DE3321292C2

DE3321292C2 -

Info

Publication number: DE3321292C2
Application number: DE3321292A
Authority: DE
Inventors: Yukiyoshi Tokorozawa Saitama Jp Yamada; Masajuki Sagamihara Kanagawa Jp Yasuguchi
Original assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Current assignee: Nisshin Seifun Group Inc
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1989-01-19
Also published as: JPH0462794B2; GB8315694D0; GB2122514B; JPS594477A; US4560471A; GB2122514A; DE3321292A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Pulverklassifikator nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Pulverklassifikator ist aus der DE-OS 15 07 683 bekannt. Bei diesem bekannten Klassifikator sind die Klassifizierschaufeln in gleichen Abständen in Richtungen angeordnet, die mit der Radialrichtung des Klassifizierrotors übereinstimmen. Um bei Verwendung eines Klassifikators dieser Art eine Trenn- bzw. Schnittgröße klein zu machen, muß die Drehzahl hoch gewählt werden. Eine höhere Drehzahl ergibt jedoch eine in Radialrichtung mit stärkerem Gradient verlaufende Luftgeschwindigkeitsverteilung mit dem daraus folgenden Nachteil, daß sich die Klassifiziergenauigkeit verschlechtert. Zudem erschwert eine hohe Drehzahl das Erreichen einer hohen mechanischen Standfestigkeit bzw. Lebensdauer.

Aus der US-PS 22 76 761 ist ein Klassifizierrotor bekannt, bei dem in radialer Richtung mehrere Stufen von Klassifizierschaufeln vorgesehen sind, die jeweils die Radialrichtung unter einem Winkel schneiden. Die Richtungen der Schaufeln aufeinanderfolgender Gruppen sind jedoch unterschiedlich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Pulverklassifikator mit ausgezeichneter Pulverklassifiziergenauigkeit und mechanischer Standfestigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Pulverklassifikator gelöst, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruches.

Nach eingehenden Untersuchungen, die durchgeführt wurden, um die Nachteile des bekannten Standes der Technik zu vermeiden, wurde gefunden, daß selbst bei einer niedrigen Geschwindigkeit oder Drehzahl die Trenn- bzw. Schnittgröße kleiner gesetzt werden kann als im Falle des bekannten Standes der Technik, wenn die Klassifizierschaufeln in Richtungen angeordnet werden, die mit dem Radius einen Winkel einschließen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Figuren. Von den Figuren zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Pulverklassifikators;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Klassifizierrotor; und

Fig. 3 eine erläuternde Darstellung eines Schnittwinkels einer Klassifizierschaufel mit einer Radiusrichtung.

Die Bezugszeichen in den Figuren bezeichnen die folgenden Teile: 1: Gehäuse, 2 a: Pulverbeschickungsöffnung, 2 b: Lufteinlaßöffnung, 3: hohler Bereich, 4: Klassifizierrotor, 6: Welle, 7, 8: Klassifizierschaufeln, 10: Pulverzufuhrringöffnung, 11: Klassifizierkammer, 12: Hilfsschaufeln, 13: Raum, 14: Grobpulverauslaßöffnung, 16: Primärverteilerschaufeln, 17: Sekundärverteilerraum, 18: Ausgleichsrotor, 21: Spiralgehäuse, 19: hohler Bereich.

Ein Gehäuse 1 weist eine an seinem oberen Mittelbereich mit einer (nichtgezeigten) Pulverzufuhr verbundene Pulverbeschickungsöffnung 2 a und eine Lufteinlaßöffnung 2 b auf, die entlang eines Umfangsseitenbereiches des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein scheibenförmiger Klassifizierrotor 4 mit einem hohlen Bereich 3 vorgesehen, der eine Verbindung von einem Umfangsbereich zu einer Achse derselben hin darstellt. Der Klassifizierrotor 4 ist integral und fest mit einem oberen Ende einer Welle 6 verbunden, die vertikal durch Lager 5, 5 entlang der Achse des Gehäuses 1 gelagert ist. Entlang dem offenen äußeren Umfangsbereich des hohlen Bereiches 3 des Klassifizierrotors 4 ist eine Mehrzahl von äußeren Klassifizierschaufeln bzw. Klassifizierblättern 7 in den Radius unter bestimmten Winkeln schneidenden bzw. radial schneidenden Richtungen, wie in Fig. 2 gezeigt ist, angeordnet. Auf der Innenseite der äußeren Klassifizierschaufeln 7 ist ferner eine Mehrzahl von inneren Klassifizierschaufeln bzw. Klassifizierblättern 8 vorgesehen, die den äußeren Klassifizierschaufeln 7 ausgerichtet gegenüber und in radial schneidenden Richtungen bzw. den Radius schneidenden Richtungen angeordnet sind. Die äußeren und inneren Klassifizierschaufeln 7, 8 sind in zwei Stufen angeordnet und bilden Spalte 9 dazwischen. An einer oberen Platte 4 a des Klassifizierrotors 4 ist in mit den Spalten 9 ausgerichtet gegenüberliegender Lage eine Pulverzufuhröffnung 10 in Ringform ausgebildet, die mit dem hohlen Bereich 3 in Verbindung steht. Durch diesen Aufbau der Klassifizierschaufeln wird eine Klassifizierkammer 11 (7 und 8) eines ausgedehnten erzwungenen Wirbels gebildet, die Teile der äußeren und inneren Klassifizierschaufeln 7 und 8 entsprechend der Grobpulverseite bzw. Feinpulverseite umfaßt.

Auf der den Klassifizierschaufeln 7, 8 gegenüberliegenden unteren Oberfläche des Klassifizierrotors 4 ist eine Mehrzahl von Hilfsschaufeln 12 in den Radius schneidenden Richtungen bzw. radial schneidenden Richtungen und in gleichen Abständen angeordnet. Wenn der Klassifizierrotor 4 in Drehung versetzt wird, strömt Luft in Drehrichtung der Hilfsschaufeln 12 durch deren Wirkung, so daß sie in die Klassifizierkammer 11 gewirbelt wird. Mit dem Bezugszeichen 13 ist ein um den äußeren Umfang des Klassifizierrotors 4 gebildeter Raum bezeichnet. Im Gehäuse 1 ist eine mit dem Raumbereich 13 in Verbindung stehende Grobpulverauslaßöffnung 14 gebildet.

Ein Winkel α, unter dem die Klassifizierschaufeln 7, 8 und die Hilfsschaufeln 12 die Radialrichtungen schneiden, liegt im Bereich von 20° bis 70° und vorzugsweise um 45°.

Dabei kann dann, wenn ein Schnittwinkel α kleiner als 20° ist, kein nennenswerter Effekt der Anordnung in schneidender Richtung erwartet werden. Andererseits verschlechtert sich die Verteilbarkeit des zugeführten Pulvers, wenn der Winkel 70° übersteigt. Zudem ist es ungünstig, wenn die Hilfsschaufeln 12 mit der Radialrichtung ausgerichtet vorgesehen sind, weil sich der Luftstrom bei bestimmten Winkeln abrupt ändert. Es ist daher günstig, die Hilfsschaufeln 12 in im wesentlichen dem gleichen Winkel wie dem Schnittwinkel α der Klassifizierschaufeln 7, 8 anzuordnen.

Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein zwischen der oberen Platte 4 a des Klassifizierrotors 4 und einer Deckelplatte des Gehäuses 1 vorliegender Raum bezeichnet, der eine Verbindung zwischen der Pulverbeschickungsöffnung 2 a und der ringförmigen Pulverzufuhröffnung 10 erlaubt. Im Mittelbereich der oberen Platte 4 a des Klassifizierrotors 4 ist im Raum 15 eine Mehrzahl von Pulververteilerschaufeln 16 vorgesehen, die sich vom Kernbereich radial nach außen erstrecken. Die zwischen den Endbereichen der Verteilerschaufeln 16 und der Pulverzufuhrringöffnung 10 liegenden Bereiche der oberen Platte 4 a des Klassifizierrotors 4 sind eben ausgebildet. Zwischen dieser ebenen Fläche und der inneren Oberfläche des Gehäuses 1 ist ein Verteilerraum 17 gebildet, in dem das Pulver sekundär verteilt ist.

Mit dem Bezugszeichen 18 ist ein Ausgleichsrotor in Scheibenform bezeichnet, der einen hohlen Bereich 19 aufweist, welcher eine Verbindung vom Umfangsbereich zum Kernbereich in ähnlicher Weise wie beim Klassifizierrotor 4 bildet. Dieser Ausgleichsrotor 18 ist mit der Welle 6 innerhalb des Gehäuses 1 derart integral fest verbunden, daß er symmetrisch zum Klassifizierrotor 4 angeordnet ist und der hohle Bereich 19 mit dem hohlen Bereich 3 in Verbindung steht. Der Ausgleichsrotor 18 weist eine Mehrzahl von Schaufeln 20 in einem Umfangsöffnungsbereich des hohlen Bereiches 19 auf. Der Umfangsöffnungsbereich des Ausgleichsrotors 18 ist von einem Wirbelgehäuse 21 umgeben, das integral und luftdicht am Gehäuse 1 befestigt ist. Das Wirbelgehäuse 21 ist mit einer nichtgezeigten Sammelvorrichtung wie beispielsweise einem Zyklon, Beutelfilter oder dgl. verbunden.

Im folgenden wird der Betrieb des erfindungsgemäßen Klassifikators beschrieben.

Zunächst werden der Klassifizierrotor 4 und der Ausgleichsrotor 8 mit einer gewünschten Drehzahl mittels eines nichtgezeigten Motors in Drehung versetzt. Damit wird durch die Saugwirkung des Ausgleichsrotors 18 und durch ein mit der Außenseite verbundenes Gebläse ein Luftstrom von negativem Druck bzw. Unterdruck innerhalb des Klassifikators erzeugt. Der von der Lufteinlaßöffnung 2 b des Gehäuses 1 einströmende Luftstrom wird mittels der Hilfsschaufeln 12 in eine Strömung in Drehrichtung umgewandelt. Danach wird die Luft vom Raum 13 in die Klassifizierkammer 11 geleitet, in der sie durch die Klassifizierschaufeln 7, 8 in einen Strom mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der des Klassifizierrotors 4 umgewandelt wird. Da die Luft durch den Ausgleichsrotor und das Gebläse angesaugt wird, erhält sie eine Geschwindigkeit bzw. Geschwindigkeitskomponente in radialer Richtung am Umfang der Klassifizierkammer 11. Die durch den Ausgleichsrotor 18 strömende Luft wird dem Wirbelgehäuse zu einem Gebläse des Zyklones zugeführt. Die Strömung der Luft beim beschriebenen Aufbau ist durch Pfeile in Fig. 1 dargestellt.

Beginnt man in diesem Zustand damit, Pulver durch die Pulverbeschickungsöffnung 2 a zuzuführen, dann wird das Pulver mit dem Luftstrom mitgerissen und durch die Verteilerschaufeln 16 geleitet. Während des Durchganges wird das Pulver im wesentlichen in radialen Richtungen um den axialen Kernbereich des Klassifizierrotors 4 verteilt, was eine Primärverteilung des Pulvers sicherstellt. Das von den Enden der Verteilerschaufeln 16 abgegebene Pulver wird in im wesentlichen tangentialen Richtungen des Kreises der Verteilerschaufelanordnung begleitet von der Drehung des Klassifizierrotors 4 abgegeben, was zu einer Sekundärverteilung im Verteilerraum 17 führt. Das in der oben beschriebenen Weise vollständig verteilte Pulver wird durch die ringförmige Pulverzufuhröffnung 10 in die Klassifizierkammer 11 geleitet, in der auf einzelne Partikel des Pulvers eine durch die Kreis- bzw. Umlaufströmung verursachte Zentrifugalkraft (π Dp³/6 × δ p × Vo²/R) und eine von der Strömung in Radialrichtung herrührende Widerstandskraft (3π µVrDp) ausgeübt. Von den Teilchen werden die groben Teilchen, für die die Beziehung Zentrifugalkraft < Widerstandskraft zutrifft, in den am äußeren Umfang des Klassifizierrotors 4 liegenden Raum 13 geschleudert und von der Grobpulverauslaßöffnung 14 mittels beispielsweise eines Umlaufventiles in luftabgedichteten Zustand vom Klassifikator nach außen abgegeben. Andererseits werden feine Teilchen, auf die Beziehung Zentrifugalkraft < Widerstandskraft zutrifft, pneumatisch über den Ausgleichsrotor und das Spiralgehäuse 21 mit dem Luftstrom in Radialrichtung mitgerissen und nach außen getragen. Die feinen Teilchen werden durch einen Kollektor wie beispielsweise einen Zyklonen, einen Beutelfilter oder dgl., eingefangen.

In den genannten Formeln stellen dar:

Dp:mittlere Teilchengrößeδ p:TeilchendichteVo:Luftgeschwindigkeit entlang des UmfangesVr:Luftgeschwindigkeit in RadialrichtungR:Radius der Trennzoneµ:Viskositätskoeffizient von Luft

Eine Steuerung der Trenngröße im Klassifikator mit dem oben beschriebenen Aufbau wird durch Änderung der Drehzahl des Klassifizierrotors 4 und durch Änderung der die Klassifizierkammer 11 passierenden Luftmenge bewirkt.

Die Ergebnisse einer Klassifizierung von Weizenmehl mittels des Klassifikators (α=45°) gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den folgenden Tabellen im Vergleich zu einem bekannten Klassifikator gezeigt, bei dem die Klassifizierschaufeln in mit der radialen Richtung übereinstimmenden Richtungen angeordnet sind.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Anmerkung:

In den Tabellen 2 und 3 sind die Klassifiziergenauigkeiten gleich.

Wie aus den obigen Tabellen ersichtlich ist, können beim erfindungsgemäßen Klassifikator kleine Trenngrößen bei niedrigen Drehzahlen erreicht werden, so daß der ungünstige Einfluß der hohen Drehzahl im Falle des Standes der Technik vermieden werden kann. Damit kann die Klassifiziergenauigkeit und die mechanische Standfestigkeit bei verringertem Energieverbrauch verbessert werden.

Claims

Pulverklassifikator mit einem Gehäuse (1) mit einer Pulverbeschickungsöffnung (2 a) an seinem oberen Mittelbereich und mit einer Lufteinlaßöffnung (2 b), die entlang eines Umfanges einer äußeren Seitenwand des Gehäuses (1) vorgesehen ist, einem Klassifizierrotor (4), der einen hohlen Bereich (3) aufweist, welcher ein Hindurchströmen von Luft von einem Umfangsbereich zu einer Achse desselben hin erlaubt, und der im Gehäuse (1) um eine vertikale Welle (6) drehbar angeordnet ist, einer Mehrzahl von Klassifizierschaufeln (7, 8), die in zwei Stufen innerhalb eines Umfangsbereiches einer Klassifizierkammer im hohlen Bereich (3) des Klassifizierrotors (4) vorgesehen sind, sowie mit einer Pulverzufuhröffnung (10), die zwischen den beiden Gruppen der Klassifizierschaufeln (7, 8) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die radial innen liegenden Klassifizierschaufeln (8) den radial außen liegenden Klassifizierschaufeln (7) ausgerichtet gegenüberstehen, und daß beide Gruppen von Klassifizierschaufeln (7, 8) so angeordnet sind, daß sie die Radialrichtung des Klassifizierrotors (4) unter dem gleichen Winkel schneiden.