. Mühlensichter nach einem der Ansprüche 8 bis 14 oder 18 bis 21 oder 23, dadurch geke n nzeich net, dass der Verdrängungskörper (20) im Vertikalschnitt etwa zylindrisch ausgebildet ist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sichtung eines Mahlgut-Fluid-Gemisches gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Mühlensichter zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 6.
Die Erfindung ist insbesondere für Wälzmühlensichter geeignet, welche in einer Walzenschüsselmühle oder in einer Wälzmühle, beispielsweise in einer Luftstrommühle integriert angeordnet oder auf diese aufgesetzt sein können.
Die Sichter weisen in der Regel ein dynamisches Sichterteil, beispielsweise einen Leistenrotor, und feststehende Leitschaufeln auf, welche kranzförmig um das dynamische Sicherteil unter Ausbildung eines Sichtraums angeordnet sind. Das Mahlgut-Fluid- Gemisch gelangt in einer aufwärts gerichteten, gehäusenahen Spiralströmung in den Sichtraum, wo die Grobgutpartikel abgetrennt und über einen Grießekonus zur erneuten Zerkleinerung in den Mahlraum zurück fallen. Das in den Leistenrotor gelangende Feingut wird in einem Feingut-Fluid-Strom zum Sichteroberteil und über einen Feingutaus- trag und eine Rohrleitung einer Feingutabscheidung zugeführt (EP 1 239 966 B1 , DE 44 23 815 C2, EP 1 153 661 B1 , DE 36 17 746 A1 , DE 34 03 940 C2).
Aus US-PS-4,597,537 ist ein in eine vertikale Luftstrommühle integrierter Sichter bekannt, bei welchem zusätzlich über tangential am Sichtraum angeordnete Fluidzufüh- rungen zusätzliches Trage- beziehungsweise Sichtgas zugeführt wird, wodurch die Sichtwirkung verbessert werden soll.
In DE 44 29 473 C2 sind Windsichter mit einer Einrichtung zur Beeinflussung des Strömungsverlaufs beschrieben, welche in einem Luftabströmraum angeordnet ist. Der Luftabströmraum wird von einem Sichterrad und dessen Schaufeln umschlossen, und um das Sichterrad ist ein Sichtraum gebildet, welchem das Sichtgut gemeinsam mit oder auch getrennt von der Sichtluft zugeführt wird. Die Einrichtung zur Beeinflussung des Strömungsverlaufs im Sichter besteht aus Leitschaufeln, welche in Radialrichtung gekrümmt ausgebildet und längs der radialen äußeren Begrenzung des Luftabströmraumes angeordnet sind. Der Luftabströmraum geht in einen koaxial ausgebildeten Feingut-Luft-Auslass über, und die randseitig im Luftabströmraum angeordneten, bogenförmigen Leitschaufeln sind an der Innenseite des Luftauslasses befestigt. Bei der Sichtung wird im Sichtraum Grobkorn von Feingut getrennt und fällt in einen Grobkorn- austrag. Der Feingut-Luftstrom gelangt zwischen die Schaufeln des Sichterrads in den Bereich der angrenzenden Leitschaufeln und wird aus einer radialen in eine axiale Strömung umgelenkt und über den Feingut-Luft-Auslass ausgetragen. Dabei sollen durch die gekrümmten Leitschaufeln eine Wirbelbildung weitgehend vermieden und geringere Strömungswiderstände erreicht werden.
Die Anordnung der Einrichtung zur Strömungsbeeinflussung innerhalb des Sichterrotors und nahe an den Schaufeln des Sichterrotors kann sich nachteilig auf die Sichtung im Sichtraum auswirken und zu einer verminderten Qualität der Sichtung führen. Außerdem ist ein nachträglicher Einbau der Einrichtung oder ein Auswechseln relativ aufwändig.
Bei einem aus DE 40 25 458 C2 bekannten Verfahren und einer Vorrichtung zum Spi- ralwindsichten von Partikeln bei Trenngrenzen unterhalb von 20 μm mit Hilfe eines Rotors wird die Feingut-Aerodispersion in Strömungsrichtung unmittelbar hinter den Rotorschaufeln in einen ringförmigen Absaugkanal oder in ein Absaugrohr unterhalb des Rotors abgesaugt. Durch einen Leitschaufelapparat oder einen Diffusor, welcher in dem ringförmigen Absaugkanal beziehungsweise in dem Absaugrohr angeordnet ist, soll nach der Absaugung wenigstens ein Teil des in der abgesaugten Feingut- Aerodispersion noch vorhandenen Dralls aus der Strömung herausgenommen werden. Nachteilig können sich die Wechselwirkungen zwischen dem Absaugkanal oder Absaugrohr und der Anordnung und/oder Dimensionierung der Rotorschaufeln auf die Durchsatzleistung, Trennschärfe und Trenngrenzen auswirken.
In DE 199 47 862 A1 ist ein Windsichter mit einem in einer Sichtkammer rotierenden Sichtrad beschrieben. Das Sichtrad ist mit einer Deckscheibe versehen, und die Fein- gut-Luft-Strömung gelangt über eine axiale Austragsöffnung in der Deckscheibe des Sichtrades in ein Expansionsgehäuse, welches als Spiralgehäuse ausgebildet und mit einem seitlichen Austrittskanal versehen ist. Auf der mit dem Sichtrad rotierenden Deckscheibe sind in das Expansionsgefäß reichende Ventilatorflügel angeordnet, welche im Expansionsgefäß der Feingut-Luftströmung zusätzliche kinetische Energie zuführen sollen.
Mahlanlagen, insbesondere für Stäube, verbrauchen erhebliche Energiemengen. Die Energieeinsparung ist in wirtschaftlicher und auch ökologischer Hinsicht eine ständige Forderung. Luftstrommahlanlagen sind in der Vergangenheit kontinuierlich optimiert worden, um den Stromverbrauch zu verringern, wobei hier im Wesentlichen die Reduzierung des Differenzdrucks der Mühle und eine Reduzierung der Gasmengen im Vordergrund standen.
Der Sichtprozess hat einen großen Einfluss auf die Effizienz einer Mahlanlage. Beispielsweise beeinflusst der Sichtprozess die Laufruhe der Mühle, den Durchsatz an Fertiggut und den Druckverlust der gesamten Anlage. Der Differenzdruck zur Überwindung der Strömungswiderstände im Sichter und die Leistungsaufnahme am Rotor haben einen erheblichen Anteil an der Energiebilanz der gesamten Mahlanlage.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Sichtverfahren und einen Mühlen- sichter zu schaffen, welche die Qualität des Sichtprozesses erhöhen und gleichzeitig zu einer Verbesserung der Energiebilanz sowie einem geringeren investitionstechnischen Aufwand der gesamten Mahlanlage beitragen.
Verfahrensmäßig wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und in Bezug auf einen Mühlensichter durch die Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den untergeordneten Ansprüchen sowie in der Figurenbeschreibung enthalten.
Ein Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, den Feingut-Fluid-Strom, welcher aus dem dynamischen Sichterteil aufgrund der Rotation des Rotors in einer Rotationsbewegung beziehungsweise unter einem Drall austritt, zu vergleichmäßigen und eine Drallauflösung beziehungsweise wenigstens eine erhebliche Verringerung des Dralls zu erreichen. Die Ausprägung des Dralls ist abhängig von der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors, welche sich wiederum nach der zu sichtenden Partikelgröße richtet. Feinere Aussichtungen erfordern eine höhere Umfangsgeschwindigkeit als gröbere Aussichtungen.
Die mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil austretende Feingut-Fluid- Strömung ist unter verschiedenen Aspekten nachteilig. So wird das Feingut beziehungsweise der Staub der Zweiphasenströmung aufgrund der durch den Drall erzeugten Fliehkraft an die Wandung des Sichteroberteils gepresst, wo aufgrund der Reibung Strömungsverluste und Verschleiß entstehen. Außerdem wurde festgestellt, dass sich sogenannte „Staubsträhnen" bilden, welche in Bezug auf den Feingut-Fluid-Strom zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Feingutpartikel im Sichter und auch im nachgeschalteten Staubabscheider führt. Als Staubabscheider können Zyklone und/oder Filter, beispielsweise ein Schlauchfilter, vorgesehen sein. Bei Sichtverfahren und Sichtern ohne oder nur unzureichender Drallauflösung wurde in vielen Fällen eine Überdimensionierung der Staubabscheider vorgenommen.
Bei dem erfindungsgemäßen Sichtverfahren wird der Drall der aus dem dynamischen Sichterteil austretenden Zweiphasenströmung aufgelöst oder wenigstens erheblich reduziert und diese in Form einer annähernd linearen Strömung vom Sichter in das nachgeschaltete Abscheideaggregat gefördert. Durch die Auflösung des Dralls wird eine nachteilige Speicherung von Strömungsenergie vermieden und eine erhebliche Einsparung im Differenzdruck beziehungsweise Energieverbrauch erreicht.
Die erfindungsgemäße Vergleichmäßigung des Feingut-Fluid-Stroms nach Austritt aus dem dynamischen Sichterteil umfasst somit eine Verringerung oder Auflösung des Drehimpulses der aus dem Rotor austretenden Feingut-Fluid-Strömung direkt oberhalb des Austrittsquerschnitts des dynamischen Sichterteils und die Bildung einer linearen Strömung bis zur Austrittsöffnung des Sichters und bis in die nachgeschalteten Aggregate.
Gleichzeitig umfasst die Vergleichmäßigung des Feingut-Fluid-Stroms eine Umlenkung von einer spiralförmig aufsteigenden Strömung in eine nahezu vertikale Strömung mit Hilfe eines Leitapparates, welcher in einem Sichteraustrittsgehäuse oberhalb des Austrittsquerschnitts des dynamischen Sichterteils angeordnet ist. Gemäß der Erfindung ist außerdem vorgesehen, den Feingut-Fluid-Strom zusätzlich zu dem Leitapparat einem Verdrängungskörper auszusetzen. Dieser Verdrängungskörper wird zweckmäßigerweise derart ausgebildet und angeordnet, dass die Nachteile einer sich aufgrund der Rotation des dynamischen Sichterteils bildenden Drucksenke weitgehend vermieden werden. Die Drucksenke beziehungsweise Potenzialwirbelsenke speichert die Strömungsenergie in Form von Drehimpuls. Gleichzeitig wird ein Teil des Feingut-Fluid-Stroms in den Rotorinnenraum eingezogen, wodurch eine Rückströmung in das Rotorzentrum erfolgt und die Mahlgutpartikel auf den Rotorboden fallen. Indem der Verdrängungskörper derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Drucksenke abgedeckt wird und damit ihre Wirkung nicht entfalten kann, wird eine weitere Vergleichmäßigung und ein effizienter Feingut-Fluid-Austrag ohne Rückströmung in das dynamische Sicherteil erreicht.
Ein erfindungsgemäßer Mühlensichter, welcher mit einem Leitklappenkranz und einem dynamischen Sichterteil unter Ausbildung eines Sichtraums sowie mit einer Grobgutabführung und wenigstens einer Austragsöffnung für einen Feingut-Fluid-Strom versehen ist, weist eine Einrichtung zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung stromabwärts nach dem dynamischen Sichterteil in einem Sichteraustrittsgehäuse auf.
Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Mühlensichter um einen in eine Luftstrom-Wälzmühle integrierten oder aufgesetzten Sichter mit einem Leistenrotor als dynamischem Sichterteil und mit einem Grießekonus zur Abführung der Grobgutpartikel aus dem Sichtraum und Rückführung in den Mahlraum zur erneuten Zerkleinerung. Als Einrichtung zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des aus dem dynamischen Sichterteil austretenden Feingut-Fluid-Stroms ist erfindungsgemäß ein Leitapparat mit Leitelementen vorgesehen, welcher den Feingut-Fluid-Strom strömungsgünstig beeinflusst.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Verdrängungskörper, insbesondere koaxial zur Sichter- beziehungsweise Rotorachse, angeordnet.
Vorteilhaft ist es, wenn die Einrichtung zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des aus dem dynamischen Sichterteil austretenden Feingut-Fluid-Stroms feststehend ausgebildet ist und außerdem der Leitapparat mit dem Verdrängungskörper eine Einheit bildet. Der Leitapparat ist erfindungsgemäß oberhalb eines Austrittsquerschnitts des dynamischen Sichterteils in dem Sichteraustrittsgehäuse angeordnet. Der Verdrängungskörper reicht zweckmäßigerweise über den Leitapparat hinaus und kann beispielsweise eine Höhe aufweisen, welche das Zwei- bis Fünffache der Höhe des Leitapparats beträgt.
Der Verdrängungskörper kann zweckmäßigerweise mit einem unteren, beispielsweise konischen Bereich in das dynamische Sichterteil ragen und die Ausbildung einer Drucksenke verhindern. Wenn das dynamische Sichterteil ein Leistenrotor mit einem nach oben gerichteten Rotorkonus ist, kann der untere konische Bereich des Verdrängungskörpers bis nahe an diesen Rotorkonus reichen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verdrängungskörper als ein Doppelkonus ausgebildet, bei welchem der obere konische beziehungsweise kegelstumpfförmige Bereich eine geringere Konizität als der untere konische beziehungsweise kegelstumpfförmige Bereich aufweist.
Speziell bei kleineren Mühlensichtern kann der Verdrängungskörper auch vereinfachend im Achsschnitt im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein.
Abhängig von der Spezifikation des Mühlensichters kann auch ein mit dem Rotor mitrotierender Verdrängungskörper vorgesehen werden.
Bezogen auf den Durchmesser eines Sichteraustrittsgehäuses, in welchem Leitapparat und Verdrängungskörper aufgenommen sind, kann der Durchmesser D 2 am oberen Ende des Verdrängungskörpers im Verhältnis zum Durchmesser des Sichteraustrittsgehäuses beziehungsweise Innendurchmesser D R des Rotors im Bereich von 0,35 bis 0,6 liegen.
Grundsätzlich kann der Leitapparat die unterschiedlichste Ausbildung aufweisen, um die mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil austretende Feingut-Fluid- Strömung einzufangen und in eine im Wesentlichen vertikale lineare Strömung umzulenken.
Der Leitapparat kann ebene beziehungsweise plattenförmige Leitelemente, welche strahlenförmig angeordnet sind, aufweisen. Beispielsweise können die Leitelemente als Bleche ausgebildet sein und an einem Führungsrohr befestigt werden, welches zweckmäßigerweise koaxial zur Rotorachse angeordnet ist. Zur Drallauflösung und Umlenkung des rotierenden Feingut-Fluid-Stroms ist es zweckmäßig, die Leitelemente mit einem Anströmbereich auszubilden, welcher zum Anströmen durch die Feingut- Fluid-Mischung in einem unteren, rotornahen Bereich entgegen der Drallrichtung gekrümmt ausgebildet ist.
Die Leitelemente können auch bogen- und/oder schaufeiförmig beziehungsweise sphärisch ausgebildet sein, um den Feingut-Fluid-Strom strömungsgünstig einzufangen und gleitend beziehungsweise sanft in eine vertikale Strömungsrichtung umzulenken.
Bei der bevorzugten Ausbildung der Einrichtung zur Vergleichmäßigung und Drallreduzierung beziehungsweise Auflösung mit einem Leitapparat und einem Verdrängungskörper ist es besonders vorteilhaft, dass die Leitelemente mit ihren Gleichrichterflächen am Außenumfang des Verdrängungskörpers befestigt werden können. Zweckmäßigerweise erfolgt das in einem unteren Bereich des oberen konus- beziehungsweise kegel- stumpfförmigen Bereich des Verdrängungskörpers, so dass ein größerer Bereich über die Leitelemente nach oben übersteht und zur Vergleichmäßigung und linearen Strömung der Feingut-Fluid-Mischung beiträgt.
Indem der Drall aufgelöst beziehungsweise der Drehimpuls erheblich verringert wird, wird die Bildung von Turbulenzen reduziert und die Vermischung der Feingutpartikel beziehungsweise der Staubpartikel mit dem Fluid, beispielsweise Luft, wirkungsvoll unterstützt.
Es ist zweckmäßig, ein Sichteraustrittsgehäuse vorzusehen, welches eine weitere vertikale Aufwärtsströmung des vergleichmäßigten, linearen Feingut-Fluid-Gemisches zwischen dem Verdrängungskörper und Sichtergehäuse ermöglicht. Beispielsweise kann das Sichteraustrittsgehäuse zur integrierten Anordnung des Leitapparates und vorteilhafterweise des Verdrängungskörpers ausgebildet sein und eine Gesamthöhe H aufweisen, welche in Bezug auf die Höhe H L des Leitapparates zweimal bis viermal größer ist. Das Sichteraustrittsgehäuse ist zweckmäßigerweise zylindrisch oder konisch ausgebildet und weist in einem oberen und/oder seitlichen Bereich wenigstens eine Austrittsöffnung für den umgelenkten, linearen Feingut-Fluid-Stroms auf. Ein Austrittsstutzen für den in Richtung Staubabscheider abströmenden Feingut-Fluid-Strom kann insbesondere seitlich schräg oder horizontal angeordnet sein.
Es ist vorteilhaft, wenn der Verdrängungskörper bei einer seitlichen Anordnung des Austrittsstutzens bis über die Unterkante des Austrittsstutzens reicht. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Sichtverfahrens und des Mühlensichters gemäß der Erfindung bestehen in einer nahezu drallfreien, gut vermischten Feingut-Fluid- Mischung beziehungsweise Staub-Luft-Strömung mit einer gleichmäßigen Staubverteilung am Sichteraustritt und damit auch am Eintrittsquerschnitt des nachfolgenden Staubabscheiders. Indem ein Rückströmen eines Anteils des Feingut-Fluid-Stroms in das Rotorzentrum mit Hilfe des Verdrängungskörpers der erfindungsgemäßen Einrichtung vermieden wird, da die sich ausbildende Drucksenke quasi abgedeckt wird, wird ein Ausfallen von Mahlgutpartikeln auf den Rotorboden verhindert und die Effizienz des Sichtprozesses erhöht.
Die gleichmäßigere Staubverteilung bewirkt einen geringeren Luftbedarf für den pneumatischen Transport des Staubs beziehungsweise der Feingutpartikel, verbunden mit einem geringeren Verschleiß an den Wänden des Sichtergehäuses. Die erfindungsgemäße Drallauflösung verringert den Druckverlust im Sichter und damit auch die Leistungsaufnahme des Sichterantriebes. Gleichzeitig kommt es zu einer verbesserten Anströmung des nachfolgenden Staubabscheiders, beispielsweise eines Filters, und damit zu einer Vermeidung einer Überdimensionierung dieses Staubabscheiders. Auch das Sichteraustrittsgehäuse kann eine einfache Konstruktion aufweisen. Wesentlich sind eine Energierückgewinnung beziehungsweise -reduzierung und ein wesentlich besserer Wirkungsgrad bei der nachgeschalteten Stauabscheidung infolge einer gleichmäßigeren Verteilung des Staubes auf einzelne Filterkammern (Module) beziehungsweise eine gleichmäßigere Aufteilung auf Abscheidezyklone. Neben einer Verbesserung des Sichtprozesses und damit auch des Mahlprozesses wird somit eine erhebliche Effizienzsteigerung beim Betreiben einer Mahlanlage erreicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist bevorzugt für Luftstrom-Wälzmühlen mit einem integrierten Sichter geeignet, jedoch nicht auf diese begrenzt. Die Einrichtung zur Drallauflösung beziehungsweise Drallreduzierung kann grundsätzlich bei allen Sichtern mit einem dynamischen rotierenden Sichterteil verwendet werden. Es ist vorteilhaft, dass die Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Drallauflösung mit einem Leitapparat und mit einem Verdrängungskörper vorgefertigt und außerdem nachträglich in einen Sichter eingebaut oder auf diesen aufgesetzt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; in dieser zeigen in einer stark schematisierten Darstellung: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Mühlensichter mit einem Leitapparat;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Mühlensichter mit einem Leitapparat und einem Verdrängungskörper;
Fig. 3 einen Horizontalschnitt gemäß Linie M-Il in Fig. 1 und
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Leitelementes eines Leitapparates des erfindungsgemäßen Mühlensichters.
Fig. 1 zeigt einen Mühlensichter 2, welcher in eine Wälzmühle integriert ist. Von der Wälzmühle ist lediglich ein oberer Bereich des Mühlengehäuses 21 mit einer seitlichen Mahlgutzuführung 23 gezeigt. An das Mahlgutgehäuse 21 schließt sich das Sichtergehäuse 22 an.
Der Mühlensichter 2 weist ein dynamisches Sichterteil 4 auf, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Leistenrotor mit konzentrisch um eine Rotorachse 14 angeordneten Rotorleisten 5 ist. Koaxial zu dem dynamischen Sichterteil 4 ist ein Leitklappenkranz 6 mit Leitklappen 7 vorgesehen, welche stationär und gegebenenfalls verstellbar angeordnet sind. Ein aus dem Mahlraum aufsteigendes Mahlgut-Fluid-Gemisch 3 gelangt in einer Rotationsströmung aus dem Mahlraum in den Sichtraum 8, in welchem die Grobgutpartikel 13 abgeschieden und über einen Grießekonus 9 als Grobgutabführung der erneuten Zerkleinerung zugeführt werden.
Ein Feingut-Fluid-Strom 11 , welcher auch als Staub-Luft-Gemisch bezeichnet werden kann, gelangt über einen Austrittsquerschnitt 27 des dynamischen Sichterteils 4 in ein Sichteraustrittsgehäuse 19, welches eine Höhe H aufweist und sich vom Austrittsquerschnitt 27 des dynamischen Sichterteils 4 nach oben erstreckt.
In einem unteren, nahezu direkt an das dynamische Sicherteil 4 anschließenden Bereich des Sichteraustrittsgehäuses 19 ist eine Einrichtung 10 zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil 4 austretenden Feingut-Fluid-Stroms 11 angeordnet.
Fig. 1 zeigt, dass die Höhe H L der Einrichtung 10 in diesem Ausführungsbeispiel etwa ein Drittel der Gesamthöhe H des Sichteraustrittsgehäuses 19 beträgt. Die Einrichtung 10 zur Vergleichmäßigung und Drallauflösung des mit einem Drehimpuls aus dem dynamischen Sichterteil 4 austretenden Feingut-Fluid-Stroms 11 ist als ein feststehender Leitapparat 15 ausgebildet, welcher mit definiert angeordneten und ausgebildeten Leitelementen 16 versehen ist.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leitelemente 16 für den rotierenden, aufsteigenden Feingut-Fluid-Strom 11 im Wesentlichen vertikal sowie strahlenförmig angeordnet und an einem Führungsrohr 18 des Leitapparates 15 befestigt. Das Führungsrohr 18 des Leitapparates 15 ist dabei kreiszylindrisch ausgebildet und koaxial zur Rotorachse 14 angeordnet.
Fig. 3 zeigt die strahlenförmige Anordnung der Leitelemente 16 an dem Führungsrohr 18 des Leitapparates 15. Gleichzeitig verdeutlicht Fig. 3, dass sich die Leitelemente 16 vom Führungsrohr 18 radial erstrecken und der Leitapparat 15 nahezu über den gesamten Austrittsquerschnitt 27 des dynamischen Sichterteils 4 und des nahezu gleich großen Eintrittsquerschnitts des Sichteraustrittsgehäuses 19 reicht, wobei das Führungsrohr 18 bei einem entsprechend größeren Durchmesser bereits als eine Abdeckung der im dynamischen Sichterteil 4 gebildeten Drucksenke wirken kann.
Die strahlenförmig, beziehungsweise radial ausgerichteten Leitelemente 16 des Leitapparats 15 bewirken eine Vergleichmäßigung und nahezu lineare Ausrichtung des Feingut-Fluid-Stroms 11 und eine Verringerung des Drehimpulses beziehungsweise Auflösung des Dralls.
Die schematische Darstellung eines Leitelementes 16 in Fig. 4 zeigt die im Wesentlichen ebene beziehungsweise plattenförmige Ausformung und in einem unteren Bereich, welcher sich im eingebauten Zustand nahe dem dynamischen Sichterteil 4 befindet, einen Anströmbereich 17, welcher in Richtung der anströmenden Feingut-Fluid- Strömung 11 , das heißt, entgegengesetzt zur Drallrichtung, gekrümmt ausgebildet ist, um die aus dem dynamischen Sichterteil 4 austretenden Feingut-Fluid-Strömung 11 einzufangen und umzulenken.
Beim Sichter 2 gemäß Fig. 1 ist eine Austragsöffnung 12 für den linearen Feingut-Fluid- Strom 11 in einem oberen und seitlichen Bereich des Sichteraustrittsgehäuses 19 angeordnet und schräg nach oben gerichtet. Die Feingut-Fluid-Strömung wird mit wesentlich gleichmäßigerer Verteilung der Staub- beziehungsweise Feingutpartikel über eine Rohrleitung (nicht dargestellt) einer nachfolgenden Feingutabscheidung (nicht dargestellt) zugeführt.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausbildung eines erfindungsgemäßen Sichters 2, bei welchem die Einrichtung 10 zur Vergleichmäßigung und Drallreduzierung beziehungsweise -auflösung neben dem Leitapparat 15 einen Verdrängungskörper 20 aufweist.
Die Bauteile des Sichters 2 gemäß Fig. 2, welche mit denen des Sichters der Fig. 1 übereinstimmen, weisen identische Bezugszeichen auf.
Der Verdrängungskörper 20 ist koaxial zur Rotorachse 14 beziehungsweise Mühlenachse angeordnet und im Vertikalschnitt doppelkonusförmig ausgebildet, wobei ein unterer konischer beziehungsweise kegelstumpfförmiger Bereich 25 in das dynamische Sichterteil 4 und bis nahezu an einen Rotorkonus 24 reicht.
Ein oberer konischer beziehungsweise kegelstumpfförmiger Bereich 26 ist wesentlich höher als der untere konische Bereich 25, jedoch mit einer geringeren Konizität ausgebildet und weist eine Höhe auf, welche etwa das Zwei- bis Fünffache der Höhe des Leitapparates beträgt. In Bezug auf das Sichteraustrittsgehäuse 19 reicht der Verdrängungskörper 20 bis über die halbe Höhe des Sichteraustrittsgehäuses 19 und über die untere Kante der Austrittsöffnung 12 für das vergleichmäßigte, linear strömende Fein- gut-Fluid-Gemisch 11.
Der Verdrängungskörper 20 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Drucksenke, welche sich infolge der Rotation des dynamischen Sichterteils 4, welches in diesem Ausführungsbeispiel ein Leistenrotor ist, ausbildet, nicht wirksam wird, so dass es nicht zu einer Rückströmung eines Feingut-Fluid-Anteils in das Rotorzentrum kommt.
Die Leitelemente 16 des Leitapparates 15 sind in einem unteren Bereich des oberen kegelstumpfförmigen Bereichs 26 des Verdrängungskörpers 20 befestigt, wobei die Ausbildung und Anordnung der Leitelemente 16 mit ihren Gleichrichterflächen wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt, strahlenförmig und mit einem gekrümmten Anströmbereich 17 vorgesehen werden kann.
Der Durchmesser D 2 am oberen Ende des Verdrängungskörpers 20 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann im Verhältnis zum Durchmesser D R des Leitapparates 15, welcher weitgehend mit dem Innendurchmesser des Sichteraustrittsgehäuses 19 und dem Austrittsquerschnitt 27 des dynamischen Sichterteils 4 übereinstimmt, im Bereich von etwa 0,35 bis 0,6 liegen.
Insbesondere bei kleineren Sichtern kann der Verdrängungskörper im Vertikalschnitt etwa zylindrisch ausgebildet sein.
Abhängig vom Typ des Mühlensichters kann der Verdrängungskörper auch mit dem Rotor um die Rotationsachse 14 umlaufend ausgebildet werden.
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