Zentrifugalkraftsichter

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraftsichter mit einem - mit Einlässen für Sichtgut und Sichtluft bzw. einem Sichtgut-Sichtluft-Einlaß und Auslässen für Sichtluft-Feingutgemisch und Grobgut versehenen Gehäuse, in dem wenigstens ein im wesentlichen von einem Kranz von Schaufeln gebildeter Rotor gelagert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zentrifugalkraftsichter dieser Art, vorzugsweise einem Sichter mit beidseitiger Feingut-Sichtluft-Absaugung, den Abstand der Lager der Rotorwelle voneinander zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Sichtrotor (2) auf einer zentralen, stillstehenden Achse (13) gelagert ist, die mittels Armen (14), Stützen oder dergleichen Tragelementen in dem Gehäuse bzw. Maschinengestell gehalten ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalkraftsichter mit einem - mit Einlässen für Sichtgut und Sichtluft bzw. einem Sichtgut-Sichtluft-Einlaß und Auslässen für Sichtluft-Feingutgemisch und Grobgut versehenen Gehäuse, in dem wenigstens ein im wesentlichen von einem Kranz von Schaufeln gebildeter Rotor gelagert ist.
Ein solcher Zentrifugalkraftsichter, bei dem an beiden Stirnseiten des Sichtrotors je ein Feingut-Sichtluft-Auslaßraum vorgesehen ist, ist bereits aus DBP 2951819 bekannt. Dank der beiden Feingut-Auslässe hat dieser Sichter eine hohe Durchsatzleistung, bei einem hohen Feingutausbringen und wenig Grobkorn-Fehlkorn im Feingut.
Nachteilig ist jedoch, daß sich bei dieser Bauweise eine relativ lange und damit schwere Welle ergibt. Die beiden Feingut-Sichtluft-Auslaßräume sind nämlich von je einem knieförmig gebogenen Rohrstück gebildet, dessen Durchmesser in etwa dem Rotordurchmesser entspricht. Die Rotorwelle ist beidseits durch diese gewölbten Auslaß-Rohrstücke hindurchgeführt, wobei die Wellendurchführung ausreichend gegenüber der äußeren Atmosphäre abgedichtet sein muß. Beidseits der Wellendurchführung ist jeweils ein Lager für die Welle vorgesehen. Am oberen Ende der Welle sitzt eine Riemenscheibe oder dergleichen.

[0002] Die Rotorwelle sowie der Sichterrotor insgesamt müssen entsprechend dem großen axialen Abstand zwischen den Lagern kompakt und relativ massig ausgebildet sein, um die erforderliche Festigkeit zu erzielen und Schwingungen zu vermeiden.

[0003] Aus DBP 2825400 ist bereits ein Zentrifugalkraftsichter vorbekannt, dessen Rotorschaufeln an beiden Enden an je einem Stirnring befestigt sind und die beiden Stirnringe jeweils an ihrem Außenumfang in einem hydrostatischen, aerostatischen oder elektromagnetischen Lager gelagert sind. Derartige Lager sind ziemlich teuer, insbesondere bei dem großen Durchmesser der Stirnringe.

[0004] Ferner ist aus DBP 3712136 bereits ein Zentrifugalkraftsichter bekannt, dessen Rotor mittels wenigstens eines mit einem Fluid spülbaren Lagers in dem Gehäuse gelagert ist, wobei das Lager gleichzeitig als Dichtung zwischen Rotorwelle und Gehäuse dient. Dabei handelt es sich aber um einen Zentrifugalkraftsichter mit nur einseitiger Sichtluft-Feingut-Absaugung, wobei sich die der Absaugseite gegenüberliegende Stirnscheibe des Rotors unmittelbar neben einer Gehäusewand befindet, in welcher die Rotorwelle gelagert ist.

[0005] Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Zentrifugalkraftsichter der eingangs genannten Art, vorzugsweise einem Sichter mit beidseitiger Feingut-Sichtluft-Absaugung, den Abstand der Lager der Rotorwelle zu vermindern.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Sichtrotor auf einer zentralen, stillstehenden Achse gelagert ist, die mittels Armen, Stützen oder dergleichen Tragelementen in dem Gehäuse gehalten ist.
Statt einer durchgehenden Antriebswelle ist somit gemäß der Erfindung eine starre, stillstehende Achse vorgesehen, auf welcher der Sichtrotor drehbar gelagert ist. Auf dieser den Rotor tragenden Achse können die beiden Lager sehr dicht aneinander herangerückt sein, d.h. es ergibt sich ein geringer Abstand zwischen den beiden Lagern.
Damit sind die auf dem großen Abstand der bisherigen Wellenlagerungen beruhenden Nachteile, insbesondere die Neigung zu Schwingungen, vermieden.

[0007] Zur Lagerung können herkömmliche Wälzlager vorgesehen sein, die gut gegen den umgebenden Raum innerhalb des Sichtrotors abgedichtet sein müssen, damit keine Partikel aus dem Feingut in das Lager eindringen und umgekehrt nicht etwa Schmiermittel aus dem Lager in das Feingut eindringt.
Besonders vorteilhaft ist der Sichtrotor aber mittels elektromagnetischer Lager auf der Achse gelagert. Im Gegensatz zu der elektromagnetischen Lagerung der Stirnringe eines Rotors demäß DBP 28 25 400 weist die elektromagnetische Lagerung auf der Achse einen nur geringen Durchmesser auf, sie ist also bedeutend billiger. Durch Kanäle in der feststehenden Achse hindurch kann dem elektromagnetischen Lager - wie auch einem anderen Lager - Spülluft zugeführt werden. Bekanntlich sind elektromagnetische Lager schmiermittelfrei.
Es können aber auch andere schmiermittelfreie Lager vorgesehen sein, allgemein kann der Rotor mittels wenigstens eines mit einem Fluid spülbaren Lagers auf der Achse gelagert sein.

[0008] Der Antrieb des erfindungsgemäß auf einer stillstehenden zentralen Achse gelagerten Rotors kann auf verschiedene Art und Weise erfolgen.

[0009] Ein vorteilhafter Antrieb wird dadurch erreicht, daß der Rotor an seinem Außenumfang wenigstens einen Ring von Turbinenschaufeln aufweist, die von wenigstens einer Turbinendüse in Umfangsrichtung beaufschlagt werden. Die aus der Turbine austretende, entspannte und damit gekühlte Luft kann anschließend Kühlzwecken zugeführt werden.

[0010] Eine weitere Art des Antriebs ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb ein elektrischer Außenläufer-Motor vorgesehen ist, dessen Stator auf der Achse festsitzt, und dessen Läufer mittels radialer Arme, Speichen oder dergleichen mit den die Rotorschaufeln tragenden Ringen verbunden ist.

[0011] Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachfolgend Ausführungsbeipsiele anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1

zeigt schematisch, im Längsschnitt, ein erstes Ausführungsbeispiel.

Fig. 2

zeigt - ebenfalls schematisch im Längsschnitt - das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, mit einem am Außenumfang des Sichtrotors vorgesehenen Druckluft-Turbinen-Antrieb.

Fig. 3

zeigt, ebenfalls schematisch im Längsschnitt, ein Ausführungsbeispiel mit einem elektrischen Außenläufer-Motorantrieb.

Fig. 4

zeigt ebenfalls ein Ausführungsbeispiel mit elektrischem Außenläufer-Antrieb, wobei eine zentrale, radiale Tragscheibe bzw. ein Tragarmkranz vorgesehen ist, von der aus sich eine tragende Achse je zur Hälfte nach oben und nach unten erstreckt, auf der jeweils ein Sichtrotor angeordnet ist.

Fig. 5/6

sind die Querschnitte nach den Schnittlinien V-V bzw. VI-VI in Fig. 3.

Fig. 7

ist der Querschnitt nach Schnittlinie VII-VII in Fig. 4.

[0012] Der Sichter weist ein vertikal angeordnetes, im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 auf, in welchem ein Sichtrotor 2 drehbar ist. Das Sichtergehäuse hat einen tangentialen, sich über seine gesamte Höhe erstreckenden Sichtluft-Einlaß 3. Mit radialem Abstand von dem Gehäusemantel 4 ist ein Leitschaufelkranz 5 vorgesehen. Wiederum mit radialem Abstand von dem Leitschaufelkranz ist der Lamellenkranz oder Schaufelkranz 6 des Sichtrotors vorgesehen. In den sich zwischen dem Leitschaufelkranz 5 und dem Rotorschaufelkranz 6 erstreckenden, zylinderringförmigen Sichtraum 7 wird von oben das zu trennende Korngemenge eingegeben. Und zwar ist oberhalb des Sichtraumes ein Ringkanal 8 zum Einblasen des Korngemenges vorgesehen, in den ein Anschlußstutzen 9 einmündet.

[0013] An beiden Stirnseiten des Sichtrotors 2 sind je ein Feingut-Sichtluft-Auslaßraum 10, 11 und am unteren Ende des Sichtergehauses ein trichterförmiger Grobgutauslaß 12 vorgesehen.

[0014] Gemäß der Erfindung ist der Sichtrotor auf einer feststehenden, sich längs der Längsmittellinie des Sichters bzw. Sichtrotors erstreckenden Achse 13 gelagert, die gegenüber dem Sichtergehäuse bzw. Maschinengestell abgestützt ist.
Gemäß Fig. 1 bis 3 ist die Achse 13 oberhalb und unterhalb des Sichtrotors 2 mittels radialer Arme 14 gegenüber dem Gehäuse abgestützt. Die radialen Arme 14 erstrecken sich von der Achse 13 bzw. einer auf der Achse fest sitzenden Habe 15 gegenüber dem Radius geneigt zu den Wandungen der Feingut-Sichtgutauslaßräume 10, 11. Es können drei um jeweils 120° versetzte derartige Stützarme 14 vorgesehen sein, die strömungsgünstig gestaltet sind.
Ein oberer und ein unterer Stirnring 16, 17 des Sichtrotors sind gegenüber den Auslaßräumen derart abgedichtet, daß insbesondere keine groben Partikel aus dem Sichtraum, außerhalb des Sichtrotors, in die Auslaßräume gelangen können. Die Dichtung ist mit Spülluftanschlüssen 18 versehen.

[0015] Die Stirnringe 16,17 sind mittels zum Radius geneigter Arme 21 mit einer Hülse 22 verbunden.
Zwischen dem oberen und dem unteren Stirnring ist ein Tragring oder Abstandring 20 vorgesehen, der mittels radialer Arme 21a mit der Hülse 22 verbunden sind. Die Hülse 22 ist mittels eines oberen und eines unteren Lagers 23, 24 auf der Achse 13 drehbar, aber nicht längsverschieblich gelagert. Durch axiale und radiale Bohrungen 25 in der Achse wird den Lagern 23, 24 Spülluft zugeführt, so daß die Lager gegen Eintreten von Partikeln geschützt sind. Die Lager 23, 24 können als elektromagnetische, aerostatische oder hydrostatische Lager ausgebildet sein. Ein Regler 26 dient zur Regelung und Spannungszuführung für elektromagnetische Lager 23, 24.

[0016] Gemäß Fig. 2 ist bei einem Sichter nach Fig. 1 der Sichtrotor 2 durch eine Druckluftturbine 28 angetrieben, die auf dem Außenumfang des Rotors ausgebildet ist. Und zwar ist auf dem oberen Stirnring 16 ein Satz von Turbinenschaufeln 30 vorgesehen, die von einem Turbinengehäuse 31 umgeben sind, welches wenigstens eine auf die Turbinenschaufeln gerichtete Druckluftdüse 32 aufweist.

[0017] Mit einem solchen Turbinenantrieb ist gleichzeitig eine optimale Abdichtung erreicht. Ein analoger Turbinenantrieb kann auch am unteren Ende des Sichtrotors vorgesehen sein. Die durch einen Austrittsstutzen 33 aus der Turbine austretende Druckluft kann z. B. noch zur Kühlung verwendet werden.

[0018] Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht ebenfalls der Beschreibung anhand Fig. 1, gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Gem. Fig. 3 ist jedoch ein elektromagnetischer Antrieb vorgesehen. Ein solcher elektromagnetischer Antrieb kann ganz allgemein innerhalb der in Fig. 1 gezeigten Hülse 22 untergebracht und vorzugsweise als Außenläufermotor ausgebildet sein.

[0019] Gemäß Fig. 3 sind auf der Achse 13 die Statorwindungen 34 angeordnet, welche die Magnetpole bzw. das Magnetfeld des Antriebsmotors bilden. Entsprechende Läuferpole 35 sind an der Innenwandung eines Gehäuses 36 - entsprechend der Hülse 22 in Fig. 2 - montiert. Von dem Gehäuse 36 erstrecken sich radiale Arme 21,21a zu den Stirnringen 16,17 bzw. zu den Abstandringen 20, analog wie bei Fig. 1 und 2. An die zylindrische Umfangswandung dieses Motorgehäuses schließen sich eine obere und eine untere Stirnwand 42, 43 an. Im Bereich der Stirnwände sind jeweils ein Lager 37,38 und ein Dichtring 44 für den Sichterrotor 2 bzw. dessen Außenläufer-Antriebsmotor eingesetzt. Eines der beiden Lager ist als axiales Traglager vorgesehen. Die Lager können als elektromagnetische oder aerostatische oder auch hydrostatische Lager ausgebildet sein.

[0020] Der Abstand der Lager 37, 38 voneinander ist kleiner als die Länge des Sichtrotors 2 - im Gegensatz zu den vorbekannten Sichtern mit einer außerhalb des Sichtergehäuses gelagerten Antriebswelle. Wegen des geringen Lagerabstandes kann der Durchmesser der Achse entsprechend klein sein.

[0021] Bei den Sichtern nach Fig. 2 und 3 könnten die die Achse tragenden radialen Arme 14 im Bereich der Auslässe noch als hinderlich für die Strömung angesehen werden. Bei dem Sichter nach Fig. 4 dagegen sind die axial-äußeren Bereiche des Sichtrotors und insbesondere die sich an diese anschließenden Auslaßräume vollständig frei von irgendwelchen Maschinenteilen oder Einbauten, welche die Strömung bzw. freie Ableitung des Feingut-Sichtluftgemisches stören könnten.

[0022] Dies wird dadurch erreicht, daß eine Achse 13a, 13b etwa auf der Mitte ihrer Länge an einer sich radial durch die Mitte des Sichtrotors bzw. des Sichters erstreckenden Tragscheibe 40 befestigt ist.
Durch diese Tragscheibe 40 wird der Sichter in zwei Hälften unterteilt. Man erhält somit zwei Sichter, die axial nebeneinander bzw. übereinander angeordnet sind, wobei dem einen Sichterrotor 2a der obere Feingutsichtluftauslaß 10 und dem anderen Sichterrotor 2b der untere Feingutsichtluftauslaß 11 zugeordnet sind. Diese Ausbildung des die Achse tragenden Organes als radiale Scheibe 40 ist ohne weiteres praktikabel, wenn das Sichtgut zusammen mit der Sichtluft tangential von außen eingegeben wird. Ebenso ist eine solche mittlere radiale Tragscheibe möglich, wenn der Sichter mit horizontaler Welle, also liegend, angeordnet ist und das Sichtgut tagential von oben eingegeben wird.
Wenn aber gemäß Fig. 4 der Sichter weiterhin stehend, mit vertikaler Achse und mit einem Einlaß des Sichtgutes durch einen oberen Ringkanal 8 ausgebildet sein soll, so ist die Tragscheibe mit einem Kranz von radialen Tragarmen 41 vorgesehen.

[0023] Der Antrieb des Sichtrotors bzw. der beiden Sichtrotorhälften 2a, 2b ist wiederum als elektrischer Außenläuferantrieb ausgebildet. Auf der unteren und der oberen Achse 13a, 13b sitzt jeweils ein Stator 34a, 34b des Außenläufermotors; die Läuferpole 35a, 35b sind an der Innenseite je eines Gehäuses 36a, 36b befestigt, von dem sich die radialen Arme 21 zu den Tragringen 20 für die Rotorschaufeln erstrecken.

[0024] In den beiden Stirn-Hauben 42a, 43a des Motorgehäuses sind die Lager 37,38 für den oberen bzw. unteren Sichtrotor 2a, 2b bzw. dessen Außenläuferantrieb ausgebildet. Die Lager sind also vollständig innerhalb der Gehäuse eingekapselt. Im Bereich der Tragscheibe 40 sind die Sichtrotoren 2a, 2b mittels Lager 39 auf der Achse 13a, 13b gelagert.

[0025] Zwischen der Tragscheibe 40 und jeweils einem der Tragscheibe zugeordneten Gehäusering ist je eine Dichtung 44 vorgesehen, der über einen Kanal bzw. eine Leitung Spülluft zugeführt wird.

[0026] Die obere oder die untere Hälfte dieses Sichters kann auch für sich als Sichter mit einseitigem Feingut-Sichtluft-Auslaß ausgebildet sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0027] 

1

Gehäuse

2

Sichtrotor

2a

Sichtrotor

2b

Sichtrotor

3

Sichtguteinlaß

4

Gehäusemantel

5

Leitschaufelkranz

6

Schaufelkranz

7

Sichtraum

8

Ringkanal

9

Anschlußstutzen

10

Feingut-Sichtluftauslaß

11

Feingut-Sichtluftauslaß

12

Grobauslaß

13

Achse

13a

Achse

13b

Achse

14

Tragarme

15

Nabe

16

Stirnring

17

Stirnring

18

Spülluftanschluß

19

20

Trag-Abstandsring

21

Arm

22

Hülse

23

Lager

24

Lager

25

Bohrung

26

Regler

27

28

Druckluftturbine

29

30

Turbinenschaufel

31

Turbinengehäuse

32

Düse

33

Austrittsstutzen

34

Stator

34a

Stator

34b

Stator

35

Läufer

35a

Läufer

35b

Läufer

36

Gehäuse

36a

Gehäuse

36b

Gehäuse

37

Lager

38

Lager

39

Lager

40

Tragscheibe

41

Tragarm

42

Stirnhaube

43

Stirnhaube

44

Dichtung

Ansprüche

1. Zentrifugalkraftsichter mit einem - mit Einlässen für Sichtgut und Sichtluft bzw. einem Sichtgut-Sichtluft-Einlaß und Auslässen für Sichtluft-Feingutgemisch und Grobgut versehenen Gehäuse, in dem wenigstens ein im wesentlichen von einem Kranz von Schaufeln bzw. Lamellen gebildeter Sichtrotor gelagert ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtrotor (2) auf einer zentralen, stillstehenden Achse (13) gelagert ist, die mittels Armen (14), Stützen oder dergleichen Tragelementen in dem Gehäuse bzw. Maschinengestell gehalten ist.

2. Zentrifugalkraftsichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtrotor (2) mittels einer elektromagnetischen Lagerung (23, 24) auf der Achse gelagert ist.

3. Zentrifugalkraftsichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtrotor (2) mittels wenigstens eines mit einem Fluid spülbaren Lagers auf der Achse gelagert ist.

4. Zentrifugalkraftsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Sichtrotor (2) an seinem Außenumfang wenigstens einen Ring von Turbinenschaufeln (30) aufweist, die von wenigstens einer Turbinendüse (32) in Umfangsrichtung beaufschlagt werden.

5. Zentrifugalkraftsichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Antrieb ein Außenläufer-Motor vorgesehen ist, dessen Stator (34) auf der Achse (13) festsitzt, und dessen Läufer (35) mittels radialer Arme (21) , Speichen oder dergleichen mit die Rotorschaufeln (6) tragenden Ringen (20) verbunden ist.

6. Zentrifugalkraftsichter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine mittlere, radiale Tragscheibe (4o) bzw. ein radialer Tragarmkranz (41) vorgesehen ist, von welchem/welcher aus sich die Achse (13a, 13b) nach beiden Richtungen je zur Hälfte erstreckt, wobei auf jeder der beiden Achsenhälften je ein Sichterrotor (2a, 2b) bzw. eine Sichterrotorhälfte gelagert ist.

7. Zentrifugalkraftsichter nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Achse (13; 13a, 13b) tragenden Arme (14) gegenüber dem Radius aufeinanderzu geneigt sind.

8. Zentrifugalkraftsichter nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die die Stirnringe (16,17) des Sichtrotors (2; 2a, 2b) tragenden Arme (21) gegenüber dem Radius aufeinanderzu geneigt sind.

Zeichnung