DE3024853A1

DE3024853A1 - Windsichtvorrichtung

Info

Publication number: DE3024853A1
Application number: DE19803024853
Authority: DE
Inventors: Isao Hashimoto; Nobuo Tokioka
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 1979-07-02
Filing date: 1980-07-01
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2460725A1; DE8017600U1; FR2460725B1

Description

PATENTANWALT DIFL-ING DR. MANFRED RAU

D-8500 NÜRNBERG 91 POSTFACH 91 0480 LANGE ZEILE 30 TELEFON O9II/37I 47 TELEX Oi/23

Nürnberg, 3o.06.1980

Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Nr. 14, Higashikawasaki-cho 2-chome, Ikuta-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, Japan

Windsichtvorrichtung

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Windsichtvorrichtung zum Trennen von feinem pulverisierten Material von grobem pulverisierten Material unter Verwendung eines Luftstroms .

Bei einer bekannten Windsichtvorrichtung wird pulverisiertes Material weitgehend durch sein Anprallen an Trennflügel eines Rotors zerstreut und gegen die Wand einer Trennkammer prallen gelassen und die Erzeugung zentrifugaler Kräfte durch den Strom der Luft in Wirbelform kann kaum erwartet werden. Daher ist diese Art von Vorrichtungen nicht in der Lage, die Trennschärfe, mit der die Trennung bewirkt wird, zu erhöhen, da ein großer Unterschied zwischen einer zur Wand der Trennkammer gerichteten Kraft, die auf das pulverisierte Material wirkt und einer zur Mitte der Trennkammer gerichteten Kraft, die ebenfalls auf das pulverisierte Material wirkt, besteht. In dieser Beschreibung ist die Schärfe, mit der die Trennung bewirkt wird, der Grad, bis zu dem die Menge der groben Teilchen, die in den feinen Teilchen enthalten sind, vermindert wird, wenn Abweichungen im Durchmesser der zu trennenden Teilchen bestehen. Die Erhöhung der Trennschärfe, mit der die Trennung bewirkt wird, erfordert eine Volumenvergrößerung der Trennkammer, um eine wechselseitige Beeinflussung der Partikel, wie durch einen Zusammenstoß, zu verhindern. Das bedeutet, daß die Menge des pulverisierten Materials,

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das durch diese Art von Vorrichtung verarbeitet wird, pro Querschnittsflächeneinheit der Trennkammer vermindert wird. Die Vermehrung der Menge des pulverisierten Materials, das durch die Vorrichtung verarbeitet wird, erfordert eine Erhöhung der Größe der Windsichtvorrichtung, mit der Folge, daß der spezifische Bedarf an Energie zum Antreiben der Trennflügel des Rotors (Energie/Menge de^ pulverisierten Materials, das pro Flächeneinheit verarbeitet wird) erhöht wird. Bei

einer anderen bekannten Art von Windsicht -vorrichtung

wird pulverisiertes Material weitgehend durch die Verwendung von Zentrifugalkräften, die durch eine in der Trennkammer erzeugte Wirbelströmung erzeugt werden, getrennt. Diese Art von Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Trennung feiner Teilchen von groben Teilchen durch Zusammenprall des pulverisierten Materials mit den Trennflügeln nicht erwartet werden kann, wie es bei der zuerst erwähnten Art der bekannten Vorrichtung der Fall ist. Darüber hinaus haben die Trennflügel eine große Ausdehnung radial zur Trennkammer, so daß eine Kraft, die darauf gerichtet ist, das pulverisierte Material zu streuen und die durch die Trennflügel ausgeübt wird, radial zur Trennkammer ungleichmäßig werden kann. Dies verursacht einen Unterschied zwischen der Streukraft, die auf die Wand der Trennkammer gerichtet ist und einer Kraft, die zu deren Mitte gerichtet ist. Anders ausgedrückt, es wird ein Unterschied zwischen den Kräften erzeugt, die auf das pulverisierte Material ausgeübt werden, gesehen radial zur Trennkammer.

Die Erfindung schafft daher eine Windsicht___-.vorrichtung, bei der die Trennung von feinen Teilchen von groben Teil-

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chen bewirkt wird, indem man einen Luftstrom, der pulverisiertes Material enthält, das in der Trennkammer behandelt werden soll, in Wirbelform fließen läßt, um dem pulverisierten Material Zentrifugalkräfte zu erteilen und dann indem man das pulverisierte Material gegen die Trennflügel des Rotors, der in Drehung angetrieben wird, prallen läßt, so daß die groben Teilchen zur Wand der Trennkammer gestreut werden, während die feinen Teilchen durch eine AuslaßÖffnung, die im oberen mittleren Bereich der Trennkammer gebildet ist, zusammen mit einem Luftstrom, der dort hindurch vom Gerät nach außen ventiliert wird, hinausbefördert werden.

Die Erfindung schafft ferner eine Windsichtvorrichtung, die unter Umgehung der vorgenannten Nachteile des Standes der Technik in der Lage ist, die Trennschärfe, mit der die Windsichtung bewirkt wird, zu erhöhen, und die eine große Menge pulverisierten Materials pro Querschnittflä- cheneinheit der Trennkammer verarbeitet.

Die Erfindung schafft weiter eine Windsichtvorrichtung, die die Luft in der Trennkammer heftig in Wirbelform strömen lassen kann, um die Trennschärfe, mit der die Windsichtung bewirkt wird, zu erhöhen und gleichzeitig die Menge des pulverisierten Materials erhöht, das pro Flächenelnhiet der Trennkammer verarbeitet wird.

Die Erfindung schafft also einen Windsichter, in dem ein Luftstrom, der in eine Trennkammer durch einen Einlaß an ihrem unteren Ende eingeführt wird und der in der Trennkammer zu verarbeitendes pulverisiertes Material enthält, in Wirbelform strömen gelassen wird, um das pulverisierte

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Material Zentrifugalkräften auszusetzen. Die Vorrichtung weist einen mit Flügeln versehenen Rotor, gegen den das pulverisierte Material prallen gelassen wird, während er sich dreht, auf, um grobe Teilchen gegen die innere Wandoberfläche der Trennkammer zu streuen und sie von anderen Teilchen kleineren Durchmessers im Luftstrom zu trennen. Der Luftstrom wird dann aus der Trennkammer durch eine Auslaßöffnung in der Mitte eines oberen Bereichs der Trennkammer hinausgeleitet, so daß feine Teilchen durch einen zentripetalen Luftstrom getragen werden und von der Vorrichtung, nachdem die Trennung der groben Teilchen von den feinen Teilchen bewirkt worden ist, abgelassen wurden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt einer bevorzugten Ausführungsform der Windsicht vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Winds icht rr vorrichtung;

Fig. 3 einen Schnitt, der einen Teil des mit Flügeln versehenen Rotors der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2 zeigt;

Fig. 4 eine Ansicht von rechts des in Fig. 3 gezeigten _ Teils des mit Flügeln versehenen Rotors;

Fig. 5 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab eines Teiles der Trennkammer der Vorrichtung aus Fig. 1 und 2;

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Fig. 6 einen Schnitt einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt eines Teiles der Trennkammer der Ausführungsform in Fig. 6; und

Fig. 9 einen Schnitt noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform, und Fig. 2 ist eine Draufsicht davon. Die Windsichtvorrichtung weist ein Gehäuse 2, das eine Trennkammer 1 begrenzt, einen mit Flügeln versehenen Rotor 3, der um eine vertikale Achse in der Trennkammer drehbar gelagert ist, ein Ablenkelement 4 in Form eines kopfstehenden Konus, das koaxial am unteren Bereich des mit Flügeln versehenen Rotors befestigt ist, eine Antriebseinrichtung 5, um die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors anzutreiben, eine Auslaßöffnung 6, die in einer Deckplatte 2a des Gehäuses im wesentlichen koaxial dazu ausgebildet ist, einen Einlaßkanal 7 für einen Luftstrom, der im unteren Bereich der Trennkammer 1 im wesentlichen koaxial zu ihr angeordnet ist, einen Schacht 8 zum Ablassen grober Teilchen, der mit dem unteren Bereich des Gehäuses 2 in einer Weise verbunden ist, daß er sich im Abstand außen vom äußeren Rand des Einlaßkanals 7 für den Luftstrom befindet, eine Mehrzahl von LuftStromverbindungskanälen 9a-d, die an einem Ende mit der Auslaßöffnung 6 verbunden sind und sich tangential von ihr nach außen in der Drehrichtung des mit Flügeln versehenen Rotors erstrecken, und eine Mehrzahl

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von Zyklonen 10, von denen jeder mit dem äußeren Ende eines der LuftStromverbindungskanäle 9a-d verbunden ist, auf.

Ein Luftstrom, der zu verarbeitendes pulverisiertes Material enthält, wird,wie durch einen Pfeil 11 angedeutet, durch den Einlaßkanal für den Luftstrom 7 eingeführt und strömt in der Trennkammer 1 nach oben, in der der Luftstrom, wie durch Pfeile 12 angedeutet, durch den mit Flügeln versehenen Rotor geführt wird, um über die Luftstromverbindungskanäle 9a-9d zu den Zyklonen 10 befördert zu werden. In der Trennkammer werden Zentrifugalkräfte, eine Streukraft und eine zur Mitte der Trennkammer 1 gerichtete Kraft auf das pulverisierte Material ausgeübt, wie nachfolgend zu beschreiben sein wird, so daß grobe -Teilchen von den feinen Teilchen durch die Größenunterschiede in diesen Kräften getrennt werden. Die abgetrennten groben Teilchen strömen entlang der Wand des Gehäuses 2 nach unten und werden aus der Vorrichtung über den Kanal 8 entleert. Die feinen Teilchen, die von den groben Teilchen getrennt sind, werden in den Zyklonen 10 gesammelt. Saubere Luft aus den Zyklonen 10 wird durch ein Ansauggebläse 14 durch Auslaßkanäle 13 abgezogen und aus den Zyklonen 10 entfernt.

Die Trennkammer 1 weist einen zylindrischen Bereich 16 und einen kopfstehend konischen Bereich 17, die konzentrisch miteinander verbunden sind, auf. Die Auslaßöffnung 6 hat einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Bereich 16 und ist im wesentlichen zu ihm konzentrisch. Ein Austrittskanal 15, der an seinem oberen Ende durch eine Abschlußplatte 15a geschlossen ist, ist im we-

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sentlichen konzentrisch zu der Auslaßöffnung 6 angeordnet. Die Antriebseinrichtung 5 weist einen Motor 18, der an der Abschlußplatte 15a befestigt ist, ein Zwischenvorgelege 19, das mit der Abtriebswelle des Motors 18 verbunden ist, und eine Antriebswelle 20, die mit der Abtriebswelle des Zwischenvorgeleges 19 verbunden ist und sich nach unter erstreckt, auf. Die Antriebswelle 20 erstreckt sich durch die Abschlußplatte 15 in den mittleren Bereich der Trennkammer 1.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die einen Teil des geflügelten Rotors 3 zeigt und Fig. 4 ist eine Ansicht von rechts des in Fig. 3 gezeigten Teils des mit Flügeln versehenen Rotors. Der mit Flügeln versehene Rotor/weist eine Montageplatte 21, die waagrecht angeordnet und am unteren Endbereich der Antriebswelle 20 im rechten Winkel zu ihr in dem zylindrischen Bereich 16 befestigt ist, eine Mehrzahl von Tragteilen 22, die am äuße'ren Randbereich der Montageplatte 21 angebracht sind und in Bezug auf den Umfang voneinander im Abstand angeordnet sind, und eine Mehrzahl von Flügeln 23, von denen jeder von einem der Tragteile 22 mit einer senkrechten Erstreckung, die größer ist als die Quererstreckung, getragen wird, auf. In der Montageplatte 21 sind mehrere Gewindeöffnungen 24 ausgebildet (vier Öffnungen sind gezeigt), die radial voneinander beabstandet sind, um Schrauben 25 zur Befestigung der Tragteile 22 an die Montageplatte 21 aufzunehmen. In jedem Flügel 23 ist eine Mehrzahl von Gewinde-Öffnungen 26 ausgebildet (sechs Öffnungen sind gezeigt), die sich voneinander sowohl senkrecht wie quer im Abstand befinden und die durch Gewindeverbindungen in sich Schrauben 27 zum Befestigen jeden Flügels 23 an eines der Trag-

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teile 22 aufnehmen. Durch geeignete Wahl der Lagen der Gewindeöffnungen 24 ist es möglich, die Befestigungsstellungen der Flügel 23 radial zur Montageplatte 21 einzustellen. Durch geeignete Wahl der Lagen der Gewindeöffnungen 26 ist es möglich, die Höhe der Flügel in Bezug auf die Montageplatte 21 einzustellen.

Wie oben beschrieben, erstrecken sich die Luftstrom-Verbindungskanäle 9a-9d tangential zur Umfangswand des Austrittskanals 15, wobei die Kanäle 9a-9d in Abständen von 90° in ErStreckungsrichtung zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann die Kraft, die die Luft in Wirbelform strömen läßt, gleichmäßig in Bezug auf den Band des Austrittskanals 15 verteilt werden, und die Erzeugung einer Wirbelströmung wird erleichtert.

Fig. 5 ist eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, eines Teiles der Trennkammer 1. Ein Luftstrom, der pul- verisiertes zu behandelndes Material enthält, strömt nach oben durch den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom in die Trennkammer 1 , in der der Durchflußquerschnitt der Luft vermehrt und die Aufwärtsströmgeschwindigkeit vermindert wird, während sie nach und nach nach oben durch den kopfstehend konischen Bereich 17 und den zylindrischen Bereich 16 der Trennkammer 1 strömt. Auf diese Weise fallen grobe Teilchen relativ großer Ausdehnung, die im Luftstrom enthalten sind, durch ihr eigenes Gewicht in den Schacht 8. Darüber hinaus prallt der nach oben strömende Luftstrom im zylindrischen Bereich 16 gegen das Ablenkelement 4 und die Montageplatte 21 und seine Strömungsrichtung wird dahin geändert, daß er radial auswärts der Montageplatte 21 fließt. Dies bewirkt, daß grobe Teilchen

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mittlerer Größe, die in dem Luftstrom enthalten sind, durch Trägheitskraft gegen das Ablenkelement 4 und die Montageplatte _: prallen, so daß solche Teilchen plötzlich durch das Hindernis zum Stillstand kommen und durch die Schwerkraft hinunterfallen. Auf diese Weise fallen die groben Teilchen relativ großer Ausdehnung an der inneren Wandfläche des Gehäuses 2 entlang und werden durch den Schacht 8 aus der Trennkammer 1 abgelassen.

Der Luftstrom, dessen Strömungsrichtung im zylindrischen Bereich 16 geändert wurde und der radial zur Montageplatte oder Trennkammer 1 nach außen fließt, ändert seine Strömungsrichtung erneut im oberen Bereich der Trennkammer 1 und fließt durch die Flügel 23 radial einwärts der Montageplatte 21. Zu diesem Zeitpunkt prallen grobe Teilchen relativ kleiner Ausdehnung durch Trägheitskraft infolge dieses plötzlichen Wechsels in der Strömungsrichtung gegen die Wand der Trennkammer 1, so daß sie entlang der inneren Wandfläche des Gehäuses 2 in den Kanal 8 fallen . Der Luftstrom strömt in wirbelnder Strömung durch die Auslaßöffnung 6 in den Austrittskanal 15, aus der sie tangential nach außen in die Luftstrom-Verbindungskanäle 9a-9d geführt wird. Dies verursacht, daß die Luft in der Trennkammer 1 in Wirbelform fließt, und zur gleichen Zeit verursacht die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors 3 ebenfalls, daß die Luft in Wirbelform strömt, so daß die auf diese Weise erzeugten Wirbelströme sich zu einem heftigen Wirbelluftstrom in der Trennkammer 1 verbinden. Das hat zur Folge, daß Zentrifugalkräfte F^, die durch einen solchen Wirbelstrom erzeugt werden und eine Streukraft F₂, die durch den Zusammenprall der Luft mit den Flügeln 23 erzeugt wird, auf die groben Teilchen im Luftstrom ausgeübt

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werden, so daß sie zur inneren Wandoberfläche des Gehäuses 2 gezwungen werden und in den Schacht 8 fallen. Hingegen ist die Summe der Zentrifugalkräfte F. und der Streukraft F-, die auf feine Teilchen einwirken,klein, da diese letzteren eine kleine Masse haben, so daß diese Teilchen durch einen gegen die Mitte .der Trennkammer gerichteten Luftstrom fortgetragen werden, durch den Austrittskanal 15 in die LuftStromverbindungskanäle 9a-9d strömen, zu den Zyklonen 10 gefördert und darin gesammelt werden.

Wenn es erwünscht ist, die Kräfte, die auf das zu verarbeitende pulverisierte Material wirken, zu ändern, muß

21 man nur die Flügel 23 radial zur Montageplatte/bewegen und ihre Stellungen mit Hilfe der Schrauben 25 einstellen. Durch besagte Änderung der radialen Stellung der Flügel 23 wird der Abstand zwischen den Flügeln 23 und der Antriebswelle 20 verändert und folglich werden die Kräfte F₁ und F„ verändert. Mit dieser Änderung tritt eine weitere Änderung in einer Kraft F₃, die zur Mitte der Trennkammer 1 gerichtet ist,ein, wodurch die Trennschärfe, mit der die Trennung der groben Teilchen von den feinen Teilchen bewirkt wird, eingestellt werden kann. Es ist auch möglich, durch geeignete Wahl der Lage der Gewindeöffnungen 26, um die Höhe der Flügel 23 einzustellen, den Abstand a zwischen den Flügeln 23 und einem unteren Ende 15b des Austrittskanals 15 zu verändern. Dies erhöht oder vermindert die Menge des pulverisierten Materials, das direkt zum Austrittskanal 15 strömt, ohne durch die Flügel 23 zu strömen, wodurch die Bearbeitung des pulverisierten Materials nach Wunsch bewerkstelligt werden kann.

Wie oben beschrieben, wird gemäß der Erfindung ein Luft-

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strom, der zu bearbeitendes pulverisiertes Material enthält, von unten in eine Trennkammer eingeführt und zwangsweise durch die Auslaßöffnung, die im oberen Bereich der Trennkammer angeordnet ist, tangential nach außen dazu ausgestoßen. Dies bewirkt, daß eine Wirbelströmung in der Trennkammer gebildet wird, und diese Wirbelströmung wird mit einer Wirbelströmung, die durch Rotation des mit Flügeln versehenen Rotors erzeugt wird, in eine heftige Wirbelströmung vereint. Vereint mit dem Zusammenprall des pulverisierten Materials mit dem mit Flügeln versehenen Rotor übt die heftige Wirbelströmung auf das pulverisierte Material eine Kraft aus, die bisher mit ähnlichen herkömmlichen Vorrichtungen nicht zu erreichen war. Es ist daher möglich, den Unterschied zwischen dieser Kraft und der Kraft des Luftstroms, der zur Mitte der Trennkammer gerichtet ist, zu erhöhen und dadurch die Trennschärfe mit der die Bearbeitung des pulverisierten Material bewirkt wird, zu erhöhen. Die Flügel erstrecken sich senkrecht, so daß, wenn der Luftstrom, der das pulverisierte Material enthält, gegen die Flügel prallt, die durch die Flügel erzeugten und auf das pulverisierte Material ausgeübten Kräfte im wesentlichen gleichförmig radial zur Trennkammer sind, wodurch sie dazu beitragen, die Trennschärfe, mit der die Behandlung des pulverisierten Materials bewirkt wird, zu erhöhen. Dies ermöglicht es, pulverisiertes Material eines hohen Konzentrationsgrades in der Trennkammer zu bearbeiten, was es möglich macht, eine insgesamt kompakte Größe bei der Windsichtvorrichtung zu erhalten und die Fläche, auf der die Vorrichtung installiert wird, zu vermindern. Eine Verminderung der Größe der Windsicht vorrichtung ermöglicht es,

den spezifischen Energiebedarf zu vermindern. Die Strömungsrichtung des Luftstroms, der in die Trennkammer 1

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durch den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom, der unterhalb des mit Flügeln versehenen Rotors 3 angeordnet ist, eingeführt wird und darin nach oben strömt, wird auch durch das Ablenkelement 4 geändert und geht radial zur Trenn kammer nach außen und danach strömt der Luftstrom durch den mit Flügeln versehenen Rotor 3 und ändert seine Richtung erneut, um in die Trennkammer in Einwärtsrichtung zu strömen, wie vorher beschrieben. Ferner hat der Einlaßkanal 7 für den Luftstrom einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des zylindrischen Bereichs 16 der Kammer 1, der den mit Flügeln versehenen Rotor 3 umgibt. Auf diese Weise wird die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms vermindert während er höher steigt, um dadurch zu ermöglichen, die groben von den feinen Teilchen zu trennen.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform in einer Schnittansicht, und diese Ausfuhrungsform in Aufsicht ist ähnlich zur ersten Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt wurde. Die Windsichtvorrichtung weist, wep. die erste Ausführungsform, ein eine Trennkammer 1 begrenzendes Gehäuse 2 , einen mit Flügeln versehenen Rotor/ der in der Trennkammer 1 um eine senkrechte Achse drehbar gehaltert ist, eine Antriebseinrichtung 5, um die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors 3 anzutreiben, einen Einlaßkanal 7 für einen Luftstrom, der im unterne Bereich der Trennkammer 1 im wesentlichen koaxial mit ihr angeordnet ist, eine Verwirbelungseinrichtung 4¹, die am oberen Ende des Einlaß kanals 7 für den Luftstrom in der Trennkammer 1 getragen wird, einen Schacht 8, um grobe Partikelchen abzulassen, der mit dem unteren Bereich des Gehäuses 2 in einer Weise verbunden ist, daß er im Abstand außen vom äußeren Rand des Einlaßkanals 7 für einen Luftstrom angeordnet ist, eine Mehrzahl von Luftstrom-Verbindungskanälen 9a-9d, die mit einer Auslaßöffnung 6, die in einer Deckplatte 2a des Ge-

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häuses 2 im wesentlichen koaxial dazu ausgebildet ist, verbunden sind und sich tangential dazu nach außen in der Drehrichtung 30 des mit Flügeln versehenen Rotors 3 erstrecken, und eine Mehrzahl von Zyklonen 10, von denen jeder mit dem äußeren Ende 1 eines der Luftstromverbindungskanäle 9a-9d verbunden ist, auf.

Im Betrieb wird ein Luftstrom, der pulverisiertes Material, das behandelt werden soll, enthält, in Richtung des Pfeiles 11 durch den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom in die Trennkammer 1 geführt und strömt darin nach oben. Der Luftstrom wird durch die Verwirbelungseinrichtung 4' am oberen Ende des Einlaßkanals 7 für den Luftstrom veranlaßt, in wirbelnder Bewegung, die in gleicher Richtung wie die Drehrichtung 30 des mit Flügeln versehenen Rotors 3 gerichtet ist, zu strömen, während er in die Trennkammer 1 eingelassen wird. Auf diese Weise strömt der Luftstrom durch den mit Flügeln versehenen Rotor 3 in Richtung der Pfeile 12, während er in der Trennkammer 1 in wirbelnder Bewegung strömt, und wird dann durch die Auslaßöffnung 6 dazu tangential nach außen in die Luftstromverbindungskanäle 9a-9d gelassen, von denen der Luftstrom zu jeweiligen Zyklonen 10 geführt wird. In der Trennkammer 1 wirken zentrifugale Kräfte, eine Streukraft und eine zur Mitte der Trennkammer 1 gerichtete Kraft auf das pulverisierte Material im Luftstrom, wie nachfolgend zu beschreiben sein wird, so daß das pulverisierte Material durch die Größenunterschiede zwischen diesen Kräften bearbeitet wird. Die abgetrennten groben Teilchen fließen entlang der inneren Wandfläche des Gehäuses 2 nach unten und werden durch den Schacht 8 abgelassen. Die feinen Teilchen im Luftstrom werden in den Zyklonen 10 gesammelt, aus denen Luft, die kein pulverisiertes Material enthält, durch Ansaugung

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mit Hilfe des Sauggebläses 14 abgezogen und durch die Auslaßkanäle/an den Außenraum abgegeben wird.

Die Trennkamitier 1 weist einen zylindrischen Bereich 16 und einen kopfstehend konischen Bereich 17, die konzentrisch miteinander verbunden sind, auf. Die Auslaßöffnung 6 hat einen kleineren Durchmesser als der zylindrische Bereich 16 und ist im wesentlichen mit ihm konzentrisch. Ein Austrittskanal 15, der an seinem oberen Ende durch eine AbSchlußρlatte 15a geschlossen wird, ist im wesentlichen konzentrisch zur Auslaßöffnung 6 angeordnet. Die Antriebseinrichtung/weist einen Motor, der an der Endplatte 15a befestigt ist, ein Untersetzungsgetriebe 19, das mit der Abtriebswelle des Motors 18 verbunden ist, und eine Antriebswelle 20, die mit der Abtriebswelle des Untersetzungsgetriebes 19 verbunden ist und sich nach unten erstreckt, auf. Die Antriebswelle 20 erstreckt sich durch die Abschlußplatte 1 5a in den· !mittleren- Bereich der Trennkammer 1 .

Die Trennkammer 1 ist im Aufbau der der ersten, in Fig. 1 und 4 gezeigten Ausführungsform ähnlich und ihre Beschreibung wird daher fortgelassen. Die Luftstrom-Verbindungskanäle 9a-9d sind tangential mit der zylindrischen Wand des Austrittskanals 15 verbunden und sie befinden sich voneinander im Abstand von 90° in Erstreckungs-

richtung. Die Kraft, die bestrebt ist, die Luft in wirist

belnder Bewegung strömen zu lassen/in Bezug auf den Umfang des Austrittskanals 15 gleichmäßig verteilt, um die Erzeugung einer Wirbelströmung zu erleichtern.

Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII

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in Fig. 6. Die Verwirbelungseinrichtung 4¹ weist eine untere Tragplatte 31 waagrechter Ringform, die am oberen Ende des Einlaßkanals 7 für den Luftstrom befestigt ist und sich von ihm radial nach außen erstreckt, eine obere Tragplatte 32 waagrechter Ringform, die oberhalb der unteren Tragplatte 31 im Abstand dazu angeordnet ist, eine Mehrzahl von Führungsplatten 33 (acht Platten sind gezeigt), die sich senkrecht zwischen den unteren und oberen Tragplatten 31 und 32 und voneinander im Abstand in Bezug auf die Peripherie der Platten 31 und 32 erstrecken, und ein Ablenkelement 34, das an der oberen Tragplatte in einer Weise angebracht ist, daß es deren Mittenöffnung schließt, auf. Die Führungsplatten 33 sind radial in Bezug auf den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom in Drehrichtung 30 geneigt und bilden eine Luftabblasöffnung zwischen benachbarten Führungsteilen 33. Das Ablenkelement 34 weist einen unteren konischen Bereich 34a, der sich nach unten verjüngt, und einen" oberen konischen. Bereich 34b, der sich nach oben verjüngt, auf, wobei die Bodenbereichader beiden konischen Bereiche 34a und 34b in dem Körper des Ablenkelements 34 verschmolzen sind. Das obere konische Teil 34b hat einen NeigungswinkeloC , der größer ist als der Schüttwinkel des pulverisierten Materials, um zu vermeiden, daß sich das pulverisierte Material auf dem oberen konischen Teil 34b ablagert (s. Fig. 6).

Fig. 8 ist eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, eines Teiles der Trennkammer 1. Der durch den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom eingeführte Luftstrom, der pulverisiertes Material, das behandelt werden soll, enthält, strömt

so
nach oben und prallt/gegen das Ablenkelement 34, daß

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die Strömungsrichtung des Luftstroms geändert wird und der Luftstrom radial zum Einlaßkanal 7 für den Luftstrom nach außen strömt. In der Verwirbelungseinrichtung 4' wird der Luftstrom durch die Abblasöffnungen 35 zwischen den Führungsplatten 33 ausgestoßen, und zu diesem Zeitpunkt wird der Luftstrom veranlaßt in einer wirbelnden Bewegung in der Drehrichtung 30 zu strömen. Auf diese Weise werden die groben Teilchen relativ großen Ausmaßes, die im Luftstrom enthalten sind, gegen die innere Wandoberfläche des Gehäuses 2 durch Zentrifugalkräfte, die auf sie wirken, gezwungen, und strömen entlang der inneren Wandfläche des Gehäuses 2 nach unten in den Kanal 2, woraus sie nach außen abgelassen werden. Der in wirbelnder Bewegung nach oben strömende Luftstrom ändert seine Strömungsrichtung im oberen Bereich der Trennkammer 1 und fließt durch die Flügel 23 des mit Flügeln versehenen Rotors 3 . Zu diesem Zeitpunkt ändert der Luftstrom plötzlich seine Strömungsrichtung, so daß die groben Teilchen " geringerer Größe durch Trägheitskraft gegen die innere Wandfläche des Gehäuses 2 gezwungen werden und daran entlang nach unten in den Schacht 8 fließen, um nach außen abgelassen zu werden. Der Luftstrom wird durch die Verwirbelungseinrichtung 4¹, wie gesagt, veranlaßt, in einer wirbelnden Bewegung zu strömen, und zur gleichen Zeit in Wirbelform zu strömen, wenn er nach oben durch die Auslaßöffnung 6 und den Austrittskanal 15 strömt und in die Luftstromverbindungskanäle 9a-9d, die tangential zum Austrittskanal 15 angeordnet sind, eingeführt wird. Eine

auch

Wirbelströmung wird>äurch die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors 3 erzeugt. Auf diese Weise wird ein heftiger Wirbelstrom in der Trennkammer 1 erzeugt. Als Ergebnis dessen werden die groben Teilchen im Luftstrom

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durch den Wirbelstrom erzeugten zentrifugalen Kräften F und einer durch den Zusammenprall des LuftStroms mit den Flügeln 23 erzeugten Streukraft F„ unterworfen und gezwungen, gegen die Wandfläche der Trennkammer 1 zu strömen, um entlang der Wand der Kammer 1 in den Schacht 8 zu fallen. Währenddessen werden die feinen Teilchen mit keiner Masse Zentrifugalkräften F₁ und der Streukraft F„, die kleiner sind als eine zentripetale Kraft F.,, die durch den Luftstrom erzeugt und auf sie ausgeübt wird, unterworfen, so daß die feinen Teilchen durch einen zentripetalen Strom bei seinem Fließen durch den Austrittskanal 15 und die Luftstromverbindungskanäle 9a-9d zu den Zyklonen 10, um darin gesammelt zu werden, getragen werden.

Wenn der Durchmesser der feinen Teilchen, die von den groben Teilchen getrennt werden sollen, geändert werden soll, muß man nur die Flügel 23 radial zur Montageplatte 21 bewegen und geeignete Stellungen für sie auswählen. Durch diese Anordnung wird der radiale Abstand der Flügel 23 von der Antriebswelle 20 verändert. Währenddessen zeigt die Zentripetalkraft, die durch den Luftstrom erzeugt wird, keine wesentliche Änderung, so daß es möglich ist, feine Teilchen gewünschter Gleichgewichts-Partikelgröße (eine Partikelgröße, die F₁ + F„ + F₃ = 0 zur Folge hat) zu erhalten. Durch Einstellung der Höhe der Flügel 23 kann auch der Abstand d zwischen dem Austrittskanal 15 und den Flügeln 23 geändert werden. Durch die Durchführung dieser Einstellung kann die Menge des pulverisierten Materials, das direkt, ohne durch die Flügel 23 zu strömen, zum Austrittskanal 15 strömt, reguliert werden, so daß die Teilchengröße der feinen Teilchen auf

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- 24 einen gewünschten Grad eingestellt werden kann.

Fig. 9 ist eine Schnittansicht noch einer weiteren Ausführungsform, in der Teile, die den in Fig. 1 bis 7 gezeigten ähnlich sind, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Bei dieser Ausführungsform weist die Montageplatte 21 des mit Flügeln versehenen Rotors 3 eine Mehrzahl von Flügeln 3 7 einer großen QuererStreckung auf, die am äußeren Randbereich der Platte befestigt sind, und sich radial über die Platte hinaus erstrecken, auf. Durch Verwendung dieser Art von Flügeln 37 kann der Luftstrom, der durch den Einlaßkanal/für den Luftstrom in die Trennkammer 1 eingelassen wurde und darin nach oben strömt, während er durch die Verwirbelungseinrichtung 4¹ veranlaßt wird, in wirbelnder Bewegung zu strömen, dazu gebracht werden, durch die Flügel 37,wie durch Pfeile angedeutet zu strömen, und durch die AusJLaßöf fnung 6 und die Luftstrom-Verbindungskanäle 9a-9d zu den Zyklonen 10 geführt werden. Bei dieser Ausführungsform ist der Abstand d zwischen den Flügeln 37 und dem Austrittskanal 15 relativ groß, und der Luftstrom, der zu bearbeitendes pulverisiertes Material enthält, strömt direkt zwischen den Flügeln 37 und dem Gehäuse 2 ohne durch die Gegenwart der Flügel 37 beeinflußt zu sein, so daß grobe Teilchen relativ kleiner Größe den Zyklonen 10 zugeführt werden können. Bei Anwendungen, wo die Anforderung an die Trennschärfe nicht so streng sind wie in den Ausführungsformen aus Fig. 1 bis 7, kann diese Ausführungsform verwendet werden.

Die in Fig. 6 bis 9 gezeigten Ausführungsformen können unter Fortlassung des oberen konischen Bereichs 34b der

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oberen Tragplatte 32 des Ablenkelements 34 abgewandelt werden.

Es wurden Versuche unter Verwendung der Windsichtvorrichtungen, die in den Fig. 1 bis 8 gezeigt sind, über die Trennschärfe von Teilchen bei der Ausführungsform, in der der Luftstrom unmittelbar durch den Einlaßkanal 7 für den Luftstrom in die Trennkammer 1 geführt wird und bei der Ausführungsform, in der die Verwirbelungseinrichtung 4' im Strömungsweg des Luftstroms vom Kanal 7 angebracht ist, durchgeführt. Die Teilchen, die in den Zyklonen 10 der zwei Ausführungsformen gesammelt worden waren, wurden unter Verwendung eines Siebes mit Maschenöffnungen von 88 μ gesiebt. Die Ergebnisse zeigen, daß die groben Teilchen, die das Sieb nicht passierten, 13 % in der Aus führungs form ohne Verwirbelungseinrichtung 4 ' und 8 %inder Ausführungsform mit Verwirbiungseinrichtung 4¹ waren. Aus den Ergebnissen der Versuche ist ersichtlich, daß dadurch, daß die VerwirbeLungseinrichtung 4 ' vorgesehen wird, um dem in der Trennkammer 1 strömenden Luftstrom eine größere Wirbelkraft zu geben, es möglich ist, die Trennschärfe zu erhöhen oder den Anteil der groben Teilchen im Luftstrom der aus der Trennkammer 1 austritt , zu vermindern.

Aus dem Vorhergehenden wird klar, daß in der Windsichtvorrichtung gemäß der Erfindung der Luftstrom, der durch den Einlaßkanal für den Luftstrom in die Trennkammer eingeführt wird, mit einer verwirbelnden Kraft versehen wird, insbesondere wenn die Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist, die in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des mit Flügeln versehenen Rotors gerichtet ist. Eine Wir-

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belströmung, die durch diese verwirbelnde Kraft erzeugt wird, eine Wirbelströmung, die durch die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors erzeugt wird, und eine Wirbelströmung, die durch das erzwungene Austreten des Luftstromes durch die Auslaßöffnung tangential dazu im oberen Bereich der Trennkammer erzeugt wird, vereinigen sich in eine einzige heftige Wirbelströmung in der Trennkammer. Durch die Wirkung dieser heftigen Wirbelströmung wird das -pulverisierte Material im Luftstrom Zentrifugalkräften unterworfen, die größer sind als die Zentrifugalkräfte, die vorher in ähnlichen herkömmlichen Vorrichtungen erzeugt wurden. Auf diese Weise können die Größenunterschiede zwischen den Zentrifugalkräften, die auf den Luftstrom wirken, einer Streukraft, die durch den Zusammenprall des Luftstroms mit dem mit Flügeln versehenen Rotor und einer Zentripetalkraft des Luftstroms vergrößert werden, um dadurch die Trennschärfe zu erhöhen. Dies erlaubt, daß eine ingesamt kompakte Größe bei einer Windsichtvorrichtung erhalten werden kann, erlaubt, daß die Fläche auf der die Vorrichtung installiert wird, vermindert wird und ermöglicht, daß die Antriebseinrichtung einen verminderten spezifischen Energiebedarf hat.

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Claims

Patentansprüche

1y Windsicht^-vorrichtung, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (2), das eine Trennkammer (1) mit senkrechter Achse begrenzt;

einen mit Flügeln versehenen Rotor (3), der in der Trenn kammer (1) angebracht ist, wobei der Rotor (3) eine waagrechte Montageplatte (21), die um die vertikale Achse drehbar ist, und eine Mehrzahl von Flügeln (23) mit großer senkrechter Erstreckung, die an einem äußeren Randbereich der waagrechten Montageplatte (21) befestigt und am Umfang im Abstand voneinander befindlich sind, aufweist;

eine Antriebseinrichtung (5),um den mit Flügeln versehenen Rotor (3) zur Drehung um die senkrechte Achse anzutreiben; einen Einlaßkanal (7) für einen Luftstrom, der an einem unteren Ende der Trennkammer (1) im wesentlichen koaxial nit ihr verbunden ist, wobei der Einlaßkanal (7) für den Luftstrom einen kleineren Durchmesser hat als ein Bereich (16) der Trennkammer (1), der den mit Flügeln versehenen Rotor (3) umgibt, und sein oberes Ende unterhalb des mit Flügeln versehenen Rotors (3) angeordnet ist; einen Schacht(8), der mit einem unteren Ende des Gehäuses (2) verbunden ist und sich im Abstand nach aussei)* vom äußeren Rand des Einlaßkanals (7) für den Luftstrom befindet, um grobe Teilchen von der Trennkammer (1) abzulassen;

eine Auslaßöffnung (6), die in einem oberen Bereich des Gehäuses (2) im wesentlichen konzentrisch mit der Trennkammer (1) gebildet ist, wobei die Auslaßöffnung einen

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ORIGINAL INSPECTED

kleineren Durchmesser hat als der obere Bereich (16) des Gehäuses;

eine Mehrzahl von Luftstrom-Verbindungskanälen (9a-d), die mit der Auslaßöffnung (6) eine Verbindung herstellen und sich von ihr tangential nach außen in die gleiche Richtung (30) wie die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors (3) erstrecken; und

eine Mehrzahl von Sammeleinrichtungen (10) für pulverisiertes Material, von denen jede an ein Ende eines der Luftstrom-Verbindungskanäle (9a-d) angeschlossen ist.
2. Windsicht.. vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Flügeln versehene Rotor (3) mit Einrichtungen (22, 24, 25/22, 26, 27) versehen ist, die es erlauben, die Stellungen der Flügel (23) auf der Montageplatte (21) radial zur Montageplatte zu verändern und/oder die Höhe der Flügel (23) auf der Montageplatte (21) einzustellen.
3. Windsicht vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Ablenkelement (4) in Form eines kopfstehenden Konus, der an einem unteren Bereich der Montageplatte (21) des mit Flügeln versehenen Rotors (3) koaxial dazu befestigt ist.
4. Windsicht vorrichtung, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (2), das eine Trennkammer (1) mit einer senkrechten Achse begrenzt;

einen mit Flügeln versehenen Rotor, der in der Trennkammer (1) angebracht ist, wobei der mit Flügeln versehene Rotor (3) eine waagrechte Montageplatte (21), die um die senkrechte Achse drehbar ist, und eine Mehrzahl von Flügeln (23, 37), die an einem äußeren Randbereich der waag-

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. 3·

rechten Montageplatte (21) befestigt sind und am Umfang voneinander im Abstand befindlich sind, aufweist; eine Antriebseinrichtung (5), um den mit Flügeln versehenen Rotor (3) zur Drehung um die senkrechte Achse anzutreiben;

einen Einlaßkanal (7) für einen Luftstrom, der an einem unteren Ende der Trennkammer (1) im wesentlichen koaxial mit ihr verbunden ist, wobei der Einlaßkanal (7) für den Luftstrom einen kleineren Durchmesser hat als ein Bereich (16) der Trennkammer (1), der den mit Flügeln versehenen Rotor (3) umgibt, und sein oberes Ende unterhalb des mit Flügeln versehenen Rotors (3) angeordnet ist; eine Verwirbelungseinrichtung (4')# die im wesentlichen waagrechte obere (32) und untere (31) Tragplatten, die am oberen Ende des Einlaßkanals (7) für einen Luftstrom senkrecht voneinander im Abstand angebracht sind, und eine Mehrzahl von Führungsplatten (33) , die zwischen der oberen und der unteren Tragplatte angeordnet sind und sich in Bezug auf den Umfang im gleichen Abstand voneinander befinden, aufweist, wobei die Führungsplatten (33) in Richtung radial auswärts zu dem Einlaßkanal (7) für eine Luftstrom in Drehrichtung (30) des mit Flügeln versehenen Rotors (3) schräggestellt sind; und eine Mehrzahl von Luftablaßöffnungen (35) aufweist, von denen jede durch angrenzende Führungsplatten (33) und die obere (32) und untere (31) Tragplatte begrenzt ist, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Einlaßkanals (7) für einen Luftstrom und dem Inneren der Trennkammer (1) aufrecht zu erhalten; einen Schacht (8), der mit einem unteren Ende des Gehäuses (2) verbunden ist und sich im Abstand nach außen vom äußeren Rand des Einlaßkanals (7) für den Luftstrom befindet, um grobe Teilchen von der Trennkammer (1) abzulassen;

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eine Auslaßöffnung (6), die in einem oberen Bereich des Gehäuses (2) im wesentlichen konzentrisch mit der Trennkammer (1) gebildet ist, wobei die Auslaßöffnung einen kleineren Durchmesser hat als der obere Bereich (16) des Gehäuses (2);

eine Mehrzahl von Luftstrom-Verbindungskanälen (9a-d), die mit der Auslaßöffnung (6) eine Verbindung herstellen und sich von ihr tangential nach außen in die gleiche Richtung (30) wie die Drehung des mit Flügeln versehenen Rotors (3) erstrecken; und

eine Mehrzahl von Zyklonen (10), von denen jeder mit einem Ende eines der Luftstrom-Verbindungskanäle (9a-d) verbunden ist.
5. Windsicht. .vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (23) des mit Flügeln versehenen Rotors (3) eine große senkrechte Erstreckung haben, und daß der mit Flügeln versehene Rotor (3) mit Einrichtungen (22, 24, 25/22, 26, 27) versehen ist, die es erlauben, die Stellung der Flügel (23) auf der Montageplatte (21) radial zur Montageplatte zu verändern und/oder die Höhe der Flügel (23) auf der Montageplatte (21) einzustellen.
6. Windsicht_jrorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Flügel (37) des mit Flügeln versehenen Rotors jeder eine große Quererstreckung haben und sich radial nach außen von der Montageplatte (21) erstrecken .
7. Windsicht vorrichtung nach einem der Ansprüche 4

bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsein-

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richtung (4') mit einem Ablenkelement (34) versehen ist, das an einem unteren Bereich der oberen Tragplatte (32) befestigt ist, und wobei das Ablenkelement (34) konische Form hat (34a, 34b) und sich nach unten verjüngt und konzentrisch zu dem Einlaßkanal (7) für den Luftstrom ist.

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