Verfahren und Vorrichtung zum Entstauben und/oder Klassieren von körnigen oder faserigen Stoffen in einem Luftstrom

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entstauben und/oder Klassieren von körnigen und/oder faserigen Stoffen in einem Luftstrom.
Zur genauen Festlegung der Sichtgrenze wird vorgeschlagen, daß das Sichtgut in eine obere Öffnung eines Fallschachtes (3) eingetragen wird, der eine offene Schachtsohle (4) aufweist. Durch die obere (Eintrag-) Öffnung 2 des Fallschachtes (3) wird neben dem Sichtgut (1) Luft angezogen und im Tangentialbereich einer walzenförmigen, wirbelförmig rotierenden Luftströmung (Luftwirbelströmung 17, 21, 21', 21'', 21''') aufgenommen. Sichtgut und Luft werden dem Kräftespiel von Zentrifugal- und Reibungskraft des mitführenden Luftstromes ausgesetzt, wobei sich aufgrund der Zentrifugalkraft der Luftwirbelströmung das Grobgut abscheidet und durch die offene Schachtsohle (14) ausgetragen wird. Oberhalb der rotierenden Luftwirbelströmung (17, 21, 21', 21'', 21''') wird ein Teil des Luftstromes abgezweigt und zusammen mit dem darin geführten Feingut aus dem Fallschacht (3) geleitet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entstauben und/oder Klassieren von körnigen und/oder faserigen Stoffen in einem Luftstrom sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. 5.

[0002] Aus der Verfahrenstechnik sind zahlreiche Verfahren bekannt, in sogenannten Windsichtern körnige oder faserige Stoffe, beispielsweise Zement, flockige Stoffe und dergleichen, zu klassieren, zu sichten, zu entstauben und zu reinigen.

[0003] Wesentliche Aufgaben bei der Weiterentwicklung bekannter Verfahren und Sichtvorrichtungen sind eine möglichst genaue Einhaltung festgelegter Sichtgrenzen, das heißt eine definierte Unterscheidung von Grob- und Feinkorn, eine einfache Bauweise des Sichters und eine vom Prinzip her mögliche Verschiebung der Sichtgrenzen je nach Erfordernis des zu sichtenden Gutes.

[0004] Aus der GB-A 1.519.889 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Sichtgut in eine obere Öffnung eines Fallschachtes eingetragen wird, der eine offene Schachtsohle mit wenigstens einer Schachtsohlenöffnung aufweist, und bei dem oberhalb der offenen Schachtsohle eine walzenförmige, wirbelförmig rotierende Luftströmung mit horizontaler Rotationsachse erzeugt wird, in deren Tangentialbereich das Sichtgut aufgenommen und dem Kräftespiel von Zentrifugal- und Reibungskraft des mitführenden Luftstromes ausgesetzt wird, wobei sich aufgrund der Zentrifugalkraft der Luftwirbelströmung das Grobgut abscheidet und durch die offene Schachtsohle nach unten ausgetragen wird, und bei dem oberhalb der rotierenden Luftwirbelströmung das Feingut aus dem Fallschacht zu einer oberen Öffnung des Fallschachtes mit einem Abluftstrom abgeleitet wird. Der Fallschacht ist an seinem oberen Ende mit einer Zellenradschleuse druckdicht verschlossen. Die Steuerung des Luftstroms erfolgt demnach allein durch eine Querschnittsveränderung im Bereich der Schachtsohle. Das Sichtgut muß an der Grenze von Fallschacht und Schachtsohle von der Aufwärtsströmung beschleunigt werden, nachdem das Fallgut das Hindernis der Zellenradschleuse überwunden hat.

[0005] Es stellt sich demnach die Aufgabe, das Sichtgut ohne Hindernisse einfach in den Fallschacht einzubringen, wobei sowohl der eingesetzte Luftstrom effizient genutzt wird als auch auf Einspeisungsschleusen verzichtet werden kann.

[0006] Diese Aufgabe wird gelöst bei einem Verfahren der eingangs genannten Art, dadurch daß

a) durch die obere (Eintrag-) Öffnung des Fallschachtes neben dem Sichtgut Luft angezogen wird, die in die Luftwirbelströmung(en) hineingezogen wird,
und dadurch, daß

b) durch eine oberhalb der Achse der Luftwirbelströmung endende und im wesentlichen lotrecht verlaufende Trennwand das eingetragene Sichtgut mit der Zuluft von dem ausgetragenen Feingut und dem Abluftstrom körperlich getrennt wird.

[0007] Das Verfahren macht von einem ähnlichen Prinzip Gebrauch, wie es von sogenannten Zentrifugalabscheidern bekannt ist. Bei letzteren wird eine im allgemeinen um eine vertikale Achse rotierende Luftströmung erzeugt, wobei das Grobgut an die Mantelwand das Zentrifugalabscheiders geschleudert wird und nach unten in einen Auffangtrichter hineinrutscht, während das Feingut in die Mitte des Zentrifugalabscheiders eingetragen wird und durch einen nach oben strömenden Luftstrom abgeschieden wird. Nachteil bei den sogenannten Zentrifugalabscheidern ist, daß das zu sichtende Gut nicht einfach von oben in den Zentrifugalabscheider hineingeschüttet werden kann, sondern mit einem Luftstrom eingetragen werden muß. Im vorliegenden Verfahren ergibt sich damit z.B. die Möglichkeit, mit einem Förderband unmittelbar das einzutragende Sichtgut in den Fallschacht hineinzuschütten.

[0008] Üblicherweise handelt es sich um einen Schacht, der zur Schachtsohle hin konvergiert, so daß im Querschnitt der Schacht vorzugsweise etwa eine Trapezform hat. Der Schacht wird mit einer etwa rechteckigen Grundseite versehen. Die stirnseitigen Wände, die den Schacht begrenzen, sind fest, während die konvergierenden Schachtwände gegebenenfalls auch abstandsverstellbar sein können.

[0009] Weiteres wesentliches Bestandteil des Verfahrens ist, daß die abgezweigte Teilluftmenge unter körperlicher Trennung von dem eingetragenen Sichtgut zur oberen Öffnung des Fallschachtes geleitet wird. Die "körperliche Trennung" wird durch eine im wesentlichen lotrecht verlaufende Trennwand vollzogen, die wiederum höhen- und seitenverstellbar sein kann. Je nachdem, in welcher Position die Trennwand gegenüber der rotierenden Luftströmung endet, lassen sich die Sichtgrenzen und die Austragsmengen variieren.

[0010] Die Sichtgrenze in Bezug auf die Trennung von Grob- und Feingut kann auch durch Verstellung der Fallschacht-Abmessungen geschehen, beispielsweise durch Verstellen der Außenwände.

[0011] Ein weiterer Vorteil und Effekt der Verbesserung des Verfahrens wird dadurch erreicht, daß dieses auch mehrstufig, und zwar durch Hintereinanderschaltung wenigstens eines weiteren Fallschachtes hinter die Schachtsohlen-Öffnung durchgeführt wird.

[0012] Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt einen Fallschacht zum Eintrag eines Sichtgutes und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht eine freie Öffnung besitzt und mit einer Schachtsohle mit wenigstens einer Öffnung versehen ist, und daß oberhalb der Schachtsohle eine walzenförmige Luftwirbelströmung, deren deren Untertrum sich vom unteren Eintrittsbereich bis zu einer gegenüberliegenden Seitenwand erstreckt, erzeugbar ist, und daß im Fallschacht zwischen dessen Seitenwänden eine im wesentlichen lotrecht verlaufende Trennwand angeordnet ist, die oberhalb der Achse der walzenförmigen Luftwirbelströmung endet.

[0013] Die Öffnung ist vorzugsweise ein sich über die Längsausdehnung der Fallschachtsohle erstreckender Schlitz. Vorzugsweise ist die Öffnung in ihrer lichten Weite verstellbar, wobei insbesondere in Bezug auf einen Schlitz dessen Breite verstellbar ist.

[0014] Die Erzeugung der Wirbelströmung oberhalb der Fallschachtsohle kann durch entsprechende Anordnung von Luftleitblechen, anderen Luftleitelementen und dergleichen erfolgen. Es ist auch möglich, die Wirbelströmung mit Hilfe eines Luftausblasrohres zu erzeugen, das mit in Tangentialrichtung weisenden Luftaustrittsschlitzen versehen ist oder in ähnlicher Weise eine Düsenanordnung aufweist. Es ist auch möglich, die Wirbelströmung mit Hilfe einer geschlossen, oberhalb der Schachtsohle angeordneten, rotierenden Walz zu erzeugen, wobei die Walze gegebenenfalls Oberflächenstrukturen ausweist, die die Luftströmung erhöhen.

[0015] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Die Figuren der Zeichnung zeigen im einzelnen:

Figur 1

in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung, aus der das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens hervorgeht;

Figur 2

eine mehrstufe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Figur 3

eine Seitenansicht der Figur 2.

[0016] Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Entstauben und/oder Klassieren von körnigen und/oder faserigen Stoffen in einem Luftstrom. Das Sichtgut 1 wird in eine freie, obere Öffnung 2 eines Fallschachtes 3 eingetragen, das heißt im vorliegenden Falle über ein Förderband 4 herangetragen und von diesem Förderband abgeworfen, so daß es im freien Fall, ohne Zuhilfenahme eines weiteren Fördermittels in den Schacht 3 hineinfällt. Durch die obere Eintragsöffnung 2 wird neben dem Sichtgut 1 auch Luft angezogen.

[0017] Der Fallschacht 3 bildet Teil eines in einem Gehäuse 5 angeordneten Systems von Wänden, Trennwänden und Fallschlitzen, das im folgenden erläutert werden wird. Stirnseitig ist das Gehäuse 5 durch zwei nur teilweise dargestellte Stirnseiten 6, 7 verschlossen. Die obere Begrenzung des Gehäuses 5 bildet ein Deckel 8, der aufgeteilt ist in die obere Öffnung 2 und in zwei Abluftstutzen 9, 9'. Ausgehend von dem Deckel 8 sind in das Gehäuse im wesentlichen lotrecht eingebaut zwei Schacht-Wände 10, 10', die beide, wie durch die Pfeile P₁, P₂ angedeutet, pendelnd beweglich und verstellbar ist, wobei der Grad der Verstellung durch an sich bekannte Kolben-Zylinder-Elemente 11 erfolgen kann. Es ist jedoch auch möglich, eine manuelle Verstellung durch Schraubenbolzen oder dergleichen durchzuführen. An ihrem unteren, freien Ende weisen die Seitenwände 10, 10' nach innen zeigende Luftleitstege (flaps) 12, 12' auf. In der Schachtsohle 14 des Fallschachtes 3 ist demnach ein relativ breiter, über die gesamte Längserstreckung des Fallschachtes verlaufender, nach unten offener Schlitz 15 vorhanden. Der Schlitz 15 und die beiden Luftleitstege 12, 12' füllen die Breite der Schachtsohle 14 aus.

[0018] Allein durch die Luftführung und Ansaugleistung wird oberhalb des Schlitzes 15 eine walzenförmige, wirbelförmig rotierende Luftströmung (Luftwirbelströmung 17) erzeugt, die in der Figur 1 im Gegenuhrzeigersinn rotiert (Pfeil P₃). Das heißt, daß der Untertrum der Luftwirbelströmung 17 sich vom Eintrittsbereich des Sichtgutes 4 und der eintretenden Luft bis zu der gegenüberliegenden Seitenwand 10' erstreckt. Oberhalb der rotierenden Luftwirbelströmung 17 wird ein Teil des Luftstromes, Pfeile P₄, abgezweigt und zusammen mit dem darin geführten Feingut aus dem Fallschacht durch die Abluftstutzen 9, 9' abgeleitet. Das Grobgut wird aufgrund der Zentrifugalkraft der Luftwirbelströmung abgeschieden und fällt durch die offene Schachtsohle, das heißt durch den Schlitz 15 nach unten (Grobgut 18). Schon mit dieser Anordnung allein ist eine gewisse Sichtung möglich. In diesem Falle würde auf weitere Sichtungsstufen unterhalb des Schlitzes 15 verzichtet werden.

[0019] Sollen aber weitere Sichtungsstufen mit verfeinerter Sichtgrenzeneinstellung eingesetzt werden, so wird unterhalb des Fallschachtes 3 sich ein sekundärer Fallschacht 20 angeordnet, in den das aus der Luftwirbelströmung 17 ausgetragene Grobgut zunächst gelangt. In dem sekundären Fallschacht 20 bildet sich eine zweite Luftwirbelströmung 21 aus, aus der ebenfalls unter dem Kräftespiel von Zentrifugal- und Reibungskraft des mitführenden Luftstromes das grobere Gut abgeschieden und das feinere Gut durch den Seitenschacht 22 hinter der Seitenwand 10' nach oben geleitet wird und über die obere Halterung der Seitenwand 10 ausgetragen wird.

[0020] Die Luftwirbelstromung 17 bzw. 21 wird vorzugsweise durch an die Abluftstutzen 9, 9' angeschlossene Exhaustoren (nicht dargestellt) erzeugt, die durch die obere Öffnung 2 eine Luftmenge anziehen, die bei entsprechender Gestaltung des unteren Schachtbereiches in eine Luftwirbelströmung überführt und entsprechend unterhalten wird, wobei anschließend ein Teil der Luft abgezeigt wird und durch die Stutzen 9, 9' mit dem Feingut entweichen kann.

[0021] Die durch die Abluftstutzen 9, 9' angezogene Luft strömt hauptsächlich durch den Fallschacht 3 und die Einlaßöffnung 2 ein. Es ist aber auch möglich, weitere Luft durch die Wandung 5' des Gehäuses 5, in der entsprechende Öffnungen 27, 27' eingelassen sind, einströmen zu lassen. Die Öffnungen 27, 27' können durch Klappen oder auch durch aktive Ventilatoren mit einem verstellbaren Luftstrom beschickt werden.

[0022] Es ist aber auch möglich, die Luftwirbelströmung durch pneumatische Mittel zu erzeugen und aufrecht zu erhalten. Beispielsweise ist es möglich, ein Luftausblasrohr 25 (vgl. Fig. 2) oberhalb der Fallschachtsohle 4 anzuordnen, in das eine Luftmenge eingeblasen wird, in tangentialer Richtung über entsprechend angeordnete Luftaustrittschlitze nach außen tritt und hierdurch die Luftwirbelströmung 17 erzeugt. Eine andere Möglichkeit wäre, daß oberhalb der Schachtsohle eine rotierende Walze 25' angeordnet ist, die mit entsprechenden Blättern oder Flossen versehen ist, um die Luftwirbelströmung zu erzeugen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die vorstehenden Mittel miteinander zu kombinieren und einen sich verstärkenden Effekt damit hervorzubringen.

[0023] Schließlich ist noch auf ein weiteres wesentliches Einzelteil einzugehen, nämlich auf die Trennwand 26, die ebenfalls an dem Deckel 8 über Kopf hängend angebracht ist. Die Trennwand 26 endet frei oberhalb der Achse der Luftwirbelströmung 17 und ist höhen- und schwenkverstellbar angeordnet, wie dies aus Figur 1 hervorgeht. Sie endet ebenfalls in einem Luftleitsteg 27. Von der Trennwand 26 wird ein Teil der in der Luftwirbelströmung befindlichen Luft quasi abgeschält und nach oben geleitet. Durch die Höhen- und Seitenverstellung der Trennwand 26 läßt sich ebenfalls die Sichtgrenze und die Fördermenge einstellen. Durch die Trennwand 26 wird auch die abgezweigte Teilluftmenge (Teil P₄) körperlich von dem eingetragenen Sichtgut getrennt.

[0024] In den Figuren 2 und 3 ist eine mehrstufig arbeitende Sichtvorrichtung für das eingangs genannte Verfahren von der Seite gesehen dargestellt. In die obere öffnung des Fallschachtes 3 wird das (nicht dargestellte) Sichtgut eingeschüttet und gelangt in den durch eine Trennwand 26 und eine Seitenwand 10 gebildeten Schachtbereich bis in den Bereich eines offenen Schlitzes 15, oberhalb dem eine rotierende Walze 25 angeordnet ist, mit der eine Luftwirbelströmung erzeugbar ist. Eine weitere verstellbare Seitenwand 10, die die Seitenwand 10' nach unten überragt, bildet teilweise einen konvergierenden Fallschacht 3.

[0025] Das durch den Schlitz 15 fallende Grobgut wird einer weiteren Sichtstufe mit einer Luftwirbelströmung 21 unterzogen im Bereich des unteren Endes der Seitenwand 10, die wiederum etwa auf halber Höhe einer weiteren beweglichen Seitenwand 28 in Abstand von dieser endet. Eine weitere Kaskade wird durch eine Luftwirbelströmung 21'' gebildet, wobei die Vorderwand 5' des Gehäuses und die bereits erwähnte Seitenwand 28 konvergieren und in einem Abstand zusammenlaufen, der den Schlitz 29 begrenzt. Eine weitere Stufe wird durch eine weitere, unterste Seitenwand 30 und den unteren Teil der Gehäusewand 5' gebildet, über deren Schachtsohlenöffnung 31 sich eine weitere Luftwirbelströmung 21''' ausbildet. Auf vorgenannte Weise erfolgt eine mehrstufige, kaskadenartige Sichtung, die die Feinheit der Sichtung und die Genauigkeit der Korngrenze wesentlich erhöht. Die Luftströmung kann, wie bereits erwähnt, durch Öffnungen 27, 27' in der Gehäusewand 5' unterstützt werden.

[0026] Wie aus der Seitenansicht gemäß Figur 3 ersichtlich ist, sind außen an dem Gehäuse 5' Verstellmechanismen 33, 33' angebracht, mit denen manuell oder durch Servomotoren (nicht dargestellt) eine Verstellung der Seitenwände erfolgen kann, wobei entsprechend den Erfordernissen der Sichtqualität eine Einstellung erfolgt. Die Herstellung der Wirbelströmung kann im vorliegenden Beispiel ebenfalls durch pneumatische oder pneumatisch-mechanische Hilfsmittel erfolgen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Entstauben und/oder Klassieren von körnigen und/oder faserigen Stoffen ("Sichtgut") in einem Luftstrom, bei dem das Sichtgut (1) in eine obere Öffnung (2) eines Fallschachtes (3) eingetragen wird, der eine offene Schachtsohle (14) mit wenigstens einer Schachtsohlenöffnung (15) aufweist, und bei dem oberhalb der offenen Schachtsohle (14) eine walzenförmige, wirbelförmig rotierende Luftströmung (Luftwirbelströmung (17, 21, 21', 21'', 21''') mit horizontaler Rotationsachse erzeugt wird, in deren Tangentialbereich das Sichtgut aufgenommen und dem Kräftespiel von Zentrifugal- und Reibungskraft des mitführenden Luftstromes ausgesetzt wird, wobei sich aufgrund der Zentrifugalkraft der Luftwirbelströmung das Grobgut abscheidet und durch die offene Schachtsohle (14) nach unten ausgetragen wird, und bei dem oberhalb der rotierenden Luftwirbelströmung (17, 21, 21', 21'', 21''') das Feingut aus dem Fallschacht (3) zu einer oberen Öffnung (9) des Fallschachtes mit einem Abluftstrom abgeleitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß

a) durch die obere (Eintrag-)Öffnung (2) des Fallschachtes (3) neben dem Sichtgut (1) Luft angezogen wird, die in die Luftwirbelströmung(en) (17, 21, 21', 21'', 21''') hineingezogen wird,
und dadurch, daß

b) durch eine oberhalb der Achse der Luftwirbelströmung endende und im wesentlichen lotrecht verlaufende Trennwand (26) das eingetragene Sichtgut mit der Zuluft von dem ausgetragenen Feingut und dem Abluftstrom körperlich getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtgrenze in Bezug auf die Trennung von Grob- und Feingut durch Verstellung der Trennwand (26) verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtgrenze in Bezug auf die Trennung von Grob- und Feingut durch Verstellung der Fallschachtabmessungen verändert wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mehrstufig, und zwar durch Hintereinanderschaltung wenigstens eines weiteren Fallschachtes (20) hinter die Schachtsohlenöffnung (14), durchgeführt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und gegebenenfalls weiterer Ansprüche 2 bis 4, mit einem Fallschacht zum Eintrag eines Sichtgutes, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht (3) eine freie obere Öffnung (2) besitzt und mit einer Schachtsohle (14) mit wenigstens einer Öffnung (15) versehen ist, und daß oberhalb der Schachtsohle (14) eine walzenförmige Luftwirbelströmung (17, 21, 21', 21'', 21'''), deren Untertrum sich vom unteren Eintrittsbereich bis zu einer gegenüberliegenden Seitenwand (10') erstreckt, erzeugbar ist, und daß im Fallschacht (3) zwischen dessen Seitenwänden (10, 10') eine im wesentlichen lotrecht verlaufende Trennwand (26) angeordnet ist, die oberhalb der Achse der walzenförmigen Luftwirbelströmung (17) endet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (26) relativ zu den Schachtwänden (10, 10') verstellbar und/oder höhenverstellbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (26) pendelnd im Kopfbereich des Fallschachtes (3) aufgehängt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht (3) von seiner oberen (2) zur unteren Öffnung (Schlitz 15) konvergiert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der tangential zur Luftwirbelströmung verlaufenden Seitenwände (10, 10') des Fallschachtes relativ zur Drehachse der Luftwirbelströmung verstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (15) ein sich über die Längsausdehnung der Fallschachtsohle erstreckender Schlitz (15) ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Fallschachtsohle, insbesondere Schlitzbreite, verstellbar ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich unterhalb der Fallschachtsohle (14) weitere Fallschächte (20) mit einer Wirbelströmung befinden.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelströmung mit Hilfe sich aus den an bzw. im Bereich der Enden der Fallschachtwände und/oder der Trennwände befindlichen Luftleitstege (12, 12') erzeug- und steuerbar ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftwirbelströmung mit Hilfe eines Luftausblasrohres erzeugbar ist, das mit in den Tangentialrichtung weisenden Luftaustrittsschlitzen versehen ist.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftwirbelströmung mit Hilfe von oberhalb der Schachtsohle angeordneten, rotierenden Walzen (25) erzeugbar oder verstärkbar ist.

Zeichnung