-
Die
Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 eine Vorrichtung zur Sortierung von Holzschnitzeln mittels
Impulsübertrag.
Bei den Schnitzeln verschiedener Größen und dergleichen handelt
es sich im Wesentlichen um hexaedrische Stücke mit einer Länge, Breite
und einer gegenüber letzteren
im Wesentlichen geringeren Dicke, wobei möglicherweise auch feine Partikel
umfasst sind. Die Sortierung erfolgt derart, dass die überdicken
Schnitzel oder die feinen Partikel oder sowohl die überdicken
Schnitzel als auch die feinen Partikel zur Bildung einer separaten
Fraktion von den Holzschnitzeln getrennt werden, wobei die verschiedenen Schnitzel
und die feinen Partikel voneinander mittels einer oder mehrerer
Trennwände
sortiert werden, die so angeordnet sind, dass mit verschiedenen
Flugbahnen sortiert wird, die durch die Impulswirkung erzeugt werden,
wobei die Vorrichtung eine Zufuhrvorrichtung umfasst, um die Holzschnitzel
auf eine schräge
Stützfläche zu führen und
um diese entlang der Stützfläche über einen
sich darüber
erstreckenden Schlitz zu führen,
welcher Schlitz ausgebildet ist, um einen Impuls auf die Schnitzel
oder die feinen Partikel, welche sich momentan in einer Linie mit dem
Schlitz befinden mittels eines kontinuierlichen Gasstroms zu übertragen.
-
Allgemeine
Luftklassifizierer sind beispielsweise aus der
US 4 486 300 A für Getreide
bekannt. Das Getreide wird über
eine Gleitebene auf eine horizontale Flugbahn beschleunigt und mittels
Luftstrom in verschiedene Sektionen unterteilt. Ein Luftklassifizierer
für Kohle
geht aus der
US 1 888
372 A hervor. Eine Vorrichtung des obigen Typs für Holzschnitzel
ist aus
FI 3 899 U entsprechend
AT 003 419 U1 der
Anmelderin bekannt. Solch eine Vorrichtung ist für die Trennung von verschiedenen
Fraktionen von einem Hauptstrom von Holzschnitzeln (im Volumen von
Hunderten von Mengenkubikmetern pro Stunde) in Abhängigkeit
von der Schnitzeldicke gedacht. Zugleich ermöglicht sie auch die Trennung
von Stoffen mit höherer
Dichte, wie z. B. Abfall, als auch un regelmäßig geformte schädliche Partikel,
genauso wie feine Partikel. Diese Art von Trennung wird zur Werkstoffzufuhr
in der Pulpe-Produktion benötigt.
-
Bei
dieser Art von Vorrichtung wird eine durch die Breite und Länge eines
Schnitzels definierte Ebene einem dynamischen Gasdruck (in der Praxis
atmosphärischer
Druck) für
eine bestimmte kurze Zeit ausgesetzt, um einen konstanten Effekt
pro Einheitsfläche
zu schaffen. Dies führt
zu einem Impulsübertrag,
der für
den Schnitzel eine Geschwindigkeitsänderung bringt: Kraft = Druck × Fläche oder
F = p × A,
Impuls = Kraft × Anwendungszeit
oder I = F × t, und
Geschwindigkeitsänderung
= Impuls/Masse oder dv = I/m => dv
= pAt/m. Da die Masse eines Schnitzels von seinem Volumen abhängt, welches von
Dicke und Fläche
abhängt,
und andererseits der Impuls von der Fläche abhängt, wird hierein das einzelne
Schnitzel von seiner Breite und Länge unabhängig, wodurch die Änderung
der Geschwindigkeit von der Dicke abhängt, da die Materialdichte
konstant ist, so dass das Verhältnis
der Geschwindigkeitsänderung
umgekehrt proportional zur Dicke ist. Mit dieser Geschwindigkeitsänderung
werden die Schnitzel in der Richtung der Dicke über unterschiedliche Distanzen
bewegt, während
sie sich in longitudinaler oder lateraler Richtung mit derselben
Geschwindigkeit über
dieselbe Distanz bewegen.
-
Das
Aufbringen eines Impulses auf eine gewünschte Schnitzeloberfläche verlangt,
dass die Schnitzel ausgerichtet werden, so dass die Oberfläche senkrecht
zu der Anwendungsrichtung eines dynamischen Drucks ist. Die Einrichtung
einer gegebenen Anwendungszeit verlangt, dass die Schnitzel mit derselben
Geschwindigkeit über
die Druckanwendungsstelle einer gegebenen Größe laufen.
-
Die
Schnitzel gleiten entlang einer geneigten Ebene über eine gegebene Distanz für einen
Zeitraum, der ausreicht, um diese in eine geeignete Position und
auf eine vorgegebene Geschwindigkeit zu bringen. Mit dieser Geschwindigkeit
gleiten die Schnitzel über
einen schmalen Schlitz, wobei die daraus strömende Luft mit ihrem dynamischen
Druck einen Impuls überträgt. Die
Schnitzel fliegen frei in den Luftraum und haben somit eine gemeinsame
Geschwindigkeitskomponente nach unten und, in Übereinstimmung mit der obigen
Berechnung, eine dickenspezifische Geschwindigkeit in horizontaler Richtung, wodurch
die Schnitzel von nicht gleichmäßiger Dicke
von der Stelle der Impulswirkung über verschiedene Distanzen
fliegen: dünnere
Schnitzel fliegen weiter weg.
-
Abfallpartikel
mit hoher Dichte (z. B. hat Stahl im Vergleich zu der festen Dichte
von Holz eine Dichte, die in etwa zehn mal höher ist) erfahren nur eine geringe
Geschwindigkeitsänderung
und dasselbe gilt aufgrund von Aerodynamikeigenschaften für unregelmäßig geformte
Partikel. Auf diese Weise können solche
Partikel von einem Schnitzelfluss in einem einzelnen Schritt getrennt
werden. Dementsprechend erfahren feine Staubpartikel aufgrund einer sehr
kleinen Dicke eine große
Geschwindigkeitsänderung.
Dementsprechend trennt sich Staub effektiv ab, um einen separaten
Materialstrom zu bilden.
-
Verschiedene
Fraktionen werden aus den separaten Materialströmen von Schnitzeln gebildet, indem
Partitionierungs- oder Trennwände
an geeigneten Stellen aufgestellt werden. Diese Partitionierungen
können
einstellbar sein, um den Schnitzelinhalt von Fraktionen nach Bedarf
zu ändern.
Dies ermöglicht
auch die Anwendung eines Nachsortierprozesses für eine gewünschte Fraktion mittels der
gleichen Methode.
-
Im
Vergleich mit anderen aus dem Stand der Technik bekannten Ausrüstungen
erfordert diese Art von Vorrichtung weniger Wartung, und die Anzahl von
beweglichen Teilen ist radikal reduziert. Mechanische Belastbarkeit
ist ebenfalls aufgrund einer geringen Ermüdungsbelastung durch die gesamte
Vorrichtung verbessert, insbesondere durch die Tatsache, dass keine
Hin- und Her- oder Kreisbewegung notwendig ist. Hinsichtlich ihrer
Einstellbarkeit kann die Vorrichtung im Vergleich zu den zur Zeit
verfügbaren
Maschinen einfacher und schneller sein.
-
Die
Stützfläche zum
Entlanggleitenlassen der Holzschnitzel und zur Sortierung derselben
in eine Vielzahl von Fraktionen muss in einem relativ großen Winkel
relativ zur Horizontalen platziert sein. Somit entwickelt sich leicht
ein Luftkissen zwischen individuellen Schnitzeln und der Stützfläche, was
auf die Vorrichtung einen nachteiligen Effekt hinsichtlich ihres
Betriebes hat, da die Stärke
der Impulswirkung auf einen einzelnen Schnitzel abhängig von
der Luftkissendicke somit stark schwankt. Daher hat die Vorrichtung
keine optimale Sortierkapazität.
-
Es
ist ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung vorzustellen, bei der
sich entlang einer Stützfläche gleitende
Schnitzel fest an dieser Stützfläche anlegen,
insbesondere unmittelbar oberhalb eines Schlitzes zum Impulsübertrag
auf diese.
-
Dieses
Ziel wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung gemäß der Merkmale
des Anspruchs 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
-
In
dieser Art von Lösung
werden die Schnitzel einer Zentrifugalkraft ausgesetzt, um sicherzustellen,
dass sich die Schnitzel fest an die Stützfläche legen. Die Anordnung garantiert
vorteilhafte Bedingungen bezüglich
der Anwendung einer Impulskraft auf die Schnitzel in dem Bereich
eines impulsübertragenden
Schlitzes, und von hier nehmen die Schnitzel hinsichtlich eines
beabsichtigten Betriebs der Vorrichtung eine Flugbahn an, die durch
die Dicke derselben bestimmt ist.
-
Die
Zentrifugalkraft wird vorzugsweise mittels eines gekrümmten Bereiches
produziert, der auf der Stützfläche vorgesehen
ist, wodurch die Schnitzel gleichmäßig gegen die Stützfläche gezwungen werden,
derart, dass die Schnitzel beim Auftreffen auf die Stützfläche nicht
von der Fläche
abspringen.
-
Die
gekrümmte
Fläche
kann eine Verlängerung
oberhalb des den Impulsübertrag
produzierenden Schlitzes haben, die durch eine plane Fläche gebildet
wird und welche genutzt werden kann, um sicherzustellen, dass die
Schnitzel in einer präzisen und
korrekten Orientierung an dem die Impulskraft ausübenden Schlitz
ankommen.
-
Der
gekrümmte
Bereich einer Stützfläche als auch
die eventuelle plane Fläche
unterhalb desselben muss eine Länge
haben, welche relativ zu der Gesamtlänge der Stützfläche relativ klein ist, damit ein
an den Schnitzeln ausgeübter
Bremseffekt nicht zu stark wird. Aus demselben Grund hat die Oberfläche einen
Krümmungsradius
mit einem bestimmten Minimumwert, welcher nicht verfehlt werden
sollte. Ein übermäßig kleiner
Kurvenradius unmittelbar unterhalb des flachen Bereiches führt ebenfalls
zu einem Abpralleffekt, wobei sich der Schnitzel von der Stützfläche löst und der
gewünschte
Effekt nicht erreicht wird.
-
Der
abweichende Neigungsbereich (a) ist derart dimensioniert, dass die
daran entlang gleitenden Holzschnitzel (1) einer Kraft
in einer zur Fläche des
Bereichs (a) senkrechten Richtung ausgesetzt sind, die wenigstens
gleich der Erdanziehungskraft ist, vorzugsweise 2–4 g.
-
Die
Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
-
1 eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung in
einem schematischen Schnitt zeigt.
-
2 Die
Vorrichtung von 1 über den Bereich eines Düsenschlitzes
in einem größeren Maßstab zeigt.
-
1 zeigt
schematisch eine Vorrichtung zur Sortierung von Holzschnitzeln 1 in
separate Fraktionen. Feine, möglicherweise
in den Holzschnitzeln 1 enthaltene Partikel 13 werden
aussortiert, um eine separate Fraktion zu bilden und individuelle
Schnitzel 11, 12 werden mittels ihrer Dicke bestimmt
als übermäßig dicke
Schnitzel 11 (abgelehnt) oder als akzeptierte Schnitzel 12 (akzeptiert).
-
Die
Vorrichtung umfasst eine Zufuhrvorrichtung 6, um die Holzschnitzel 1 auf
eine schräge Stützfläche 2 in
einer im Wesentlichen einzelnen Schicht zu führen. Die individuellen Schnitzel 11, 12 legen
sich in einer natürlichen
Weise auf die Stützfläche 2,
um auf ihrer größten Oberfläche zu liegen,
d. h. in dem Fall von Holzschnitzeln auf deren longitudinaler/lateraler
Oberfläche.
-
Die
Stützfläche 2 ist
eine feste, flache und haltbare ebene Oberfläche, die eine steile und schräge Gleitoberfläche für die zu
sortierenden Holzschnitzel 1 bildet.
-
Die
von der Zufuhrvorrichtung 6 kommenden Holzschnitzel 1 werden
zuerst dazu gebracht, die schräge
Stützfläche 2 nach
unten und dann über
einen entlang der Stützfläche angeordneten
Schlitz 3 zu gleiten, um eine von der Stützfläche 2 wegführende Impuls kraft 4 für einen
oder mehrere Schnitzel 11, 12 oder feine Partikel 13 vorzusehen,
die gerade in einer Linie mit dem Schlitz sind. Die Impulskraftwird mittels
eines Gasstroms 4, vorzugsweise eines Luftstroms produziert.
Die Impulskraft 4 kann eine Richtung senkrecht zur Stützfläche 2 haben
oder auch schiefwinklig zu dieser sein.
-
Der
Luftstrom wird mit einem Gebläses 7 erzeugt.
Um die Konstanz der Impulskraft 4 sicherzustellen, ist
eine Düsenkammer 8 zwischen
dem Gebläse 7 und
dem Schlitz 3 angeordnet.
-
Die
einzelnen Schnitzel 11, 12 von verschiedener Dicke
und die eventuellen feinen Partikel 13 werden voneinander
in Übereinstimmung
mit verschiedenen Flugbahnen getrennt, die durch die Impulswirkung 4 für die zu
sortierenden Partikel erzeugt werden. Die feinen Partikel 13,
die eine kleinere Größe haben
als die Breite des Schlitzes 3, erhalten eine maximale
Geschwindigkeitsänderung
und werden daher durch die Wirkung einer Führung/Prallplatte 14 in
eine separate Fraktion in einen Schacht bzw. Schütter 15 abgelenkt.
-
Die
einzelnen Schnitzel 11, 12, die wesentlich größer als
die Breite des Schlitzes 3 und daher schwerer sind als
die feinen Partikel 13, erhalten eine Geschwindigkeitsänderung,
welche wesentlich geringer ist als die der feinen Partikel 13,
wenn sie in einer Linie mit dem Schlitz 3 sind. Ein druckerzeugter
Impuls bringt die einzelnen Schnitzel 11, 12 dazu,
abhängig
von der Dicke der Schnitzel in verschiedenen Flugbahnen zu fliegen,
wobei der Schnitzelfluss in separate Fraktionen mittels einer Trennwand 5 aufgeteilt
wird. Die durchschnittlich dünnsten
Schnitzel 12 fliegen über
die Trennwand 5 und werden weiter zu einer Auslass-Schraube 10 geführt. Dementsprechend
fliegen die durchschnittlich dicksten Schnitzel eine kürzere Strecke
und fallen in eine Zufuhrvorrichtung 6', welche zwischen der Trennwand 5 und
dem Schlitz 3 angeordnet ist.
-
In
dem gezeichneten Beispiel werden die in der Zufuhrvorrichtung 6' empfangenen
durchschnittlich dicksten Schnitzel 11 in einer unteren
zweiten Vorrichtung weiter verarbeitet, wobei ein Teil derselben
(die durchschnittlich leichteste Fraktion) über eine Trennwand 5' weiter auf
die Auslass-Schraube 10 geführt wird und eine andere Fraktion (die
durchschnittlich schwerste Fraktion) in einen Schacht fällt, der
zwischen der Trennwand 5' und
dem Schlitz 3 liegt und mit einer Auslass-Schraube 9 versehen
ist.
-
Die
Verarbeitung der Holzschnitzel 1 findet insgesamt in einer
staubsicheren Verarbeitungskammer 17 statt, wobei der Luftablass
durch eine Öffnung geschieht,
die mit der Referenznummer 34 gekennzeichnet ist.
-
Wie
in 2 am besten ersichtlich, ist die Stützfläche 2 an
ihrem unteren Ende oberhalb des Schlitzes 3 mit einem Bereich
versehen, der bezüglich
der Neigung von dem Rest der Stützfläche 2 abweicht.
Dieser Bereich a hat einen Neigungswinkel β relativ zu der horizontalen
Ebene, der kleiner ist als der Neigungswinkel α der Stützfläche 2 oberhalb desselben
in der Fortschrittsrichtung der Holzschnitzel 1. Dies wird
vorzugsweise dadurch ermöglicht, dass
der abweichende Neigungsbereich α durch
eine gekrümmte
Oberfläche
gebildet ist.
-
Als
Ergebnis werden die zu behandelnden oder zu verarbeitenden Holzschnitzel 1 einer
Zentrifugalkraft ausgesetzt, wodurch sichergestellt ist, dass die
einzelnen Schnitzel 11, 12 als auch die feinen
Partikel 13 sich fest an die Stützfläche legen. Die Anordnung garantiert
vorteilhafte Bedingungen zur Anwendung einer Impulskraft, insbesondere
auf die individuellen Schnitzel 11, 12, die sich
gerade in einer Linie mit dem impulsübertragenden Schlitz 3 befinden.
Somit ist die Vorrichtung bezüglich
ihres entsprechenden Betriebes sicher, wobei die individuellen Schnitzel 11, 12 eine
durch deren Dicke bestimmte Flugbahn annehmen.
-
Wie
in dem Beispiel von 2 gezeigt, kann die gekrümmte Oberfläche durch
einen gekrümmten Bereich
b und durch einen flachen Bereich c, der als dessen Verlängerung
dient, gebildet werden. Dies ist ein weiterer Beitrag, um die individuellen
Schnitzel 11, 12 zu dem Bereich des die Impulskraft übertragenden
Schlitzes 3 in einer exakt korrekten Orientierung zu bringen.
-
Der
Bereich a, der bezüglich
seiner Neigung von dem Rest der Stützfläche 2 unterschiedlich
ist und der daher eine Zentrifugalkraft erzeugt, muss eine bestimmte
Länge haben, die
im Vergleich zu der Gesamtlänge
der Stützfläche 2 kurz
ist, um die Ausübung
eines übermäßigen Bremseffektes
auf die individuellen Schnitzel 11, 12 zu vermeiden.
-
Der
Bereich a darf auch keine übermäßig scharfe
Ablenkung oder Abweichung haben, um nicht einen Abprall- oder Rückpralleffekt
zu erzeugen, der die einzelnen Schnitzel 11, 12 dazu
bringen könnte,
sich von der Stützfläche 2 zu
lösen,
wodurch der gewünschte
Effekt verfehlt werden würde.
-
Der
abweichende Neigungsbereich a ist derart dimensioniert, dass die
daran entlang bewegten Holzschnitzel 1 in einer zu der
Fläche
des Bereiches a senkrechten Richtung einer Kraft ausgesetzt werden,
die wenigstens gleich der Erdgravitation ist, vorzugsweise 2–4 g (9,81
m/s2).