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Die Erfindung befasst sich mit einem Sortierer, insbesondere Drucksortierer oder allgemein gesprochen mit Drucksiebvorrichtungen. Ein solcher Sortierer hat einen Zulauf und wenigstens einen axial beabstandeten Akzept und Rejekt. Ferner sind in üblicher Weise Siebelemente beispielsweise in Form eines Siebkorbs vorgesehen und im Zulaufraum der Siebelemente ist ein radial beabstandet angeordneter Rotor vorgesehen, der sich im Zulaufraum der Siebelemente mittels einer Antriebseinrichtung dreht.
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Aus
EP 0 404 624 B1 sind ein Verfahren zum Steuern von Drucksiebvorrichtungen und Drucksortierern bekannt. Neben einem Zulauf umfasst diese Drucksiebvorrichtung axial beabstandet hierzu ein Akzeptauslass und ein Rejektauslass. Ferner ist ein Siebelement in Form eines Siebkorbs oder allgemein gesprochen einer Siebplatte in der Drucksiebvorrichtung angeordnet. Ferner ist radial beabstandet zum Siebkorb ein Siebplatten- Behandlungsvorrichtung vorgesehen, bei der es sich um eine Rotorflügelanordnung handelt und hierzu radial beabstandet ist eine Ablenkblechanordnung vorgesehen. Die Ablenkblechanordnung und die Siebplattenbehandlungsvorrichtung (Rotor) führen beide die Fasersuspension der Siebplatte zu und sind mit getrennten Antriebseinrichtungen versehen, die jeweils mit diesen Einrichtungen verbunden sind. Hierdurch lassen sich die Siebplattenbehandlungsvorrichtung (Rotor) und die Ablenkblechanordnung insbesondere mit der entsprechenden gewünschten Drehzahl antreiben. Bei diesem Stand der Technik dienen die Rotorelemente der Zuführung oder Strömungsumleitung von axial zu radialer Strömung zum Siebelement bzw. Siebkorb. Das Rotorelement ist über die gesamte axiale Siebelementerstreckung wirksam. Nachfolgend ist eine zweite Rotorflügelanordnung mit separatem Antrieb und separater Drehzahl für die Reinigungswirkung des Siebelements (Siebkorbs) mittels Druck-Saugbeaufschlagung der Siebelementoberfläche angeordnet. Diese zweite Rotorflügelanordnung überstreicht die gesamte axiale Siebelementerstreckung. Beide Rotorelemente sind zwischen Zulauf und Akzept angeordnet, aber die einzelnen Rotorelemente sind radial hintereinander geschaltet und überstreichen die komplette Höhe des Siebelements (Siebkorbs). Es ist also eine andere Wirkungsweise verwirklicht.
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Ferner sind aus
US 3,939,065 vom 17. Februar 1976 und
US 3,933,649 vom 20. Januar 1976 Siebvorrichtungen, insbesondere Drucksiebvorrichtungen bekannt, welche zwei konisch ausgebildete und radial beabstandete erste und zweite Siebtrommeln umfasst. Somit zeigt dieser Stand der Technik eine zweistufige Sieb- oder Sortiervorrichtung mit zwei konischen Siebelementen, welchen zwei eigenständige Antriebe zugeordnet sind.
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DE 102 06 595 A1 befasst sich mit einer gattungsfremden Streuvorrichtung von Holzspänen.
DE 33 47 115 C2 zeigt eine konische Siebvorrichtung einer Schneckenschleuder. Die
DE 16 37 850 U zeigt eine Siebtrommel für die Müllaufbereitung.
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Die Erfindung zielt darauf ab, die Sortiereffizienz zu verbessern sowie die Energie- und Betriebskosten zu senken.
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Nach der Erfindung wird hierzu ein Sortierer, insbesondere Drucksortierer, mit einem Zulauf und wenigstens einem axial beabstandeten Akzept und Rejekt, mit Siebelementen und einem radial dazu beabstandet angeordneten Rotor angegeben, der sich im Zulaufraum der Siebelemente mit einer Antriebseinrichtung dreht. Nach dem erfindungsgemäßen Konzept ist die Auslegung des Sortierers derart getroffen, dass der Rotor in axialer Richtung zwischen Zulauf und Akzept wenigstens zwei nachgeschaltete Rotorbereiche umfasst, welche sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, und die Rotorbereiche jeweils entsprechenden Siebelementbereichen zugeordnet sind.
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Hierdurch wird erreicht, dass sich die jeweiligen Rotorbereiche an die Konsistenz und/oder der Art des Sortierstoffs anpassen lassen, um insgesamt gesehen bei dem Sortierer eine beträchtlich verbesserte Sortiereffizienz zu erreichen. Ferner ermöglichen die wenigstens zwei Rotorbereiche, die sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen dank der Anpassung an die Sortiermasse oder das Sortiergut die Energie- und Betriebskosten eines solchen Sortierers zu senken.
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Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 25 wiedergegeben.
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Es können sich einerseits die Rotorbereiche gleichsinnig drehen aber mit unterschiedlichen Drehzahlen oder andererseits können sich die Rotorbereiche gegensinnig drehen. Dadurch erreicht man eine weitere Optimierung und Abstimmung auf die Eigenschaften des Sortierguts.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform dreht sich der zulaufseitige Rotorbereich langsamer als der rejektseitige, oder nachgeschaltete Rotorbereich. Hierdurch wird ermöglicht, dass das zugeführte Sortiergut anfänglich zulaufseitig länger verharrt als im anschließenden rejektseitigen, oder nachgeschalteten Rotorbereich. Hierdurch lässt sich der Sortiervorgang des Sortierguts optimieren und in entsprechender Weise steuern. Bei dieser Auslegung dreht sich der zulaufseitige Rotorbereich um 10% bis 60%, vorzugsweise in einem Bereich von etwa 20% bis 40%, langsamer als der rejektseitige, oder nachgeschaltete Rotorbereich.
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Vorzugsweise sind die Siebelemente im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, sie können aber auch im Wesentlichen konisch ausgebildet sein. Dies hängt insbesondere von der Bauart des Sortierers ab.
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Vorzugsweise weisen die Siebelemente unterschiedliche Durchmesser auf und die Rotorbereiche weisen ebenfalls unterschiedliche Durchmesser auf und arbeiten mit den Siebelementen mit unterschiedlichen Durchmessern passend zusammen.
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Vorzugsweise weisen die Rotorflügel der Rotorbereiche einen unterschiedlichen Abstand zur Wandung der Siebelemente auf, wodurch sich entsprechend unterschiedliche Sortierbedingungen einstellen lassen. Der Abstand zwischen Rotorflügel und Siebelement beträgt 1,5 mm bis 10 mm, vorzugsweise 2,5 mm bis 6,0 mm.
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Wie aus den Figuren der Zeichnung zu ersehen ist, können die Rotorflügel der Rotorbereiche im Zulaufraum den Siebelementen vorgeschaltet sein.
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Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Akzeptströmungsrichtung durch das Siebelement radial nach innen erfolgt (Inflow-Konstruktion). Gegebenenfalls werden die wenigstens zwei Siebelemente in unterschiedlicher radialer Richtung durchströmt.
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Insbesondere können die wenigstens zwei Rotorbereiche auch unterschiedliche Rotorkonstruktionen aufweisen. Vorzugsweise umfassen die Rotorbereiche eine offene Rotorkonstruktion insbesondere für Niedrigkonsistenzanwendungen, und eine geschlossene Trommelkonstruktion, insbesondere für Hochkonsistenzanwendungen.
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Bei einer bevorzugten Bauform des Sortierers ist wenigstens zwei Rotorbereichen ein gemeinsamer Zulauf zugeordnet und es sind wenigstens zwei axial beabstandete, gesonderte Akzeptauslässe vorgesehen.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform nach der Erfindung umfasst die Antriebseinrichtung für die Rotorbereiche ein Getriebe mit wenigstens zwei Wellenabtrieben zum unterschiedlichen Antreiben der Rotorbereiche. Hierdurch erhält man eine gedrängte Ausführung eines Sortierers welcher platzsparend ausgelegt ist.
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Alternativ umfasst die Antriebseinrichtung wenigstens zwei gesonderte Antriebe. Die Antriebseinrichtung umfasst hierbei eine axiale Hohlwelle zur Durchführung der Antriebswelle für den jeweils anderen Rotorbereich.
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Ganz allgemein können der oder die Antriebe auf der Oberseite des Sortierers und/oder am Boden des Sortierers vorgesehen sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sortierer derart ausgebildet, dass bei einer Ausbildung mit mehr als zwei beabstandeten Rotorbereichen sich diese unterschiedlich schnell drehen und/oder unterschiedliche Drehrichtungen haben. Hierdurch lassen sich die Betriebsverhältnisse und Betriebsbedingungen flexibel an die Eigenschaften des Sortierguts anpassen.
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Zusammenfassend, liegt der Erfindung der Hauptgedanke zu Grunde, dass der Rotor in axialer Richtung zwischen Zulauf und Akzept wenigstens zwei Rotorbereiche umfasst, die sich mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen, um eine optimierte Anpassung an das zu behandelnde Sortierguts zu verwirklichen. Diese Rotorbereiche sind jeweils entsprechenden Siebelementbereichen zugeordnet.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von nicht beschränkenden bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
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Die 1-14 der Zeichnung zeigen schematisch eine Schnittansicht von unterschiedlichen Ausbildungsformen des nach der Erfindung wesentlichen Konzepts.
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In den Figuren der Zeichnung sind gleich oder ähnliche Teile mit demselben Bezugszeichens versehen.
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1 zeigt eine erste Bauform eines Sortierers S1 welcher ein Sortiergehäuse 1 hat. In der Nähe der Oberseite des Sortiergehäuses 1 ist ein Zulauf Z für das zu sortierende Gut angeordnet. In axialem Abstand hierzu sind im Sortiergehäuse 1 in bodennähe ein Akzeptauslass Ak und ein Rejektauslass R vorgesehen. Innerhalb des Zulaufraums im Sortiergehäuse 1 ist ein Siebelement 2 in Form eines Siebkorbes angeordnet, welcher vorzugsweise zylindrisch ausgebildet ist. Radial beabstandet hierzu ist ein insgesamt mit 3 bezeichneter Rotor angeordnet. Der Rotor 3 umfasst einen ersten Rotorbereich, welcher von einem schematisch angedeuteten Rotor A gebildet wird, und einen zweiten Rotorbereich, der von einem schematisch angedeuteten Rotor B gebildet wird. Die Antriebseinrichtung für den Rotor A umfasst einen Motor A1 eine Riemenscheibe A2 und eine Antriebswelle A3. Der rejektseitige, oder nachgeschaltete Rotorbereich von dem Rotor B gebildete zweite Rotorbereich hat eine Antriebseinrichtung, welche einen gesonderten Motor B1, eine Riemenscheibe B2 und eine als Hohlwelle ausgebildete Antriebswelle B3 umfasst. Somit weist die Ausgestaltungsform nach 1 einen Sortierer S1 mit zwei gesonderten Antriebseinrichtungen für die Rotorbereiche A und den zweiten Rotorbereich B auf. Die Antriebswelle B3 ist als Hohlwelle ausgeführt und in entsprechend geeigneter Weise zu der Antriebswelle A3 axial ausgerichtet gelagert.
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Mit Pfeilen sind die Drehrichtungen der Rotoren A, B verdeutlicht. Durch die Länge der Pfeile wird verdeutlicht, dass sich der zulaufseitige Rotorbereich A langsamer dreht als der rejektseitige, oder nachgeschaltete Rotorbereich B. Beide Rotorbereiche oder Rotoren A, B drehen sich gleichsinnig. Bei der Ausführungsform des Sortierers S1 in 1 sind somit gesonderte Antriebseinrichtungen für den Rotorbereich A und den Rotorbereich B vorgesehen. Den Rotorbereichen A und B sind jeweils gesonderte Siebelementbereiche 2A und 2B (Siebkorbbereiche) zugeordnet.
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Bei der schematisch in 2 gezeigten Ausführungsform hingegen und des übrigen auch bei den weiteren 2 bis 11 ist ein gemeinsamer Antriebsmotor M vorgesehen, welchem eine gemeinsame Riemenscheibenanordnung RS zugeordnet ist. Zwischengeschaltet zu der gemeinsamen Riemenscheibenanordnung RS ist ein Getriebe G vorgesehen, welches mindestens zwei Wellenabtriebe (schematisch dargestellt) zum Antreiben der Rotorbereiche A, B umfasst. Wie bei der Ausführungsform nach 2 dargestellt, drehen sich in dem Bereich des Siebelements 2 (Siebkorb) die beiden Rotorbereiche A und B gleichsinnig aber mit unterschiedlichen Drehzahlen, wie dies mit der Länge der die Drehbewegung angedeuteten Pfeile verdeutlicht ist.
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Bei der Ausführungsform des Sortierers S3 nach 3 hingegen drehen sich die Rotorbereiche A, B gegensinnig und der Rotorbereich A dreht sich nach Maßgabe der Pfeile langsamer als der Rotorbereich B. Alle anderen Einzelheiten dieser Ausführungsform S3 stimmen im Wesentlichen mit der Ausführungsform des Sortierers S2 nach 2 überein.
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Eine weitere alternative Ausgestaltungsform eines Sortierers ist in 4 dargestellt, welcher dort insgesamt mit S4 bezeichnet ist. In Abweichung zu den vorangehenden Figuren ist hier der Zulauf Z in der Nähe des Bodens des Sortierers S4 angeordnet, während der Rejektauslass in der Nähe der Oberseite des Sortierers S4 angeordnet ist und der Akzeptauslass Ak etwa axial mittig zwischen Rejektauslass R und Zulauf Z angeordnet ist. Weiterhin weist dieser Sortierer S4 einen Schwerschmutzabscheidungsauslass 5 auf. Ferner umfasst die Ausführungsform S4 nach 4 eine Kombination von verschiedenen Rotorkonstruktionsvarianten, nämlich eine Trommelkonstruktion für Hochkonsistenzanwendungen und eine offene Rotorkonstruktion für Niedrigkonsistenzanwendungen. Nähere Einzelheiten der Trommelkonstruktion für die Hochkonsistenzanwendungen sind schematisch in 4a verdeutlicht. Die Trommelkonstruktion hat einen zylinderförmigen Rotorkörper 10, wobei an der Außenwand des trommelförmigen Rotorkörpers die Rotorflügel 11 befestigt sind. In 4 beispielsweise weist der Rotorbereich A eine Trommelkonstruktion auf.
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In 4b ist eine offene Rotorkonstruktion verdeutlicht, welche für die Niedrigkonsistenzanwendung bestimmt ist und den Rotorbereich B oder Rotor B bildet. Die offene Rotorkonstruktion nach 4b umfasst einen mittig angeordneten Rotorkörper 12, an welchem mittels einer Rotorflügelbefestigung 14 die Rotorflügel 13 angebracht sind. Diese Rotorflügel 13 überstreichen ebenfalls wie in 4a die Innenfläche des Siebelements 2.
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5 zeigt eine Ausführungsvariante eines Sortierers S5, bei der die Rotorbereiche beziehungsweise die Rotoren A, B unterschiedliche Drehzahlen haben, wie dies bei den voranstehenden Ausführungsformen entweder mit gesonderten Antrieben oder einem Getriebe G verwirklicht werden. Bei der Ausgestaltung des Sortierers S5 umfasst das Siebelement 2 zwei Siebelemente 2a und 2b. Diesen Siebelementen 2a, 2b sind jeweils gesonderte Akzeptauslässe Ak1 und Ak2 zugeordnet.
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In 6 ist ein insgesamt als S6 bezeichneter Sortierer dargestellt. Die Grundkonstruktion und der Grundaufbau stimmen im Wesentlichen mit dem in 2 gezeigten Sortierer S2 überein. Allerdings haben hier die Siebelemente 2a' und 2b unterschiedliche Durchmesser und/oder die Rotorbereiche A, B können auch unterschiedliche Durchmesser besitzen. Die zugeordneten Siebelementbereiche sind mit 2'A und 2'B bezeichnet. Durch die Veränderung der Durchmesser der Siebelemente 2a', 2b' und/oder durch Veränderung der Durchmesser der Rotorbereiche A, B lassen sich entsprechend unterschiedliche Sortierbedingungen einstellen.
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In 7 ist eine Ausführungsvariante gezeigt, bei der der Sortierer S7 Rotorbereiche A, B mit unterschiedlichem Durchmesser aufweist, während der Durchmesser der Siebelemente 2 in Form eines Siebkorbs gleichbleibt. Hierdurch lassen sich unterschiedliche Abstände zwischen Siebelement 2 und der Außenfläche der Rotorbereiche A, B verwirklichen. Bei der Ausführungsform nach 7 ist der durchmesserkleinere Rotorbereich A nahe der Zulaufseite angeordnet, während der durchmessergrößere Rotorbereich B akzeptseitig angeordnet ist. Auch hierbei lassen sich die Sortierbedingungen zwischen Rotorbereich A und Rotorbereich B an das Sortiergut anpassen. Natürlich kann der durchmesserkleinere Bereich und der durchmessergrößere Rotorbereich auch in umgekehrter Reihenfolge zu der in 7 gezeigten gewählt werden. Der Abstand zwischen Rotorflügel 13 und Siebelement 2 ist zwischen 1,5 mm bis 10 mm groß, vorzugsweise 2,5 mm bis 6,0 mm. Eine besondere Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass die Rotorflügel des zulaufseitigen Rotorbereichs (A) eine um 0% bis 30 % geringeren Abstand zur Wandung der Siebelemente (2, 2', 2a) aufweisen als die Rotorflügel des rejektseitigen, oder nachgeschalteten Rotorbereichs.
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In 8 ist ein Sortierer S8 gezeigt, bei der von der Grundkonzeption des Sortierers S5 nach 5 ausgegangen wird, aber die Siebelemente 2a, 2b unterschiedliche Durchmesser wie bei der Ausführungsform nach 6 haben.
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In 9 ist ein insgesamt mit S9 bezeichneter Sortierer gezeigt, bei dem mehrere Rotorbereiche A bis F schematisch verdeutlicht mit den Rotoren A bis F vorgesehen sind. Diese Rotorbereiche A bis F drehen sich mit unterschiedlichen Drehzahlen oder auch in unterschiedlichen Drehrichtungen. Ansonsten stimmt der Grundaufbau des Sortierers S9 mit jenen voranstehend gezeigten und erläuterten Sortierern überein. Den Rotorbereichen sind jeweils gesonderte Siebelementbereiche 2A, 2 B (Siebelementbereiche A-C-E; B-D-F) zugeordnet.
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Der insgesamt in 10 gezeigte Sortierer hat im Wesentlichen einen mit 1 übereinstimmenden Grundaufbau, aber der Antriebsmotor A1 ist in der Nähe der Oberseite des Sortierers S10 angeordnet. Dadurch kann der einseitige komplexe Wellen-/ Hohlwellenantrieb durch den Drucksortiergehäuseboden nach 1 vermieden werden.
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11 zeigt schematisch einen Sortierer S11, bei dem konisch ausgebildete Rotorbereiche A', B' vorgesehen sind. In ähnlicher Weise ist auch das Siebelement 2' entsprechend konisch ausgebildet und hat zugeordnet Siebelementbereiche 2'A, 2'B. Die Antriebe für die Rotorbereiche sind entsprechend den vorangehenden erläuterten Ausführungsformen ausgelegt.
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12 schließlich zeigt einen Sortierer S12, welcher hinsichtlich seiner Grundausführungsform ähnlich wie der Sortierer S10 in 10 ausgelegt ist, aber hier wird zusätzlich noch verdeutlicht, dass auch das Sortierelement in Form des Siebkorbs 2 mittels des Motors A2, welcher oberhalb des Sortiergehäuses 1 angeordnet ist, drehangetrieben wird.
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13 zeigt einen Sortierer S13, welcher hinsichtlich seiner Grundausführungsform der Anordnung der Antriebe ähnlich wie der Sortierer S10 ausgelegt ist. Jedoch ist der Rotor A am Außenbereich des Siebelementbereiches A2 angeordnet. Somit strömt die zu sortierende Suspension vom Außendurchmesser des Siebelements 2 in den Innenraum des Siebelements 2. Die Strömungsrichtung dieser Anordnung erfolgt zentripetal; somit arbeitet dieser Sortierbereich nach dem Inflow-Prinzip. Der Akzeptstrom des Siebelements 2A ist nun der Zulaufstrom des Siebelements 2B welcher nachfolgend im Rotorbereich B in radialer Richtung nach außen (Outflow-Prinzip) durch das Siebelement 2B behandelt wird. Somit erfolgt die Behandlung des zu behandelnden Sortierguts voneinander abhängigen Stufen.
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In der 14 ist ein Sortierer S14 dargestellt, bei dem beide Rotorbereiche A und B nach dem Inflow-Prinzip arbeiten. Der Zulauf Z erfolgt hier vom Außendurchmesser des Siebelements 2. Jeder Rotorbereich wird durch einen jeweilig einem Rotorbereich zugeordneten Wellenabtrieb mit unterschiedlicher Rotordrehzahl angetrieben. In 13 zeigt der Rotor B zum Siebelement 2 einen größeren Abstand als Rotor A.
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Das Siebelement kann verschiedenartig ausgelegt sein. Es sind Sieblemente 2 mit Schlitzöffnungen aus Profilstab- und Ringanordnungen, als auch perforierte Blechkonstruktionen mit schlitzförmigen, rundlochförmigen oder sonstigen Öffnungsgeometrien realisierbar. Auch können Gewebe als Siebelemente Verwendung finden.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die voranstehende erläuternde und gezeigte bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere auch Kombinationen der bevorzugten Ausführungsform möglich. Allen bevorzugten Ausführungsformen und allen Ausführungsvarianten ist aber gemeinsam, dass wenigstens zwei unterschiedliche Rotorbereiche A, B vorhanden sind, welche sich vorzugsweise mit unterschiedlichen Drehzahlen drehen und dass den unterschiedlichen Rotorbereichen A, B jeweils gesonderte Siebelementbereiche 2A, 2B, 2'A, 2'B zugeordnet sind.
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Bezugszeichen
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- S1 bis S14
- Sortierer insgesamt
- 1
- Sortiergehäuse
- 2
- Siebelement in Form eines Siebkorbs
- 2A, 2B
- Siebelementbereich
- 2'
- Siebelement in 11 konisch ausgebildet
- 2'A, 2'B
- Siebelementbereich
- 3
- Rotor
- 5
- Schwerschmutzauslass
- 10
- Rotorkörper als Trommelkonstruktion (4a)
- 12
- offene Rotorkonstruktion (4b)
- 13
- Rotorflügel/Rotorflügelbefestigung
- 14
- Rotorflügelbefestigung
- M
- gemeinsamer Antriebsmotor in 2 bis 11
- G
- Getriebe
- A
- erster Rotorbereich oder Rotor (zulaufseitig)
- B
- zweiter Rotorbereich oder Rotor (akzeptseitig)
- Ak
- Akzeptauslass
- R
- Rejektauslass
- Z
- Zulauf
- ZR
- Zulaufraum
- RS
- Riemenscheibenanordnung (insgesamt)
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Antriebseinrichtung für Rotor A umfasst:
- Motor A1,
- Riemenscheibe A2
- Antriebswelle A3
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Antriebseinrichtung für Rotor B umfasst:
- Motor B1
- Riemenscheibe B2
- Antriebswelle B3 als Hohlwelle ausgebildet
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0404624 B1 [0002]
- US 3939065 [0003]
- US 3933649 [0003]
- DE 10206595 A1 [0004]
- DE 3347115 C2 [0004]
- DE 1637850 U [0004]
