Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Einrichtung zum Aufbereiten von Schüttgütern, insbesondere in Form von bruchstückartigen Fraktionen und/oder rieselfähigen Materialien, welche durch eine Zerkleinerungs- und/oder Nassbehandlung sowie durch eine anschliessende thermische Behandlung aufbereitet werden.
Aus der DE-A 2 252 259 ist eine Einrichtung zum Rückgewinnen von Giesserei-Formgrundstoffen bekannt, bei welcher der als Gemisch aus stückigen oder in Einzelkörnung vorliegende Formgrundstoff von einer Zerkleinerungsvorrichtung über ein Sieb einem Metallabscheider und von dort einem Glühapparat zugeführt wird. In dem Glühapparat wird der Formgrundstoff von kohlenstoffhaltigen Substanzen befreit und anschliessend in einer zugeordneten Kühlvorrichtung abgekühlt. In einer weiteren Vorrichtung wird der abgekühlte Formgrundstoff pneumatisch und mechanisch behandelt und gereinigt, derart, dass die versprödeten Schichtmineralien abplatzen. Der auf diese Weise regenerierte und klassierte Sand wird anschliessend der Wiederverwertung zugeführt.
Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem Problem einer wirtschaftlichen Wiederverwertung von Schüttgütern, wie diese beispielsweise in Form von metallhaltigen und durch organische oder chemische Bindemittel als bruchstückartige Fraktionen oder aber bereits in Form von rieselfähigen, gebrauchten Giessereisanden mit verschiedenen Sandtypen entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Aufbereitung von Schüttgütern in Form von bruchstückartigen Fraktionen und/oder rieselfähigen Materialien sowie eine Einrichtung anzugeben, mittels welchem/welcher die Schüttgüter zu einer weitgehend neuwertigen, wiederverwertbaren Qualität aufbereitet werden können.
Die Aufgabe wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren dadurch gelöst, dass das Schüttgut weitgehend frei fallend einem ersten Waschbehälter zugeführt und dabei durch eine Anzahl in den Innenraum gerichteter Düsen von einem unter Hochdruck stehenden flüssigen Medium zum Ablösen der anhaftenden Schmutzpartikel beaufschlagt und anschliessend in einem zugeordneten zweiten Waschbehälter gereinigt und separiert wird, und dass das gereinigte Schüttgut danach getrocknet und zur thermischen Behandlung durch ein aussenseitig erhitztes sowie um seine Längsachse drehbares Rohrleitungs-System hindurchgeführt wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst mindestens einen ersten Waschbehälter und einen Trommelofen mit beheizbarer Brennkammer zur thermischen Behandlung von Schüttgütern und ist dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Waschbehälter ein damit in Verbindung stehender zweiter Waschbehälter zugeordnet ist, wobei der erste Waschbehälter in seinem Innenraum mit einer Anzahl in axialer sowie in radialer Richtung im Abstand zueinander angeordneter Düsen versehen und der zweite Waschbehälter unter Zwischenschaltung eines Trocknungsbehälters mit einem in der Brenn kammer des Trommelofens angeordneten und um seine Längsachse drehbar gelagerten, spiralartig ausgebildeten Rohrleitungs-System für die thermische Behandlung des getrockneten Schüttgutes verbunden ist.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung und den Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine als Fliess-Schema dargestellte Einrichtung mit einer Reinigungsvorrichtung und einem zugeordneten Trommelofen zum Aufbereiten von Schüttgütern,
Fig. 2 ein in grösserem Massstab und in Schnittansicht dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel der Reinigungsvorrichtung für die Einrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 3 ein in grösserem Massstab und in Schnittansicht dargestelltes zweites Ausführungsbeispiel der Reinigungsvorrichtung für die Einrichtung gemäss Fig. 1, und
Fig. 4 die im Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Draufsicht dargestellte Reinigungsvorrichtung gemäss Fig. 3.
Fig. 1 zeigt als Fliess-Schema eine in der Gesamtheit mit 100 bezeichnete Einrichtung zum Aufbereiten von Schüttgütern, welche Einrichtung 100 im wesentlichen eine schematisch dargestellte Reinigungsvorrichtung 50 oder 150 sowie einen über eine Zuführleitung 14 oder 114 damit in Verbindung stehenden Trommelofen 220 umfasst.
Dem Trommelofen 220 kann entweder die eine, in Fig. 2 in grösserem Massstab dargestellte Reinigungsvorrichtung 50 oder aber die andere, in Fig. 3 in grösserem Massstab dargestellte Reinigungsvorrichtung 150 zugeordnet werden. Der Reinigungsvorrichtung 50 oder 150 ist ein Transport- und Förderband 1 zugeordnet, von welchem das sogenannte Schüttgut (nicht dargestellt) in Pfeilrichtung 1 min und 1 min min einem trichterartig ausgebildeten Auffangbehälter 2 zugeführt wird. Von einem mit nicht dargestellten Mitteln in Pfeilrichtung 3 min hin- und herbewegbaren Sieb 3 wird das Schüttgut etwa rieselnd der Reinigungsvorrichtung 50 oder 150 zugeführt.
Der Trommelofen 220 sowie die beiden Reinigungsvorrichtungen 50 und 150 werden nachstehend im einzelnen beschrieben.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Trommelofen 220 umfasst im wesentlichen einen Behälter 221, welchem im vorderen, als Eingang A ausgebildeten Teil ein Brenner 231 zugeordnet ist, mittels welchem der als Brennkammer ausgebildete Innenraum 221 min des Behälters 221 beheizt wird.
Bei einem nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel kann, in Längsrichtung des Trommelofens 220 gesehen, der Behälter 221 in einzelne, beheizbare Zonen unterteilt werden. Dabei sind an der Behälteraussenwand mehrere versetzt zueinander angeordnete Brenn- oder Heizelemente vorgesehen.
Am hinteren, als Ausgang B ausgebildeten Teil des Behälters 221 sind eine erste Kammer 226, eine Filtervorrichtung 222, ein Gebläse 225 sowie eine zweite Kammer 224 vorgesehen. Zwischen der ersten Kammer 226 und der zweiten Kammer 224 ist weiterhin ein Rost 223 angeordnet. Die Filtervorrichtung 222 ist über eine Leitung 227 unter Zwischenschaltung eines Gebläses 228 mit dem Eingang A des Behälters 221 verbunden. Die zweite Kammer 224 ist über eine Leitung 229 mit einem Sammelbehälter 230 verbunden.
Im vorderen Bereich der Brennkammer 221 min des Behälters 221 ist ein beispielsweise behälterartig ausgebildetes Verteilerelement 235 angeordnet, welches mit einem im Behälter 221 angeordneten Rohrleitungs-System 240 verbunden ist. Das Rohr leitungs-System 240 umfasst mindestens ein, vorzugsweise jedoch eine Anzahl spiralartig gewundener Rohre 241, welche jeweils mit dem einen Ende mit der Zuführleitung 14 beziehungsweise mit dem Verteilerelement 235 sowie am Ausgang B mit der zweiten Kammer 226 verbunden sind. Das einzelne, spiralartige Rohr 241 oder aber das komplette Rohrleitungs-System 240 ist mit einem entsprechend am Eingang A angeordneten, schematisch dargestellten Antrieb 242 wirkverbunden. Das Rohrleitungs-System 240 ist um eine etwa horizontale Längsachse X in Pfeilrichtung Z drehbar in der Brennkammer 221 min des Behälters 221 gelagert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Rohrleitungs-System 240 um eine relativ zur Längsachse X steigende Längsachse X min oder um eine relativ zur Längsachse X geneigte Längsachse X min min in der Brennkammer 221 min des Behälters 221 angeordnet. Der zwischen der horizontalen Achse X und zwischen der steigenden oder geneigten Längsachse X min oder X min min gebildete Winkel alpha oder alpha min liegt jeweils etwa in der Grössenordnung von 10 DEG bis 30 DEG .
Der Behälter 221 ist beispielsweise auf zwei in axialer Richtung des Behälters 221 im Abstand zueinander angeordneten Fundamenten 245, 245 min gelagert. Die Lagerung des Behälters 221 auf den beiden Fundamenten 245, 245 min kann auch in horizontaler Ebene erfolgen. Bei horizontaler Anordnung des Behälters 221 wird das Rohrleitungs-System 240 mit der vorstehend erwähnten Steigung alpha oder Neigung alpha min in der Brennkammer 221 min angeordnet. Bei einer koaxialen Anordnung des Rohrleitungs-Systems 240 in der Brennkammer 241 min wird der Behälter 221 mit seiner Längsachse X mit einer analogen Steigung oder Neigung entsprechend auf den beiden Fundamenten 245, 245 min angeordnet und gelagert.
Der Rohrquerschnitt für das einzelne Rohr 241 des im Trommelofen 220 eingebauten Rohrsystems 240 kann unterschiedlicher Formgebung sein. Der Rohrquerschnitt des zu einer Spirale verformten Rohres kann in nicht näher dargestellter Weise beispielsweise kreisförmig, quadratisch, rechteckig, dreieckig, mehreckig, quadratisch parallel verschoben oder dergleichen ausgebildet sein. Wesentlich bei der Rohr-Querschnittsform ist jedoch, dass die einzelne Spirale eine möglichst grosse Wärmeübertragungsfläche aufweist.
Die in Fig. 2 in grösserem Massstab und in Schnittansicht dargestellte Reinigungsvorrichtung 50 umfasst im wesentlichen einen ersten Waschbehälter 30 sowie einen damit in Verbindung stehenden zweiten Waschbehälter 40. Das dem Waschbehälter 30 entsprechend zugeordnete Transport- und Förderband 1, der Auffangsbehälter 2 sowie das hin- und herbewegbare Sieb 3 sind analog dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet.
An dem ersten Waschbehälter 30 ist ein schematisch dargestelltes Rohrleitungs-System 25 angeordnet, welches über eine Zuführleitung 16 mit einer entsprechend zugeordneten Hochdruckpumpe 4 in Verbindung steht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Rohrleitungs-System 25 in axialer Richtung des ersten Waschbehälters 30 im Abstand zueinander angeordnete und den äusseren Umfang des Waschbehälters 30 weitgehend umgreifende Ringleitungen 21, 22, 23 und 24, welche über entsprechende, an die Zuführleitung 16 angeschlossene Stegleitungen 17 und 18, 18 min sowie 19, 19 min mit der Hochdruckpumpe 4 verbunden sind.
Im Innenraum 35 des ersten Waschbehälters 30 sind mehrere in Umfangsrichtung sowie in axialer Richtung im Abstand zueinander angeordnete Düsen 21 min , 22 min , 23 min und 24 min vorgesehen, welche in nicht näher dargestellter Weise an der Behälterwand 30 min befestigt sind und mit den einzelnen, entsprechend am äusseren Umfang des Waschbehälters 30 angeordneten Ringleitungen 21, 22, 23 und 24 in Verbindung stehen.
Am unteren, dem zweiten Waschbehälter 40 zugewandten Ende ist an dem ersten Waschbehälter 30 ein Anschlussflansch 31 angeordnet, welcher zum abdichtenden Anbau des zweiten Wasch behälters 40 mit einer Ringnut 31 min versehen ist.
Der mit nicht dargestellten Mitteln am ersten Waschbehälter 30 befestigte und mit diesem beispielsweise eine Einheit bildende zweite Waschbehälter 40 umfasst im wesentlichen einen in der Ringnut 31 min des ersten Waschbehälters 30 angeordneten Zylinderkörper 42 sowie einen daran angeordneten Flansch 41. Im Innenraum 45 des Zylinderkörpers 42, welcher beispielsweise als Stahlmantel oder zur Funktions-Veranschaulichung als transparenter Körper ausgebildet werden kann, ist ein Filterelement 43 angeordnet. Der Innenraum 45 des Zylinderkörpers 42 wird durch das Filterelement 43 in eine erste Kammer 45 min für das eigentliche Schüttgut (nicht dargestellt) und in eine zweite Kammer 46 für abgelöste und am Grund der kreisringartigen Kammer 46 gelagerte Schlämmstoffe 47 unterteilt.
In dem unteren Flansch 41 ist zur Entleerung eine im wesentlichen trichterartig ausgebildete \ffnung 44 vorgesehen.
An dem zweiten Waschbehälter 40 ist weiterhin eine mit der \ffnung 44 in Verbindung stehende und am unteren Flansch 41 abgedichtet angeordnete Leitung 8 mit einem Abschlussventil 9 angeschlossen. Die Leitung 8 führt zu einem entsprechend zugeordneten und vorzugsweise mit einem Sieb 7 versehenen Behälter 6, welcher unter Zwischenschaltung eines Ventils 13 über eine Rückführleitung 12 mit einer Filterpresse 5 in Verbindung steht.
Über die Rückführleitung 12 wird die Flüssigkeit gemäss Pfeilrichtung 12 min über die Filterpresse 5 sowie über eine Leitung 15 in Pfeilrichtung 15 min wieder der Hochdruckpumpe 4 und von dort über das Rohrleitungssystem 25 wieder dem ersten Waschbehälter 30 zugeführt.
Der gereinigte Sand (nicht dargestellt) wird für die thermische Behandlung über die Leitung 14 in Pfeilrichtung 14 min dem Trommelofen 220 zugeführt. Zwischen dem Behälter 6 und dem Trommelofen 220 kann, wie in Fig. 1 dargestellt, in der Leitung 14 ein Schieber 203 angeordnet werden, welcher zum \ffnen und Schliessen mit einer entsprechend steuerbaren Kolben-/Zylindereinheit 202 wirkverbunden ist.
An dem unteren Flansch 41 des zweiten Waschbehälters 40 ist weiterhin unter Zwischenschaltung eines Ventils 10 eine Leitung 11 angeschlossen, über welche die Schlämmstoffe 47 gemäss Pfeilrichtung 10 min der Filterpresse 5 zugeführt werden. Die von der Filterpresse 5 abgeschiedene Restflüssigkeit wird ebenfalls über die Leitung 15 in Pfeilrichtung 15 min der Hochdruckpumpe 4 zugeführt, während die verbleibenden Feststoffe über eine Leitung 11 min in Pfeilrichtung 11 min min einer nicht dargestellten Anlage zur Weiterverarbeitung zugeführt werden.
In Fig. 3 ist in grösserem Massstab und in Schnittansicht die Waschvorrichtung 150 dargestellt, und man erkennt einen ersten Waschbehälter 130 und einen damit in Verbindung stehenden zweiten Waschbehälter 140. Das dem Waschbehälter 130 entsprechend zugeordnete Transport- und Förderband 1, der Auffangbehälter 2 sowie das hin- und herbewegbare Sieb 3 sind analog dem anhand von Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgebildet.
An dem ersten Waschbehälter 130 ist ein schematisch dargestelltes und in der Gesamtheit mit 125 bezeichnetes Rohrleitungs-System angeordnet, welches über eine als Stegleitung ausgebildete Zuführleitung 116 mit einer entsprechend zugeordneten Hochdruckpumpe 104 in Verbindung steht. Das Rohrleitungs-System 125 umfasst, in axialer Richtung des Waschbehälters 130 gesehen, mehrere im Abstand zueinander angeordnete und etwa die Hälfte des äusseren Umfangs des Behälters 130 umgreifende Ringleitungen 121, 120, 119, 118 und 117, welche über die entsprechende Zuführleitung 116 mit der Hochdruckpumpe 104 verbunden sind. Im Innenraum 135 des Waschbehälters 130 sind jeder einzelnen Ringleitung 121, 120, 119, 118 und 117 entsprechend ausgebildete Hochdruckdüsen zugeordnet.
Die jeweils eine Gruppe bildenden Hochdruckdüsen sind mit 121 min , 120 min , 119 min , 118 min und 117 min bezeichnet, wobei die einzelnen Hochdruckdüsen in nicht näher dargestellter Weise an der Behälterwand 130 min befestigt sind. An der den Hochdruckdüsen-Gruppen 121 min , 120 min , 119 min , 118 min und 117 min gegenüberliegenden Seite ist im Innenraum 135 des Waschbehälters 130 ein entsprechend angeordnetes und befestigtes Prallblech 136 vorgesehen. Am unteren, dem zweiten Waschbehälter 140 zugewandten Ende ist an dem ersten Waschbehälter 130 ein Anschlussflansch 131 angeordnet, welcher zum abdichtenden Anbau des zweiten Waschbehälters 140 mit einer Ringnut 131 min versehen ist.
Der mit nicht dargestellten Mitteln am ersten Waschbehälter 130 befestigte und mit diesem eine Einheit bildende zweite Waschbehälter 140 umfasst im wesentlichen einen in der Ringnut 131 min des ersten Waschbehälters 130 angeordneten Zylinderkörper 142 sowie einen daran angeordneten Flansch 141. Im Innenraum 145 des Zylinderkörpers 142, welcher beispielsweise als Stahlmantel oder zur Funktions-Veranschaulichung als transparenter Körper ausgebildet werden kann, ist ein Filterelement 143 angeordnet. Der Innenraum 145 des Zylinderkörpers 142 wird durch das Filterelement 143 in eine erste Kammer 145 min für das eigentliche Schüttgut (nicht dargestellt) und in eine zweite Kammer 146 für abgelöste Schlämmstoffe 147 unterteilt. In dem unteren Flansch 141 ist zur Entleerung eine etwa trichterartig ausgebildete \ffnung 144 vorgesehen.
An dem zweiten Waschbehälter 140 ist weiterhin eine am unteren Flansch 141 abgedichtet angeordnete Leitung 108 mit einem Abschlussventil 109 angeschlossen. Die Leitung 108 führt zu einem entsprechend zugeordneten und vorzugsweise mit einem Sieb 107 versehenen Behälter 106, welcher unter Zwischenschaltung eines Ventils 113 über eine Rückführleitung 112 mit einer Filterpresse 105 in Verbindung steht. Der gereinigte Sand wird für die thermische Behandlung über die Leitung 114 in Pfeilrichtung 114 min im wesentlichen dem Trommelofen 220 (Fig. 1) zugeführt, während die Flüssigkeit über die Leitung 112 in Pfeilrichtung 112 min der Filterpresse 105 sowie über eine Leitung 115 in Pfeilrichtung 115 min der Hochdruckpumpe 104 und von dort über das Rohrleitungssystem 125 wieder dem ersten Waschbehälter 130 zugeführt wird.
An dem unteren Flansch 141 des zweiten Waschbehälters 140 ist weiterhin unter Zwischenschaltung eines Ventils 110 eine Leitung 111 angeschlossen, über welche die Schlämmstoffe 147 in Pfeilrichtung 110 min der Filterpresse 105 zugeführt werden. Die von der Filterpresse 105 voneinander getrennte Flüssigkeit wird über die Leitung 115 in Pfeilrichtung 115 min der Hochdruckpumpe 104 zugeführt, während die verbleibenden Feststoffe zur Verwertung über eine Leitung 111 min in Pfeilrichtung 111 min min einer nicht dargestellten Anlage zur Weiterverarbeitung zugeführt werden.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass in dem zweiten Waschbehälter 40 gemäss Fig. 2 sowie in dem zweiten Waschbehälter 140 gemäss Fig. 3 jeweils ein mit einer Ultraschall-Vorrichtung 85 oder 185 in Wirkverbindung stehender Schallwandler 80 oder 180 angeordnet werden kann. Mittels der Schallwandler 80 oder 180 wird zusätzlich in dem Waschbehälter 40 oder 140 eine permanente Bewegung des Schüttgutes erzeugt und dadurch eine weitere Ablösung der Schmutzpartikel erreicht.
Weiterhin ist bei einer nicht dargestellten Ausführungsvariante der erste Waschbehälter 30 oder 130 mit einem siebartigen Auffangelement ausgebildet, auf welchem das vom Behälter 2 zugeführte Schüttgut aufliegt und von dem unter Hochdruck stehenden flüssigen Medium zum Ablösen der anhaftenden Schmutzpartikel beaufschlagt wird. Die Düsen sind dabei unter entsprechendem Winkel auf das Schüttgut bzw. auf das siebartige Auffangelement gerichtet.
Fig. 4 zeigt die gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 im Schnitt und in Draufsicht dargestellte Waschvorrichtung 150, und man erkennt den Waschbehälter 130 und das daran angeordnete Rohrleitungssystem 125 mit der einen, mit der Zuführleitung 116 in Verbindung stehenden Ringleitung 118. Im Innenraum 135 erkennt man das an der Innenwand 130 min angeordnete und befestigte Prallblech 136 sowie die in der Gesamtheit mit 118 min bezeichnete Gruppe Hochdruckdüsen. Die einzelnen, nicht näher bezeichneten Hochdruckdüsen sind in Umfangsrichtung an der Behälterwand 130 min im Abstand zueinander angeordnet und in nicht näher dargestellter Weise daran befestigt.
Die wesentlichen Arbeitsschritte der Einrichtung 100 werden nachstehend beschrieben: Von dem Transport- und Förderband 1 wird das sogenannte Schüttgut in Pfeilrichtung 1 min und 1 min min dem ersten Waschbehälter 30 oder 130 zugeführt, in welchem das frei fallende Schüttgut mittels mehrerer, entsprechend verteilt angeordneter Hochdruckdüsen 21 min , 22 min , 23 min , 24 min oder 121 min , 120 min , 119, 118 min , 118 min von einem flüssigen Medium, beispielsweise von einem Wasserstrahl, beaufschlagt wird. In einem zweiten Waschbhälter 40 oder 140 werden die Schmutzpartikel oder Schlämmstoffe durch den Filter 43 oder 143 von dem Schüttgut getrennt. Das derart gereinigte Schüttgut gelangt bei geöffnetem Schieber 9 oder 109 in den mit einem Sieb 7 oder 107 versehenen Behälter 6 oder 106 und wird darin entsprechend getrocknet.
Für die thermische Behandlung wird das Schüttgut von dem Behälter 6 oder 106 über die Leitung 14 oder 114 dem mit dem Verteilerelement 235 in Wirkverbindung stehenden Rohrleitungs-System 240 zugeführt.
Durch die in Pfeilrichtung Z um die Längsachse X oder X min oder X min min orientierte Drehbewegung des in der Brennkammer 221 min angeordneten Rohrleitungs-Systems 240 wird das Schüttgut in Pfeilrichtung 220 min transportiert und dabei eine optimale Erhitzung des Materials erreicht. Das durch die Drehbewegung rieselnd durch das Rohrleitungs-System 240 geführte Schüttgut wird in die Kammer 226 geleitet und darin von dem Luftstrom des Gebläses 225 beaufschlagt, wodurch die restlichen Gase und Feinpartikel aus dem Sand entfernt werden. Die restlichen Gase und Feinpartikel werden von dem Gebläse 225 über die Filtervorrichtung 222 sowie über die Rückführleitung 227 in Pfeilrichtung 227 min zur vollständigen Verbrennung der Brennkammer 221 min zugeführt.
Das gereinigte und in die Kammer 224 gefallene Material kann von dort über eine Leitung 229 in Pfeilrichtung 229 min einem Behälter 230 zugeführt und anschliessend als weitgehend neuwertiges Material verwendet werden.
The invention relates to a method and to a device for processing bulk materials, in particular in the form of fraction-like fractions and / or free-flowing materials, which are processed by comminution and / or wet treatment and by a subsequent thermal treatment.
From DE-A 2 252 259 a device for recovering foundry mold base materials is known, in which the base material, which is in the form of a mixture of lumpy or single-grain, is fed from a comminution device to a metal separator and from there to an annealing apparatus. Carbon-containing substances are removed from the base material of the annealing apparatus and then cooled in an assigned cooling device. In a further device, the cooled mold base material is treated pneumatically and mechanically and cleaned in such a way that the embrittled layer minerals flake off. The sand regenerated and classified in this way is then recycled.
The present invention is concerned with the problem of economical recycling of bulk goods, such as those which arise, for example, in the form of metal-containing fractions and fractional fractions by organic or chemical binders or already in the form of pourable, used foundry sands with different types of sand.
The invention is based on the object of specifying a method for processing bulk goods in the form of fragmentary fractions and / or free-flowing materials and a device by means of which the bulk goods can be processed to a largely new, reusable quality.
According to the method according to the invention, the object is achieved in that the bulk material is fed to a first washing tank largely free-falling and is acted upon by a number of nozzles directed into the interior of a liquid medium under high pressure to detach the adhering dirt particles and then in an assigned second washing tank is cleaned and separated, and that the cleaned bulk material is then dried and passed for thermal treatment through a pipe system which is heated on the outside and rotatable about its longitudinal axis.
The device according to the invention for carrying out the method comprises at least a first washing container and a drum furnace with a heatable combustion chamber for the thermal treatment of bulk goods and is characterized in that the second washing container is associated with a second washing container connected to it, the first washing container in its interior with a number provided in the axial and radial directions at a distance from each other and the second washing container with the interposition of a drying container with a arranged in the combustion chamber of the drum furnace and rotatably mounted about its longitudinal axis, spiral-shaped piping system for the thermal treatment of the dried bulk material connected is.
Further features of the invention will become apparent from the following description in conjunction with the drawing and the claims.
The invention is described below with reference to the drawing. It shows:
1 is a device shown as a flow diagram with a cleaning device and an associated drum furnace for processing bulk materials,
2 shows a first embodiment of the cleaning device for the device according to FIG. 1, shown on a larger scale and in a sectional view,
3 shows a second embodiment of the cleaning device for the device according to FIG. 1, shown on a larger scale and in a sectional view, and
FIG. 4 shows the cleaning device according to FIG. 3, shown in a top view in section along the line IV-IV.
1 shows, as a flow diagram, a device for processing bulk goods, designated 100 in its entirety, which device 100 essentially comprises a schematically illustrated cleaning device 50 or 150 and a drum furnace 220 connected to it via a feed line 14 or 114.
Either the one cleaning device 50 shown on a larger scale in FIG. 2 or the other cleaning device 150 shown on a larger scale in FIG. 3 can be assigned to the drum furnace 220. The cleaning device 50 or 150 is assigned a transport and conveyor belt 1, from which the so-called bulk material (not shown) is fed in the direction of the arrow for 1 minute and 1 minute to a funnel-shaped collecting container 2. The bulk material is fed to the cleaning device 50 or 150 in a trickling manner from a sieve 3 which can be moved back and forth in the direction of the arrow for 3 minutes using means not shown.
The drum furnace 220 and the two cleaning devices 50 and 150 are described in detail below.
The drum furnace 220 shown schematically in FIG. 1 essentially comprises a container 221, to which a burner 231 is assigned in the front part designed as input A, by means of which the interior 221 min of the container 221 designed as a combustion chamber is heated.
In an embodiment not shown, the container 221 can be divided into individual, heatable zones, as seen in the longitudinal direction of the drum furnace 220. In this case, a plurality of fuel or heating elements arranged offset from one another are provided on the outer wall of the container.
A first chamber 226, a filter device 222, a blower 225 and a second chamber 224 are provided on the rear part of the container 221 designed as an outlet B. A grate 223 is also arranged between the first chamber 226 and the second chamber 224. The filter device 222 is connected to the inlet A of the container 221 via a line 227 with the interposition of a blower 228. The second chamber 224 is connected to a collecting container 230 via a line 229.
Arranged in the front area of the combustion chamber 221 min of the container 221 is a distributor element 235, for example in the form of a container, which is connected to a piping system 240 arranged in the container 221. The pipe line system 240 comprises at least one, but preferably a number of spirally wound pipes 241, each of which is connected at one end to the feed line 14 or to the distributor element 235 and at the outlet B to the second chamber 226. The individual, spiral-like pipe 241 or else the complete pipe system 240 is operatively connected to a schematically represented drive 242 arranged at the input A. The pipeline system 240 is mounted in the combustion chamber 221 min of the container 221 so as to be rotatable about an approximately horizontal longitudinal axis X in the direction of the arrow Z.
In a preferred exemplary embodiment, the pipeline system 240 is arranged in the combustion chamber 221 min of the container 221 about a longitudinal axis X min increasing relative to the longitudinal axis X min or about a longitudinal axis X min min inclined relative to the longitudinal axis X. The angle alpha or alpha min formed between the horizontal axis X and between the rising or inclined longitudinal axis X min or X min min is approximately in the order of 10 ° to 30 °.
The container 221 is mounted, for example, on two foundations 245, 245 min which are arranged at a distance from one another in the axial direction of the container 221. The container 221 can also be stored on the two foundations 245, 245 min in the horizontal plane. When the container 221 is arranged horizontally, the pipeline system 240 with the above-mentioned slope alpha or slope alpha min is arranged in the combustion chamber 221 min. In the case of a coaxial arrangement of the pipeline system 240 in the combustion chamber 241 min, the container 221 with its longitudinal axis X is arranged and stored accordingly on the two foundations 245, 245 min with an analogous slope or inclination.
The pipe cross section for the individual pipe 241 of the pipe system 240 installed in the drum furnace 220 can be of different shapes. The tube cross-section of the tube deformed into a spiral can be configured in a manner not shown, for example circular, square, rectangular, triangular, polygonal, square parallel or the like. It is essential, however, for the cross-sectional shape of the tube that the individual spiral has the largest possible heat transfer area.
The cleaning device 50 shown on a larger scale and in a sectional view in FIG. 2 essentially comprises a first washing container 30 and a second washing container 40 connected therewith. The transport and conveyor belt 1 assigned to the washing container 30, the collecting container 2 and the and movable screen 3 are formed analogously to the embodiment described with reference to FIG. 1.
Arranged on the first washing tank 30 is a schematically illustrated pipeline system 25, which is connected via a feed line 16 to a correspondingly assigned high-pressure pump 4. In the exemplary embodiment shown, the pipeline system 25 comprises, in the axial direction of the first washing container 30, at a distance from one another and largely encompassing the outer circumference of the washing container 30, ring lines 21, 22, 23 and 24, which have corresponding web lines 17 and 16 connected to the supply line 16 18, 18 min and 19, 19 min are connected to the high pressure pump 4.
Provided in the interior 35 of the first washing container 30 are a plurality of nozzles 21 min, 22 min, 23 min and 24 min which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction and in the axial direction and are fastened to the container wall 30 min in a manner not shown and with the individual nozzles , Correspondingly arranged on the outer circumference of the washing container 30 ring lines 21, 22, 23 and 24 are connected.
At the lower end facing the second wash tank 40, a connection flange 31 is arranged on the first wash tank 30, which is provided for sealing mounting of the second wash tank 40 with an annular groove 31 min.
The second washing tank 40, which is fastened to the first washing tank 30 by means not shown and, for example, forms a unit therewith, essentially comprises a cylinder body 42 arranged in the annular groove 31 min of the first washing tank 30 and a flange 41 arranged thereon. In the interior 45 of the cylinder body 42, A filter element 43 is arranged, which can be formed, for example, as a steel jacket or as a transparent body for functional illustration. The interior 45 of the cylinder body 42 is divided by the filter element 43 into a first chamber 45 min for the actual bulk material (not shown) and into a second chamber 46 for detached sludge 47 and stored at the bottom of the annular chamber 46.
In the lower flange 41, an essentially funnel-shaped opening 44 is provided for emptying.
A line 8, which is connected to the opening 44 and is sealed at the lower flange 41, is also connected to the second washing tank 40, with a shutoff valve 9. The line 8 leads to a correspondingly assigned container 6, preferably provided with a sieve 7, which is connected to a filter press 5 via a return line 12 with the interposition of a valve 13.
Via the return line 12, the liquid is returned to the high-pressure pump 4 according to the direction of the arrow 12 min via the filter press 5 and via a line 15 in the direction of the arrow 15 min and from there via the pipe system 25 to the first washing tank 30 again.
The cleaned sand (not shown) is fed to the drum furnace 220 for 14 minutes in the direction of the arrow for the thermal treatment. As shown in FIG. 1, a slide 203 can be arranged in the line 14 between the container 6 and the drum furnace 220, which slide is operatively connected to a correspondingly controllable piston / cylinder unit 202 for opening and closing.
A line 11 is also connected to the lower flange 41 of the second washing container 40 with the interposition of a valve 10, via which the slurry 47 is fed to the filter press 5 in the direction of the arrow 10 min. The residual liquid separated by the filter press 5 is likewise fed via line 15 in the direction of the arrow 15 min to the high-pressure pump 4, while the remaining solids are fed via a line 11 min in the direction of the arrow 11 min to a system for further processing, not shown.
3, the washing device 150 is shown on a larger scale and in a sectional view, and a first washing container 130 and a second washing container 140 connected therewith can be seen. The transport and conveyor belt 1 assigned to the washing container 130, the collecting container 2 and that back and forth movable screen 3 are formed analogously to the embodiment described with reference to FIG. 1.
Arranged on the first washing tank 130 is a schematically illustrated pipeline system, designated in its entirety by 125, which is connected to a correspondingly assigned high-pressure pump 104 via a feed line 116 designed as a web line. The pipeline system 125 comprises, seen in the axial direction of the washing container 130, a plurality of ring lines 121, 120, 119, 118 and 117 which are arranged at a distance from one another and encompass approximately half of the outer circumference of the container 130 and which are connected via the corresponding supply line 116 to the High pressure pump 104 are connected. In the interior 135 of the washing container 130, each individual ring line 121, 120, 119, 118 and 117 is assigned correspondingly designed high-pressure nozzles.
The high-pressure nozzles each forming a group are designated 121 min, 120 min, 119 min, 118 min and 117 min, the individual high-pressure nozzles being fastened to the container wall 130 min in a manner not shown in any more detail. On the side opposite the high-pressure nozzle groups 121 min, 120 min, 119 min, 118 min and 117 min, a correspondingly arranged and fastened baffle plate 136 is provided in the interior 135 of the washing container 130. At the lower end facing the second washing tank 140, a connection flange 131 is arranged on the first washing tank 130, which flange is provided with an annular groove 131 min for the sealing attachment of the second washing tank 140.
The second washing tank 140, which is fastened to the first washing tank 130 by means not shown and forms a unit therewith essentially comprises a cylinder body 142 arranged in the annular groove 131 min of the first washing tank 130 and a flange 141 arranged thereon. In the interior 145 of the cylinder body 142, which A filter element 143 is arranged, for example, as a steel jacket or as a transparent body for functional illustration. The interior 145 of the cylinder body 142 is divided by the filter element 143 into a first chamber 145 min for the actual bulk material (not shown) and into a second chamber 146 for detached sludge 147. In the lower flange 141, an approximately funnel-shaped opening 144 is provided for emptying.
A line 108, which is arranged in a sealed manner on the lower flange 141 and has a shutoff valve 109, is also connected to the second washing tank 140. The line 108 leads to a correspondingly assigned container 106 which is preferably provided with a sieve 107 and which is connected to a filter press 105 via a return line 112 via a return line 112. The cleaned sand is essentially fed to the drum furnace 220 (FIG. 1) via line 114 in the direction of arrow 114 min, while the liquid is fed via line 112 in direction of arrow 112 min to filter press 105 and via line 115 in direction of arrow 115 min of the high pressure pump 104 and from there via the pipe system 125 to the first washing tank 130 again.
A line 111 is also connected to the lower flange 141 of the second washing container 140 with the interposition of a valve 110, via which the slurry 147 is fed to the filter press 105 in the direction of the arrow 110 min. The liquid separated from the filter press 105 is fed via line 115 in the direction of the arrow 115 min to the high-pressure pump 104, while the remaining solids are fed via line 111 min in the direction of the arrow 111 min to a system for further processing, not shown.
At this point, it should be pointed out that in the second washing tank 40 according to FIG. 2 and in the second washing tank 140 according to FIG. 3 in each case a sound transducer 80 or 180 which is operatively connected to an ultrasound device 85 or 185 can be arranged. By means of the sound transducers 80 or 180, a permanent movement of the bulk material is additionally generated in the washing container 40 or 140, thereby further detaching the dirt particles.
Furthermore, in an embodiment variant not shown, the first washing container 30 or 130 is formed with a sieve-like collecting element on which the bulk material supplied from the container 2 rests and is acted upon by the liquid medium under high pressure in order to detach the adhering dirt particles. The nozzles are directed at a corresponding angle to the bulk material or to the sieve-like collecting element.
FIG. 4 shows the washing device 150 shown in section and in plan view along the line IV-IV in FIG. 3, and the washing tank 130 and the piping system 125 arranged thereon can be seen with the one ring line 118 connected to the feed line 116. In the interior 135 one can see the baffle plate 136 arranged and fastened on the inner wall 130 minutes and the group of high-pressure nozzles designated as a whole with 118 minutes. The individual high-pressure nozzles, not described in any more detail, are arranged at a distance from one another in the circumferential direction on the container wall 130 min and are fastened to it in a manner not shown.
The essential work steps of the device 100 are described below: The so-called bulk material is fed from the conveyor and conveyor belt 1 in the direction of the arrow 1 min and 1 min to the first washing container 30 or 130, in which the free-falling bulk material is conveyed by means of a plurality of high-pressure nozzles arranged in a correspondingly distributed manner 21 min, 22 min, 23 min, 24 min or 121 min, 120 min, 119, 118 min, 118 min is acted upon by a liquid medium, for example by a water jet. In a second wash tank 40 or 140, the dirt particles or sludge are separated from the bulk material by the filter 43 or 143. When the slide 9 or 109 is open, the bulk material cleaned in this way arrives in the container 6 or 106 provided with a sieve 7 or 107 and is correspondingly dried therein.
For the thermal treatment, the bulk material is fed from the container 6 or 106 via the line 14 or 114 to the pipeline system 240 which is operatively connected to the distributor element 235.
As a result of the rotary movement of the pipeline system 240 arranged in the combustion chamber 221 min in the direction of the arrow Z about the longitudinal axis X or X min or X min min, the bulk material is transported in the direction of the arrow 220 min and the material is optimally heated. The bulk material flowing through the piping system 240 as it flows through the rotary movement is passed into the chamber 226 and the air flow from the fan 225 acts on it, as a result of which the remaining gases and fine particles are removed from the sand. The remaining gases and fine particles are fed from the blower 225 via the filter device 222 and via the return line 227 in the direction of the arrow 227 min for complete combustion of the combustion chamber 221 min.
From there, the cleaned material that has fallen into the chamber 224 can be fed to a container 230 via a line 229 in the direction of the arrow 229 min and then used as largely new material.