DE19632494C1

DE19632494C1 - Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunststoffschnitzeln

Info

Publication number: DE19632494C1
Application number: DE1996132494
Authority: DE
Inventors: Thomas Fiedlschuster; Harald Dr Pilz
Original assignee: F and P Sortiertechnik GmbH
Current assignee: F and P Sortiertechnik GmbH
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 1998-01-29
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: AU3937697A; WO1998006499A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunst stoffschnitzeln unterschiedlicher Dichte mittels Trennflüssigkeit, bestehend aus einem Mischtrichter für das Vermengen von Kunststoffschnitzeln mit der Trenn flüssigkeit zu einem Ausgangsgemisch, mit einer Einfüllöffnung für die Kunst stoffschnitzel von oben und mit einem Strahlrohr für die Zuführung der Trenn flüssigkeit in den Mischtrichter, aus einem Trennbehälter für das Trennen der Kunststoffschnitzel nach dem Schwimm-Sink-Verfahren, mit einer Speiseleitung für das Einleiten des Ausgangsgemisches in den mittleren Abschnitt des ge rundeten Trennbehälters, mit einer Abführposition für die Leichtfraktion an der Spitze des kegeligen, oberen Bereiches des Trennbehälters und mit einer Abführ position für die Schwerfraktion an der Spitze des kegeligen, unteren Bereiches des Trennbehälters, und aus einem geschlossenen Kreislaufsystem für die Trenn flüssigkeit.

Vorrichtungen bzw. Anlagen der oben genannten Art wurden bisher in unter schiedlichen Varianten bekannt.

Mit der Patentanmeldung WO 91/04100 A1 wurde vorgeschlagen, die Kunststoffe durch das sogenannte Schwimm-Sink-Verfahren zu trennen.

Die Kunststoffteilchen unterschiedlicher Kunststoffarten werden in einer Trenn flüssigkeit in einem Sammelbehälter durch Verwendung von Rührelementen gleichmäßig verteilt. Nach dem Stillsetzen der Rührelemente wird das Schnitzel- Trennflüssigkeitsgemisch im gesamtem Sammelbehälter verteilt.

Die in der beruhigten Trennflüssigkeit zunächst schwebenden Kunststoffteilchen steigen in Abhängigkeit von ihrer eigenen Dichte und der Dichte der Trenn flüssigkeit entweder an die Oberfläche oder sie sinken auf den Grund des Behäl ters ab. An der Oberfläche werden die aufgeschwemmten Teilchen einem Über lauf zugeführt. Von dort werden diese Kunststoffteilchen der Leichtfraktion unter Abscheidung der Trennflüssigkeit der weiteren Verarbeitung zugeführt. Die schwereren, absinkenden Kunststoffteilchen werden mit Hilfe eines Förderbandes am Boden des Sammelbehälters erfaßt, und über eine schiefe Ebene nach oben aus dem Sammelbehälter herausgeführt.

Eine solche Arbeitsweise und Vorrichtung ist nachteilig, da einerseits die Rühr bewegung durch den Propeller und andererseits die Transportbewegung des Transportbandes Turbulenzen in der Trennflüssigkeit erzeugen, die für den Trenn prozeß nach dem Schwimm-Sink-Verfahren nachteilig sind. Mit dieser Vor richtung erreichte man brauchbare Sortierergebnisse nur bei diskontinuierlicher Arbeitsweise. Die Produktivität ist gering.

Eine ähnliche Arbeitsweise beschreibt die DE 41 30 645 A1. Hier rührte man das Gemisch ebenfalls direkt im Trennbehälter und versuchte bei einer gleich mäßigen Trennung der Kunststoffteilchen voneinander auch die an diesen Teilchen anhaftenden Luftbläschen abzulösen.

Diese Lösung hatte gleich mehrere entscheidende Nachteile. Durch das Rühren in einem zylindrischen Behälter sammelten sich die Kunststoffteilchen in dichten Lagen am Umfang des Behälters. Beim nachfolgend eingeleiteten Beruhigungs vorgang lösten sich diese Ansammlungen nicht wieder auf. Auch die Luftbläschen können nur ungenügend beseitigt werden. Diese wechselten in der Regel nur das Teilchen an dem sie hafteten. Die Schwimm-Sink-Trennung war unbefriedigend. Eine vertretbare Trennungsqualität wurde nur bei relativ geringer Konzentration von Kunststoffteilchen in der Trennflüssigkeit erreicht.

Dieser Umstand und die diskontinuierliche Arbeitsweise der Vorrichtung machte dieses Verfahren praktisch unbrauchbar.

Auch die Weiterbildung der beschriebenen Vorrichtung durch die Lehre der DE 42 09 277 A1 vermag das definierte Problem nicht zu lösen.

Hier hat man analog zur WO 91/04100 A1 versucht, das Rühren wieder räumlich vom Schwimm-Sink-Prozeß zu trennen. Das Flügelrad, das man zwischen dem Rührgerät und dem Schwimm-Sink-Behälter anordnete, war nicht in der Lage, die turbulente Strömung zu beruhigen. Die Kunststoffteilchen sammelten sich in Schichten am Umfang des Schwimm-Sink-Behälters. Eine saubere Trennung nach der Dichte war unter diesen Bedingungen nicht möglich.

Andererseits sammelten sich an dem langsam rotierenden Flügelrad, das die Strömung beruhigen sollte, schnell Kunststoffteilchen in einer derartigen Menge, daß der Prozeß zur Beseitigung dieser Ansammlung unterbrochen werden mußte.

Mit der DE 44 17 693 C1 wurde ein Verfahren und eine Anlage für das Trennen von Kunststoffschnitzeln vorgeschlagen, bei dem die Kunststoffschnitzel - in an sich bekannter Weise - mittels Rührgerät in einem Mischtrichter mit unten an schließendem senkrechtem Schacht in der Trennflüssigkeit verteilt wurden. Dieses Gemisch sollte in einem kontinuierlichen Strom zum Scheitel eines konischen, mit seiner Achse horizontal ausgerichteten Sammel- bzw. Trenn behälters geführt werden. Durch eine stetige Querschnittserweiterung innerhalb des Trennbehälters versuchte man das Gemisch in einer laminaren Strömung weiter zu führen und dabei die Leichtfraktion von der Schwerfraktion zu trennen. Am entgegengesetzten Ende des Trennbehälters wurde im oberen Bereich die Trennflüssigkeit mit der Leichtfraktion und im unteren Bereich die Trennflüssig keit mit der Schwerfraktion abgesaugt.

Zur Lösung der Luftbläschen von den Teilchen versuchte man im Schwimm-Sink- bzw. Trennbehälter eine kurzhubige Schwingung in der Trennflüssigkeit zu erzeugen. Es wurde erwartet, daß sich dadurch die Luftbläschen an der oberen konischen Begrenzungsfläche zusammen mit Teilchen der Leichtfraktion sam meln. Das bestätigte sich jedoch in der Praxis nicht. Die Zahl der schweren Teilchen im Bereich der Leichtfraktion war nach wie vor zu groß. Die Trennungs ergebnisse waren ungenügend.

Erhebliche Probleme bereitete mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung auch das Absaugen der Schwer- und Leichtfraktionen.

Das Absaugen dieser Fraktionen erfolgte in mehr oder weniger regelmäßigen Zeitabständen durch das Öffnen von Ventilen. Zufällig mitgerissene Trennflüssig keit wurde in einem gesonderten Behälter abgeschieden und in den Kreislauf zurückgeführt. Mittel zur Erzeugung der Saugwirkung wurden weder beschrieben noch dargestellt. In der Praxis zeigte sich, daß sich insbesondere die Leitungen zur Führung der Schwerfraktion in kurzer Zeit zusetzten.

Aktiv abgesaugt wurde die Trennflüssigkeit mit den Schwebeteilchen im Mittel abschnitt des Trennbehälters zwischen den Austragsöffnungen für die Leicht- und Schwerfaktion am Ende des kegligen Behälters. Die dort abgesaugte Trennflüssig keit führte im Trennbehälter zu einem Strömungsverlauf, der den Trennvorgang zusätzlich störte. In dem Bereich, wo die Leicht- und die Schwer-Fraktion oben bzw. unten abgesaugt werden sollten, erzeugte man eine Strömung nach der horizontalen Mitte.

Die Sortierergebnisse wurden wiederum verfälscht. Neben der nach wie vor unbefriedigenden Trennung der Kunststoffteilchen nach ihrer Dichte, war die hier beschriebene Anlage außerdem zu groß.

Verstopfungen waren in dem verschlungenen Rohrleitungssystem vorprogram miert. Eine kontinuierliche Arbeitsweise war zwar erwünscht, konnte aber auch hier praktisch nicht realisiert werden.

Mit der DD 2 35 376 A3 wurde eine Anlage der einleitend beschriebenen Art vorgeschlagen. In einen trichterförmigen Behälter wurde das Plastabfallgemisch und die Trennflüssigkeit eingebracht, die über eine senkrechte Rohrleitung nach unten in den mittleren Abschnitt eines zylindrischen, aufrechtstehenden Trenn behälter gebracht wurde.

Im Trennbehälter, der sehr lange zylindrische Abschnitte oberhalb und unterhalb der Zuführleitung besitzt, sollten die Teile der Leichtfraktion nach oben aufsteigen und die Teile der Schwerfraktion nach unten absinken. Am Ende dieser zylin drischen Abschnitte des Trennbehälters sind trichterförmige Anordnungen vor gesehen, die an ihren äußeren Enden in Rohrleitungen für das Ableiten der Leichtfraktion und das Ableiten der Schwerfraktion münden.

Am unteren Ende des Trennbehälters - im Bereich des kegligen Abschnittes - ist eine Steuerleitung vorgesehen, über die unter Druck Trennflüssigkeit zugeführt wird. Sie soll die Strömungsverhältnisse im Trennbehälter steuern.

Diese hier dargestellte Anordnung ist so in keiner Weise funktionsfähig.

Bereits im Einfüllbehälter, in den das Plastabfallgemisch und die Trennflüssigkeit eingebracht werden, bleiben die Teile der Leichtfraktion und Teile der Schwer fraktion, an denen Luftbläschen haften, an der Oberfläche. Die Rohrleitung zum Trennbehälter wird sofort verstopfen.

Die Anordnung von Pumpen in dieser Leitung ist praktisch nicht realisierbar, da die Pumpen durch das Plastabfallgemisch sofort verstopfen würden. Andererseits sorgen diese Pumpen nicht dafür, daß die Luftbläschen aus dem Gemisch entfernt werden. Diese Luftbläschen und die durch die Pumpen erzeugten turbulenten Strömungen im Trennbehälter verhindern eine exakte Trennung der Teilchen in unterschiedliche Fraktionen.

Der Trennbehälter kann die ihm zugeordnete Funktion nicht nicht erfüllen. Die Teile der Schwerfraktion setzen sich am unteren Ende des Trennbehälters ab. Es sind keine Mittel angegeben, diese Teile der Schwerfraktion über den Flüssig keitsspiegel der Trennflüssigkeit hinaus zu fördern. Auch hier sind keine Pumpen der herkömmlichen Art einsetzbar.

Die Abführung der Teile der Leichtfraktion ist ebenfalls nicht gewährleistet. Diese verstopfen den horizontalen Rohrleitungsabschnitt. Die Funktion einer solchen Vorrichtung ist nicht gewährleistet.

Durch die europäische Patentanmeldung EP 557 818 A2 ist eine weitere Anlage zur Trennung zerkleinerter Kunststoffe vorgeschlagen worden. Bei dieser Anlage werden zunächst die formstabilen Kunststoffe und die Folien voneinander getrennt und in unterschiedlichen Prozessen der Weiterverarbeitung zugeführt.

Die formstabilen Kunststoffe kleiner Abmessungen werden in einen Behälter mit Trennflüssigkeit gegeben und durch eine Rühranordnung mit dieser vermischt. Vom Ende des trichterförmigen Bodens wird das Gemisch mittels Pumpe nach oben, in eine mittige, nach oben offene Austrittsöffnung in den mittleren Abschnitt eines zylindrischen Trennbehälters geführt. Dieser zylindrische Trennbehälter geht oben und unten im großen Abstand von der genannten Zuführposition in trichter förmige Abschnitte über, die ihrerseits an ihrem Ende in Rohrleitungen für das Ableiten der Leicht- und der Schwerfraktion münden.

Wie bereits vorn erwähnt, ist es mit Hilfe von Rührgeräten nicht möglich, die Luftbläschen aus dem Gemisch zu entfernen. Diese verfälschen nach wie vor das Trennergebnis. Die in der Rohrleitung zwischen dem Mischbehälter und dem Trennbehälter angeordnete mechanische Pumpe ist nicht in der Lage, im Misch behälter eine Strömung nach unten zu erzeugen, die größer ist als die Auftriebs geschwindigkeit der Leichtfraktion im Mischbehälter. Die Leichtfraktion wird demzufolge sehr schnell den Mischbehälter verstopfen und damit die Anlage außer Betrieb setzen.

Will man die Förderleistung der Pumpe zwischen Mischbehälter und Trenn behälter erhöhen, um diesen Mangel zu beseitigen, würde sich automatisch die Strömung im Trennbehälter verändern und die Bedingungen für den Trennvor gang nachteilig beeinflussen.

Im übrigen sind auch hier die selben nachteiligen Wirkungen beim Abführen der Leicht- und der Schwerfraktion festzustellen wie sie vorn bereits dargestellt wurden. Auch diese Anlage kann das gestellte Problem nicht lösen.

Die DE 43 37 207 A1 beschreibt eine Eintragsvorrichtung für vorbehandelte Kunststoff-Fraktionen in eine Trenn- oder Wascheinrichtung.

In einen trichterförmigen Behälter wird am oberen Umfang tangential, wie bei Zyklonen üblich, die Trennflüssigkeit zugeführt. Die Kunststoffschnitzel werden von oben in den offenen Trichter eingebracht. Diese trichterförmige Anordnung ragt mit ihrem unteren Ende direkt in die Trennflüssigkeit. Diese Vorrichtung soll ein möglichst homogenes Gemisch aus Kunststoffschnitzeln und Trennflüssigkeit erzeugen.

Auch diese Vorrichtung ist nicht geeignet, die unvermeidlich entstehenden Luft bläschen aus dem Gemisch zu entfernen und eine kontinuierliche Förderung des Gemisches zu gewährleisten. Die von oben eingebrachten Kunststoffschnitzel verzögern die trichterförmige Strömung sehr schnell, so daß nur ein sehr flacher Flüssigkeitstrichter entsteht.

Der Mischvorgang in einem solchen Trichter ist sehr unbefriedigend. Es gelingt nicht, die Luftbläschen von den Teilchen zu lösen. Die Teile der Leichtfraktion schwimmen obenauf und führen nach kurzer Zeit zur Funktionsunfähigkeit der Vorrichtung.

Diese Vorrichtung ist damit, auch in Verbindung mit den anderen, oben be schriebenen Vorrichtungen, nicht geeignet, die Kunststoffteilchen unterschied licher Dichte nach dem Schwimm-Sink-Verfahren bei kontinuierlicher Arbeits weise zuverlässig zu trennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, bei kontinuierlicher Arbeitsweise die Kunststoffteilchen in Abhängigkeit von der Dichte der Trennflüssigkeit sicher und qualitätsgerecht zu trennen und große Kunststoffmengen mit vertretbarem Aufwand in kurzer Zeit zu sortieren.

Im Besonderen kommt es darauf an, beim Mischen der Kunststoffschnitzel in der Trennflüssigkeit dafür zu sorgen, daß die Luftbläschen sich möglichst vor dem Trennvorgang von den Kunststoffteilchen vollständig lösen und aus dem Gemisch entfernt werden können.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, den Trennvorgang in einer kontrolliert geführten Strömung zu vollziehen und eine kontinuierliche Abführung der Leicht- und Schwerfraktion zu gewährleisten.

Ein kontinuierlicher Trennflüssigkeitskreislauf ist zu sichern. Die Anlage soll mit hohem Wirkungsgrad auf engstem Raum zuverlässig betrieben werden können.

Diese komplexe Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 auf überraschende Weise und in einfacher Form gelöst.

Durch die Führung des Ausgangsgemisches in der dünnwandigen, trichterförmig, entlang einer Spirale geführten Strömung, die insbesondere durch die Wirkung des Speiseejektors entsteht, werden die Luftbläschen von den Kunststoffschnitzeln mit hoher Zuverlässigkeit gelöst. Die Luft wird auf kurzem Wege aus dem Gemisch entfernt. Die Mehrzahl der Kunststoffteilchen schwimmt dann völlig frei in der Trennflüssigkeit.

Das so aufbereitete Ausgangsgemisch wird dann durch die mit dem Speiseejektor zu geführten zusätzlichen Trennflüssigkeit, die auch eine definierte Bewegungs energie mitbringt, in den Mittelabschnitt des im wesentlichen senkrecht ausge richteten Trennbehälters geführt. An den gebogenen Wandungen dieses Trenn behälters wird die Strömung zirkulierend, mit stetig kleiner werdendem Durch messer nach oben bzw. unten zu den Abführpositionen geführt.

Im Mittelabschnitt des Trennbehälters sind die vertikalen Komponenten dieser Strömung noch sehr klein, so daß sich die Partikel der Leichtfraktion und die Partikel der Schwerfraktion durch ihre Auftriebseigenschaften leicht voneinander trennen und in die zirkulierende Strömung nach oben oder unten übernommen werden können.

Die Strömungsgeschwindigkeit wird dabei so gewählt, daß während der ersten Zirkulation der Strömung der Trennprozeß im wesentlichen abgeschlossen ist. Mit der Reduzierung des horizontalen Querschnittes des Trennbehälters nach dem Trennvorgang, d. h. nahe an der Mündung der Spülleitung, vergrößern sich die vertikalen Komponenten der Strömungsgeschwindigkeit und unterstützen dann die räumliche Trennung von Schwer- und Leichtfraktion.

Besondere Bedeutung kommt dabei der Ejektor-Förderdüse an der Abführposition dem Schwerfraktion zu. Sie ermöglicht einerseits das Strömungsgleichgewicht im Trennbehälter und andererseits das zuverlässigen Abführen der Schwerfraktion aus dem Trennbehälter. Gleichzeitig ermöglicht die dort zu geführte, zusätzliche Trennflüssigkeit mit ihrer definierten Bewegungsenergie eine höhere Strömungs geschwindigkeit im Austragsrohr. Dadurch wird es möglich, die Schweifraktion zuverlässig über den Flüssigkeitsspiegel der Trennflüssigkeit im gesamten System hinaus zu fördern und diese, ebenso wie die Leichtfraktion, zu entnehmen. Die kontinuierlich arbeitenden, vorzugsweise mechanischen Entnahmeanordnungen sichern, daß die Leicht- und Schwerfraktionen störungsfrei entnommen werden können und auch die bis dorthin strömend geführte Trennflüssigkeit entfernt und in ihren Kreislauf zurückgeführt wird. Dieser Kreislauf ist in allen Phasen konti nuierlich gestaltet.

Durch die in Anspruch 2 definierte Art und Weise der Einführung des Ausgangs gemisches in den Trennbehälter werden praktisch nach oben und unten je 2 zirkulierende Strömungen erzeugt. Testergebnisse haben gezeigt, daß bei dieser Einspülung eine sehr hohe Trennqualität erreicht werden kann.

Mit der Art der Einspülung nach Anspruch 3 werden ähnlich gute Ergebnisse erreicht.

Die Gestaltung der Entnahmeanordnungen nach Anspruch 4 erlaubt eine zu verlässige Entnahme der beiden Fraktionen aus dem Prozeß bei gleichzeitigem Entzug der Trennflüssigkeit für die Rückführung in den Trennprozeß.

Die Gestaltung des Mischtrichters nach Anspruch 5 gewährleistet neben einer optimalen konstruktiven Gestaltung des Mischtrichters auch eine optimale Funk tion. Die Merkmale nach Anspruch 6 erlauben eine einfache Wartung der Misch anordnung.

Die Ausführung nach Anspruch 7 gewährleistet, daß die Partikel und die Flüssig keit bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt zusammengeführt werden. Die Partikel wälzen sich unter Wirkung der Fliehkraft und der Reibung an der Trichterwand. Die Zeit, in der sich die Luftblasen lösen und nach der Mitte abgedrängt werden können, verlängert sich.

Die Schleuderscheibe nach Anspruch 8 gewährleistet, daß nahezu alle Kunststoff schnitzel im oberen Bereich des Mischtrichters in die trichterförmige Strömung gelangen. Sie sorgt auch dafür, daß die Kunststoffieilchen bereits beschleunigt in die Strömung gelangen und dadurch die Trichterform der Strömung lange erhal ten bleibt. Die Abscheidung der Luftbläschen wird dadurch optimal.

Der Kreislauf der Trennflüssigkeit nach Anspruch 9 gewährleistet eine optimale Einstellung der Strömungsbedingungen und damit der Bedingungen für den Trennvorgang in der gesamten Anlage.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Trennen bzw. Sortieren von Kunststoffschnitzeln,

Fig. 2 eine Darstellung analog zu Fig. 1 mit einer besonderen Verdeutli chung des Strömungsverlaufes,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Trennbehälter entlang der Linie III-III in Fig. 1 mit radialer Einspülung des Ausgangsgemisches,

Fig. 4 eine Darstellung analog zu Fig. 3 mit in Umfangsrichtung einge spültem Ausgangsgemisch,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Mischtrichter mit einem Ab weisesteg,

Fig. 6 eine Draufsicht zu Fig. 5,

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch den Mischtrichter analog zu Fig. 5 mit einer Schleuderscheibe und

Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7.

Die nachfolgend beschriebene Anlage zum Sortieren von Kunststoffschnitzeln wird in der Reihenfolge der notwendigen Arbeitsschritte beschrieben.

Der Vorgang beginnt mit dem Mischen der Trennflüssigkeit 3 mit dem im we sentlichen getrockneten Gemisch aus Kunststoffschnitzeln 1, 2.

Die Trennflüssigkeit 3, in der Regel ist es Wasser mit Zusätzen zur Anpassung der Dichte, wird in der Misch-Speiseeinheit 5 über die Misch-Speiseleitung 50 und das Misch-Strahlrohr 51 in Umfangsrichtung eingeführt.

Unmittelbar neben der Mündung des Misch-Strahlrohres 51, die im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, befindet sich die Einfüllöffnung 52 für die Kunststoff schnitzel 1, 2. Diese Einfüllöffnung 52 kann mit Ausnahme des Bereiches des Misch-Strahlrohres 51 und dem von ihm ausgehenden Flüssigkeitsstrahl den gesamten übrigen Bereich oberhalb der oberen Öffnung 42 des Mischtrichters 4 ausfüllen. Unmittelbar unterhalb der Misch-Speiseeinheit 5 schließt sich der Mischtrichter 4 an. Der Durchinesser der oberen Öffnung 42 entspricht etwa dem Durchmesser der Misch-Speiseeinheit 5. Beide Teile 4, 5 sind lösbar miteinander verbunden.

Der Mischtrichter 4 verjüngt sich nach unten um einen Winkel zwischen 40° und 70° und mündet im unteren Abschnitt in die Austrittsöffnung 43.

Der aus dem Misch-Strahlrohr 51 austretende Flüssigkeitsstrahl legt sich an die inneren, kegelförmigen Wandungen des Mischtrichters 4 an und bildet im Bereich des kegligen Abschnittes 41 eine kegelige Strömung 411 aus. Diese kegelige Strömung 411 erstreckt sich spiralförmig bis zur Austrittsöffnung 43 und bildet die sogen. trichterförmige Strömung.

Unmittelbar unterhalb der Austrittsöffnung 43 schließt sich der Speise-Ejektor 6 an. Dessen Spül-Strahlrohr 61 wird von der Spül-Speiseleitung 60 gespeist.

Der dadurch im unteren Bereich des Mischtrichters 4 entstehende Unterdruck unterstützt die Bildung eines Flüssigkeitstrichters (411), dessen Spitze sich bis nahe an die Austrittsöffnung 43 erstreckt.

Das von dem Spül-Speise-Ejektor 6 angesaugte Ausgangsgemisch 1/2/3 wird über einen bogenförmigen Rohrabschnitt über die Spülleitung 62 in den mittleren Abschnitt 71 des Trennbehälters 7 geführt.

Vorzugsweise mündet die Spülleitung 62 in den Mittelabschnitt 71 in radialer Richtung (siehe Fig. 3). Das Ausgangsgemisch 1/2/3 reduziert mit dem Eintritt in den großen Querschnitt des Trennbehälters 7 seine Geschwindigkeit.

An der gegenüberliegenden Wand wird dieses Ausgangsgemisch in der horizonta len Ebene nach beiden Seiten ausgelenkt und in zwei zirkulierende Strömungs komplexe aufgeteilt.

Ein Teil jeder seitlich abgelenkten Strömung 721 bewegt sich spiralförmig nach oben. Ein anderer Teil dieser Strömungen 731, 731′ wird ebenso nach unten geführt.

Unter der sog. Streuwirkung verteilen sich die Kunststoffschnitzel sehr schnell über den gesamten Querschnitt des Trennbehälters 7 im Mittelabschnitt 71. An dem Mittelabschnitt 71, der hier zylindrisch ausgebildet ist und eine vertikale Achse hat, schließen sich nach oben und unten kegelige Abschnitte 72, 73 an. Die vom Mittelabschnitt 71 her zirkulierenden Strömungen 721, 731 werden, nach oben und nach unten, durch den sich verringernden Durchmesser in vertikaler Richtung beschleunigt.

Ist die vertikale Komponente der Strömungsgeschwindigkeit im Mittelabschnitt 71 etwa halb so groß wie die Auftriebsgeschwindigkeit der aufschwimmenden Leichtfraktion 1, dann ist die vertikale Komponente dieser Strömung 721 in der oberen Abführposition 722 der Leichtfraktion 1 etwa doppelt so groß wie deren Auftriebsgeschwindigkeit.

In gleicher Weise werden die Geschwindigkeitsverhältnisse der Strömung 731 im Bereich der Abführung der Schwerfraktion 2 ausgebildet.

Die aufschwimmende Leichtfraktion 1 wird an der Oberfläche 31 der Trenn flüssigkeit 3 oberhalb der Abführposition 722 für die Leichtfraktion 1 mittels Entnahmeanordnung 91, die eine kontinuierlich fördernde Förderschnecke ist, nach oben entfernt.

Die gleichzeitig in diesem Bereich ankommende Trennflüssigkeit 3 wird über den Flüssigkeitsabscheider 911, ein Sieb, im Umfangsbereich der Förderschnecke in die Sammelleitung 912 geführt.

Die Schwerfraktion, die sich an der unteren Abführposition 732 des Trennbehäl ters 7 befindet, wird durch die Ejektor-Förderdüse 8 zusätzlich, kontinuierlich nach unten gesaugt. Das über die Förder-Speiseleitung 80 gespeiste Förder-Strahl rohr 81 erzeugt in der Abführposition 732 einen Unterdruck und fördert die so angesaugte Schwerfraktion 2 - zusammen mit einem Teil der Trennflüssigkeit 3 - über das Austragsrohr 82 an die Oberfläche zum Flüssigkeitsspiegel 31 der Trennflüssigkeit 3.

An dieser Stelle befindet sich eine weitere Entnahmeanordnung 92 in Form einer Förderschnecke. Diese Entnahmeanordnung 92 ist in gleicher Weise wirksam wie die für die Leichtfraktion 1.

Die hier abgeschiedene Trennflüssigkeit 3 wird über den Flüssigkeitsabscheider 921 und die Sammelleitung 922 ebenfalls in den Kreislauf zurückgeführt.

Die Trennflüssigkeit 3 gelangt über die Sammelleitungen 912, 922 zur Rückführ leitung 93. Von dort gelangt diese Flüssigkeit über eine entsprechende Filter anordnung 94 in einen Speicher 95.

Im Bereich des Speichers 95 kann die Trennflüssigkeit 3 über die Nachfülleitung 951 ergänzt werden.

Aus dem Speicher 95 werden über geeignete Pumpen (502, 602, 802) die Misch- Speiseleitung 50 für die Misch- Speise-Einheit 5, die Spül-Speiseleitung 60 für den Speise-Ejektor 6 und die Förder-Speiseleitung 80 zur Ejektor-Förderdüse 8 bedient.

Entsprechende Drosselventile (501, 601, 801) in den unterschiedlichen Speiselei tungen 50, 60, 80 können dort die Flüssigkeitsströme drosseln oder ganz ab sperren. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, jeder dieser unterschiedlichen Speiseleitungen 50, 60, 80 eine Pumpe 502, 602, 802 zuzuordnen, die hinsichtlich ihrer Drehzahl und Leistung steuerbar ist. Es ist natürlich auch möglich, eine einzige Pumpe (nicht dargestellt) vorzusehen, die die drei genannten Speiseleitun gen 50, 60 und 80 bedient. In diesem Falle sind die Drosselventile 501, 601, 801 in diesen Speiseleitungen 50, 60, 80 unmittelbar vor den jeweiligen Strahlrohren 51, 61, 81 anzuordnen.

Diese hier beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Die durch den Flüssigkeitsstrahl des Misch-Strahlrohres 51 erzeugte trichterförmige Strömung 411 nimmt in ihrem oberen Abschnitt die Kunststoffschnitzel 1, 2 auf. Durch das Wälzen der Trennflüssigkeit 3 an der Trichterinnenwand werden die Kunststoffschnitzel 1, 2 voneinander gelöst.

Die Luftbläschen lösen sich und gelangen durch die Druckdifferenzen und durch ihre niedrige Dichte in dieser Strömung schnell an die Innenseite des Flüssigkeits trichters und entweichen dort in die Atmosphäre.

Das so gebildete blasenfeie Ausgangsgemisch 1, 2, 3 wird über die Austrittsöff nung 43 nach unten geführt. Der Speise-Ejektor 6 unterstützt diesen Vorgang. In dem anschließenden, senkrechten Rohrabschnitt können die letzten Luftbläschen nach oben entweichen. Das Ausgangsgemisch 1/2/3 wird anschließend in den Mittelabschnitt 71 des Trennbehälters 7 eingeführt.

Die Trennung des Ausgangsgemisches 1/2/3 erfolgt dann, wie bereits vorn be schrieben. Die trichterförmig nach oben und unten beschleunigte Strömung 721, 731, 731′ unterstützt den Trennvorgang dadurch, daß die im Mittelabschnitt 71 sich durch Sinken und Aufschwimmen trennenden Kunststoffteilchen der Leicht- 1 und Schwerfraktion 2 ausreichend Platz zum Lösen voneinander haben. Die nach oben bzw. nach unten beschleunigte Strömung 721, 731 unterstützt später diesen Vorgang.

Wie bereits erwähnt, kann man das Ausgangsgemisch 1/2/3 in den Mittelabschnitt 71 des Trennbehälters 7 mittels Spülleitung 63 auch nahe an der Innenwand des Mittelabschnittes 71 in Umfangsrichtung einführen.

Das Ausgangsgemisch 1/2/3 bleibt dann im wesentlichen im Bereich dieser Strömung 631 und verteilt sich etwas langsamer auf die inneren Querschnitts bereiche des Mittelabschnittes 71.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Strömungsverhältnisse insgesamt klarer sind. Die zirkulierende Strömung 631 ist in großen Abschnitten laminar. Das hat den Vorteil, daß im Bereich dieser Strömung Turbulenzen weitgehend vermieden werden und eine falsche Auswahl durch diese Turbulenzen verhindert werden kann.

Als nachteilig ist jedoch zu vermerken, daß sich die Kunststoffteilchen 1, 2 mehr oder weniger am Umfang des Mittelabschnittes 71 konzentrieren und sich dort gegenseitig an der Auswahlbewegung behindern.

Dieser beschriebenen Variante ist deshalb die in Fig. 3 dargestellte radiale Ein spülung des Ausgangsgemisches 1/2/3 vorzuziehen.

In den Fig. 5 und 6 ist das Einfüllen der Kunststoffschnitzel 1, 2 und das Mi schen mit der Trennflüssigkeit nochmals gesondert dargestellt. Die durch das Misch-Strahlrohr 51 eingetragene Trennflüssigkeit 3 wird am Umfang der Misch- Speiseeinheit 5 in Umfangsrichtung abgelenkt und durch die Schwerkraft der Flüssigkeit und den an der Austrittsöffnung 43 herrschenden Unterdruck nach unten ausgelenkt und bedeckt so zirkulierend die Innenseite des kegeligen Ab schnittes 41 des Mischtrichters 4 mit einer kegeligen, spiralförmigen Strömung 411.

Um zu sichern, daß nahezu alle Kunststoffschnitzel 1, 2 sich an der Innenwand des Mischtrichters 4 abwälzen können und die Luftbläschen nach der Innenseite des Flüssigkeitstrichters ausscheiden können, ist im Inneren der Einfüllöffnung 52 der Abweisesteg 521 angeordnet.

Die Oberkante dieses Abweisesteges 521 ist sehr steil ausgebildet, so daß sich daran keine Kunststoffschnitzel 1, 2 festsetzen können.

Im unteren Abschnitt dieses Steges 521 ist derselbe so erweitert, daß er die untere Spitze des Flüssigkeitskegels 411 voll abdeckt und die Kunststoffschnitzel 1, 2 zu einem frühen Zeitpunkt in die trichterförmige Strömung 411 gelangen.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Beschickung des Mischtrichters 4 mit Kunststoffschnitzeln 1, 2 dargestellt. Hier wird das Schnit zelgemisch 1, 2 vorzugsweise über eine geneigte Rohrleitung in die Einfüllöff nung 52 geleitet.

Unmittelbar unter dieser Einfüllöffnung 52 befindet sich eine schnell rotierende Schleuderscheibe 522, die von einem Motor 53 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Die Drehrichtung dieser Schleuderscheibe 522 ist vorteilhaft gleich gerichtet mit der zirkulierenden Strömung 411.

Diese Schleuderscheibe 522 gewährleistet, daß einerseits die Kunststoffschnitzel 1, 2 zu einem sehr frühen Zeitpunkt in den Flüssigkeitstrichter 411 gelangen. Zum anderen trägt diese Schleuderscheibe 522 dazu bei, die Flüssigkeitsströmung in der Trichterströmung 411 zu beschleunigen oder zumindest zu erhalten.

Von besonderer Bedeutung ist außerdem, daß diese beschleunigten Kunststoff schnitzel 1, 2, bedingt durch die hohe Eintrittsgeschwindigkeit, die Innenwand des Mischtrichters schnell erreichen und dort sehr effektiv die Luftblasen abstreifen können.

Der Flüssigkeitskreislauf wurde bereits vorn sehr ausführlich beschrieben. An dieser Stelle sei nochmals betont, daß der Kreislauf mit seinen einzelnen Bestand teilen zu unterschiedlichen Zwecken sehr differenziert betrieben werden kann. Der Standardkreislauf erfolgt, beginnend bei der Pumpe 802 über die Förder-Speiselei tung 80. Mit dem Strahlrohr 81 tritt diese Flüssigkeit in das Austragsrohr 82 ein, steigt nach oben und gelangt über den Flüssigkeitsabscheider 921 in die Sammel leitung 922 und in die Rückführleitung 93.

In der Filteranordnung 94 werden körperliche Bestandteile aus der Flüssigkeit 3 zurückgehalten. Die gereinigte Flüssigkeit 3 gelangt in den Speicher 95. Dieser Kreislauf wird in der Regel ständig aufrechterhalten.

Wird die Schnitzelzuführung unterbrochen, dann bedient man die Misch-Speiselei tung 50 und die Spül-Speiseleitung 60 nicht. Der gesamte obere Abschnitt der Vorrichtung wird praktisch stillgelegt. Die Trennflüssigkeit 3 verharrt in der jeweiligen Position. Werden Kunststoffschnitzel 1, 2 wieder zugeführt, bedient man die Misch-Speiseleitung 50 und die Spül-Speiseleitung 60 und der Trenn vorgang geht sofort in der vorn dargestellten Weise weiter.

In dem Bereich des Systems, in dem sich Kunststoffschnitzel 1, 2 in irgendeiner Form befinden, sind keinerlei Ventilanordnungen nötig. Schalt- und Steuer- und Antriebsfunktionen für den Kreislauf werden nur dort ausgeführt, wo sich aus schließlich eine gefilterte Trennflüssigkeit 3 bewegt.

Beabsichtigt man Kunststoffgemische 1, 2 mit einer größeren Zahl unterschiedlicher Dichtefraktionen zu trennen, ist es, wie allgemein bekannt, auch hier sinnvoll mehrere dieser Trennvorrichtungen hintereinander in Reihe zu schalten und in diesen Trennvorrichtungen Trennflüssigkeiten 3 unterschiedlicher Dichte ein zusetzen.

Die vorn beschriebene Vorrichtung kann in der Praxis auf sehr engem Raum in einer komplexen Baueinheit hergestellt und angeordnet werden. Der Mischtrichter 4 und der Trennbehälter 7 können teilweise überlappt positioniert werden.

Die Misch-Speiseeinheit 5 und die Entnahmeanordnungen 91, 92 können in einem engen, überschaubaren Bereich in gleicher Bedienhöhe angeordnet werden.

Durch die zirkulierende Strömung im Trennbehälter kann dieser in begrenzter Größe ausgeführt werden. Das beschleunigte Austragen von Leicht- 1 und Schwerfraktion 2 ermöglicht eine hohe Durchsatzleistung auf engstem Raum ohne die Qualität des Sortiervorganges negativ zu beeinflussen.

Eine entscheidende Bedeutung für den zuverlässigen, kontinuierlichen Ablauf aller Vorgänge haben die beiden Ejektor-Anordnungen, der Spül-Speise-Ejektor 6 für das kontinuierliche Einbringen des Ausgangsgemisches in den Trenn behälter 7 und die Förder-Ejektor-Düse 8 für das kontinuierliche Absaugen der Schwerfraktion 2 mit dem Anteil der Trennflüssigkeit 3.

Bezugszeichenliste

1 Leichtfraktion
2 Schwerfraktion
3 Trennflüssigkeit
31 Trennflüssigkeitsspiegel
4 Mischtrichter
41 kegeliger Abschnitt
411 kegelige Strömung
42 obere Öffnung
43 Austrittsöffnung
5 Misch-Speiseeinheit
50 Misch-Speiseleitung
501 Drosselventil
502 Pumpe
51 Misch-Strahlrohr (für Trennflüssigkeit)
52 Einfüllöffnung (für Schnitzelgemisch)
521 Abweisesteg
522 Schleuderscheibe
53 Motor
6 Spül-Speise-Ejektor
60 Spül-Speiseleitung
601 Drosselventil
602 Pumpe
61 Spül-Strahlrohr
62 Spülleitung, zentrisch
63 Spülleitung, exzentrisch
631 Strömung
7 Trennbehälter
71 Mittelabschnitt
72 oberer Kegelabschnitt
721 Strömung
722 Abführungsposition (Leichtfraktion)
73 unterer Kegelabschnitt
731, 731′ Strömung
732 Abführungsposition (Schwerfraktion)
8 Ejektor-Förderdüse
80 Förder-Speiseleitung
801 Drosselventil
802 Pumpe
81 Förder-Strahlrohr
82 Austragsrohr
91 Entnahmeanordnung (Förderschnecke)
911 Flüssigkeitsabscheider
912 Sammelleitung
92 Entnahmeanordnung (Förderschnecke)
921 Flüssigkeitsabscheider
922 Sammelleitung
93 Rückführleitung
94 Filter
95 Speicher
951 Nachfülleitung

Claims

1. Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunstoffschnitzeln unter schiedlicher Dichte mittels Trennflüssigkeit, bestehend

- aus einem Mischtrichter (4) für das Vermengen von Kunststoffschnitzeln (1) 2) mit einer Trennflüssigkeit (3) zu einem Ausgangsgemisch (1/2/3)
- mit einer Einfüllöffnung (52) für die Kunststoffschnitzel (1, 2) von oben und
- mit einem Misch-Strahlrohr (51) für die Zuführung der Trennflüssigkeit (3) in den Mischtrichter (4),
- aus einem Trennbehälter (7) für das Trennen der Kunststoffschnitzel nach dem Schwimm-Sink-Verfahren,
- mit einer Spülleitung (62) für das Einleiten des Ausgangsgemisches (1/23) in den mittleren Abschnitt des im wesentlichen zylindrischen Trennbehälters (7),
- mit einer Abführposition (722) für die Leichtfraktion (1) an der Spitze des kegeligen, oberen Bereiches des Trennbehälters (7) und
- mit einer Abführposition für die Schwerfraktion (2) an der Spitze des kegeligen, unteren Bereiches des Trennbehälters (7), und
- aus einem geschlossenen Kreislaufsystem für die Trennflüssigkeit (3),

dadurch gekennzeichnet,
daß unmittelbar unterhalb des Mischtrichters (4), in der Spülleitung (62, 63) für die Einleitung des Ausgangsgemisches (1/2/3) ein Spül-Speise-Ejektor (6) angeordnet ist,
daß der mittlere Abschnitt (71) des Trennbehälters (7), in den horizontal die Spülleitung (62, 63) mündet, einen im wesentlichen zylindrischen Bereich hat und nahe der Spülleitung (62, 63) nach oben und unten in die kegelförmi gen Bereiche (72, 73) übergeht,
daß der Abführposition (722) für die Leichtfraktion (1) eine Entnahmeanordnung (91) unmittelbar und der Abführposition (732) für die Schwerfraktion (2) eine Ejektor-Förderdüse (8) unmittelbar sowie ein nach oben führendes Austrags rohr (82) und eine weitere Entnahmeanordnung (92) in der Folge zugeordnet sind, und
daß der Entnahmeanordnung (91) für die Leichtfraktion (1) und der Entnahme anordnung (92) für die Schwerfraktion (2) Sammelleitungen (912, 922) für die Rückführung der Trennflüssigkeit (3) zugeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülleitung (62) für das Ausgangsgemisch (1/2/3) im Mittelabschnitt (71) des Trennbehälters (7) etwa horizontal und radial zum Mittelabschnitt (71) ausgerichtet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Spülleitung (63) für das Ausgangsgemisch (1/2/3) innen, tangential zum Umfang des Mittelabschnittes (71) ausgerichtet, angefügt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeanordnungen (91, 92) jeweils als Förderschnecken mit je einem Flüssigkeitsabscheider (911, 921) ausgebildet sind, wobei den Flüssig keitsabscheidern (911, 921) die Sammelleitungen (912, 922) für die Rück führung der Trennflüssigkeit (3) zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Mischtrichter (4) neben der oberen Einfüllöffnung (42) ein horizontal an geordnetes Misch-Strahlrohr (51) aufweist und
daß der unteren Austrittsöffnung (43) des Mischtrichters der Spül-Speise-Ejektor (6) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Begrenzung der Einfüllöffnung (52) und das Misch-Strahlrohr (51) einander benachbart und etwa in der gleichen Ebene angeordnet sind und
daß die Begrenzung der Einfüllöffnung (52) und der Mündungsabschnitt des Misch-Strahlrohres (51) als Misch-Speiseeinheit (5) zusammengefaßt auf die Oberseite des Mischtrichters (4) aufsetzbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzung der Einfüllöffnung (51) ein nach unten gerichteter Abweisesteg (521) zugeordnet ist, dessen unteres, verbreitertes Ende senkrecht über der Austrittsöffnung (43) des Mischtrichters (4) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzung der Einfüllöffnung (51) oben, im Zentrum des Mischtrichters (4) eine in Strömungsrichtung rotierende Schleuderscheibe (522) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf der Trennflüssigkeit (3) umfaßt:
einen Rückführabschnitt mit den Sammelleitungen (912, 922) der Flüssigkeits abscheider (911, 921), mindestens einen Filter (94), einen Sammelbehälter (95), eine Förder-Speiseleitung (80) zum Förder-Strahlrohr (81) der Ejektor-Förder düse (8), eine Spül-Speiseleitung (60) zum Spül-Strahlrohr (61) des Spül- Speise-Ejektors (6), eine Misch-Speise-Leitung (50) zum Misch-Strahlrohr (51) des Mischtrichters (4), mindestens eine kontinuierlich fördernde Pumpe (802, 602, 502) und Stellmittel (501, 601, 801) für die Durchflußmenge in jeder genannten Speiseleitung (50, 60, 80).