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Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Trennung von Stoffgemischen, insbesondere unter Entfernung von Folien bzw. Leichtstoffverpackungs-Folien (LVP-Folien) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Stand der Technik
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Die Entsorgung von Abfall, beispielsweise von wertstoffhaltigem Hausmüll, stellt ein häufiges Thema der Technik dar. Die bei der Abfallentsorgung anfallenden Abfallmengen werden aufgrund steigender Anforderungen, beispielsweise an die Hygiene von Lebensmittelverpackungen, stetig größer. Diese Verpackungen weisen häufig einen hohen Anteil an flächigen Materialien, beispielsweise Folien auf, die im Vergleich zu anderen Bestandteilen, wie zum Beispiel Kisten und Behältern, andere Trennanwendungen benötigen.
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Trennanlagen für Müll-Stoffgemische sind aus dem Stand der Technik bekannt. Je nach Ausbaustufe ist die Anlage für unterschiedliche Volumenmengen pro Zeiteinheit ausgelegt, was durch die Wirtschaftlichkeit der Anlage bezogen auf die üblicherweise anfallende Müllmenge bedingt ist.
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In bekannten Trennanlagen für Müll-Stoffgemische ist ein Aussondern von Folienmaterialien nur bei einer Anlagengeschwindigkeit ausführbar, welche in der Regel unterhalb der maximalen Anlagengeschwindigkeit liegt. Dies liegt an dem zumeist großvolumigen Vorkommen von geknäulten Folienmaterialien ohne dass diese einen signifikanten Massenbestandteil bilden. In Trennanlagen ist jedoch der Volumendurchsatz entscheidend, da die Anlagenbestandteile auf diesen ausgerichtet sind. Dadurch ist eine erforderliche Erhöhung der Durchsatzmenge eines Stoffgemischs aufgrund steigender Abfallmengen durch eine Erhöhung der Anlagengeschwindigkeit, insbesondere der Fördergeschwindigkeit nur begrenzt möglich.
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Oftmals bilden Folienmaterialien beim Durchlauf durch Trennanlagen zusätzlich sogenannte „Perlenketten” aus, indem andere Müllbestandteile sich in der Folie verfangen und beispielsweise in drehenden Siebtrommeln zu einzelnen Kompartimenten am Folienstrang gewickelt werden.
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Aus dem Stand der Technik, insbesondere der Druckschrift
EP 0 876 959 B1 ist eine Vorrichtung zum Vorsortieren von Wertstoffen gezeigt, welche eine Trommeleinrichtung mit einer als Vieleck ausgestalteten Mantelfläche umfasst, wobei der Mantel Öffnungen aufweist, aus welchen aus dem Innenraum der Trommeleinrichtung radial bewegbare Arme austreten, wobei die Bewegung der Arme mittels an einer Steuereinrichtung und an den Stirnseiten der Trommeleinrichtung angeordneten Kurvenscheiben erfolgt. Diese Vorrichtung dient der Öffnung von Müllsäcken und der Vorselektion einzelner Folienteile.
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Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, dass die an der Trommeleinrichtung angeordneten Arme eine Ausweitung des zugeführten Stoffgemischs ausführen. Eine Ausweitung vermindert jedoch insgesamt die Durchsatzmenge der Anlage, da bei gleichbleibender Anlagengeschwindigkeit eine verminderte Stoffgemischmenge gefördert werden kann.
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Darüber hinaus können sich großflächige Folien in den Armen verhaken und die Trommel zusetzen, wodurch ein Aussortieren der Folien lediglich in einem begrenzten Umfang möglich ist.
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Aus diesem Grunde hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Anlage zur Trennung von Stoffgemischen, insbesondere von Stoffgemischen aus Wertstoffabfällen derart weiterzubilden, dass im Vergleich zu herkömmlichen Anlagen ein erhöhtes Durchsatzvolumen eines Stoffgemischs erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird, ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sowie zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Neben der Entfernung von LVP-Folien erlaubt die Erfindung auch die Entfernung anderer Folienarten. Sie ist daher nicht auf die Entfernung von LVP-Folien beschränkt sondern umfasst vielmehr all diejenigen Folien, welche in anfallenden Stoffgemischen bei der Abfallsortierung vorkommen und getrennt werden müssen.
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Beschreibung der Erfindung
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Die erfindungsgemäße Anlage zur Trennung von Stoffgemischen, insbesondere zur Entfernung von LVP-Folien (Leichtstoff-Verpackungs-Folien) umfasst wenigstens eine Aufgabe-/Dosiervorrichtung zur Aufnahme von Stoffgemischen, wenigstens eine Transportvorrichtung für den Transport der Stoffgemische zwischen den einzelnen Vorrichtungen und wenigstens eine Abscheidevorrichtung zur Trennung der LVP-Folien aus den Stoffgemischen.
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Die Aufgabe-/Dosiervorrichtung wird üblicherweise vom Transportfahrzeug, einem Radlader oder einer anderen Maschine aus befüllt. Ziel der Aufgabedosierung ist, eine Anhäufung eines Stoffgemisches, wie sie beispielsweise aus einem Müllfahrzeug abgekippt wird, dosiert der Anlage zuzuführen, damit diese mit dem vorgesehenen Volumen pro Zeiteinheit beschickt wird.
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Von der Aufgabe-/Dosiervorrichtung wird der Volumenstrom dann über eine Transportvorrichtung zur Abscheidevorrichtung transportiert.
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Erfindungsgemäß ist vor der Abscheidevorrichtung mindestens eine, vorzugsweise zwei Siebvorrichtungen angeordnet sind.
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Aufgrund der Anordnung der Siebvorrichtung können Partikel vorgesiebt werden und großflächige Folienbestandteile aus dem Stoffgemisch sind besser zugänglich, was zu einer erhöhten Sortiergeschwindigkeit des restlichen Stoffgemischs führt.
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Dies führt zu einer Erhöhung des Durchsatzvolumens bei gleichbleibendem Gewichtsdurchsatz der Gesamtanlage.
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Für ein exaktes Aussortieren von Leichtstoff-Verpackungs-Folien (LVP-Folien) wird das in der Aufgabe-/Dosiervorrichtung angeordnete Stoffgemisch über eine Transportvorrichtung der Abscheidevorrichtung zugeführt. Die Abscheidevorrichtung umfasst wenigstens zwei rotierend angetriebene Trommelkörper, deren Manteloberflächen Öffnungen aufweisen, wobei während einer Rotation Flächenabschnitte der Manteloberflächen mit Öffnungen wechselweise mit einem Unterdruck oder einem Überdruck beaufschlagt sind. Die Funktionsweise ist, dass die Abscheidevorrichtung aufgrund des erzeugten Unterdrucks bzw. Überdrucks an den Manteloberflächen der Trommelkörper die Leichtstoff-Verpackungs-Folien aus dem Stoffgemisch ansaugt, zu einem späteren Zeitpunkt im Laufe einer Umdrehung der Trommelkörper loslässt oder abbläst und somit aussortiert. Dies ist, bei entsprechender Auswahl der Maschinenparameter durch die verhältnismäßig große Angriffsfläche der Trommeln an den Folien bei vergleichsweise geringem Gewicht der Folien möglich, ohne dass andere Bestandteile des Stoffgemisches ebenfalls angesaugt werden. Nach diesem Sortiervorgang werden die Folien einem der Abscheidevorrichtung nachgeschalteten Transportband für den Transport in eine Sammelstation für Leichtstoff-Verpackungs-Folien zuführt.
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Die von der Abscheidevorrichtung nicht erfassten Restbestandteile des Stoffgemischs ohne großflächige Folien fallen aufgrund ihres Eigengewichtes an den Trommelkörpern vorbei auf ein separates Transportband, welches eine parallele Transportlinie zum nachgeschalteten Transportband der Abscheidevorrichtung bildet.
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In einer zweckmäßigen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Anlage vor der Abscheidevorrichtung wenigstens eine Siebvorrichtung zur Entfernung von Stoffgemischpartikeln bis zu einer definierten Partikelgröße.
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Die Siebvorrichtung führt eine Vorsortierung des Stoffgemisches anhand der Größe der jeweiligen Stoffgemischbestandteile durch, wobei großflächige Leichtstoff-Verpackungs-Folien über die Siebvorrichtung hinweg zu einer in Transportrichtung nachgeschalteten Abscheidevorrichtung geführt werden. Die Vorsortierung des Stoffgemischs erleichtert das Erfassen und Aussortieren von Leichtstoff-Verpackungs-Folien in der nachgeschalteten Abscheidevorrichtung.
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In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage ist vorgesehen dass die Aufgabe-/Dosiervorrichtung mindestens eine Siebfläche umfasst.
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Die Anordnung einer derartigen Siebfläche kann, je nach Anlagengeometrie und Anzahl der gewünschten Siebstufen erfolgen. Die Aufgabe-/Dosiervorrichtung ist dabei beispielsweise als Schubboden oder Ballistikseparator (siehe unten) bzw. Paddelförderer ausgebildet, welcher eine Vorsortierung des aufgegebenen Stoffgemischs ausführt.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage kann diese Siebfläche an der Aufgabe-/Dosiervorrichtung so dimensioniert sein, dass sie Stoffgemischpartikel bis zu einer Partikelgröße von 5 cm bis 30 cm entfernt. Vorteilhaft ist eine Vorsortierung bis zu einer Partikelgröße bis ca. 20 cm bis 30 cm.
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In einer weiteren zweckmäßigen Ausführung der Anlage ist vorgesehen, dass die Transportvorrichtung mindestens eine Siebfläche umfasst.
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Die Anordnung einer derartigen Siebfläche kann, je nach Anlagengeometrie und Anzahl der gewünschten Siebstufen erfolgen. Die Transportvorrichtung ist dabei beispielsweise als Schubboden oder Rüttelsieb oder Schwingsieb ausgebildet, welches eine Vorsortierung des aufgegebenen Stoffgemischs ausführt.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage kann diese Siebfläche wiederum an der Transportvorrichtung so dimensioniert sein, dass sie Stoffgemischpartikel bis zu einer Partikelgröße von 5 cm bis 40 cm entfernt. Vorteilhaft ist eine Vorsortierung bis zu einer Partikelgröße bis ca. 35 cm.
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Zweckmäßig ist, dass mindestens eine Siebvorrichtung durch ein Öffnungsraster, vorzugsweise ein Lochraster gebildet ist.
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Vorgesehen ist weiterhin, dass mindestens eine Siebvorrichtung durch einen Ballistikseparator gebildet ist. Ein Ballistikseparator besteht aus einem Paddelsatz mit vorzugsweise sechs jeweils versetzt gegeneinander horizontal und vertikal bewegten Paddeln. Dieser komplette Paddelsatz ist neigungsverstellbar. Durch diese Verstellmöglichkeit (Neigungswinkel und Mitnehmeranordnung) kann der Ballistikseparator an das aufgegebene Material angepasst werden. Die Paddel weisen Sieböffnungen auf und geben darüber hinaus Siebfunktionen aufgrund der Partikelgeometrie an. Das heißt, je größer der Neigungswinkel der Paddelfläche, desto mehr Material trennt sich in der rollenden Fraktion am unteren Ende der geneigten Ebene ab, die Siebfraktion wird durch die Öffnungen gebildet und die flächige Fraktion wird durch die Paddelbewegung abgetragen.
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Dies führt zur zweckmäßigen Weiterbildung, dass mindestens eine Siebvorrichtung in der Aufgabe-/Dosiervorrichtung enthalten ist wobei vorzugsweise eine Trennung nach Größe der Stoffgemischpartikel und/oder Körperform (rollend) der Stoffgemischpartikel erfolgt.
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Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Trennung eines Stoffgemisches mit einer erfindungsgemäßen Anlage wobei das Verfahren durch nachfolgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:
- – Aufgabe von Anhäufungen eines Stoffgemisches;
- – Vorsieben der Stoffgemische zur Aussonderung von Stoffpartikeln;
- – Abscheiden von LVP-Folien mittels rotierend angetriebenen Trommelkörpern (7, 8)
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Vorzugsweise kann nach der Aufgabe einer Anhäufung eines Stoffgemisches eine Aufspreitung zur Bereitstellung eines kontinuierlichen Volumenstroms, beispielsweise in Form eines Wurf-/Fall Aufgabedosierers vorgenommen werden. Innerhalb dieser Aufspreitung kann ebenfalls eine Vorsortierung durch eine Siebstufe erfolgen.
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Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung des Ausführungsbeispiels und den Zeichnungen hervor.
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Dabei zeigen:
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1 eine ausschnittsweise Darstellung der einzelnen Vorrichtungselemente in einer Anlage zur Trennung von Stoffgemischen,
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In 1 ist eine Anlage 1 zur Trennung von Stoffgemischen gezeigt, wobei die Anlage 1 in der hier gezeigten Ausführungsform eine Aufgabe-/Dosiervorrichtung 2 in Form eines Ballistikseparators umfasst, welcher eine in Förderrichtung eines Stoffgemischs nachfolgend angeordnete Transportvorrichtung 3 folgt, wobei die Transportvorrichtung zwei übereinander angeordnete Transportebenen 13A, 13B aufweist.
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Der Transportvorrichtung 3 ist in Förderrichtung des Stoffgemischs eine Abscheidevorrichtung 4 nachgeschaltet, welche die auf der Transportebene 13A der Transportvorrichtung 3 transportierten Stoffgemischpartikel aufnimmt. Die Abscheidevorrichtung 4 führt ein Abscheiden von Leichtstoff-Verpackungs-Folien (LVP-Folien) aus, die von der Aufgabe-/Dosiervorrichtung 2 zusammen mit einer Menge von Stoffgemischpartikeln über die Transportebene 13A der Transportvorrichtung 3 an die Abscheidevorrichtung 4 gefördert werden.
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Die Aufgabe-/Dosiervorrichtung ist in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Anlage 1 zum Trennen von Stoffgemischen derart aufgebaut, dass ein aufgegebenes Stoffgemisch mittels sich pendelnd bewegenden Förderelementen auf einer schiefen Ebene eine Ausbreitung einer Anhäufung des Stoffgemischs in eine flächige Verteilung in Förderrichtung ausführt. Die Förderelemente weisen dabei eine Sieblochung auf so dass bei der pendelnden Bewegung der Förderelemente ein erster Siebvorgang ausgeführt wird. Dabei werden Stoffgemischpartikel mit kleineren Abmessungen nach unten in Richtung der Transportebene 13B der Transportvorrichtung 3 fallen. Die Vorliegend parallel zur Transportebene 13A verlaufende erste Siebfraktion auf der Transportebene 13B kann in einer alternativen Ausführung (hier nicht dargestellt) auch direkt einer weiteren Verarbeitung oder Sortierung, bspw. nach Materialkategorien (Kunststoff, Metall, Papier ...) zugeführt werden.
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Alternativ oder ergänzend kann auch die obere Transportebene 13A eine Sieblochung aufweisen. Die daraus gewonnene Siebfraktion kann wiederum mit einer vorab gewonnenen Siebfraktion aus der Aufgabe-/Dosiervorrichtung vereint werden, um diese einer weiteren Verarbeitung zuzuführen. Zweckmäßig kann auch vorgesehen sein, diese weitere Siebfraktion mit einer gegenüber einer ersten Fraktion gewonnenen Partikelgröße vergrößert auszustatten, so das zwei Fraktionen, beispielsweise mit einer Partikelgröße von bis 20 cm bis 30 cm in der ersten Fraktion und einer Parikelgröße bis zu 35 cm in der zweiten Fraktion gebildet werden.
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Durch die Vorsiebfunktion wird bereits vor der Abscheidevorrichtung 4 ein gewisses Maß an Partikeln aussortiert, so dass ein Zugriff auf die LVP-Folien verbessert möglich wird.
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Die in 1 dargestellte Abscheidevorrichtung 4 nimmt die im zugeführten Stoffgemisch enthaltenen LVP-Folien heraus und übergibt diese an ein, der Abscheidevorrichtung in Förderrichtung nachgeschaltetes Transportband 6. Das Transportband 6 fördert die aus dem Stoffgemisch abgeschiedenen LVP-Folien zu einer Sammelstelle, vorzugsweise in einen Sammelbehälter. Die Restmenge des der Abscheidevorrichtung 4 zugeführten Stoffgemischs, welche von der Abscheidevorrichtung 4 nicht erfasst und über das Transportband 6 abgeführt wird, fällt aufgrund ihres Eigengewichtes von der Transportebene 13A über die darunter angeordnete Transportebene 13B der Transportvorrichtung 3 auf ein in Förderrichtung nachgeschaltetes Förderband 5, welches die Restmengen des Stoffgemischs parallel zu den abgeschiedenen LVP-Folien zu einer Sammelstelle, vorzugsweise zu einem Sammelbehälter führt oder wonach weitere Trennschritte folgen. Alternativ kann auch die nach der Abscheidevorrichtung 4 verbleibende Fraktion gesondert verarbeitet werden.
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Aufgrund der in der Anlage 1 integrierten Abscheidevorrichtung 4 kann ein Stoffgemisch gebildet werden, welches keine leichtgewichtigen aber voluminösen Folienbestandteile aufweist und gegenüber dem eingangs aufgegebenen Stoffgemisch eine höhere Materialdichte bereit stellt. Dadurch kann bei gleichbleibender Fördergeschwindigkeit der Gesamtanlage ein höherer Massendurchsatz von Stoffgemischen erreicht werden.
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Die Abscheidevorrichtung 4 umfasst zwei nacheinander angeordnete Trommelkörper 7, 8 umfasst, deren Rotationsachsen in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel in einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Die Drehachsen der beiden Trommelkörper 7, 8 sind senkrecht zur Förderrichtung angeordnet.
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Als Alternative zu rotierenden Trommeln sind auch umlaufende Bänder oder dergleichen denkbar.
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Die beiden Trommelkörper 7, 8 sind jeweils in einem Rahmen drehend gelagert, wobei die beiden Einzelrahmen 11A, 11B über jeweils eine Längsstrebe 12A, 12B miteinander verbunden sind. Die Verbindung der beiden Einzelrahmen 11A, 11B erhöht die Lagestabilität der beiden Rotationsachsen der Trommelkörper 7, 8 zueinander.
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Darüber hinaus kann über die beiden Einzelrahmen 11A, 11B sowie die beiden Längsstreben 12A, 12B eine Höheneinstellung des jeweiligen Trommelkörpers 7, 8 sowie eine Einstellung des Abstandes zwischen den beiden Rotationsachsen der Trommelkörper 7, 8 ausgeführt werden.
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Die von der Abscheidevorrichtung 4 nicht angesaugten Stoffgemischpartikel, welche über die Transportvorrichtung 3 an die Abscheidevorrichtung gefördert werden, fallen vorliegend aufgrund ihres Eigengewichtes auf die unterhalb der Transportebene 13A angeordnete Transportebene 13B der Transportvorrichtung 3.
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In einer nicht näher dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist es denkbar, dass der Durchmesser der in Förderrichtung 20 hinteren Trommelkörpers 8 größer im Vergleich zum Trommelkörper 7 ausgebildet ist. Die unterschiedlichen Durchmesser der Trommelkörper 7, 8 erzeugen im Übergang von dem Trommelkörper zum Trommelkörper 8 eine sich vergrößernde Bahngeschwindigkeit einer LVP-Folie, wodurch die abzuscheidende Menge von LVP-Folien erhöht werden kann.
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Darüber hinaus ist es denkbar, dass die Drehachsen der beiden nebeneinander angeordneten Trommelkörper 7, 8 in einer schiefen Ebene angeordnet sind, wodurch eine verbesserte Höhenanpassung einer nachzurüstenden Anlage mittels einer Abscheidevorrichtung 4 zur Trennung von Stoffgemischen ermöglicht wird.
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Die Zufuhrgeschwindigkeit zur Abscheidevorrichtung 4 wird an die Bahngeschwindigkeit der Trommeloberfläche angepasst, wodurch keine oder nur geringe Beschleunigungsmomente im Übergang der abzuscheidenden LVP-Folien von der Transportvorrichtung 3 auf die Abscheidevorrichtung 4 aufzubringen sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Trennanlage
- 2
- Aufgabe-/Dosiervorrichtung
- 3
- Transportvorrichtung
- 4
- Abscheidevorrichtung
- 5
- Transportband (Transportvorrichtung)
- 6
- Transportband (Abscheidevorrichtung
- 7
- Trommelkörper
- 8
- Trommelkörper
- 9A
- Zuleitung (Unterdruck)
- 9B
- Zuleitung (Unterdruck)
- 10A
- Zuleitung (Überdruck
- 10B
- Zuleitung (Überdruck)
- 11A
- Rahmen
- 11B
- Rahmen
- 12A
- Längsstrebe
- 12B
- Längsstrebe
- 13A
- Transportebene
- 13B
- Transportebene
- 14
- Horizontale Ebene (Rotationsachse)
- 20
- Förderrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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