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Title:
CYCLONE WITH ROTATING ROD BASKET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/037876
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a cyclone air separator (100, 200, 300), wherein the tapered tip (125) of the conical hollow body (120) faces downwards. The air separator has at least one immersion tube (130) which abuts the conical wall (126) of the conical hollow body (120) and which protrudes upwards within the conical hollow body (120), said conical hollow body (120) tapered tip (125) which faces downwards being connected to an outlet (127) for fine material (F). The first cylindrical hollow body (110) is equipped with a rotating rod basket (150) which is enclosed by a static circular conveyor trough (152) for coarse material (G), said conveyor trough resting against the lower outer circumference (151) without contacting same. The conveyor trough (152) for coarse material (G) is connected to an outlet (153) out of the cylindrical hollow body (110), and the volume enclosed by the rod basket (150) is fluidically connected to the conical hollow body (120).

Inventors:
HACHENBERG NIKO (DE)
Application Number:
EP2020/073789
Publication Date:
March 04, 2021
Filing Date:
August 26, 2020
Export Citation:
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Assignee:
KHD HUMBOLDT WEDAG GMBH (DE)
International Classes:
B07B7/083; B01D45/14; B04C9/00; B07B9/02
Domestic Patent References:
WO1996009120A11996-03-28
Foreign References:
DE1507706A11969-07-17
GB2505245A2014-02-26
EP0297386A21989-01-04
DE102014015550A12016-04-28
US1724041A1929-08-13
US5301812A1994-04-12
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Claims:

1. Zyklon-Windsichter (100, 200, 300) zum Trennen von in einem Fördergas (10) suspendierten, körnigen Trenngut, aufweisend einen ersten, zylindrischen Hohlkörper (110) mit einem in Bezug zur zylindrischen Form tangentialen bis spiralen Einlass (115) für das das Trenngut tragende Fördergas (10), einen unter dem ersten, zylindrischen Hohlkörper (110) befindlichen, zweiten, konischen Hohlkörper (120), welcher unmittelbar mit dem ers ten, zylindrischen Hohlkörper (110) verbunden ist, wobei die verjüngte Spitze (125) des zweiten, konischen Hohlkörpers (120) nach unten weist, mindestens ein durch die Konuswand (126) des zweiten, konischen Hohlkörpers (120) stoßendes Tauchrohr (130), welches innerhalb des zweiten, konischen Hohlkörpers (120) nach oben ragt und dessen Öff nung (135) im Volumen des ersten, zylindrischen Hohlkörpers (110) angeordnet ist, wobei die nach unten weisende, verjüngte Spitze (125) des zweiten, koni schen Hohlkörpers (120) mit einem Ausgang (127) für Feingut (F) ver bunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten, zylindrischen Hohlkörper (110) ein rotierender Stabkorb (150) angeordnet ist, der von einer am unteren Außenumfang (151) anliegenden, aber nicht be rührenden, statischen und kreisförmigen Förderrinne (152) für Grobgut (G) umschlossen ist, wobei die Förderinne (152) für Grobgut (G) mit einem Ausgang (153) aus dem ersten, zylindrischen Hohlkörper (110) verbunden ist, und das durch den Stabkorb (150) umschlossene Volumen mit dem zwei ten, konischen Hohlkörper (120) in Strömungsverbindung steht.

2. Zyklon-Windsichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich der erste, zylindrischen Hohlkörper (110) bis unterhalb des Stabkorbs (150) erstreckt und unterhalb des Stabkorbs (150) eine Höhe (h-i) aufweist, die zwischen 50% und 150% der Höhe (h2) des zweiten, konischen Hohl körpers (120) entspricht.

3. Zyklon-Windsichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (d-i) des Tauchrohres (130) zwischen 20% und 60%, be vorzugt zwischen 30% und 50% des inneren Durchmessers (d2) des ersten, zylindrischen Hohlkörpers (110) entspricht. 4. Zyklon-Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkorb (150) einen Antrieb (160) aufweist, dessen Antriebswelle (161) von oben in den ersten, zylindrischen Hohlkörper (110) hineintragt.

5. Zyklon-Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Öffnung (135) des Tauchrohrs (130) eine etwa konischer Kör per (180) angeordnet ist, dessen verjüngte Spitze (181) nach oben weist, wobei auf der äußeren Oberfläche (Ok) des etwa konischen Körpers (180) spiralförmig geformte Leitbleche (182) vorhanden sind, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs (150) korrespondieren.

6. Zyklon-Windsichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der etwa konische Körper (180) durch Speichen (183) innerhalb des ersten, zylindrischen Körpers (110) gehalten ist, wobei die Speichen (183) mit der Wand (Wz) des ersten, zylindrischen Hohlkörpers (110) verbunden sind, und wobei die Höhenposition des etwa konischen Körpers (180) oberhalb des Tauchrohrs (130) verstellbar ist, in dem die Position der Speichen (183) in der Wand (Wz) des ersten, zylindrischen Hohlkörpers (110) durch Langlö cher (LL) Höhenverstellbar ist. 7. Zyklon-Windsichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der etwa konische Körper (180) über eine Welle (185) mit dem Stabkorb (180) verbunden ist und sich mit dem Stabkorb (150) mit dreht.

8. Zyklon-Windsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Öffnung (135) des Tauchrohrs (130) ein etwa ringförmiger Körper (190) angeordnet ist, wobei auf der inneren Oberfläche (Oi) des et wa ringförmigen Körpers (190) spiralförmig geformte Leitbleche (192) vor handen sind, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs (150) korrespondieren.

9. Zyklon-Windsichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der etwa ringförmiger Körper (190) mit der Wand (Wz) des zylindrischen Körpers verbunden ist, wobei die Höhenposition des etwa ringförmigen Kör pers (190) oberhalb des Tauchrohrs (130) durch Bolzen (B), die durch Langlöcher (LL) in der Wand (Wz) des zylindrischen Körpers (110) stoßen, verstellbar ist.

Description:
Zyklon mit rotierendem Stabkorb

Die Erfindung betrifft einen Zyklon-Windsichter zum Trennen von in einem För dergas suspendierten, körnigen Trenngut, aufweisend einen ersten, zylindrischen Hohlkörper mit einem in Bezug zur zylindrischen Form tangentialen bis spiralen Einlass für das das Trenngut tragende Fördergas, einen unter dem ersten, zylind rischen Hohlkörper befindlichen, zweiten, konischen Hohlkörper, welcher unmit telbar mit dem ersten, zylindrischen Hohlkörper verbunden ist, wobei die verjüng te Spitze des zweiten, konischen Hohlkörpers nach unten weist, mindestens ein durch die Konuswand des zweiten, konischen Hohlkörpers stoßendes Tauchrohr, welches innerhalb des zweiten, konischen Hohlkörpers nach oben ragt und des sen Öffnung im Volumen des ersten, zylindrischen Hohlkörpers angeordnet ist, wobei die nach unten weisende, verjüngte Spitze des zweiten, konischen Hohl körpers mit einem Ausgang für Feingut verbunden ist.

Zum Trennen von körnigem Material ist es bekannt, das körnige Material in ei nem Luftstrom zu suspendieren und über unterschiedliche Arten von Windsich tern zu sichten oder zu klassieren beim reinen Windsichten wird das Trägergas weitestgehend vom körnigen Gut befreit. Windsichter dieser Art sind bekannte Zyklonsichter, in welchem das in einem Gasstrom suspendierte Gut in einem Ko nus zu einem Wirbel gezwungen wird. In dem Wirbel trennt sich aufgrund der Zentrifugalkraft das körnige Gut von dem Trägergas.

In Klassieren ist es möglich, das Trenngut in unterschiedliche Körnungsfraktionen zu unterteilen. In einem Klassierer existiert in der Regel ein Gasstromeinlass, mindestens ein Auslass für das Trägergas und mindestens zwei Auslässe für die unterschiedlichen Kornfraktionen. In einem Zyklonsichter taucht ein sog. Tauchrohr zentral in den erzwungenen Wirbel ein, dabei kann das Trägergas aufgrund der geringen Dichte mit Leichtig keit über das Tauchrohr entströmen. Das dichtere, körnige Gut hingegen sam melt sich in der Konusspitze, wo es aus einem Auslauf herausfällt. Bei gattungs gemäßen Zyklonen taucht das Tauchrohr von oben mittig in den Wirbel ein.

Bei den unterschiedlichen Sichtertypen ist es stets das Ziel, mit möglichst gerin gem Druckverlust, damit möglichst geringer Verdichterleistung, einen größtmögli chen Trenneffekt herbeizuführen. In der Regel korreliert die Höhe des Druckver lustes mit der Trennleistung. Eine Möglichkeit, den Druckverlust zu verringern kann darin bestehen, den Durchmesser des Tauchrohrs möglichst groß zu di mensionieren- Ist der Durchmesser des Tauchrohrs im Verhältnis zum Konus des Zyklons jedoch zu groß, so setzt sich der Wirbel im Tauchrohr fort und körni ges Material wird mit dem Trägergas zusammen über das Tauchrohr aus dem Zyklonsichter ausgetragen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum Trennen von in einem Fördergas suspendierten, körnigen Trenngut zur Verfügung zu stellen, welche die Sichter effizient gegenüber bestehenden Lösungen erhöht. Die Effizienz misst sich dabei am Verhältnis der Trennleistung in Massen% des körnigen Gutes, das ausgesichtet wird, im Verhältnis zum Druckverlust über die Trennvorrichtung. Da der Druckverlust mit steigender Strömungsgeschwindigkeit zunimmt, die Trenn leistung jedoch auch zunimmt, hat eine solche Trennvorrichtung in der Regel eine charakteristische Kennlinie, in der die Sichteffizient gegenüber dem Gasstrom aufgetragen ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im ersten, zylindri schen Hohlkörper ein rotierender Stabkorb angeordnet ist, der von einer am unte ren Außenumfang anliegenden, aber nicht berührenden, statischen und kreisför migen Förderrinne für Grobgut umschlossen ist, wobei die Förderinne für Grobgut mit einem Ausgang aus dem ersten, zylindrischen Hohlkörper verbunden ist, und das durch den Stabkorb umschlossene Volumen mit dem zweiten, konischen Hohlkörper in Strömungsverbindung steht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.

Nach dem Gedanken der Erfindung ist also vorgesehen, einen Stabkorbsichter mit einem Zyklonsichter zu verbinden. Bei der Integration von Zyklonsichter und Stabkorbsichter würden der in der Regel über Kopf liegende Antrieb des Stab korbs mit dem von oben eintauchenden Tauchrohr kollidieren. Um diese Kollision zu vermeiden, ist hier vorgesehen, das Tauchrohr von unten durch die Wand des Konus des Zyklonsichters zu leiten, so dass das Tauchrohr wie ein stehendes Abflussrohr in den Zyklon hereinreicht. Diese Art des Aufbaus ermöglicht, dass das Tauchrohr einen größeren Durchmesser aufweisen kann als es bei gattungs gemäßen Zyklonsichtern der Fall ist. Damit sinkt der Druckunterschied bei gege benem Gasstrom und damit auch die Sichtereffizienz. Bei der erfindungsgemä ßen Integration eines Stabkorbsichters mit einem Zyklonsichter ist vorgesehen, dass das innere Volumen de Stabkorbsichters mit dem unter dem Stabkorb an geordneten Zyklonteil unmittelbar verbunden ist. Der rotierende Stabkorb er zwingt einen Zyklon, der in dem Konus des Zyklonsichters verstärkt wird.

Dadurch, dass der Zyklon einen Anschub durch den Stabkorb erhält, ist es mög lich, das Tauchrohr mit einem größeren Durchmesser zu versehen. In dem Sich ter nach dem Erfindungsgedanken ist wie in einem Stabkorbsichter eine kreis förmige Förderrinne unterhalb des Stabkorbs angeordnet, in welches Grobgut fällt, das nicht den Weg durch die Stäbe des rotierenden Stabkorbs nehmen konnten. Diese Fraktion kann als Grobfraktion aus dem integrierten Sichter ent nommen werden, in dem das Grobgut über einen Auslass herausrieselt. Im inne ren Volumen des Stabkorbes rotiert das Trägergas etwa mit der Geschwindigkeit des Stabkorbes. Typische Geschwindigkeiten von Stabkörben betragen 60 m/s Umfangsgeschwindigkeit bei einem Stabkorbdurchmesser von 1 m bis 2 m ent spricht dies etwa 600 bis 1.200 U/min. Mit dieser Rotationsgeschwindigkeit strömt das Fördergas in den Zyklonteil des integrierten Sichters und hat dort eine Vor beschleunigung erhalten, die sonst nur durch eine hohe Strömungsgeschwindig- keit durch ein enges Zuleitungsrohr erreicht werden kann, das tangential in den oberen Teil des Zyklons einbläst. Der durch den Stabkorb vorbeschleunigte Wir bel erzeugt eine Gasströmung, die innerhalb des Wirbels weitgehend partikelfrei ist. Dieser partikelfreie Teil des Wirbels kann durch ein von unten hochreichendes Tauchrohr abgeleitet werden. In dem peripheren Wirbelstrom reichert sich die Feinfraktion des körnigen Guts an, das über den Konus den Zyklonteil des inte grierten Sichters verlässt.

In vorteilhafter und optimierter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass sich der erste, zylindrischen Hohlkörper bis unterhalb des Stabkorbs erstreckt und unterhalb des Stabkorbs eine Höhe aufweist, die zwischen 50% und 150% der Höhe des zweiten, konischen Hohlkörpers entspricht. Das Höhenverhältnis des konischen und des zylindrischen teils des integrierten Sichters wirkt sich auf die Effizienz der Trennleistung aus. Ist der zylindrische Teil zu hoch, so kann sich der Wirbel im Zyklon wir ein Tornado zu einem Schlauchartigen Wirbel verjüngen und somit das Trägergas wie auch die Feinfraktion durch das Tauchrohr strömen lassen. Ist der Ist der zylindrische Teil zu flach, so kann es passieren, dass der vorbeschleunigte Wirbel in das Tauchrohr gezwungen wird und damit die Sich tereffizienz sinkt. Ziel der optimierten Ausführungsform ist es, den vorbeschleu nigten Wirbel aufzuweiten, damit innerhalb des zentralen Wirbels ein Tauchrohr mit möglichst großem Durchmesser einstoßen kann. Für eine weitere Optimie rung hat sich das Durchmesserverhältnis von Tauchrohr und Konusbreite als wichtiger Optimierungsparameter gezeigt. In besonders optimierter Ausgestal tung ist vorgesehen, dass der Durchmesser des Tauchrohres zwischen 20% und 60%, bevorzugt zwischen 30% und 50% des inneren Durchmessers des ersten, zylindrischen Hohlkörpers entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung kann vorge sehen, dass oberhalb der Öffnung des Tauchrohrs ein etwa konischer Körper angeordnet ist, dessen verjüngte Spitze nach oben weist, wobei auf der äußeren Oberfläche des etwa konischen Körpers spiralförmig geformte Leitbleche vorhan- den sind, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs korrespondieren. Der konische Körper hat etwa die Funktion eines runden Spitzdaches, das wie ein Turmdach oberhalb der Spitze eines Turms angeordnet ist. Zwischen Turm spitze und Dachfirst befindet sich ein großzügiger Ringspalt, durch den das För dergas in das Tauchrohr strömen kann. Der etwa konusförmige Körper mit den spiralförmigen Leitblechen unterstützt die Aufweitung des durch den Stabkorb erzwungenen Wirbels, wodurch sich die Trennleistung des integrierten Sichters erhöht. Um den Angriff des etwa konusförmigen Körpers auf den durch den Stab korb erzwungenen Wirbel zu im seinerWirkung zu optimieren, kann in vorteilhaf ter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der etwa konische Körper zum Beispiel durch Speichen innerhalb des ersten, zylindrischen Körpers gehal ten ist, wobei die Speichen mit der Wand des ersten, zylindrischen Hohlkörpers verbunden sind, und wobei die Höhenposition des etwa konischen Körpers ober halb des Tauchrohrs verstellbar ist, in dem die Position der Speichen in der Wand (W z ) des ersten, zylindrischen Hohlkörpers durch Langlöcher Höhenverstellbar ist. Durch die Höhenvariation kann je nach einmal gewählter Strömungsge schwindigkeit des Trägergases der Ort des etwa konusförmigen Körpers optimiert werden, so dass eine maximale Aufweitung des Wirbels geschieht.

Der etwa konusförmige Körper kann statisch angeordnet sein oder aber sich mit dem Stabkorb drehen. Der sich mit Leitblechen bewehrte drehende Körper im Wirbel hilft dem durch den Stabkorb erzwungenem Wirbel zu noch mehr Rotati onsenergie, wodurch die Rotationsgeschwindigkeit des Wirbels beim Aufweiten nicht zu stark verringert wird.

Anstelle des etwa konischen Körpers in dem Wirbel kann der Wirbel auch mit einem statischen, inversen Impeller aufgeweitet werden. Ein statischer inverser Impeller besteht aus ringförmig in Form eines Spiralteils angeordneten Leitble chen. Im Zentrum des inversen Impellers befindet sich kein Leitblech. Die durch die außen liegenden Leitbleche erzwungene Außenwirbelströmung hilft dem zentralen Wirbel, sich aufzuweiten. Um die ideale Höhenposition des statischen, inversen Impellers einzustellen, kann vorgesehen sein, dass der etwa ringförmiger Körper mit der Wand des zy lindrischen Körpers verbunden ist, wobei die Höhenposition des etwa ringförmi gen Körpers oberhalb des Tauchrohrs durch Bolzen, die durch Langlöcher in der Wand des zylindrischen Körpers stoßen, verstellbar ist.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotierendem Stabkorb,

Fig. 2 eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotierendem Stabkorb,

Fig. 3 eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotierendem Stabkorb,

Fig. 4 eine durchbrochene Ansicht von oben auf die erste Variante nach Fig.

1 ,

Fig. 5 eine durchbrochene Ansicht von oben auf die erste Variante nach Fig.

2,

Fig. 6 ein rotierender Stabkorb mit Wirbel, wobei der Wirbel nicht durch Leit bleche aufgeweitet ist,

Fig. 7 ein rotierender Stabkorb mit Wirbel, wobei der Wirbel durch Leitbleche gemäß der zweiten und dritten Varianten aus den Figuren Figur 2 und Figur 3 aufgeweitet ist,

Fig. 8 ein rotierender Stabkorb mit Wirbel, wobei der Wirbel durch Leitbleche gemäß der ersten Variante Figur 1 aufgeweitet ist,

In Figur 1 ist eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotieren dem Stabkorb 100 in einer durchbrochenen Ansicht von der Seite skizziert. Die ser Zyklon-Windsichter 100 zum Trennen von in einem Fördergas 10 suspendier ten, körnigen Trenngut hat folgende Teilelemente: Zunächst einen ersten, zylind- rischen Hohlkörper 110 mit einem in Bezug zur zylindrischen Form tangentialen bis spiralen Einlass 115 für das das Trenngut tragende Fördergas 10. In diesen tangentialen bis spiralen Einlass 115 strömt das Fördergas 10 und trifft dort in tangentialer Richtung spiraler Richtung auf einen Stabkorb 150. Der Stabkorb 150 wird durch einen Antrieb 160 über eine Antriebswelle 161 in Rotation ver setzt. Unterhalb des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 befindet sich ein zwei ter, konischer Hohlkörper 120, welcher unmittelbar mit dem ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 verbunden ist, wobei die verjüngte Spitze 125 des zweiten, koni schen Hohlkörpers 120 nach unten weist. Durch die Konuswand 126 des zwei ten, konischen Hohlkörpers 120 stößt ein Tauchrohr 130, welches innerhalb des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 nach oben ragt und dessen Öffnung 135 im Volumen des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 angeordnet ist. Die nach un ten weisende, verjüngte Spitze 125 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 ist mit einem Ausgang 127 für Feingut F verbunden. Der im ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 angeordneter rotierender Stabkorb 150 ist von einer am unteren Außenumfang 151 anliegenden, aber nicht berührenden, statischen und kreis förmigen Förderrinne 152 für Grobgut G umschlossen, wobei die Förderinne 152 für Grobgut G mit einem Ausgang 153 aus dem ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 verbunden ist. Das durch den Stabkorb 150 umschlossene Volumen steht mit dem zweiten, konischen Hohlkörper 120 in Strömungsverbindung. Im Betrieb strömt das Fördergas 10 in den seitlichen tangentialen oder spiralen Einlass 115 und trifft dort vorbeschleunigt durch die Strömungsgeschwindigkeit in tangentialer oder spiraler Weise auf den rotierenden Stabkorb 150. Dabei ist der Drehsinn des rotierenden Stabkorbs so gewählt, dass die tangentiale bis spirale Anströmung dem Drehsinn entspricht. Bei der Umströmung des rotierenden Stabkorbs 150 strömt Fördergas und Feingut F durch die einzelnen Stäbe des rotierenden Stab korbs 150 hindurch und gelangt so in das innere, vom Stabkorb 150 umschlosse ne Volumen. Grobgut G wird hingegen durch die Zentrifugalkraft nach außen ge schleudert und gegebenenfalls durch die Stäbe des Stabkorbs 150 zurückgewor fen. Schwerkraftbedingt fällt das Grobgut G in die Förderinne 152 für Grobgut G und rollt oder rieselt dort zum Ausgang 153, wodurch das Grobgut den Zyklon mit rotierendem Stabkorb 150 verlässt. Das in dem von Stabkorb 150 umschlosse nen Volumen befindliche Trägergas 10 mit Feingut F strömt mit einem durch den rotierenden Stabkorb150 versehenen Drehimpuls nach unten in den unteren Teil des ersten, zylindrischen Flohlkörpers 110.

Dort, im unteren Teil des ersten, zylindrischen Flohlkörpers 110, strömt in dieser ersten Variante des Zyklons mit rotierendem Stabkorb 150 das Trägergas 10 mit darin suspendiertem Feingut F an Leitblechen 192 vorbei, die wie Schaufeln ei nes inversen Impellers angeordnet sind. Diese Leitbleche 192 sind oberhalb der Öffnung 135 des Tauchrohrs 130 entlang eines etwa ringförmigen Körper 190 angeordnet und zwar auf der inneren Oberfläche Oi eines etwa ringförmigen Kör pers 190. Dort sind die spiralförmig geformten Leitbleche 192 vorhanden, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs 150 korrespondieren. In dieser Variante ragen die spiralförmigen Leitbleche 192 von der Wand des ersten, zy lindrischen Hohlkörpers 110 nach innen, lassen aber im Zentrum des ersten, zy lindrischen Hohlkörpers 110 eine Öffnung frei, so dass die Leitbleche 192 wie Impellerschaufeln eines Impellers ohne zentralen Spinner angeordnet sind. Diese für den Wirbel aus Trägergas 10 und Feingut G außen liegenden Leitbleche 192 ermöglichen, dass sich der Wirbel aufweitet und mit einer Vorbeschleunigung in den zweite, konischen Hohlkörper 120 des Zyklons übergeht, wo der aufgeweite te Wirbel durch den Konus wieder verjüngt wird und durch die Beschleunigung bei der Verjüngung des Wirbels das Feingut F aus dem Wirbel herausschleudert. Das vom Feingut F befreite Trägergas 10 strömt sodann in die obere Öffnung 135 des Tauchrohrs 130, hingegen sammelt sich das Feingut F an der unteren verjüngten Spitze 125 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120. und tritt dort schwerkraftbedingt aus dem Ausgang 127 heraus.

Für eine optimierte Form des Zyklons mit rotierendem Stabkorb 150 hat sich her ausgestellt, dass eine solche Form gut arbeitet, bei der sich der erste, zylindri schen Hohlkörper 110 bis unterhalb des Stabkorbs 150 erstreckt und unterhalb des Stabkorbs 150 eine Höhe hi aufweist, die zwischen 50% und 150% der Höhe h 2 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 entspricht. Bei diesem Höhenverhält nis ist es möglich, dass der Durchmesser di des Tauchrohres 130 zwischen 20% und 60%, bevorzugt zwischen 30% und 50% des inneren Durchmessers d 2 des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 aufweist. Dieser für ein Tauchrohr recht große Durchmesser erlaubt einen Betrieb des Zyklons mit rotierendem Stabkorb 150, der einen vergleichsweise geringen Druckabfall erzeugt.

In Figur 2 ist eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotie rendem Stabkorb 200 in einer durchbrochenen Ansicht von der Seite skizziert. Dieser Zyklon-Windsichter 200 zum Trennen von in einem Fördergas 10 suspen dierten, körnigen Trenngut hat folgende Teilelemente: Zunächst einen ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 mit einem in Bezug zur zylindrischen Form tangen tialen bis spiralen Einlass 115 für das das Trenngut tragende Fördergas 10. In diesen tangentialen bis spiralen Einlass 115 strömt das Fördergas 10 und trifft dort in tangentialer Richtung spiraler Richtung auf einen Stabkorb 150. Der Stab korb 150 wird durch einen Antrieb 160 über eine Antriebswelle 161 in Rotation versetzt. Unterhalb des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 befindet sich ein zweiter, konischer Hohlkörper 120, welcher unmittelbar mit dem ersten, zylindri schen Hohlkörper 110 verbunden ist, wobei die verjüngte Spitze 125 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 nach unten weist. Durch die Konuswand 126 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 stößt ein Tauchrohr 130, welches innerhalb des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 nach oben ragt und dessen Öffnung 135 im Volumen des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 angeordnet ist. Die nach unten weisende, verjüngte Spitze 125 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 ist mit einem Ausgang 127 für Feingut F verbunden. Der im ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 angeordneter rotierende Stabkorb 150 ist von einer am unteren Außenumfang 151 anliegenden, aber nicht berührenden, statischen und kreis förmigen Förderrinne 152 für Grobgut G umschlossen, wobei die Förderinne 152 für Grobgut G mit einem Ausgang 153 aus dem ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 verbunden ist. Das durch den Stabkorb 150 umschlossene Volumen steht mit dem zweiten, konischen Hohlkörper 120 in Strömungsverbindung. Im Betrieb strömt das Fördergas 10 in den seitlichen tangentialen oder spiralen Einlass 115 und trifft dort vorbeschleunigt durch die Strömungsgeschwindigkeit in tangentialer oder spiraler Weise auf den rotierenden Stabkorb 150. Dabei ist der Drehsinn des rotierenden Stabkorbs so gewählt, dass die tangentiale bis spirale Anströmung dem Drehsinn entspricht. Bei der Umströmung des rotierenden Stabkorbs 150 strömt Fördergas und Feingut F durch die einzelnen Stäbe des rotierenden Stab korbs 150 hindurch und gelangt so in das innere, vom Stabkorb 150 umschlosse ne Volumen. Grobgut G wird hingegen durch die Zentrifugalkraft nach außen ge schleudert und gegebenenfalls durch die Stäbe des Stabkorbs 150 zurückgewor fen. Schwerkraftbedingt fällt das Grobgut G in die Förderinne 152 für Grobgut G und rollt oder rieselt dort zum Ausgang 153, wodurch das Grobgut den Zyklon mit rotierendem Stabkorb 150 verlässt. Das in dem von Stabkorb 150 umschlosse nen Volumen befindliche Trägergas 10 mit Feingut F strömt mit einem durch den rotierenden Stabkorb150 versehenen Drehimpuls nach unten in den unteren Teil des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110.

Dort, im unteren Teil des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110, strömt in dieser ersten Variante des Zyklons mit rotierendem Stabkorb 150 das Trägergas 10 mit darin suspendiertem Feingut F an einem etwa konischen Körper 180 vorbei und wird durch diesen aufgeweitet. Der etwa konische Körper 180 ist dabei oberhalb der Öffnung 135 des Tauchrohrs 130 angeordnet, wobei dessen verjüngte Spitze 181 nach oben weist, und wobei auf der äußeren Oberfläche O k des etwa koni schen Körpers 180 spiralförmig geformte Leitbleche 182 vorhanden sind, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs 150 korrespondieren. Wie ein rundes Spitzdach eines Turms stößt der etwa konische Körper 180 in den aus dem Stabkorb 150 nach unten strömendem Wirbel und weitet diesen auf, wobei die Leitbleche 182 die Aufweitung des Wirbels unter Beibehaltung einer Wirbel strömung unterstützen. Um den optimalen Aufweitungspunkt zu finden, ist in die- ser Ausführungsform vorgesehen, dass der etwa konische Körper 180 durch Speichen 183 innerhalb des ersten, zylindrischen Körpers 110 gehalten ist. Diese Speichen 183 sind mit der Wand W z des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 verbunden, wobei die Höhenposition des etwa konischen Körpers 180 oberhalb des Tauchrohrs 130 verstellbar ist, in dem die Position der Speichen 183 in der Wand W z des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 durch Langlöcher LL Hö henverstellbar sind.

Das durch den aufgeweiteten Wirbel in den zweiten, unteren konischen Hohlkör per 120 strömende Feingut sammelt sich im Konus des Zyklons und fällt an der unteren verjüngten Spitze am Ausgang 127 aus dem Zyklon heraus. Das vom Feingut befreite Trägergas hingegen strömt durch die Öffnung 135 in dem Tauch rohr 130 aus dem Zyklon heraus.

In Figur 3 ist eine dritte Variante eines erfindungsgemäßen Zyklons mit rotieren dem Stabkorb 300 in einer durchbrochenen Ansicht von der Seite skizziert. Die ser Zyklon-Windsichter 300 zum Trennen von in einem Fördergas 10 suspendier ten, körnigen Trenngut hat folgende Teilelemente: Zunächst einen ersten, zylind rischen Hohlkörper 110 mit einem in Bezug zur zylindrischen Form tangentialen bis spiralen Einlass 115 für das das Trenngut tragende Fördergas 10. In diesen tangentialen bis spiralen Einlass 115 strömt das Fördergas 10 und trifft dort in tangentialer Richtung spiraler Richtung auf einen Stabkorb 150. Der Stabkorb 150 wird durch einen Antrieb 160 über eine Antriebswelle 161 in Rotation ver setzt. Unterhalb des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 befindet sich ein zwei ter, konischer Hohlkörper 120, welcher unmittelbar mit dem ersten, zylindrischen Hohlkörper 110 verbunden ist, wobei die verjüngte Spitze 125 des zweiten, koni schen Hohlkörpers 120 nach unten weist. Durch die Konuswand 126 des zwei ten, konischen Hohlkörpers 120 stößt ein Tauchrohr 130, welches innerhalb des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 nach oben ragt und dessen Öffnung 135 im Volumen des ersten, zylindrischen Hohlkörpers 110 angeordnet ist. Die nach un ten weisende, verjüngte Spitze 125 des zweiten, konischen Hohlkörpers 120 ist mit einem Ausgang 127 für Feingut F verbunden. Der im ersten, zylindrischen Flohlkörper 110 angeordneter rotierende Stabkorb 150 ist von einer am unteren Außenumfang 151 anliegenden, aber nicht berührenden, statischen und kreis förmigen Förderrinne 152 für Grobgut G umschlossen, wobei die Förderinne 152 für Grobgut G mit einem Ausgang 153 aus dem ersten, zylindrischen Flohlkörper 110 verbunden ist. Das durch den Stabkorb 150 umschlossene Volumen steht mit dem zweiten, konischen Flohlkörper 120 in Strömungsverbindung. Im Betrieb strömt das Fördergas 10 in den seitlichen tangentialen oder spiralen Einlass 115 und trifft dort vorbeschleunigt durch die Strömungsgeschwindigkeit in tangentialer oder spiraler Weise auf den rotierenden Stabkorb 150. Dabei ist der Drehsinn des rotierenden Stabkorbs so gewählt, dass die tangentiale bis spirale Anströmung dem Drehsinn entspricht. Bei der Umströmung des rotierenden Stabkorbs 150 strömt Fördergas und Feingut F durch die einzelnen Stäbe des rotierenden Stab korbs 150 hindurch und gelangt so in das innere, vom Stabkorb 150 umschlosse ne Volumen. Grobgut G wird hingegen durch die Zentrifugalkraft nach außen ge schleudert und gegebenenfalls durch die Stäbe des Stabkorbs 150 zurückgewor fen. Schwerkraftbedingt fällt das Grobgut G in die Förderinne 152 für Grobgut G und rollt oder rieselt dort zum Ausgang 153, wodurch das Grobgut den Zyklon mit rotierendem Stabkorb 150 verlässt. Das in dem von Stabkorb 150 umschlosse nen Volumen befindliche Trägergas 10 mit Feingut F strömt mit einem durch den rotierenden Stabkorb150 versehenen Drehimpuls nach unten in den unteren Teil des ersten, zylindrischen Flohlkörpers 110.

Dort, im unteren Teil des ersten, zylindrischen Flohlkörpers 110, strömt in dieser ersten Variante des Zyklons mit rotierendem Stabkorb 150 das Trägergas 10 mit darin suspendiertem Feingut F an einem etwa konischen Körper 180 vorbei und wird durch diesen aufgeweitet. Der etwa konische Körper 180 ist dabei oberhalb der Öffnung 135 des Tauchrohrs 130 angeordnet, wobei dessen verjüngte Spitze 181 nach oben weist, und wobei auf der äußeren Oberfläche O k des etwa koni schen Körpers 180 spiralförmig geformte Leitbleche 182 vorhanden sind, deren Windungssinn zu dem Drehsinn des Stabkorbs 150 korrespondieren. Besonders an dieser Variante ist, dass der etwa konische Körper 180 über eine Welle 185 mit dem Stabkorb 180 verbunden ist und sich mit dem Stabkorb 150 mit dreht. Durch das Mitdrehen fügt der etwa konische Körper 180 dem aus dem Stabkorb 150 strömenden Wirbel bei der Aufweitung dem Wirbel noch einen Drehimplus hinzu, so dass der Drehimpuls des Wirbels bim Aufweiten nicht zu stark gebremst wird.

Auch in dieser Variante ist es so, dass der etwa konische Körper 180, der sich mit dem Stabkorb 150 mit dreht, wie ein rundes Spitzdach eines Turms in den aus dem Stabkorb 150 nach unten strömendem Wirbel stößt und diesen aufwei tet, wobei die Leitbleche 182 die Aufweitung des Wirbels unter Beibehaltung ei ner Wirbelströmung unterstützen. Das durch den aufgeweiteten Wirbel in den zweiten, unteren konischen Hohlkörper 120 strömende Feingut sammelt sich im Konus des Zyklons und fällt an der unteren verjüngten Spitze am Ausgang 127 aus dem Zyklon heraus. Das vom Feingut befreite Trägergas hingegen strömt durch die Öffnung 135 in dem Tauchrohr 130 aus dem Zyklon heraus.

In Figur 4 ist ein Blick von oben in den oben durchbrochenen Zyklon nach Figur 1 mit Stabkorb 150 skizziert. Fördergas 10 mit darin suspendiertem Feingut F tritt in den tangentialen bis spiralen Einlass 115 in den ersten, zylindrischen Hohlkör per 110 ein. Dort umrundet es zunächst den rotierenden Stabkorb 150, wobei die Drehsinne des Stabkorbs 150 und des einströmenden Trägergases 10 einander entsprechen. Nach Passage des rotierenden Stabkorbes 150 strömt das Träger gas in das innere, vom Stabkorb 150 umschlossene Volumen und trifft dort auf die Leitbleche 192, die wie ein inverser Impeller aufgebaut sind, also wie Leitble che als Impellerflüger, die von außen nach innen ragen und im Zentrum einen freuen Durchgang lassen. In Figur 1 sind Pfeile eingezeichnet, die den Wirbel repräsentieren sollen, die aus dem Stabkorb 150 nach unten, hier etwa in das Zentrum der Skizze strömen. In der Mitte der Skizze ist die Öffnung 135 des Tauchrohres gezeugt, durch den das von Feingut F befreite Trägergas 10 strömt. In Figur 5 ist ein Blick von oben in den oben durchbrochenen Zyklon nach Figur 2 mit Stabkorb 150 skizziert. Fördergas 10 mit darin suspendiertem Feingut F tritt in den tangentialen bis spiralen Einlass 115 in den ersten, zylindrischen Hohlkör per 110 ein. Dort umrundet es zunächst den rotierenden Stabkorb 150, wobei die Drehsinne des Stabkorbs 150 und des einströmenden Trägergases 10 einander entsprechen. Nach Passage des rotierenden Stabkorbes 150 strömt das Träger gas in das innere, vom Stabkorb 150 umschlossene Volumen und trifft dort auf die Leitbleche 182 eines etwa konischen Körpers, der in den nach unten strö menden Wirbel (hier in das Zentrum der Skizze) stößt und den Wirbel mit den auf der Dachfläche des etwa konischen Körpers 180 befindlichen Leitblechen 182 aufweitet. Dabei wirkt der etwa konische Körper 180 wie eine Dachfläche über der hier verdeckten Öffnung 135 des Tauchrohrs 130.

In Figur 6 ist ein rotierender Stabkorb 150 mit einem aus dem Stabkorb 150 nach unten strömenden Wirbel W dargestellt, wobei der Wirbel W nicht durch Leitble che oder andere die Strömung kontrollierende Maßnahmen aufgeweitet ist. Ohne eine Leitblechanordnung würde der Wirbel Wwie ein Tornado nach unten strö men und sich dabei verjüngen und unmittelbar aus dem Stabkorb in die Öffnung eines unter dem Stabkorb150 befindliches Tauchrohr, das hier nicht gezeichnet ist, strömen.

In Figur 7 ist ein rotierender Stabkorb 150 mit einem aus dem Stabkorb 150 nach unten strömenden Wirbel W dargestellt, wobei der Wirbel W in dieser Darstellung durch Leitbleche 182 eines etwa konischen Körpers 180 gemäß den Varianten in Figur 2 und Figur 3 aufgeweitet ist. Der sich aufgeweitete Wirbel W lässt einem Tauchrohr, das hier nicht gezeichnet ist, mit relativ großem Durchmesser freien Raum ohne dass der Wirbel W unmittelbar in ein unter dem Stabkorb 150 befind liches Tauchrohr strömen würde.

In Figur 7 ist ein rotierender Stabkorb 150 mit einem aus dem Stabkorb 150 nach unten strömenden Wirbel W dargestellt, wobei der Wirbel W in dieser Darstellung durch Leitbleche 192 gemäß der Variante in Figur 1 aufgeweitet ist. Der sich auf- geweitete Wirbel W lässt einem Tauchrohr, das hier nicht gezeichnet ist, mit rela tiv großem Durchmesser freien Raum ohne dass der Wirbel W unmittelbar in ein unter dem Stabkorb 150 befindliches Tauchrohr strömen würde.

B E Z U G S Z E I C H E N L I S T E Fördergas 183 Speiche Abluft 185 Welle Windsichter 190 etwa ringförmiger Körper zylindrischer Hohlkörper 192 Leitblech Einlass 200 Windsichter konischer Hohlkörper 300 Windsichter verjüngte Spitze Konuswand B Bolzen Ausgang di Durchmesser Tauchrohr d 2 Durchmesser Öffnung F Feingut Stabkorb G Grobgut unterer Außenumfang h-i Höhe Förderrinne h 2 Höhe Ausgang LL Langloch Antrieb O k äußere Oberfläche Antriebswelle O innere Oberfläche etwa konischer Körper O z Oberfläche verjüngte Spitze W Wirbel Leitblech W z Wand