Windsichter Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Sichten von in einem Gasstrom suspendiertem Sichtgut in der Form, dass in die Schaufelkanäle zwischen den Schaufeln eines in einem Sichtraum drehenden Sichtrades entgegen der Fliehkraftwirkung ein Roh- gasstrom zwangsweise zum Eintritt veranlaßt wird, in denen gröberes Sichtgut unter dem Einfluß der Fliehkraft radial nach außen abgewiesen wird, während feineres Sichtgut vom Gasstrom radial nach innen mitgerissen wird und dieser Feingutgasstrom im Zentrum des Sichtrades zur weiteren Verarbeitung aus dem Sichtrad abgeführt wird. Diese Windsichtung ist bekannter Stand der Technik und beispielsweise bereits Stand der Technik gemäß EP 0 641 609 B1.

Allgemein bekannter Stand der Technik ist es auch, den Quer- schnitt einer Fluidströmung in mehrere Teilströmungen zu zer- legen, um die Teilströmungen unabhängig voneinander zu beein- flussen, um eine über ihren Querschnitt durch ungewollte aber unvermeidbare Einflüsse unterchiedliche Gesamtströmung zu ver- gleichmäßigen, die Einflüsse also zu kompensieren, oder im Ge- genteil eine von Haus aus über. ihren gesamten Querschnitt gleichmäßige Gesamtströmung in verschiedenen Querschnittsbe- reichen gezielt unterschiedlich zu gestalten.

In DE-OS 36 22 413 ist dieses zuletzt beschriebene Prinzip bei der Windsichtung in der Form angewendet worden, dass zur posi- tiven Beeinflussung der Trennschärfe des Sichters und zur Energieeinsparung die dem Sichtrad zuzuführende Sichtluft durch Trennwände in einzelne Teilströmungen unterteilt wird und jede Teilströmung unabhängig von den anderen Teilströmun- gen bezüglich Volumen und/oder Strömungsgeschwindigkeit beein- flußbar ist. Entsprechend der Anzahl der voneinander getrenn- ten Teilströmungen sind die Schaufeln des Sichtrades bezüglich ihrer Länge unterteilt. Im Hinblick auf die vorliegende Erfin- dung wird es bei dieser bekannten Lösung als wesentlich ange- sehen, dass zwar die das Sichtrad anströmende Sichtluft durch Trennwände im Anströmkanal und das Fluidgemisch aus Sichtluft und Rohgasstrom (Luft mit darin suspendierten Partikeln) durch Unterteilung der Sichtradschaufeln bezüglich ihrer Höhe in Teilströmungen unterteilt werden, auf dem Weg vom Austritt aus dem Sichtrad zum Feingutauslaß des Sichters diese zwangsweise Unterteilung in Teilströmungen aber aufgehoben ist und die Zu- sammensetzung der Feingutströmung über ihren gesamten Quer- schnitt hinweg mehr oder weniger zufällig ist, eine zwangswei- se Beeinflussung nicht vorgesehen ist, was wiederum bedeutet, dass die positive Beeinflussung der Sichtgrenze nur unzuläng- lich erfolgt.

Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein, indem sie auf- zeigt, wie eine positive Beeinflussung der Trenngrenze von Be- ginn des Eintritts des Sichtgutes in den Sichter bis zum Ver- lassen des Sichters möglich ist, ein über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßiger Feingutstrom zur Weiterverarbeitung gelangt oder ein über seinen gesamten Querschnitt gewollt ge- schichteter Feingutstrom der Weiterverarbeitung zugeführt wird und wie insbesondere Grobgut in mehreren Stufen ausgeschieden wird, sodass ein in Höchstmaß von Grobgut befreiter Feingut- gasstrom aus dem Windsichter abgeführt wird.

Die Erfindung schlägt demzufolge eine Beibehaltung der durch die Unterteilung der Schaufelkanäle erreichte Strömungsschich- tung auch nach dem Verlassen der Schaufelkanäle vor, um zu vermeiden, dass durch die Zusammenführung der Teilströmungen zur Gesamtströmung nach dem Verlassen der Strömungskanäle Energie verloren geht, die bei der Auslegung der Anlage durch Bereitstellung höherer Ausgangsenergie kompensiert werden müß- te und was unter dem Gesichtspunkt der angestrebten optimalen Sichtung eine unkontrollierte und demzufolge zufällige Parti- kelverteilung über den Gesamtquerschnitt des Feingutstromes zur Folge hätte. Insbesondere schafft die Erfindung die Mög- lichkeit, in mehreren aufeinanderfolgenden, bis zum Obergang von einer zur nächsten Stufe strikt voneinander getrennten Stufen Grobgut abzuscheiden, sodass am Ende in bestmöglicher Weise Grobgut abgeschieden und das den Sichter verlassende Produkt in bestmöglicher Weise von Grubgut befreit ist.

Die Erfindung macht eine Windsichtung möglich, bei der weniger Energie als beim Stand der Technik eingesetzt werden muß, wo- mit jedoch nur einer der Vorteile der Erfindung genannt ist, denn im Regelfall ist die Vermeidung überflüssiger Wirbelbil- dung für den Strömungsfachmann ein aus vielerlei Gründen anzu- strebendes generelles Ziel. Bei der Erfindung wird eine ins- gesamt gesehen gleichmäßigere Partikelverteilung über den Ge- samtquerschnitt erreicht, was eine positive Einwirkung auf die Trenngrenze bewirkt. Schließlich wird eine optimale Trennung zwischen Grob-und Feingut erzielt.

Demzufolge wird mit der vorliegenden Erfindung ein Windsichter gemäß den Patentansprüchen vorgeschlagen, in dem eine optimale Grobgutabscheidung gewährleistet ist und auch die anderen oben genannten Probleme optimal gelöst sind.

Windsichter und damit durchzuführendes Verfahren werden nach- folgend in bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungh beschrieben ; in der Zeichnung sind Fig. 1 ein bei der Erfindung zur Anwendung kommendes Sichter- gehäuse in einer Ansicht senkrecht zu seiner Längsach- se, die gleichzeitig die Drehachse des im Sichterge- häuse angeordneten Sichtrades ist (Blickrichtung A Fig. 2), Fig. 2 ein Windsichter in erfindungsgemäßer Ausbildung als Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Sichtrad als Querschnitt und Fig. 4 ein erfindungsgemäßer Windsichter als Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2 In Fig. 3 ist ein Rotor bzw. Sichtrad 1 für einen Windsichter als Mittellängsschnitt dargestellt, in dessen Nabe 2 Drehkräf- te derart einzuleiten sind, dass der gesamte Rotor 1 um seine Mittellängsachse 3 drehbar ist. Im äußeren Bereich sind der Nabe Schaufeln 4 zugeordnet, die auf den Außenumfang der Nabe gleichmaßig verteilt sind derart, dass zwischen je zwei in Um- fangsrichtung aufeinanderfolgenden Schaufeln ein Schaufelkanal gebildet wird, der dazu bestimmt ist, radial von außen nach innen (Pfeilrichtung 6) durchströmt zu werden. Das die Schau- felkanäle radial von außen nach innen durchströmende Fluid ist ein Gas, vorzugsweise Luft, in dem Feststoffpartikel unter- schiedlicher Masse suspendiert sind, wobei sich die unter- schiedliche Masse vorzugsweise in unterschiedlichen Korngrößen darstellt. Bei der Windsichtung werden Partikel bis zu einer bestimmten, vorzugsweisen sehr geringen Korngröße entgegen der Fliehkraftwirkung von dem strömenden Gas mitgerissen und tre- ten mit diesem an den inneren Enden der Schaufelkanäle aus diesen aus. Partikel mit größerer Masse bzw. Korngröße werden dagegen von der Fliehkraft entweder bereits am Eintritt in die Schaufelkanäle gehindert oder nach dem Eintritt in die Schau- felkanäle wieder nach außen gefördert. Die vom Sichtgas mitge- schleppten Partikel liegen unterhalb, die abgewiesenen Parti- kel liegen oberhalb der"Sichtgrenze", die möglichst genau ein- gestellt und verbindlich eingehalten werden soll. Das abge- wiesene Grobgut wird zunächst noch einmal einer Mühle zuge- führt, ehe es erneut dem Sichtrad zugeführt wird. Dieser Pro- zeß wiederholt sich gegebenenfalls mehrfach so lange, bis das Sichtgut unter die Trenngrenze gelangt ist und vom Sichtgas entgegen der Fliehkraftwirkung mitgeschleppt wird. Das im Sichtgas suspendierte Feingut wird mit dem Sichtgas nach dem Verlassen der Schaufelkanäle aus der radialen in die axiale Strömungsrichtung umgelenkt und verläßt den Sichter durch eine der Nabe gegenüberliegende Auslaßöffnung (in Fig. 3 nicht dar- gestellt), um der Weiterbehandlung zugeführt zu werden, die im allgemeinen zunächst einmal in der Trennung von Sichtluft und Feingut, beispielsweise in einem Filter besteht.

Insoweit sind Aufbau und Arbeitsweise des Sichtrades konven- tionell.

In zwar im allgemeinen nicht üblicher, gleichwohl bekannter Weise sind nun die Schaufeln 4 in der Gesamthöhe 7 durch zwei Ringscheiben 8a, 8b unterteilt, die zusammen mit der Nabe 2 und einer abströmseitigen Deckscheibe 8c die Gesamtsuspen- sionsströmung (Fluid mit darin suspendierten Feststoffparti- keln) in mehrere, bei der dargetellten Ausführungsform drei Suspensionsteilströmungen unterteilen, um beispielsweise jede Teilströmung unabhängig von den anderen das Sichtrad durch- strömenden Teilströmungen beeinflussen zu können, unter Um- ständen aber auch schon aus der Überlegung heraus, dass durch die Unterteilung allein schon eine über den Gesamtquerschnitt gleichmäßigere Gesamtströmung zu erhalten ist. Insbesondere im letzten Fall wird nun aber der erreichte Effekt zunichte ge- macht, wenn die Teilströmungen in gleicher Weise aus den Schaufelkanälen austreten und die Teilströmungen sich un- mittelbar nach dem Verlassen der Strömungskanäle vermischen.

Allein schon die damit verbundene Verwirbelung ist uner- wünscht, weil sie Energieverluste bedeutet, die durch höheren Energieeinsatz kompensiert werden müssen. Vor allem aber er- folgt auch eine unkontrollierte Verteilung des Feingutes über den gesamten Querschnitt der Fluidströmung, was eine Beein- trächtigung der eindeutigen Bestimmung und Beibehaltung der Trenngrenze bedeutet. Deshalb wird erfindungsgemäß die Beibe- haltung der durch die Unterteilung der Sichtradschaufeln ihrer Höhe nach bewirkte Schichtung des in Sichtluft suspendierten Feingutes im an die Schaufelkanäle anschließenden und im Fein- gutauslaß endenden Sichtradraum 9 beibehalten.

Hierzu ist das in Fig. 3 dargestellte erfindungsgemäße Sicht- rad dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser D1, D2, D3 an den Schaufelinnenkanten von der (nicht dargestellten, aber rechts von der Darstellung anzunehmenden Feingutauslaßöffnung des Windsichters zur Nabe 2 hin stufenförmig abnehmen, der Durchmesser D1 also größer ist als die Durchmesser D2, D3 und der Durchmesser D2 wiederum größer ist als der Durchmesser D3.

Hierdurch legt sich der zylinderförmig abströmende Fluidstrom aus den Schaufelkanälen zwischen den Schaufelabschnitten 4b über den zylinderförmig abströmenden Fluidstrom aus den Schau- felkanälen zwischen den Schaufelabschnitten 4a und der zylin- derförmig abströmende Fluidstrom aus den Schaufelkanälen zwi- schen den Schaufelabschnitten 4c legt sich über den zylinder- förmig abströmenden Fluidstrom aus den Schaufelkanälen zwi- schen den Schaufelabschnitten 4b, ohne dass eine Vermischung zwischen den einzelnen Fluidströmen in wesentlichem Maße er- folgt.

Um diese Wirkung zu verbessern, sind an die Innenkanten der Ringscheiben 8a, 8b sowie der Deckscheibe 8c Absaugblenden 10, 11,12 angesetzt, deren Durchmesser ebenfalls von der Absaug- öffnung zur Nabe 2 hin wie die der Innenkanten der Teilschau- feln 4a, 4b, 4c abnehmen. Die Blenden 10,11,12 bilden abge- rundete Endflächen, die die Strömungsumlenkung aus der radia- len in die axiale Richtung störungsfrei begünstigen und die mehrfach erwähnte Beibehaltung der Schichtung begünstigen.

Das Prizip dieses Windsichters, bei dem ein Sichtrad 1 gemäß Fig. 3 zur Anwendung kommt, ist zunächst durch Fig. 1 erläu- tert. Sichtguteinlaß 13 und Sichtlufteinlaß 14 sind dem Sich- tergehäuse 15 in einer Radialebene hintereinander liegend zu- geordnet, während der Grobgutauslaß 18 in einer in Richtung der Achse 3 versetzten anderen Radialebene, radial entgegenge- setzt gerichtet wie Sichtiufteinlaß 14 und Sichtguteinlaß 13 angeordnet ist.

Innerhalb des in der Ansicht in Richtung der Längsachse 3 spi- ralförmigen Sichtergehäuses 15 ist die, Sichtkammer 17 von ei- nem ortsfesten Leitschaufelkranz 19 umschlossen (Fig. 2).

In der vom Leitschaufelkranz 19 umschlossenen Sichtkammer 17 ist, wiederum konzentrisch zur Sichterachse 3 ein Sichtrad 1 angeordnet, das gemäß Fig. 3 ausgebildet ist. Der Ringraum zwischen dem Außenkreis des Sichtrades 1 und dem Innenkreis des Leitschaufelkranzes 19 ist relativ schmal, weil in ihm keine Sichtung stattfinden soll. Die Breite des Ringraumes zwischen Sichtrad und Leitschaufelkranz ist nur so gewählt, wie es mit Rücksicht auf einen geordneten Ubertritt des Rohgu- tes aus Sichtgut und Sichtluft, letztere aus dem Leitschaufel- kranz, in das Sichtrad 1 erforderlich ist.

Der Sichtguteinlaß 13 mündet tangential in die Sichtkammer im Bereich des Ringraumes zwischen dem Leitschaufelkranz 19 und dem Sichtrad 1. Der Sichtiufteinlaß 14 mündnet tangential in den Ringraum zwischen dem Leitschaufelkranz 19 und dem in der Darstellung der Fig. 2 spiralförmigen Gehäuse 15. Sicht- guteinlaß 13 und Sichtlufteinlaß 14 sind parallel zueinander angeordnete Rohre. Der Grobgutauslaß 18 ist ein Rohr, das in der Darstellung der Fig. 2 dem Sichtlufteinlaß 14 und dem Sichtguteinlaß 13 entgegengesetzt, also nach unten gerichtet ist, wobei die beiden Einlässe 13,14 einerseits und der Grob- gutauslaß 16 andererseits in Richtung der Sichterlängsachse 3 bzw. der Drehachse des Sichtrades 1 um zumindest eine Schraub- windung gegeneinander versetzt sind, das Gehäuse 15 also ein Schneckengehäuse ist, was sich insbesondere aus der Darstel- lung der Fig. 1 ergibt.

Die Sichtluft durchströmt die Strömungskanäle zwischen den Leitschaufeln des Leitschaufelkranzes 19 von außen nach innen.

Die Leitschaufeln liegen auf einer vom Gehäuse vorgegebenen Schneckenkontur und sind im Gehäuse 15, derart drehbar gela- gert, dass sowohl der Einströmwinkel des Sichtgases als auch die durchströmte Spaltweite zwischen den Schaufeln variiert werden können.

Der Leitschaufelkranz 19 dient allenfalls einer verhältnismä- ig geringen Vorsichtung, vor allem aber der intensiven Dis- pergierung und Desagglomeration des Sichtgutes. Die ei- gentliche Sichtung erfolgt mit gutem Wirkungsgrad im Sichtrad.

Das Feingut verläßt den Sichter schließlich über den Feingut- austritt 21. Streugut, welches nahe dem Leitschaufelkranz 19 umläuft, wird vorzugsweise über den Grobgutaustrag 18 aus dem Sichtraum abgeführt. Infolge der Versetzung vom Sichtguteinlaß 13 und Sichtlufteinlaß 14 einerseits und Grob-und Streugut- auslaß 18 andererseits in Achsrichtung des Gehäuses 15 gelangt das Grobgut und gegebenenfalls Streugut an der Innenseite der Gehäusewand entlang in den Bereich des Grobgutauslasses 18, ohne dass besondere zusätzliche Einbauelemente wie ein Leit- blech oder eine Austragschnecke notwendig wären.

In dem Ringraum zwischen Sichtrad 1 und Leitschaufelkranz 19 sind nun erfindungsgemäß kreisbogenförmige Blenden 25,26 an- geordnet, die den Sichtraum in mehrere Abschnitte unterteilen, durch die das Aufgabegut in schraubenartigen Bewegungen, nicht aber kontinuierlich, sondern stufenweise vom Feingut getrennt wird und den Sichtraum als Grobgut verläßt.

Die kreisbogenförmigen Segmente 25,26 fluchten mit den stu- fenweise angeordneten Absaugblenden 10 bis 12 des Sichtrades 1. Sie umschließen einen Winkel von mindestens 180° derart, dass sie sich an den einander zugeordneten Enden überdecken (Bereiche 27,28).

Abschließend soll das Wesentliche der vorliegenden Erfindung anhand des Standes der Technik gemäß DE 43 29 706 A1, DE 38 00 843 A1 und DE 196 43 023 A1 nochmals wie folgt zusam- menfassend erläutert werden.

Bei DE 38 00 843, Fig. 1, gelangt Sichtluft über einen Einlaß 3 von außen her unter Mitnahme von aus dem bei 6 aufgegebenem Gemisch aus Fein-und Grobgut heraus mitgenommenem Feingut in den Bereich von Ringscheiben 12,13 und 14 des Sichtrades 11, wo auf einer relativ kurzen Strecke eine Schichtung des ur- sprünglich homogenen Gemisches aus Sichtluft und Feingut stattfindet. Nach Verlassen des Bereiches der Ringscheiben wer- den die vorher geschichtet gewesenen Teile des Gemisches aus Feingut und Sichtluft wieder vereinigt, um als wieder ho- mogenes Gemisch aus dem Sichter abgeführt zu werden. Grobgut wird, vom Aufgabetrichter 6 kommend die Sichtluft kreuzend noch vor dem Sichtrad 11 nach unten abgeführt. Es findet also allein auf der kurzen Strecke der Ringscheiben 12,13 14 eine Schichtung des Gemisches aus Feingut und Sichtluft statt. Eine spezielle mehrstufige Schichtung des Grobgutes im Sichtraum findet nicht statt.

Bei DE 196 43 023 findet keine Schichtung von Sichtluft und Sichtgut statt. Es wird vielmehr die Verweildauer des oberhalb der Streuscheibe 7 des Sichtrades 3 durch eine die Antriebs- welle 1 umgebende Öffnung aufgegebenen Sichtgutes im Sichtraum 6, der in der Richtung des Durchmessers des Sichtrades 3 von der bei 4 aufgegebenen Sichtluft durchquert wird, verlängert, um Grobgut einerseits und Feingut und Sichtluft andererseits vor dem Eintritt des Gemisches aus Sichtluft und Feingut in das Sichtrad besser voneinander zu trennen. Die Verweildauer des Sichtgut-Sichtluft-Gemisches im Sichtraum 6 wird durch eine kreisbogenförmige Führung des Sichtgutes im Sichtraum mittels einer Schneckenwendel 10 verlängert. Eine spezielle Schichtung im Sichtrad findet nicht statt.

Eine vergleichbare wendelartige Führung von Sichtgut im Sicht- raum wird bereits in DE 43 29 706 A1 erzielt, wobei diese Füh- rung dadurch erzwungen wird, dass Sichtguteinlaß 3 und Sicht- lufteinlaß 5 einerseits und Grobgutauslaß 8 sowie Feingutaus- laß 7 andererseits in Längsrichtung und Umfangsrichtung des zylinddrischen Sichtergehäuses 1 gegeneinander versetzt ange- ordnet sind.

Im Gegensatz hierzu findet bei dem Windsichter gemäß der vor- liegenden Erfindung eine Schichtung des Sichtgutes in der Wei- se statt, dass (insbesondere Fig. 4) das Sichtgut bei 13 auf- gegeben wird und bis zum Ende eines ersten kreisbogenförmigen Sichtkammerteils geführt wird, der von der kreisbogenförmigen Blende 26 gebildet wird, um am Ende dieses Sichtkammerteiles in einen zweiten an den ersten Sichtkammerteil anschließendes kreisbogenförmiges Sichtkammerteil überzuwechseln, dessen Be- ginn durch den Beginn der zweiten kreisbogenförmigen Blende 26a gekennzeichnet ist, die auf die erste Blende 26 in Um- fangs-und Längsrichtung versetzt folgt. Schließlich gelangt das Sichtgut in einen dritten kreisbogenförmigen Sichtkammer- teil, der auf den zweiten kreisbogenförmigen Sichtkammerteil folgt und dessen Anfang durch den Beginn der dritten kreisbo- genförmigen Blende 25 gekennzeichnet ist. Jeder kreisbogenför- mige Sichtkammerteil ist gegenüber den jeweils anderen Sicht- kammerteilen bis auf den jeweiligen Ubergang von dem einen zum anderen Sichtkammerteil exakt getrennt und in jedem Sichtkam- merteil findet eine Trennung zwischen Feingut und Grobgut statt, aus jedem Sichtkammerteil gelangt Grobgut in den dar- auffolgenden Sichtkammerteil und schließlich in den Grob- gutauslaß 18, während Feingut entsprechend schließlich in den Feingutauslaß 21 gelangt ; insgesamt findet also eine optimale Trennung zwischen Fein-und Grobgut statt. Wichtig ist dabei die Vermeidung von"Kurzschlußströmungen"und das Zwingen des Sichtgut-Sichtluft-Gemisches zum Durchströmen der Sichtkam- merteile auf deren ganzer Länge, wofür das aus Fig. 4 beson- ders erkennbare zweckgerichtete Zusammenwirken von Ringschei- ben 8a, 8b, 8c des Sichtrades und Blenden 25,26,26a ursäch- lich ist ; ohne dieses Zusammenwirken würde sich beispielsweise eine"Kurzschlußströmung"in dem Bereich ergeben, in dem sie bei der Erfindung durch das Zusammenwirken von Blende 24 und Sichtrad verhindert ist.