Einrichtung zum Fraktionieren von körnigem Gut

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Fraktionieren von körnigem Gut mit einer geneigten, oszillierend bewegbaren Konzentratorebene sowie einer unterhalb derselben angeordneten, oszillierend bewegbaren Steinausleseebene in einem Gehäuse mit einer, eine Luftabsaugöffnung aufweisenden Absaughaube und mit einem die Steinausleseebene und die Konzentratorebene von unten nach oben durchsetzenden Luftstrom zur Bildung einer Wirbelschicht des körnigen Gutes oberhalb der Konzentratorebene, mit einem Gutzulauf am oberen, stromaufseitigen Ende der Konzentratorebene und einem Leichtfraktionsauslauf am unteren, stromabseitigen Ende der Konzentratorebene sowie einem Steinauslauf am oberen Ende der Steinausleseebene und einem Schwerfraktionsauslauf am unteren Ende der Steinausleseebene, wobei im Anschluß an den Gutzulauf die Konzentratorebene einen Schichtungsbereich und zwischen Schichtungsbereich und Leichtfraktionsauslauf einen gutdurchlässigen Durchfallbereich aufweist.

Die Erfindung wird angewendet zur Vorbereitung körniger Güter für die weitere Verarbeitung, z.B. in Mühlen.

Die Getreidereinigung hat die Aufgabe, das Korngut vor der Vermahlung von mitgeführten Verunreinigungen (Fremdbestandteilen, Schmutz, Sämereien, angefressenen Körnern usw.) zu befreien. Traditionell geschieht dies insbesondere durch Sieben, Sichten, Steinauslese und Zellenauslese. Aufgrund des relativ hohen Massestroms erfolgt das jedoch nicht immer im gewünschten Maß bzw. muß ein sehr hoher technischer Aufwand getrieben werden.

Zur Lösung dieses Problems sind Einrichtungen zum Trennen bzw. Fraktionieren des körnigen Gutes, z.B. in Konzentrationen bzw. Kombinatoren bekannt. Aus der EP-A-0 162 014 ist eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der unter Anwendung der sogenannten Wirbelschichttechnik der Korngutstrom in mindestens zwei Gutströme geteilt wird. In den jeweiligen Fraktionen sind in Abhängigkeit von der Dichte bzw. der Schwebegeschwindigkeit der Bestandteile die spezifisch leichten Beimengungen (Sämereien, organischer Besatz) einerseits und die spezifisch schwereren Beimengungen (Steine) andererseits konzentriert. Damit müssen die spezifischen Ausleseverfahren mit höherem Aufwand nur noch im jeweilgen Teilgutstrom angewendet werden. Zusätzlich eignet sich dieses Verfahren zur Kombination mit den o.g. Ausleseverfahren (z.B. Konzentrator/Steinausleser und/oder Windsichter).

Charakteristisch bei dieser Lösung ist die Anwendung von ein oder zwei Wirbelschichtebenen. Auf der oberen Wirbelschichtebene erfolgt immer die Trennung des Korngutes in mindestens zwei Fraktionen, auf der unteren Wirbelschichtebene erfolgt die Steinauslese. Die Leichtfraktion (auch Mischfraktion genannt) enthält die spezifisch leichteren Beimengungen (z.B. Sämereien, organischer Besatz). Die Schwerfraktion enthält von den Fremdbestandteilen fast nur noch Steine, die auf der unteren Wirbelschichtebene ausgelesen werden. Beim Vorhandensein zweier Wirbelschichtebenen werden diese von der gleichen Luft nacheinander durchströmt, so daß die benötigte Luft praktisch doppelt genutzt wird.

Die obere Wirbelschichtebene unterteilt sich in zwei funktionell unterschiedliche Teile:

Der erste Teil, d.h. der Teil vom Einlauf bis etwa zur Mitte der Ebene, ist mit feinmaschigem Drahtgewebe oder Lochblech kleiner Lochung bestückt, das ausschließlich von Luft in Richtung von unten nach oben durchströmt wird und kein Korngut durchfallen läßt. Hier bildet sich in Flußrichtung die für die Kornguttrennung sehr wichtige Schichtung aus. Im unteren Teil der so entstehenden Schicht sammeln sich das gute, spezifisch schwere Korngut und die mitgeführten Steine an. Im oberen Teil der Schicht sammeln sich minderwertiges, spezifisch leichteres Korngut und organische Beimengungen an, z.B. Sämereien, Spreu und Strohteile.

Der sich anschließende zweite Teil dieser Ebene ist mit Lochblechen bestückt, deren Öffnungen größer sind, meist ein Mehrfaches, als die Einzelkörner des zu trennenden Korngutes. Dieses Lochblech hat nicht die Funktion eines Siebes, d.h. Trennen nach Korngröße, sondern wirkt als Strömungsmaske. Die von unten her durchströmende Luft soll von den an der Unterseite der Korngutschicht fließenden Körnern nur die spezifisch schwereren und die Steine durchfallen lassen, ohne den prinzipiellen Aufbau der Schichtung und deren Bewegung zu zerstören.

Für den Effekt dieses Trennvorganges ist es besonders wichtig, daß der prinzipielle Aufbau der Schichtung trotz der Bewegung in Richtung Auslauf nicht durch Verwirbelung (und damit verbundener Vermischung) gestört wird.

Auf die Erhaltung der Schichtung in der oberen Wirbelschichtebene wirken sich schräg durch diese Strömungsmaske gerichtete Luftströme sowie unterschiedliche Luftgeschwindigkeiten allerdings schädlich aus. Durch Wirbel kommt es zur Durchmischung der Schicht und damit zum Absinken der Qualität des Trennvorganges.

Folgende Ursachen begünstigen die genannten Störungen: In der Regel ist der Luftdurchtritt durch die Steinausleseebene im Bereich des Steinauslaufes größer als an der Seite des Kornauslaufes. Auf der darüber angeordneten Konzentratorebene ist der Luftbedarf eher umgekehrt. Im Zwischenraum zwischen beiden Wirbelschichtebenen kommt es demzufolge zum Ausgleich der Luftströmungen, d.h. die Luft strömt nicht senkrecht, sondern schräg in Neigungsrichtung durch den Durchfallsbereich der Konzentratorebene. Die Folge davon ist eine übermäßige Beschleunigung und damit ungewollte Durchmischung der Korngutschicht in diesem Bereich.

Einbauten, wie z.B. Rutschen und Klappen, unter dem Durchfallbereich bzw. im Bereich zwischen beiden Wirbelschichtebenen wirken sich ebenfalls sehr ungünstig auf die Luftströmung durch den Durchfallbereich der Konzentratorebene aus, da durch diese Einbauten Geschwindigkeitsminima und -maxima der Luft sowie schräg gerichtete Luftströmungen hervorgerufen werden.

In der CH-A-547 667 wird eine Vorrichtung zur Trennung von körnigem Gut beschrieben, bei welcher das zu behandelnde Schüttgut über ein schwingendes Maschengitter zu einer schwingenden Guttrennvorrichtung strömt. Im Bereich des Maschengitters fallen nur solche Schüttgutfraktionen durch die Maschenöffnungen hindurch, welche gegenüber der darin herrschenden Gasströmung eine größere Endfall-Geschwindigkeit aufweisen, also vor allem Sandkörner. Beim Übergang zur Guttrennvorrichtung, die mit relativ großen Löchern versehen ist, ist die Schüttgutfraktion bereits in aufeinanderliegenden Schüttgutfraktionen unterschiedlicher Endfallgeschwindigkeit sortiert. Die zuunterst angesammelten Teilchen fallen nun entgegen der Gasströmung durch die Löcher aus. Mit fortschreitender Bewegung des Schüttgutes vermindert sich dabei die Schüttgutmenge. Am Schluß erfolgt ohne Fluiddisation ein siebender Durchfall in einen Auslaufkanal.

Der nicht durchgefallene Rest gelangt in einen Abstoßkanal. Die beschriebene Vorrichtung hat unter anderem den Nachteil, daß in der Guttrennvorrichtung der Aufbau der aufeinanderliegenden Schüttgutfraktionen durch Verwirbelung gestört wird. Nachteilig ist auch die ungenügende Regulierbarkeit des Verhältnisses von Schwergut und Leichtgut.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern derart, daß eine Störung der Wirbelschicht oberhalb des Durchfallbereiches der Konzentratorebene im wesentlichen vermieden und damit eine Vermischung des Korngutes in der oberhalb des Durchfallbereiches der Konzentratorebene fließenden Schicht verhindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Durchfallbereich vertikal beabstandet ein Oberblech sowie ein Unterblech aufweist, zwischen denen durch Gutdurchtrittsöffnungen des Oberbleches freilassende Querstege Abteilungen zur Gutverwirbelung gebildet sind, und das Unterblech Gutaustrittsöffnungen aufweist, deren Größe zumindest derjenigen der Gutdurchtrittsöffnungen in dem Oberblech entspricht.

Wenn die spezifisch schweren Körner die erste Strömungsmaske (Oberblech) passiert haben, werden sie durch die dort herrschende Luftströmung in ihrem Fall gebremst. Infolge der Querstege können sie nicht in Neigungsrichtung der Kozentratorebene abfließen. Es kommt somit zu einer Verwirbelung der durchfallenden Körner, bevor diese durch die zweite Strömungsmaske passieren. Die verwirbelten Körner und die Querstege bewirken eine gleichmäßige turbulente Luftströmung durch die erste Strömungsmaske. Es wirken daher keine schräg nach oben gerichteten Luftströmungen auf die über die Konzentratorebene fließende Korngutschicht ein. Die prinzipielle Schichtung, also spezifisch schwere Bestandteile unten und spezifisch leichte Bestandteile oben, bleibt erhalten, wobei, wie bereits erwähnt, die spezifisch schweren Körner durchfallen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:

Figur 1

eine schematische Schnittdarstellung der Einrichtung zum Fraktionen von Getreide nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung (Längsschnitt),

Figur 2

eine Teildarstellung des Durchfallbereiches der Konzentratorebene im Längsschnitt, und

Figur 3

eine Teildarstellung nach Fig. 2 in der Draufsicht.

Das Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum Fraktionieren von Getreide weist ein schwingfähig aufgehängtes und durch einen Unwuchtmotor 1 angetriebenes Gehäuse 2 auf. Der Unwuchtmotor 1 führt eine gerichtete oszillierende Bewegung aus. In dem Gehäuse 2 sind fest verbunden, jedoch in ihrer Neigung verstellbar, eine Konzentratorebene 3 und darunter eine Steinausleseebene 4 angeordnet. Ein Steinauslauf 5 befindet sich am oberen Ende der Steinausleseebene 4.

Die Konzentratorebene 3 unterteilt sich in einen Schichtungsbereich 6, der mit einem feinen Vibrationssiebgewebe bespannt ist (lichte Maschenweite ca. 1 mm) und einem Durchfallbereich 7, der mit einem Lochblech mit Lochdurchmesser von vorzugsweise 8 ... 12 mm (bei Korngut Weizen) als Oberblech 8 und einem Lochblech mit einem Lochdurchmesser von 9 ... 14 mm (bei Weizen als körnigem Gut) als Unterblech 9 bestück ist. Der Durchfallbereich 7 ist unterhalb des Oberbleches 8 quer zur Fließrichtung des Korngutes so in Abteile 10 unterteilt, daß die Querstege 11 jeweils an die Rippen 12 des Oberbleches 8 stoßen und damit dessen Durchtrittsöffnungen nicht teilen oder teilweise verschließen. Die Querstege 11 können nach jeder Lochreihe oder nach mehreren Lochreihen des Oberbleches 8 angeordnet werden. Der Abstand zwischen Oberblech 8 und Unterblech 9 sollte mindestens der Korngröße entsprechen, aber maximal das 10-fache der Korngröße nicht überschreiten. Die Querstege 11 können die Austrittsöffnungen des Unterbleches 9 teilen oder teilweise verdecken.

Der Gutzulauf 13 für das Korngut ist am oberen Ende der Konzentratorebene 3 angeordnet und der Leichtfraktionsauslauf 14 ist am unteren Ende des Durchfallbereiches 7 der Konzentratorebene 3 angeordnet. Über die gesamte Länge der Konzentratorebene 3 erstreckt sich die Absaughaube 15. Zur besseren Regulierung des Arbeitseffektes ist die Absaughaube 15 in Längsrichtung in Kammern 16 eingeteilt, die separate Luftregulierungen 17 besitzen. Zusätzlich ist eine Drosselklappe 18 in der Luftabsaugung 19 zur Regulierung des gesamten Luftdurchsatzes angeordnet.

Gutzulauf 13 und Absaughaube 15 schwingen in diesem Ausführungsbeispiel nicht mit und sind durch ein luftdichtes flexibles Tuch 20 mit dem Gehäuse 2 verbunden.

Die Ausführung kann alternativ auch derart erfolgen, daß der Gutzulauf 13 und die Absaughaube 15 mit dem Gehäuse 2 fest verbunden sind und mitschwingen. Die Unterteilung der Absaughaube 15 in mehrere Kammern 16 kann in anderen Ausführungen entfallen, wobei aber meist ein verminderter Arbeitseffekt die Folge ist.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt::

Durch die mit dem Gehäuse 2 in oszillierende Schwingung versetzte Steinausleseebene 4 und Konzentratorebene 3 wird ein nach oben gerichteter Luftstrom gesaugt, der von einem externen, hier nicht dargestellten Lüfter erzeugt wird. Dieser ist unter Zwischenschaltung eines Fliehkraftabscheiders mittels Rohrleitung mit der Luftabsaugung 19 verbunden.

Das Korngut läuft durch den Gutzulauf 13 in die Maschine ein und gelangt gleichmäßig, über die gesamte Breite verteilt, auf den Schichtungsbereich 8 der Konzentratorebene 3. Die durchströmende Luft fluidisiert das Korngut, so daß es gleichmäßig in Neigungsrichtung der Konzentratorebene 3 abfließt. Dabei erfolgt, durch die oszillierende Bewegung und die durchströmende Luft angeregt, eine Schichtung nach der Dichte bzw. Schwebegeschwindigkeit der Bestandteile des Korngutes. Spezifisch schwere Bestandteile ordnen sich an der Unterseite, spezifisch leichte Bestandteile ordnen sich an der Oberseite der Korngutschicht an. Während der Bewegung dieser Schicht über den Durchfallbereich 7 der Konzentratorebene 3 fallen entsprechend der durch die Luftregulierung 17 der Kammern 16 eingestellten Luftströmung die spezifisch schweren Bestandteile durch die Öffnungen des Oberbleches 8 nach unten, während sich die spezifisch leichten Bestandteile in Richtung Leichtfraktionsauslauf 14 bewegen.

Nachdem die spezifisch schweren Bestandteile die Öffnungen des Oberbleches 8 passiert haben, werden sie in den jeweiligen Abteilen 10 durch die dort herrschende Luftströmung in ihrem Fall gebremst, können aber infolge der Querstege 11 nicht in Neigungsrichtung der Kozentratorebene 3 abfließen. Es kommt somit zu einer Verwirbelung der durchfallenden Körner innerhalb der Abteile 10, bevor diese die Öffnungen des Unterbleches 9 passieren und auf die Steinausleseebene 4 fallen.

Die in den Abteilen 10 verwirbelten Körner und die Querstege 11 haben dadurch eine sehr positive Wirkung für eine gleichmäßige turbulente Luftströmung durch die Öffnungen des Oberbleches 8.

Schräg nach oben gerichtete Luftströmungen können sich aufgrund der Verhältnisse unterhalb der Konzentratorebene 3 so nach oben nicht mehr fortsetzen und führen dadurch nicht mehr zu einer Vermischung der auf dem Oberblech 8 fließenden Korngutschicht, d.h. die prinzipielle Schichtung bleibt trotz des Durchfalles von spezifisch schwerem Korn erhalten.

Außerdem erfolgt eine positive Wirkung auf die Steinauslesearbeit dadurch, daß die Gestaltung des Durchfallbereiches 7 eine sehr gleichmäßige, über die gesamte Fläche des Durchfallbereiches 7 verteilte Beschickung der Steinausleseebene 4 wie aus einer großflächigen Brause bewirkt. Die gegensätzlichen Bewegungen von Korngut und Steinen während der Steinauslesearbeit stören sich damit wesentlicher weniger als bei den bekannten Lösungen. Dadurch ist eine höhere spezifische Belastung der Steinausleseebene 4 möglich und der Steinausleseeffekt steigt. Einbauten zur Lenkung der auf die Steinausleseebene 4 herabfallenden Körner in eine bestimmte Richtung oder ähnliches, wie sie in den bekannten Einrichtungen üblich sind, entfallen damit.

Überdies gestattet die Einrichtung eine bessere Regulierbarkeit der Arbeitsqualität der Konzentratorebene 3 mit Hilfe der Luftregulierung 17 der einzelnen Kammern 16.

Wahlweise kann auch auf eine Unterteilung der Absaughaube 15 in Kammern 16 einschließlich der Luftregulierung 17 verzichtet werden. Die Regulierung der Luft erfolgt dann mittels Haupt-Drosselklappe 18.

Die Steinausleseebene 4 arbeitet nach dem bekannten Prinzip: Während die Getreidekörner, durch die durchströmende Luft fluidisiert, in Neigungsrichtung durch den Schwerfraktionsauslauf 21 abfließen, werden die Steine durch die gerichtete oszillierende Bewegung der Steinausleseebene 4, die mit feinmaschigem Vibrationssiebgewebe bespannt ist, entgegen der Neigung zum Steinauslauf 5 gefördert. Unter dem verstellbaren Abdeckblech 22 bildet sich eine höhere Luftgeschwindigkeit aus, so daß bis dorthin mitgeführte Getreidekörner in Richtung Schwerfraktionsauslauf 21 geblasen werden.