G L U C K A U F '
Berg- und Huttenmannische Zeitschrift
Nr. 24 11. Juni 1932 68. Ja h rg .
W in d s ic h te r u n d ih re U n te rs u c h u n g .
V°n Professor Dr.-ing. P. R o s i n , F reiberg (Sa.), und Dr.-ing. E. R a m ml e r , Dresden.
(Mitteilung aus dem AusschuB fur Steinkohlenaufbereitung.) In den letzten Jahren hat man der Erfolgsberech-
nung in der Aufbereitung lebhafte Aufmerksamkeit zugewandt und daher die Arbeitsweise und den Wirkungsgrad der Aufbereitungsmaschinen zu er- forschen gesucht. Die Windsichter, die in den Stein- kohlenaufbereitungen eine betrachtliche Verbreitung haben, sind bisher unseres Wissens in den Kreis dieser Forschungen noch nicht einbezogen worden. Der groBe EinfluB, den der Windsichter bei wirid- gesichteten Miihlen auf den Ablauf des Mahlyorgangs und die Wirtschaftlichkeit der Zerkleinerung austibt, veranlaBte uns vor einigen Jahren, der Arbeitsweise und dem Wirkungsgrad der Windsichter in Ver- bindung mit der Kohlenmahlung umfangreichere Untersuchungen zu widm en1. Von hier war es ein naheliegender Schritt zur selbstandigen Sichtung in Aufbereitungen; sie stellt schon heute ein wichtiges Anwendungsfeld der Windsichter dar und wird es&in Zukunft in noch hóherm Mafie sein2.
Zweck der Sichtung ist, aus einem Gekorne, das v°n einer untersten KorngroBe — gewóhnlich Nuli oder praktisch verschwindend klein — bis zu einer obern Grenze alle KorngróBen enthalt, den Anteil abzuscheiden, der unterhalb einer gewunschten KorngroBe liegt. Der Schnitt durch die Korn- verteilungskurve des Rohgutes soli so erfolgen, daB das darin enthaltene Fertiggut moglichst restlos ab- geschieden wird, also die Ausbeute daran moglichst 100o/o erreicht. Dabei sollen aber moglichst wenig gróBere Kórner — Uberkorn — in das Fertiggut geraten. Anders ausgedriickt: Das Unterkorn- ausbringen im Feinen soli moglichst hocli, der Uber- kornverbleib im Feinen dagegen moglichst klein oder zahlenmaBig begrenzt sein.
Die Windsichtung ist somit eine Fortsetzung des Siebens mit andern Mitteln und hat die Aufgabe, die KorngróBen von 0 - 2 mm abzuscheiden, wobei ihr indessen neuerdings der obere Anteil dieses Be- reiches bis zu 1 mm von den Zittersieben streitig gemacht wird. Uber die wirtschaftliche Grenze zwischen Sieben und Windsichtern soli in einer spatern Arbeit berichtet werden.
G r u n d l a g e n der W i n d s i c h t u n g .
Das »Sieben mit Luft« beruht darauf, daB Luft von gegebener Geschwindigkeit und Temperatur bei eiti- heitlichem spezifischem Gewicht und gleicher Form der Teilchen nur Kórner bis zu einer von diesen raktoren abhiingenden HóchstkorngróBe zu tragen
' R o s i n u n d R a m m l e r : O b e r A rb eitsw eise u n d W irk u n g sg ra d von S o s jICi ltern T W in d s!ch ler‘U n ,ersu ch u n Ke n > Z em ent 1929, S. 804, und 1930,
• VS4; 24. B erichtsfolge d e s K ohlenstaubausscliusses des R eichskohlenrates.
k-nhi D 'e nachs!ehend b eh an d elten U n tersu ch u n g en sind mit M itteln des enstaubausschusses' d es R eich sk o h len rates d u rc h g e fiih rt w o rd e n .
vermag. Diese ergibt sich aus der Gleichsetzung von ReibungswiderstancI W und Teilchengewicht G nach der Wieselsbergerschen Form el:
W = G = c- F- q = c F •v2 (kg),
worin c die dimensionslose Widerstandszahl, F den Angriffsąuerschnitt, d. h. die Projektionsflache in m- des Teilchens auf eine Ebene senkrecht zur Be- wegungsrichtung, und ci den Staudruck in kg/m2 be
deutet. Wie aus der Gleichung hervorgeht,' ist der Staudruck q dem Quadrat der Strómungsgeschwindig- keit v verhaltnisgleich; der Proportionalitatsfaktor
g ’ tiie Einheitsmasse der Luft, ist der Quotient aus dem spezifischen Gewicht der Luft und der Erd- beschleunigung. Der Widerstandsbeiwert c ist leider nicht konstant, sondern selbst wieder eine verwickeite, nicht allgemein mathematisch ausdruckbare Funktion der Reynoldsschen Zahl, c f (Re) = f
(i
worind eine kennzeichnende Abmessung des Teilchens und v die kinematische Zahigkeit der Tragerluft bedeutet.
Die Strómungsgeschwindigkeit der Luft, bei der ein Korn noch schwebt. die Schwebegeschwindigkeit, laBt sich daher aus dem Ansatz W - G lediglich auf schau- bildlichem Wege ableiten. Die Widerstandsbeiwerte sind bekannt fur glatte Kugeln aus den Góttinger Ver- suchen und fur Salz- und Kohlenkórner in dem fur die Windsichtung in Betracht kommenden Bereich aus neuen Yersuchen1. Abb. 1 zeigt die Schwebe
geschwindigkeit fiir Kohlenkórner von 0 ,2 - 2 mm.
b ^ . __ _ . ---
Abb. 1. Schwebegeschwindigkeit und KorngroBe.
Der angestrebte Zweck der Windsichtung — einen senkrechten Schnitt bei einer gewunschten KorngroBe durch die Kornverteilungskurve zu legen — laBt sich in erster Anmiherung nur im senkrecht aufsteigenden Stroni verwirklichen. Hierauf beruhen denn auch die Laboratoriumswindsichter wie der von G o n e l l 2 und
J R o s i n und K a y s e r : Z u r Physik d e r V e rb re n n u n g fe ster B renn
stoffe, Z. V. d. I. 1931, S. 849.
- G o n e l l : Ein W in d sich tv erfah ren zu r B estim m ung d e r Korn- zusam m en setzu n g stau b fo rm ig e r Stoffe, Z . V. d. i. 1928, S. 945.
530 G l u c k a u f Nr. 24 die bekannten W indsichter Pfeifferscher Bauart sowie
die Kaskadensichter. Sie sind die eigentlichen Schwer- kraftsichter.
Ein groBer Teil der W indsichter benutzt aber zur Sonderung von Mehl und GrieBen neben der Schwer- kraft noch andere Krafte, im besondern die Fliehkraft.
Bei ihnen wird die Sichtung von der Abscheidung, d. h. der in der Entstaubungstechnik gew unschten W irkung, iiberlagert. Die Abscheidung ist dadurch gekennzeichnet, daB mit den gróBern Teilchen stets auch kleine bis zum allerfeinsten Korn abgeschieden werden, denn sie ist einfach eine Funktion der Lage der Teilchen im um gelenkten Luftstrom . Anders aus- gedruckt: Nur dem senkrecht aufsteigenden W ind kommt bei gleichem spezifischem Gewicht und gleicher Kornform aller Teile eine theoretische Trenn- fąhigkeit von 100°/o zu; wo aber Abscheidewirkungen ausgenutzt werden, da ist die Trennungsm oglichkeit schon theoretisch klciner, ganz abgesehen von den praktischen Storungen, die sie in allen Fallen noch w eiter herabsetzen. Schon bei der Absichtung im w aagrechten Strom scheiden sich, gemaB dem Staub- kam m ergrundsatz, feinste Teilchen aus den untersten Schichten unerw unscht mit ab, w ahrend grofie Teilchen aus der obersten Schicht dann nicht aus- fallen, wenn der Sichtweg nicht lang genug ist. In ahnlicher W eise w erden bei einer Um lenkung auf G rund der F liehkraft stets feinste Teilchen von der Auflenseite, die nur einen kleinen W eg aus dem Gas- strom heraus zurucklegen brauchen, zuśammen mit gróBern abgeschieden, w ahrend es einem an sich ab- zuscheidenden GrieBteilchen an der Innenseite des Strom es vielleicht in der verfugbaren Zeit nicht gelingt, die ganze Breite des Strom es zu durch- w andern. Trotzdem kann natiirlich ein g u t durch- gebildeter F liehkraftsichter einen bessern W irkungs
grad haben als ein schlechter Schwerkraftsichter.
E i n t e i l u n g d e r W i n d s i c h t y e r f a h r e n . Nachdem die G rundgesetze der W indsichtung gestreift worden sind, sei kurz auf die Einteilung der Verfahren eingegangen. Man kann bei allen folgende
lich auch mechanische W indsichter genaunt. Ihr Urbilcl ist der bekannte Pfeiffer-W indsichter (Abb. 3).
Er wird in ahnlicher Form auch von andern Firmen, wie z. B. Polysius, Miag, Alpine Maschinen A.G., C. von G rueber usw., hergestellt. Bei diesen Umluft- sichtern sind die ersten drei Abschnitte des Sicht- vorganges im Innentrichter (GrieBtrichter) des Wind- sichters vereint. Streicht der W ind dagegen durch die Vorrichtung hindurch und fuh rt das Mehl mit sich heraus, so liegt ein Sichter mit offenem Luftstrom
F e in m eh /
Abb. 3. Pfeiffer-Sichter. Abb. 4. Raymond-Sichter.
oder Strom sichter vor, gewohnlich als pneumatischer W indsichter bezeichnet. Hier muB man einen Zyklon nachschalten, um die vierte Phase der Abscheidung des M ehles aus der Luft zu verwirklichen. Zur Be
wegung des W indes ist immer ein besonderer Liifter erforderlich, den man bei den Uinluftsichtern in die Vorrichtung selbst einbaut. Die Bezeichnung »Wind- sichter m it offenem Luftstrom« schlieBt nicht aus, daB der Fórderw ind, nachdem er Zyklon und Venti’lator
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Abb. 2. Phasen des Sichtvorganges.
A rbeitsabschnitte unterscheiden (Abb. 2 ): 1. Gemisch- bildung des aus GrieBen und Mehl bestehenden Sicht- gutes m it einem Gas, gew ohnlich Luft; 2. Einbringung des Gemisches in einen F allraum ; 3. Ausfallung der GrieBe unter Ausnutzung der Schwerkraft, F liehkraft, I riigheit und Reibung; 4. T rennung von Mehl und Luft.
Erfolgen alle vier A rbeitsvorgange in derselben V orrichtung und kehrt der W ind in geschlossenem Kreislauf im Sichter selbst wieder zur ersten Phase zuriick, so handelt es sich um U m luftsichter, gew óhn-
<S c h /e u s e
Abb. 5. Daąua-Kaskadensichter.
11.Juni 1932 G 1 ii c k a u f 5 3 1
durchlaufen hat, zum W indsichter zuriickgefiihrt w ird;
sie bezieht sich nicht auf die W indsichtanlage im ganzen, sondern nur auf den eigentlichen W indsichter.
Das Urbild der Strom sicliter ist der Raymond-W ind- sichter (Abb. 4). Zu dieser G ruppe gehóren ferner die Kaskadensichter (Abb. 5). W ahrend aber bei den W indsichtern nach der Raym ond-B auart die Gemisch- bildung (1. A rbeitsvorgang) in der Regel schon vor dem W indsichter vorgenomm en wird, sind bei den Kaskadensichtern die ersten drei Arbeitsabschnitte im W indsichter yereint.
in den Zyklon zur Abscheidung driickt. Beim Hum - boldt-Sichter (Abb. 9) w ird die Rohkohle von einer Schleuderwalze in feinem Schleier auf die gegeniiber- liegende Stabw and gew orfen. Die durch den Schleier strom ende Luft nim m t den groBten Teil des Staubes heraus. Beim Abgleiten der Kohle iiber die Stabwand findet eine N achentstaubung statt.
Abb. 8. Hildebrandt-Sichter.
Abb. 6. Rema-Sichter.
Einige w eitere Strom sicliter veranschaulichen die Abb. 6 (Rem a-W indsichter) und 7 (Babcock-W ind- sichter). Eine bem erkensw erte neue B auart ist der
R e g lu n g d e r F e i n h e i t .
Die praktischen Hilfsm ittel zur A usfallung der GrieBe sind Geschwindigkeits- und Richtungsande- i ung, manchmal un terstu tzt durch Prallvorrichtungen (Prallplatten, P rallteller), welche die lebendige K raft der Teilchen aufheben, sowie schlieBIich die Erteilung eines Dralls. Ein fur die Erzielung von Richtungs- anderungen beliebtes M ittel, das bei fast allen Strom - sichtern angew endet wird, besteht aus einer Schar kreisfórm ig angeordneter drehbarer Klappen (Deflek- to re n ); w erden diese radial gestellt, so erfolgt die Aus- scheidung lediglich durch Richtungswechsel, w ahrend bei tangentialer Einstellung das Ausfallen der GrieBe nach dem Zyklonprinzip stattfindet.
Da die Sonderung von Mehl und GrieBen h aupt
sachlich auf Geschw indigkeits- und Richtungswechsel zuruckzufuhren ist, beruht die Reglung der Feinheit ebenfalis auf Anderung der W indgeschw indigkeit oder
Abb. 7. Babcock-Sichter.
Hildebrandt-W indsichter (Abb. 8). Er beruht auf der Differentialwirkung zweier VentiIatoren, namlich des sichtrades, das die GrieBe durch Fliehkraft aus- schleudert, und des auch sonst erforderlichen Geblases,
" elches das Feinmehl durch das Sichtrad absaugt und
Abb. 9. Humboldt-Doppelwindsichter.
der Lfmlenkung oder beider zugleich. Die W ind
geschw indigkeit w ird dadurch geregelt, daB man die Drehzahl des V entilators andert oder if]n drosselt. Bei den Strom sichtern treten zur Drehzahf- oder D rossel-
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reglung des V entilators vor allem die D eflektoren ais R egler hinzu. Demselben Zweck dienen hcb- und senkbare Prallplatten sowie in der Tauchtiefe verstell- bare Stutzen fur den A ustritt aus dem W indsichter.
R e c h n u n g s m a f iig e B e z ie h u n g e n f iir A u s b r i n g e n u n d T r e n n u n g s g r a d . Der W indsichter spaltet das A ufgabegut qa (kg) in das G robkorn (die GrieBe) qi, und das Feinkorn (M ehl) qc. Die U nterkorngehalte (Siebdurchgahge) der drei Gekorne, festgestellt durch Absieben auf demselben Bezugssieb, sind a, b und c <yb, die Ober- korngehalte (Siebriickstande) entsprechend (100 a), (100- b) und (100 c) o/o. Dann ist
1. das M ehlausbringen, das ist das G ewichtsverhalt- nis des abgesichteten Feinkorns zum Aufgabegut.
v a - (]c ■ 1 0 0 = a
“ ^-100 0
/0)qa c - b
2. das U nterkbrnausbringen im Mehl oder dic Aus- beute
m , • ICO . ° . < J L - _ g . i o o % a - q a a ( c - b )
3. der Uberkornverbleib im Mehl (100 c) qc _ 100 - c (100 —a) qa “ 1 0 0 - a V (100 — c) ( a - b )
(100 — a) (c — b) /0‘
1. der T rennungsgrad, gekennzeichnet ais U nter
schied vori U nterkornausbringen (2) und Uber- kornausbringen (3) im Feinen
(c — a ) •100 (a - b ) ( c - a ) ■100 a (100 a)
w =
m w •100 o/0.
" ( c - b ) . a (100 aj Diese Formeln entsprechen w eitgehend den fiir die E rfolgsberechnung in der Aufbereitung allgemein giiltigen Beziehungen1. Hiernach kann man alle fur die B eurteilung der A rbeitsw eise des W indsichters wichtigen GroBen aus 3 Siebanalysen, namlich des A ufgabegutes, des Mehles und der GrieBe berechnen, wobei naturlich alle Siebungen auf dem gleichen Sieb vorzunehmen sind. Die Kenntnis einer der drei Gewichtgrofien q,1; qh, qc ist nur zur B eurteilung des D urchsatzes oder der W indsichterbelastung nótig.
Aus diesem G runde kann die Probenahm e von A ufgabegut, Griefi und Mehl nicht sorgfiiltig genug erfolgen, will man einw andfreie Ergebnisse erzielen.
Die Formeln gelten genau nur fur den Fali, dafi keine Zerkleinerung im W indsichter erfolgt. Ist starkę Zerkleinerung zu befurchten, so mufi man zwei der drei Gewichte q,, qi,. qc messen, w oraus sich das dritte ais Unterschied oder Summę ergibt. Dann errechnet man zunachst den U nterkorngehalt des Aufgabegutes, wie er sich ergeben wiirde, wenn die Zerkleinerung nicht w ahrend des Sichtens, sondern in gleichem Aus^
mafie schon vorher vor sich ginge:
i qb • b + qc ■ c
a — --- ---— ....
q.i
Man kann mm wiederum alle W indsichterform eln benutzen, wenn man sta tt a liberałI a' einfuhrt. Das im W indsichter neugebildete Feinmehl ergibt sich zu
v = _9iL_ qb b + qe c - q a .a
100“ ( a) 100 kg-
1 M a d e i , Zement 1030, S. 953. Der Anregung Maflels folgend, haben wir die friiher von uns benutzten Bezeichmmgen S, O, D nnd s, g, d durch 4 a ' tlb. fle und a>b . e ersetzt, um die Einheitlichkeit mit den vom Facli- ausschuB fiir Erzaufbereitung der Gesellschaft Deutscher Metallhatten- und Bergleute festgesetiten Bezeichnungcn zu wahren.
W i n d s i c h t e r - D i a g r a m me.
Naturgem afi erhalt man je nach dem Bezugssieb ganz Yerschiedene W erte fiir Ausbringen, Ausbeute usw. Zur richtigen Beurteilung ist daher das Sieb zu wąhlen, fiir das der W indsichter einen moglichst scharfen Schnitt machen soli, das also der Maschen- weite entspricht, bei der das Mehl moglichst kein Ober
kom und die GrieBe moglichst kein Unterkorn fiihren sollen; oder aber man mufi das Sieb nehmen, auf dem ein zahlenmiifiig festgelegter Ruckstand des Mehles zugelassen oder gew iinscht wird.
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Abb. 10. Siebanalysen von Bóhlener Trockenkohle.
Em pfehlensw ert ist es, stets die vóllstandige Sieb- analyse y o h Aufgabegut, Griefien und Mehl aufzu- nehmen. Berechnet man dann namlich Ausbeute, Uber- kornverbleib und T rennungsgrad fiir alle Siebe und tra g t diese W erte in Abhangigkeit von der Maschen- weite auf, so entsteht ein sehr anschauliches Sicht- diagram m . Abb. 10 zeigt die Siebanalysen eines W ind- sichtversuches, ausgew ertet ais Durchgangśkennlinien, und Abb. 11 das daraus berechnete Sichtdiagramm .
Die Kurve der A u s b e u te (des U nterkorn- ausbringens) steigt mit abnehm ender M aschenweite und erreicht theoretisch die O rdinatenachse bei 100 o/0, w ahrend sie nach der andern Seite, d. Ii. in Richtung wacHsender Maschenweite, dem M ehlausbringen ais unterm G renzw ert zustrebt, der bei der M aschenweite des Siebes erreicht w ird, durch welches das A ufgabe
gut eben restlos hindurchgeht. Dies bedeutet, dafi die feinern Kornklassen vollstandiger in das Mehl iiber- gehen ais die gróbern.
Der Uberkornverbleib nim m t selbstverstandlich auf den feinern Sieben zu. Der auf der Ordinatenachse ei leichte obere G renzw ert ist das M ehlausbringen, w ahrend der untere G renzw ert 0 bei der M aschen
weite des Siebes auftritt, welches das Mehl gerade Y ollstandig durchgehen laBt.
Der ais Unterschied zwischen Unter- und Uber- kornausbringen gebildete T r e n n u n g s g r a d ist eine Kurve mit einem im allgemeinen nach links steiler und nach rechts flacher abfallenden Ast, zwischen denen ein H óchstw ert liegt. Somit gibt es bei jedem W ind-
11. Juni 1932 G l u c k a u f 533
Abb. 11. Sichtdiagramm von Bohlener Trockenkohle.
Soweit unsere bisherigen Beobachtungen reichen, scheint die theoretische Kornscheide stets bei der KorngróBe zu liegen, bei welcher der Uberkornverbleib im Mehl gleich dem U nterkornverbleib in den GrieGen ist. Die theoretisch giinstigsten V erhaltnisse brauchen keineswegs immer die praktisch erwiinschten zu sein, wenn z. B. ein gew isser anteilmaBiger Fehlkorngehalt im Mehl nicht uberschritten werden soli usw. Man ermittelt daher die zweckmaBigste Einstellung des
n o r n g r c /ś e
Abb. 12. Kornverteilungskurven.
7 m/77 <3 /forrrgrcj/se
Abb. 13. T ren n k u rv e des Windsichters.
Die Flachę u n ter der Trennkurve (I + IV) stellt das M ehlausbringen und die Flachę zwischen Trenn- kurve und Kornverteilungskurve (II + III) das GrieBausbringen dar. T ra g t man die theoretische oder gew unschte Kornscheide ais Senkrechte ein, so stellt der Flacheninhalt des . Zwickels II zwischen Trennkurve, K ornverteilungskurve und dieser K orn
scheide das in den GrieBen verbleibende Unterkorn dar, w ahrend der Zwickel IV zwischen Trennkurve, Abszissenachse und Kornscheide dem in das Mehl w andernden Uberkorn entspricht (geschraffteFlachen).
Das Verhaltnis der weiBen Flachę I zur G esam tflache I + II links von der Kornscheide bezeichnet das Unter- kornausbringen oder die Ausbeute. Das Verhiiltnis der geschrafften Fliiche II zur G esam tflache I -f II links von der Kornscheide veranschaulicht den U nterkorn- verbleib in den Griefien. Rechts von der Kornscheide kennzeichnet das Verhaltnis der geschrafften Flachę IV zur gesam ten Flachę III + IV das Uberkornausbringen im Mehl, w ahrend das V erhaltnis der weiBen Flachę III zur gesam ten III + IV das Uberkornausbringen in den sichtvorgang eine bevorzugte KorngroBe, bei welcher
der T rennungsgrad ein H ochstw ert wird. Diese Korn- grGBe ist ais die eigentliche Grenzscheide zu be- trachten, bei welcher der W indsichter seinen Schnitt zwischen Unter- und uberkorn vollzieht. Sie sei daher die »theoretische Kornscheide« genannt. Fiillt sie mit der gew iinschten SchnittkorngroBe nicht zusammen so bedeutet dies, daB der W indsichter noch nicht n ch tig eingestellt ist. Ist die theoretische Kornscheide kleiner ais die gew ollte, so muB man ihn g róber ist sie groBer, feiner stellen.
W indsichters, indem man m ehrere Versuche mit ver- schiedener Einstellung m acht und sie ais W indsichter- C harakteristik ausw ertet.
Ein besonders anschauliches Bild der Arbeitsw eise des W indsichters bietet sich, wenn man die Korn- verteilungskurven des A ufgabegutes und des Mehles oder der GrieBe au ftrag t und die Trennkurve zeichnet nach welcher der W indsichter das A ufgabegut in Mehl und GrieBe scheidet. Die K ornverteilungskurven erhalt man durch graphische D ifferentiation der D urchgangs- kennlinien; so ist Abb. 12 aus Abb. 10 entstanden. Ver- vielfacht man die O rdinaten der K orn\rerteilungskurve des Mehles m it dem M ehlausbringen und tra g t die so erhaltenen W erte in die K ornverteilungskurve des A ufgabegutes ein, so erhalt man die T rennkurve des W indsichters (Abb. 13). Sie ist also der Korn- verteilungskurve des M ehles ahnlich, hat daher seibst die kennzeichnende Form einer Verteilungskurve und reicht bis zur Kantenliinge Nuli herunter oder nahe an sie heran. Dies entspricht der Tatsache, daB die GrieBe auch bei g uter Aussichtung stets noch einen wenn auch ganz geringfugigen Anteil an allerfeinstem Staub enthalten.
7 /T7/77
534 G l u c k a u f Nr. 24
<•
Griefien darstellt. Der Trennungsgrad ist gegeben durch
I IV I • I I I - I I - I V Y| I + 11 III + I V ' (I + I I ) . (III + IV) ’
V e r s u c h s e r g e b n i s s e .
Man kann folgende A nw endungsfalle unter- scheiden: 1. A bsonderung von Feinkohle von 0 -1 oder 0 - 2 mm, 2. Abscheidung von Staubkohle von 0 -0 ,3 bis 0 -0 ,5 mm, 3. A bsichtung blasfertigen Kohlen- staubes aus Fein- oder Staubkohle. Der zweite Fali ist in den Steinkohlenaufbereitungen iiblich; Fali 3 findet sich in einer Anzahl von M ahlanlagen, die staub- reiche Kohle vor der V ennahlung aussichten, und in einigen B raunkohlenbrikettfabriken verwirklicht; Fali 1 betrifft das um strittene G renzgebiet zwischen W ind- sichtern und Sieben. Fiir jedes der drei Anwendungs- gebiete w erden einige Versuchsergebnisse angefiihrt.
Abscheidung von Feinkohle.
In Abb. 14 sind fiir drei m it Bóhlener Trocken- braunkohle auf einem Pfeiffer-W indsichter von 1500 mm G ehausedurchm esser ausgefiihrte Versuche U nterkornausbringen und T rennungsgrad jeweils fiir die Siebe m it 1 und 2 mm M aschenweite berechnet und in A bhangigkeit vom M ehlausbringen aufgetragen.
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Abb. 14. Windsichter-C harakteristik von Bohlener Trockenbraunkohle.
Die Kurven des T rennungsgrades verlaufen nach Art einer D am pfkessel-W irkungsgradkurve. Soli die A b
sichtung bei einer Kornscheide von 1 mm erfolgen, so gipfelt der flachę Scheitel der Trennungsgradkurve mit 70 o/o bei einem M ehlausbringen von 4 0 -4 5 o/0. Bei einem M ehlausbringen von 43o/0 bleiben gerade 15 o/0 vom gesam ten Oberkom des A ufgabegutes im Mehl, und es w andern anderseits 15 o/o vom gesam ten Unter- korn des A ufgabegutes in die GrieBe (Schnittpunkt der Kurven des O berkornausbringens im Mehl und des U nterkornausbringens in den GrieBen). Die Ausbeute b e tra g t dabei S5 o/o, d h. v0n dem gesam ten Unter-
korn unter 1 mm, das im Aufgabegut vorhanden ist, werden 85 o/o abgeschieden.
Soli die Kornscheide 2 mm sein, so liegt der Schnittpunkt des U nterkornausbringens in den GrieBen und des Oberkornausbringens im Mehl, dem der H óchstw ert des T rennungsgrades zugeordnet ist, bei 54 o/o M ehlausbringen. Der zugehórige T rennungs
g rad ist 67,5 o/o, das Unterkornausbringen 84o/0. Diese Zahlen weichen also nur wenig von denen fu r 1 mm Kornscheide ab.
Die in Abb. 14 dargestellten Zusammenhange w erden im Rahmen einer spatern Arbeit uber die Theorie der W indsichtung noch formelmafiig aus- gew ertet. H ier sei schon bemerkt, daB fiir die Kurve des U nterkornausbringens im Mehl die von H a n c o c k 1 angegebene Formel fiir das M etallausbringen bei der Erzaufbereitung anw endbar ist, woraus sich weitere Formeln fiir die Berechnung des hóchsten T rennungs
grades durch zwei W indsichtversuche ergeben.
Da die vergleichenden Trennungsversuche mit Zittersieben noch nicht abgeschlossen sind, konnen iiber die Lage der W irtschaftlichkeitsgrenze zwischen W indsichter und Sieb noch keine nahern Angaben gem acht werden.
Abscheidung von Staubkohle.
Die Abb. 15 und 16 zeigen das Sichtdiagramm fiir einen Pfeiffer-W indsichter im Steinkohlenwerk Zauckerode, der aus einer Feinkohle von 0 - 4 mm bei einem M ehlausbringen von 25 o/0 stiindlich etwa 3,5 t Staubkohle absichtet. Bezweckt w ird die Aussichtung des Kornes 0 -0 ,3 mm. Das Diagram m gibt fiir diese Kornscheide eine Ausbeute von 75,5 o/0 und einen T rennungsgrad von 68,5o/0 an; das Mehl hat dabei noch 18 o/o Riickstand auf dem 0,3-mm-Sieb. Der
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Abb. 15. Siebanalysen (Zauckerode).
H óchstw ert des T rennungsgrades liegt erst bei 0,175 mm m it 77 o/o, die zugehórige Ausbeute betrag t 88 o/o. D er W indsichter ist also g rób er zu steilen.
Die Abb. 17 und 18 veranschaulichen die E rg eb
nisse d n e s Sichtversuches an einem Daąua-K askaden-
> H a n c o c k , M in. M ąg. 1930, S. 16; M a d e i , M etali E rz 1930, S. 235.
11. Juni 1932 G l u c k a u f 535
sic h te r m it F einkohle v o n 0 - 3 m m d e s G a b r i e l e n - s c h a c h te s . D a s M e h l a u s b r i n g e n b e t r u g 32 o/o. A u f 0,5 m m b e z o g e n ist d a s U n t e r k o r n a u s b r i n g e n 75o/0 bei
68°/o T r e n n u n g s g r a d , w o b e i d a s M e h l n o c h 10,5 o/o Riickstand a u f d i e s e m Sieb h a t. Bei d i e s e r W i n d s i c h t e r - einste llung l i e g t d e r H ó c h s t w e r t d e s T r e n n u n g s g r a d e s mit 77 o/o b e i 0,25 m m , w o b e i die A u s b e u t e 8 9 % e r reicht; das M e h l w e i s t a b e r a u f d i e s e m S ieb n o c h 28,5 o/o R iick stan d auf.
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Abb. 17. Siebanalysen, Daqua-Sichter.
Aussichtung blasfertigen Staubes.
F iir S te i n k o h l e lie g e n zw ei V e rs u c h e a n d e m U r n lu fts ic h te r e i n e r Z e m e n t f a b r i k v o r , in d e r d ie F e in - Kohle v o r d e r M a h l a n l a g e e r s t a b g e s i c h t e t w i r d ( N r . 4 und 5 d e r n e b e n s t e h e n d e n Z a h l e n t a f e l ) . D a s A u f g a b e - g u t b e s t a n d b e r e its a u s d e m v o n e i n e r R u h r z e c h e
b e z o g e n e m S i c h t e r s t a u b v o n 0 - 1 m m K orn. G e a r b e i t e t w u r d e m it zw e i v e r s c h i e d e n e n B e l a s t u n g e n , u n d z w a r b e t r u g d e r Atifall a n F e r t i g s t a u b beim e r s t e n Ver- s u c h 1,43 t / h , beim z w ę ite n V e r s u c h 2,33 t/h . D a s M e h l a u s b r i n g e n s c h w a n k t e n u r w e n i g ( 1 4 ,4 u n d 1 4 , 8 o/o). D ie F e i n h e i t d e s F e r t i g s t a u b e s w a r bei d e r
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Abb. 18. Sichtdiagramm, Daqua-Sichter.
k le in e n B e l a s t u n g 17, bei d e r g r ó B e r n 11 o/0/ N r . 70.
D a s e n t s p r i c h t d e r s c h o n f r i i h e r v o n u n s bei M a h l - v e r s u c h e n f e s t g e s t e l l t e n T a t s a c h e , daB die F e i n h e i t bei U m l u f t s i c h t e r n m it w a c h s e n d e r B e l a s t u n g zu- n i m m t , w eil die W i n d g e s c h w i n d i g k e i t w e g e n d e r Ver- g r ó B e r u n g d e s s p e z if is c h e n G e w i c h t e s u n d d e r Z ahig- k e i t d e r L u f t z u r i i c k g e h t 1.
A u s s i c h t u n g v o n b l a s f e r t i g e m K o h l e n s t a u b . Versuch N r... 1 I 2 3 4 5 K o h le n s o rte ... Trockenbraunkohle Oasflammkohle
Bdhlen Ruhrbezirk
D u rc h satza n A ufgabegut t/h 3,33 3,85 3,20 9,93 15,70 D u rc h satza n F ertigsta ub t/h 0,56 0,485 0,40 1,43 2,33 Mehlausbringen . . . . % 16,8 12,6 11,8 14,4 14,8 Unterkorngehalt des Auf
gabegutes unte r Sieb
Nr. 7 0 ... °/o 20,3 15,1 11,0 26,15 34,6 Unterkorngehalt der
GrieBe unter Sieb Nr. 70 °/o 8,6 6,3 1,3 17,3 23,2 Unterkorngehalt desStau-
bes unter Sieb Nr. 70 °/o 85,6 85,7 70,1 83,1 88,8 Riickstand des Staubes
auf Sieb Nr. 70 . . . . % 14,4 14,3 29,9 16,9 11,2 U nterkornausbringen im
Mehl (Ausbeute) . . .°/o 70,8 70,7 75,2 45,7 38,1 D ie M e h l a u s b e u t e , b e z o g e n a u f S ieb N r. 70, b e t r u g in d ie s e n F a l l e n n u r 4 5 .7 u n d 38,1 o/0j was' z w e if e llo s a u f die h o h e F e u c h t i g k e i t v o n 6o/0 im A u f- g a b e g u t z u r ii c k z u f ii h re n ist. Bei f e u c h t e r K o h l e h a f t e n le ich t die f e i n e r n T e i lc h e n d e s A u f g a b e g u t e s a n d e n g r o b e r n , so daB sie m i t i h n e n in d ie G ri e B e f a ll e n . F e u c h t e K o h le b i l d e t f e r n e r le ich t K lu m p e n , die
1 R o s i n und R a m m l e r : K ra ftb e d a rf vcm K ohlenstaubm uhlen in A b
h an g ig k eit von B elastung, M ah lb ark eit und M ahlfeinheit, I. A b t .; 3. Berichts- folge d es K oblenstaubausschusses d es R eichskolilenrates, A rch. W arm ew irtsch.
1926, S. 54; Richtlinien fu r M iih len u n tersu ch u n g en , .16. B erichtsfolge des K o h len stau b au ssch u sses des R eichslęphlenrites, S. 33.
536 G 1 i i c k a u f Nr. 24
g e s c h l o s s e n a m S t r e u t e l l e r a b g e s c h l e u d e r t w e r d e n u n d in d e n G r i e B t r i c h t e r f a lle n , o h n e dafi sie sic h au f - ló s e n , o b w o h l sie viel M e h l e n t h a l t e n k o n n e n , d a s d u r c h die F e u c h t i g k e i t v e r f ilz t u n d v e r k l e b t ist. O f t b r i n g e n k le in e A b a n d e r u n g e n a m S t r e u t e l l e r u sw . h ie r w e s e n t l i c h e V e r b e s s e r u n g e n . Bei A n l a g e n m i t S tr o m - s i c h te r n , die a n sich w e g e n d e r A u f l o s u n g d e r e in e n V o r r i c h t u n g in d r e i ( W i n d s i c h t e r , Z y k lo n u n d V e n t i l a t o r ) m e h r P l a t z f o r d e r n , s o w ie bei K a s k a d e n - s ic h t e f n k a n n m a n d u r c h T r o c k n u n g d e r s e h r n a s s e n K o h le m it A b g a s e n die S i c h t v e r h a l t n i s s e v e r b e s s e r n .
O b er die A u s s i c h t u n g v o n b l a s f e r t i g e m B r a u n - k o h l e n s t a u b a u s B o h l e n e r T r o c k e n k o h l e a u f e in e m P f e i f f e r - W i n d s i c h t e r g e b e n die V e r s u c h e 1 - 3 d e r Z a h l e n t a f e l A ufschluB . Bei d e n V e r s u c h e n 1 u n d 2 s o l l t e K o h l e n s t a u b v o n 15 o/o/Nr. 70 a u s g e s i c h t e t w e r d e n , d a d ie s e F e i n h e i t n o c h y ie lf a c h vo n den B rik e ttf a b r ik e n , dic B r e n n s t a u b v e r k a u f e n , g e f o r d e r t w ird . D ie A u s b e u t e b e t r u g 71 o/o, b e z o g e n a u f Sieb N r. 70. Beim V e r s u c h 3 w u r d e a u f 30<>/o/Nr. 70 a u s g e s ic h t e t, w e il d ie se F e i n h e i t fiir B r a u n k o h l e n s t a u b - f e u e r u n g e n d u r c h a u s a u s r e i c h e n d ist. D ie A u s b e u t e b e t r u g h i e r 75,2 o/o, e b e n f a l l s b e z o g e n a u f S ieb N r. 70.
Sie s t e i g t a l s o m it a b n e h m e n d e r F ein h e it.
Abb. 19. G egenuberste llung der Kennlinien eines Sicht- und eines Mahlstaubes.
Die S ic h t e r s t a u b e w e i s e n bei g le ic h e m R iic k s ta n d a u f Sieb N r. 70 o f t e i n e n e r h e b l i c h s te i l e r n Kenn- l i n i e n v e r l a u f a is die M a h l s t i i u b e auf. B e s o n d e r s Iehr- r e ic h ist Abb. 19, in w e l c h e r d e r S i c h t s t a u b v o m V ersu ch 4 e i n e m M a h l s t a u b g e g e n i i b e r g e s t e l l t ist, w ie e r im G r o B k r a f t w e r k B o h l e n b e t r i e b s m a B ig e r z e u g t w ird . Bei a n n a h e r n d g l e i c h e m R i ic k s t a n d a u f Sieb N r. 70 h a t d e r S ic h te r s t a u b e in e n viel k l e i n e r n Riick- s t a n d a u f Sieb N r. 3 0 a i s d e r M i i h l e n s t a u b ( 2 ,6 g e g e n 120/0), is t a l s o m i t R iicksicht a u f s c h n e lle n u n d ° v o ll- s t a n d i g e n A u s b r a n d g i i n s t i g e r z u s a m i n e n g e s e t z t . A n d e r s e i t s h a t d e r W i n d s i c h t e r s t a u b h o h e r e Riick- s t a n d e a u f d e n f e in e r n S ieb e n . D e r D u r c h g a n g d u r c h Sieb N r. 70 ist a l s o in sic h w e n i g e r fein ais bei d e m M i i h l e n s t a u b , o h n e daB d ie s fiir die Z i i n d f a h i g k e it viel a u s m a c h e n w ird . A u s d ie s e m s te i l e r n K e n n li n ie n - Y-erlauf d e s S i c h t e r s t a u b e s e r k l a r t e s sich w a h r s c h e i n - lich, daB m a n S ic h te r s t a u b in F l a m m r o h r k e s s e l n noch bei 4 0 o/o/Nr. 7 0 o h n e N a c h m a h l u n g m i t b e f r ie d i g e n - d e m W i r k u n g s g r a d zu v e r f e u e r n v e r m a g .
A n w e n d u n g s g e b i e t e d e r s e l b s t a n d i g e n S i c h t u n g .
I n d e n S t e i n k o h l e n w a s c h e n h a t sich die W i n d s i c h t u n g s e i t l a n g e m ein w ic h t i g e s A n w e n d u n g s -
f e ld e r o b e r t , d e n n die V o ra b sc h e id u n g d e s K ohlen- s t a u b e s s c h r a n k t die B i ld u n g von s c h w e r v e r a r b e it- b a r e n u n d d e n W a s c h v o r g a n g b e e in tr a c h tig e n d e n S c h la in m e n ein u n d e r l e i c h t e r t die E n t w a s s e r u n g d e r a u f b e r e i t e t e n K ohle. DaB sich im W i n d s i c h t e r s t a u b eine A n r e i c h e r u n g d e s leicht zerreib lichen F u s i t s voll- zieht, is t b e k a n n t. S o fe rn d ie se S ta u b k o h le nicht w i e d e r d e r K o k s k o h le z u g e s e tz t, s o n d e rn a n d e r w e i t i g v e r w e n d e t w ir d , ist d ie s e E rsche iniing d u r c h a u s er- w iin sc h t. I s t d e r A s c h e n g e h a l t im A u f g a b e g u t a n n a h e r n d g le ic h m a B ig , so w i r d die a b g e s ic h te t e S t a u b k o h l e w e n i g e r A sche a is d a s A u fg a b e g u t h a b e n , w eil die W i n d s i c h t e r nach Korngrófle u n d s p e z if i
s c h e m G e w i c h t t r e n n e n . I s t a b e r von v o r n h e r e i n im A u f g a b e g u t d e r A s c h e n g e h a l t in d e n fe in s t e n F r a k t i o n e n s t a r k a n g e r e i c h e r t , so ist e s u m g e k e h r t m o g li c h , daB d e r a b g e s ic h te t e S t a u b mehr A sch e ais d ie a u f g e g e b e n e F e i n k o h l e e n t h a lt . Auch bei d e r S t a u b h e r s t e l l u n g w i r d v o n ein ig en V e r b ra u c h e rn , die S ta u b - o d e r F e i n k o h l e m i t h o h e m M e h lg e h a lt ’ver- m a h le n , h e u t e s c h o n die K o h le v o r d e r V e r in a h l u n g g e s ic h t e t. D ie Z a h l d e r Fiille, in d e n e n d ie s e s Ver- f a h r e n lo h n t, d iir fte n o ch e r h e b lic h g ro B er sein. M a n e n t l a s t e t d u r c h die V o r a b s c h e i d u n g d e s bere its f e r t i g in d e r K o h le e n t h a l t e n e n S t a u b e s die Miihlen, s t e i g e r t ih r e n D u r c h s a t z u n d s e t z t d e n A r b e its b e d a r f h e r a b , V o rteile, w e lc h e die z u s a tz lic h e n A n la g e k o s te n des W i n d s i c h t e r s , b e s o n d e r s bei s ic h te rlo s e n M iihlen o d e r bei S i e b s i c h tu n g , m e i s t w e i t iib e r w ie g e n .
In d e r B r a u n k o h l e n i n d u s t r i e spie lt d a g e g e n die W i n d s i c h t u n g h e u t e n o c h eine b es ch e id en e Rolle.
T e i ls w i r d sie m e i s t in F o r m v o n K aska den- s ic h te rn — in T r o c k n e r e i e n , d ie d e n S c h w e la n la g e n v o r g e s c h a l t e t sin d , d a z u b e n u t z t, die T r o c k e n k o h l e m ó g l i c h s t w e i t g e h e n d zu e n t s t a u b e n , d a m i t d e r S ta u b - g e h a l t d e s T e e r e s n i e d r i g b le ibt. F e r n e r h ab e n einige B r ik e ttf a b r ik e n W i n d s i c h t e r e i n g e b a u t , u m a u s d e r T r o c k e n b r a u n k o h l e b l a s f e r t i g e n K o h l e n s t a u b f u r den V e r k a u f o d e r fiir d ie e i g e n e V e r f e u e r u n g aus- z u s c h e id e n . D ie s e s A n w e n d u n g s g e b i e t ist, w ie friih ere U n t e r s u c h u n g e n e r g e b e n h a b e n 1, z w e if e llo s n o c h aus- d e h n u n g s f a h i g . S o llte d a s u n v e r k e n n b a r e B e str e b e n , die Z e r k l e i n e r u n g d e r B r i k e t t k o h l e v o r d e r Ver- p r e s s u n g i m m e r w e i t e r z u tre i b e n , o h n e d a b e i iiber- m a fiig viel S ta u b zu e r z e u g e n , n o c h m e h r R a u m g e w i n n e n , so k a n n sich h ie r im W e t t b e w e r b m it d e m Z itt e r s ie b d e m W i n d s i c h t e r ein w e i t e r e s Anwendun<rs-
f e ld ó f fn e n . 0
A h n lic h e M a B n a h m e n e r s c h e in e n in d e r A uf- b e r e i t u n g d e r K o k s k o h l e n f u r die Z u k u n f t n ic h t a is a u s g e s c h l o s s e n , so daB d e r W i n d s i c h t e r a u c h hie r g u t e D ie n s te zu le is te n v e r m a g ; a l l e r d i n g s n u r d a n n , w e n n m a n die G e s e tz m a B ig k e i te n d ie s e s a u B erlic h so ei n fa c h e n , i n n e r l ic h a b e r d o c h r e c h t y e r w ic k e lte n a e r o d y n a m i s c h e n V e r f a h r e n s k e n n t.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Die W i n d s i c h t e r g e w i n n e n in d e r K o h le n - a u f b e r e i t u n g ein sic h i m m e r m e h r a u s d e h n e n d e s A n w e n d u n g s g e b i e t . N a c h D a r s t e l l u n g d e r a e r o d y n a m i s c h e n G r u n d l a g e n d e r W i n d s i c h t u n g w e r d e n die w ic h t i g s t e n d e r z a h l r e i c h e n B a u a r t e n u n t e r ein- h e itlic h e n G e s i c h t s p u n k t e n k u r z b e s p r o c h e n . D ie f u r dic r e c h n u n g s m a B i g e E r f a s s u n g d e s S i c h t v o r g a n g s m a B g e b e n d e n F o r m e l n w e r d e n a n g e g e b e n u n d die
1 R o s i n und R a m m l e r : B rennstau b g ew in n u n g in B rikettfabriken im Z usam nienhang m it B rikettbeschaffenheit, B etrieb und m aschineller Ein- rich tu n g , B raunkohle 1927, S. 1117.
11.J u n i 1932 G l u c k a u f 537
Ableitungen von W indsichter-D iagram m en erlautert.
An H and von Versuchsergebnissen finden diese Be- ziehungen Anwendung auf die drei Gebiete der Abscheidung von Feinkohle von 0 - 2 , Staubkohle von
0 - 0 ,3 oder 0,5 mm und von blasfertigem Kohlen- staub. Schliefilich w ird das gegenw artige und zu- kunftige Anwendungsfeld der" W indsichtung in der Stein- und B raunkohlenindustrie um rissen.
R eg ler fiir D ru ck lu ftm o to ren .
V ° n Dipl.-lng. A. S a u e r m a n n , Ingenieur des Yereins zur U berw ac hung der Kraftwirtschaft der Ruhrzechen m E s s e n . N o t w e n d i g k e i t d e r D r e h z a h l r e g l u n g .
Die Reglung der Drehzahl an D ruckluftm otoren ist notw endig, damit diese bei Leerlauf oder zu geringer A rbeitsbelastung nicht durchgehen und schliefilich unter der W irkung der F liehkraft zerspringen, und ferner, dam it die fiir den Betrieb giinstigste D reh
zahl gew ahrleistet wird. Die hierbei an die Reglung zu stellenden Anforderungen sind je nach B auart und Ver\vendungszweck des M otors verschieden. Einige Ungliicksfalle, die sich infolge des Fehlens geeigneter Sicherheitsm afiregeln kiirzlich ereignet haben, und die Notwendigkeit einer zweckmafiigen D urchbildung der im Bergbau verwendeten M aschinen lassen die nahere Untersuchung dieses G egenstandes ais zweckmaBig erscheinen.
D er erstangefiihrte G rund fur die A nbringung eines D rehzahlreglers, die Verhiitung des Durch- geliens, gilt fiir alle Druckluftmotoren. Es gib t aller- dings Ausfiihrungen, bei denen die Uberschreitung der angemessenen Drehzahl nicht so groB w erden kann, dafi eine Z ersprengung erfolgt. Dabei handelt es sich um solche M otoren, bei denen die Druckluft in den Zuleitungen oder Steuerkanalen m it der Zunahm e der Drehzahl schliefilich so stark gedrosselt w ird, dafi der verbleibende A rbeitsdruck nicht m ehr geniigt, um die Getriebeteile w eiter zu beschleunigen. Dazu diirften die meisten Zylinderkolbenm aschinen gehóren, bei denen die Druckluft in den engen Steuerkanalen und namentlich an den scharfen Schieberkanten erheblich gedrosselt wird. Von einer Firm a sind an einem von ihr gebauten P feilradm otor Versuche iiber die Móglichkeit des Z erspringens angestellt w orden. Der Motor w urde, natiirlich unter W ahrung der erforder- lichen Sicherheitsm afinahmen, ohne Last u nter vollen Luftdruck gesetzt, wodurch er zw ar eine sehr hohe Drehzahl erreichte, die aber nicht geniigte, um die Laufer zu sprengen. In diesem Falle diirften jedoch die Luftzufiihrungsleitungen an einer Stelle so eng gewesen sein, daB schon bei norm alem Betriebe eine erhebliche D rosselung stattfand. Ein solcher Zustand laBt sich auch kiinstlich herbeifiihren, indem man in der Luftzuleitung eine Drosselscheibe anbringt. Diese bew ahrt allerdings den M otor nur vor dem Z e r
springen, verhindert aber nicht die Erreichung einer Drehzahl, bei der die G etriebeteile schliefilich be- schadigt w erden. Immerhin kann man diese An
ordnung, so unw irtschaftlich sie wegen der hohen Drosselverluste ist, ais die einfachste Reglung be- zeichnen.
F l i e h k r a f t r e g i e r .
Im allgemeinen werden an die Reglung jedoch hóhere A nforderungen gesteilt w erden mussen. Die Aufgabe, eine bestim m te, nur in engen Grenzen schwankende Drehzahl einzuhalten, erfiillt am ein- fachsten und besten der beim Bau von Dampf- und Ver- brennungsmaschinen schon seit langem verw endete
F liehkraftregier. Den scharfen Bedingungen, die dort im allgem einen fiir ihn gelten, braucht er jedoch nicht unterw orfen zu werden. Denn w ahrend der Regler z. B. bei Dampfmaschinen m it dem Schwungrad unter Berucksichtigung der wechselnden K raftw irkung der Kolben und des N utzw iderstandes zusamm en- arbeiten mufi, h at er bei einem D ruckluftm otor gew óhnlich nur die U berschreitung einer gew issen Drehzahl zu verhindern und zu diesem Zweck einen D rosselschieber zu betatigen. Es geniigt also, wenn man von ihm verlangt, dafi er stabil ist, d. h. daB m it zunehmendem Ausschlag der Reglergewichte eine gróBere D rosselw irkung bis zum ganzlichen SchluB des D rosselschiebers stattfindet. Dabei sei jedoch bem erkt, dafi ein yollstandiger AbschluB gew óhnlich nicht eintritt, weil der Drosselschieber m it einem gew issen Spiel eingebaut w erden mufi und daher eine gew isse Undichtheit verbleibt. Diese ist jedoch nicht von Belang, da die Luftm enge nicht m ehr geniigt, um die Laufer durchgehen zu lassen.
Aufier einer in allen Lagen der A usschlaggew ichte gew ahrleisteten Stabilitat muB fiir Bergw erks- maschinen eine m oglichst groBe Betriebssicherheit des Reglers verlangt werden, da er gew óhnlich inner
halb des M aschinengehauses angebracht und so der Beobachtung entzogen ist. Auf kriiftige A usfuhrung der beweglichen Teile und gute Schm ierung ist daher besonderer W ert zu legen.
Abb. 1. Fliehkraftregier von Eickhoff.
Abb. 1 gibt die A usfuhrung des Reglers der Firm a Eickhoff in Bochum wieder. Auf der von dem Stirn- rad a angetriebenen W elle b sitzt der F lieh k raft
regier c. Dieser ist dem aus dem Kraftm aschinenbau bekannten F ederregler von H artung nachgebildet, der sich durch vorziigIiche Eigenschaften, nam entlich durch seine in allen Lagen der Gew ichte gleich- bleibende Stabilitat und entlastete Gelenke aus- zeichnet. Die Gewichte gehen radial auseinander und werden durch die aufien angebrachten Schrauben- federn im G leichgewicht gehalten. Die Spannm uttern der Federn sind von aufien durch Splinte gesichert.
Eine Anderung der Drehzahl laBt sich daher bei diesem R egler nicht ohne weiteres vornehm en, zumal weil er wegen der dadurch bew irkten Veranderung der M assenschw erpunkte sehr so rg faltig ausgewuchtet werden muB. Die Bewegung der Reglergewichte iiber-
538 G 1 ii c k a u f Nr. 24 tragen die beiden Hebel d auf den in der hohlen
W elle b befindliehen yerschiebbaren Zapfen e. Dessen D rehbew egung wird von dem K ugellager / auf- genom m en, so dafi nur seine Verschiebung auf die Schieberstange g und den Schieber h ubertragen wird.
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Abb. 2. Regelkrafte eines Eickhoff-FIiehkraftreglers am Pfeilradmotor.
Dieser d rosselt den Luftdurchgangsquerschnitt ent
sprechend der Drehzahl ab. Da die Drehzahl dieser M otoren hoch ist, hat eine Zunahme der Drehzahl eine schnelle Steigerung der Regelkrafte zur Folgę, so daB ein AbschluB der D rosselorgane auch bei einem gew issen VerschleiB der beweglichen Teile noch gew ahrleistet ist. Die bei einem Regler dieser B auart festgestellten Regelkrafte veranschaulicht Abb. 2. Der Ausschlag begann bei 1950 Um l./m in;
die R egelkraft stieg mit zunehm ender Drehzahl schnell an und betrug bei 2600 Uml. etwa 45 kg.
/ uf/drucM
Abb. 3. D rehzahlreglu ng eines unbelasteten Eickhoff- M otors mit Fliehkraftregler bei langsam er Steig erung
des Luftdruckes von 0 auf 6 atu.
Der Drehzahlbereich, innerhalb dessen der Regler arbeitet, ist durch die Ausfuhrung des Reglers und die Spannung der Reglerfedern gegeben. Man kann ihn nachtraglich nur durch Verartderung der Feder- spannung oder Auswechslung der Federn andern.
Im allgem einen wird es sich empfehlen, im normalen Betriebe eine Drehzahlschwankung von etwa 10 o/o zuzulassen. Setzt man sie erheblich weiter herab, was man z. B. durch VergroBerung der Zahl der Feder- windungen erreichen kann, so lauft man G efahr, daB der Regler labil wird, also nicht mehr regelt. Seibst bei Forderbandern diirfte eine Geschwindigkeits- schwankung innerhalb 10 o/o nirgends stóren. Bei einem zu em pfindlichen Regler kommen auBerdem die Beschleunigungskrafte der Reglermassen stórend zur Geltung, indem sie beim Anfahren gróBere Pendel- schwingungen hervorrufen. Diese treten seibst bei einem verw endbaren Regler auf, wie aus den Abb. 3 und 4 heryorgeht. Im Falle der Abb. 3 w urde der
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dnf&fyrze/f 40 s SO Abb. 4. Drehzahlreglung wie in Abb. 3, jedoch bei plótzlichem Anlassen mit 6 atu.
unbelastete M otor langsam angelassen. Er erreichte dann bei 1,5 atu seine hochste Drehzahl mit 1610 Uml.
je min, wobei der D rosselschieber schloB. Dadurch fiel die Drehzahl auf 1350, w orauf der Schieber wieder óffnete und die Drehzahl wiederum stieg, um mit zu
nehmendem Luftdruck langsam pendelnd bis auf etwa 1550 zu steigen. Diese Steigerung tritt auf, weil mit zunehmendem Luftdruck die Schieberundichtheiten m ehr Luft durchlassen. In Abb. 4 ist die Drehzahl- steigerung bei plótzlichem Anlassen desselben M otors mit 6 atu dargestellt. Der M otor erreichte nach 15 s bereits seine hochste Drehzahl mit 1840 Uml./min, also 230 m ehr ais bei langsam em Anlassen, und pendelte dann aus.
Einfacher ais der beschriebene Regler ist die in Abb. 5 wiedergegebene A usfuhrung der Demag. Hier ist der Regler unm ittelbar auf einer Lauferwelle an gebracht. Die Fliehgew ichte a wirken iiber Kugel- gelenkbolzen auf die sich drehende W elle b, die ihre Verschiebung uber das Kugellager c auf den D rossel
schieber d iibertragt. Den Fliehkraften entgegen wirkt die durch die Kopfschraube e gespannte Feder /. Man
11. Juni 1932 G l u c k a u f 539 hat diese Spannsehraube absichtlich als Kopfschraube
ausgefiihrt, um ein unbefugtęs Nachspannen zu ver- hindern. Die Erscheinung, daB die Drehzahl bei plotz- lichem Anlassen weit iiber die Normaldrehzahl stieg,
Abb. 5. Fliehkraftregler der Demag.
zeigte sich auch bei diesem Regler. W ahrend die Drehzahl bei langsam er Offnung 800 betrug, schofi sie bei plótzlicher Offnung mit 2 atu auf 980, m it 3 atu auf 1050, mit 4 atu auf 1080, mit 5 atii auf 1100 Uml., um dann allm ahlich bis auf die N orm aldrehzahl zu pendeln. Die A usfiihrungen anderer Firm en sind ahnlich.
S e lb s t s c h lu f iy e n t ile .
Die geschilderten F liehkraftregler regeln die Drehzahl des M otors unter allen Belastungs- schwankungen von Leerlauf bis Vollast. Es g ib t jedoch M otoren, bei denen kein Leerlauf eintreten soli. Beispielsweise ist der Leerlauf bei dem neuer- dings yielfach eingefuhrten unm ittelbaren Antrieb von Kreiselpum pen durch Zahnrad- und andere M otoren ein Zeichen dafiir, daB d er Saugfaden ab- gerissen ist. Die Saugleitung muB dann erst aufgefiillt werden, bevor der M otor w ieder anlaufen kann.
Abb. 6. SelbstschluBventil fiir Pumpenantrieb der Demag.
W urde ein F liehk raftregler der beschriebenen Arten angebracht, so wiirde der M otor bei abgerissenem Saugfaden standig leer w eiterlaufen. Man bringt in diesem Falle sta tt dessen zweckmaBig ein Selbśt- schluByentil an. Ein solches von der Demag her- gestelltes Yentil zeigt Abb. 6. In dem D rehkórper a
befinden sich die Schwunggewichte b mit den Nasen c, auf die sich das K ugellager d abstiitzt. Dieses ist m it dem D rosselschieber e yerbunden und zwischen diesem und dem Deckel f die Spannfederg- angebracht, die bei ihrer A uslósung den Lufteintrittskanal h zum M otor absperren soli. Sobald der M otor, z. B. bei einer Pum pe durch AbreiBen des Saugfadens, plótzlich en tlastet w ird und daher durchgehen will,, schlagen die Gewichte aus, bis ihre Nasen die Feder auslosen und der Luftkanal abgesperrt wird. W ill man den M otor wieder anlassen, so zieht man mit dem Hand- g riff i die F eder an, bis die Nasen einklinken. Zu diesem Zweck ist um die Schwunggewichte noch die S pannfeder k gelegt.
In manchen Fallen, z. B. bei Schlepperhaspeln, • w ird auch ein SaugschluByentil geniigen. Ein von der Demag hergestelltes derartiges Ventil, das in der Luftzuleitung untergebracht wird, zeigt Abb. 7. Das Ventil a w ird durch die F eder b, die sich einerseits auf das in den Yentilkorper eingesetzte Quersttick c,
Abb. 7. SaugschluByentil der Demag.
anderseits auf den F ederteller d abstiitzt, von seiner Sitzflache abgehalten. Lauft nun der M otor zu schnell und nim m t dem zufolge die durch das Ventil stróm ende Luftm enge zu, so w achst der D ruckunterschied vor und hinter dem Ventil, bis es sich schlieBt; es wird gewisserm aBen angesaugt. Da nun auf der einen Seite des Ventils der volle Luftdruck, auf der andern mit auslaufendem M otor A tm ospharenspannung herrscht, so bleibt das Ventil fest gesćhlossen. Es wird dadurch wieder geoffnet, dafi man ein kurz davor befindliches Absperryentil schliefit, w orauf die Luft, die sich zwischen diesem und dem SaugschluByentil befindet, durch die in dem V entilteller a angebrachten feinen O ffnungen entweicht. Noch einfacher bildet man das Absperrventil als D reiw egehahn aus, der die in dem SaugschluByentil befindliche Luft ins Freie laBt.
Sobald der Druck daraus entwrichen ist, ó ffn et sich das Ventil wieder infolge der F ederspannung, und der M otor kann w eiterlaufen. Diese V orrichtung zeichnet sich durch besondere Einfachheit und Billig- keit sowie dadurch aus, dafi sie keine bew egten Teile aufweist. Erforderlich ist hier, dafi sich der Bedienungsm ann stets am M otor befindet. Der geringe D ruckverlust im Ventil w ahrend des Betriebes b etrag t nur etw a 0,2 atii.
Z u s a m m e n f a s s u n g .
Es hat sich ais notw endig herausgestellt, die im Bergbau yerw endeten D ruckluftm otoren mit einer
