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Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zum Trennen
von flächigen und körperförmigen Feststoffen,
sowie leichten und schweren Feststoffen, insbesondere mit einer
Trommel, auf welche die zu trennenden Feststoffe zugeführt
werden und bei Rotation der Trommel in flächige und körperförmige
Feststoffe getrennt werden.
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Derartige
Vorrichtungen sind im Stand der Technik aus der
DE 92 04 985.0 bekannt. Dieser Druckschrift
ist eine Vorrichtung zum Sortieren der wiederverwendbaren Wertstoffe
von Kunststoff- und Verbundabfällen im dualen Entsorgungssystem
zu entnehmen. Die Vorrichtung offenbart eine Sortiertrommel, die
an der Mantelfläche Durchbrüche aufweist und die
Mantelfläche axial leicht geneigt angeordnet ist. Die Sortiertrommel
ist ferner drehbar gelagert und wird von außen von Luftansaugdüsen
flankiert, wodurch das in der Trommel befindliche Sortiergut teilweise
an der inneren Trommelwand zum Haften gebracht wird und solange
an der inneren Trommelwand haftet, bis das Sortiergut an einem Scheitelpunkt
angekommen ist und dann in der Sortiertrommel auf ein Längsförderband
herabfällt, wodurch eine Trennung zwischen flächigen
und körperförmigen Abfallteilen bewirkt wird.
Die auf die Förderfläche des Förderbandes
herabgefallenen Gegenstände werden anschließend
noch einmal durch unterschiedlich stark blasende Düsen
in verschiedene Abfallteile aus dem ankommenden Förderstrom
ausgesondert.
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Eine
weitere Trennvorrichtung zur Trennung von Materialien unterschiedlicher
Größe ist aus der
DE 43 35 401 C2 bekannt geworden. Diese Trennvorrichtung
weist eine rotierende Trommel auf, deren Trommelwände mit Öffnungen
ausgestattet sind, durch die aufgrund ihrer Größe
Materialien hindurchtreten können, die anschließend
durch Steuerorgane mit Sensoren die unterschiedlichen Materialien
erkennen und die auf der Außenseite der Trommel befindlichen
Luftdüsen oder Stößel gezielt zur Entfernung
der Materialien veranlassen. Die aus dem Stand der Technik bekannt
gewordenen Vorrichtungen und Verfahren sind im Allgemeinen sowohl
in der Herstellung als auch im Betrieb verhältnismäßig
kostenintensiv und haben Probleme mit dem geforderten Trenngrad.
Weiterhin sind Sortieranlagen im Recyclingbereich zum Trennen von
wiederverwertbaren Rohstoffen aus Inputmaterialien bekannt, welche
in den Materialkreislauf wieder einfließen. Bekannte Vorrichtungen
zum Trennen der oben genannten Feststoffe in Aufbereitungsanlagen
sind sogenannte NIR-Geräte, Sichter, Schrägsortierer,
Ballistikseparatoren sowie manuelle Sortierungen.
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Alle
bisher eingesetzten Systeme sind in der Anschaffung sehr kostenintensiv
und haben Probleme mit dem geforderten Trenngrad. Auch ist es in den
meisten Fällen nicht möglich, Umrüstungen
vorzunehmen, die sich nahtlos in das bestehende System einordnen.
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Daher
ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, auf einfache Weise
einen Massestrom aus verschiedenen Bestandteilen in seine Bestandteile
zu sortieren und in ein bestehendes System eingebunden zu werden,
wobei die Herstellung der Vorrichtung kostengünstig und
einfach in der Handhabung ist.
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Diese
Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche
gelöst.
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Erfindungsgemäß ist
die Vorrichtung zum Trennen von flächigen und körperförmigen
Feststoffen und/oder leichten und schweren Feststoffen mit einer
drehbaren Trommel, deren Manteloberfläche Durchbrüche
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelvolumen in mindestens
zwei Bereiche (D, E) aufgeteilt ist, wobei ein Bereich (D) Unterdruck
(pi < pa) und der andere Bereich (E) Überdruck oder
Atmosphärendruck (pi ≥ pa) aufweist und pi der Druck
innerhalb der Bereiche D und E ist und pa der Atmosphärendruck
ist.
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Die
entsprechende Methode zum Trennen von flächigen und körperförmigen
Feststoffen mit einer Durchbrüche aufweisenden Trommel,
auf die die zu trennenden Feststoffe fallen, ist dadurch gekennzeichnet,
dass das innere Volumen durch mindestens eine Trennwand in einen
Unterdruckbereich (pi < pa) und einen Überdruckbereich
oder Atmosphärenbereich (pi ≥ pa) aufgeteilt wird.
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Ein
weiterer erfindungsgemäßer Grundgedanke liegt
darin, eine Vorrichtung zum Trennen von flächigen und körperförmigen
Feststoffen und/oder leichten und schweren Feststoffen mit einer
drehbaren Trommel, deren Manteloberfläche Durchbrüche aufweisen
und dadurch gekennzeichnet ist, dass das im Innern des Trommelvolumens
ein Unterdruck (pi < pa) herrscht,
wodurch zumindest teilweise flächige Feststoffe an der
Oberfläche des Trenntrommelmantels aufgrund der Saugwirkung
mittels der Durchbrüche im Trommelmantel aufgebaut wird
und die haftenden Feststoffe mechanisch und/oder pneumatisch abgetrennt
werden, wobei pi der Druck innerhalb der Trenntrommel
ist und pa der Atmosphärendruck
ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von
Feststoffen aus einem Massenstrom von verschiedenen Eigenschaften
ist als kompakte Baueinheit zwischen Zuführung und Fortführung
des Sortierguts platzierbar (Bandübergabe, Auswurf, Siebtrommel,
Auswurf, Hydrorinnen, Auswurf, Ballistikseparatoren usw.).
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Vorteilhaft
bei der vorliegenden Erfindung ist es, dass die Durchbrüche
(A, A', A'') in der Mantelfläche der Trommel beliebig wählbare
Formen annehmen können.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die Formen der Durchbrüche
rundförmig, ovalförmig, sternförmig,
kreuzförmig, länglich, quadratisch, rechteckig
oder eine Mischung aus allen genannten Formen aufweisen.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass der Querschnitt quer zur Längsachse
der Trommel rundlich, polygonförmig, vorzugsweise rund
ist.
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Vorteilhaft
ist es auch, dass die Trommel drehbar gelagert ist, wobei die Lagerung
ringförmig im Bereich der Peripherie des Trommelumfangs
angeordnet ist.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass die Aufteilung des Innenraums der Trommel durch
mindestens eine Trennwand gebildet wird.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass die mindestens eine Trennwand
an den Randbereichen zum Trommelmantel Dichtungen aufweisen, welche die
beiden Druckbereiche (Überdruck-, Unterdruckbereich) voneinander
trennen.
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Vorteilhaft
ist es auch, dass mindestens eine Stirnfläche der Trommel
geschlossen ist und mindestens eine Stirnfläche mindestens
eine Abluft- und/oder Zuluftöffnung aufweist.
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Vorteilhaft
ist es auch, dass die mindestens eine Trennwand an mindestens einer
Zugstange, die sich innerhalb der Trenntrommel über die
gesamte Länge der Trommel erstreckt, befestigt ist.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass mindestens eine Stirnfläche
der Trommel feststeht und nicht rotiert, wobei die Stirnflächen
am Umfang Lagerungen aufweisen, die den Trommelmantel drehbar lagern.
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Vorteilhaft
ist es ferner, dass unterhalb der Trommel mindestens zwei Auffangvorrichtungen
angeordnet sind, die das getrennte Fördergut aufnehmen.
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Vorteilhaft
für das Verfahren ist es auch, dass die Drehgeschwindigkeit
des Trommelmantels variabel wählbar ist, wodurch ein weiteres
Sortieren des Materialstroms bewirkt wird.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale sind den Unteransprüchen und der
Detailbeschreibung zu entnehmen.
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Im
nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Einzelnen
näher erläutert. Es zeigt
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1:
eine Isomerie der erfindungsgemäßen Trenntrommel
(1) mit Ansicht auf die Anschluss-Stutzen der Zu- und Abluft
(5, 6) und den Antrieb (2);
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2 eine
Schnittdarstellung quer zur Längsachse Trenntrommel (1);
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3 eine
Vorderansicht auf die Zu- und Abluftstutzen (5, 6)
in einer Stirnfläche (8);
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4 eine
Vorderansicht auf die Stirnfläche (8') der Antriebsseite;
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5 eine
Seitenansicht der Trenntrommel (1) mit Stutzen (5, 6)
und Antrieb (2, 12);
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6 eine
Draufsicht auf die Trenntrommel (1) mit Stutzen (5, 6)
und Antrieb (2, 12);
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7 eine
perspektivische Darstellung eines möglichen Einsatzfalles
der erfindungsgemäßen Trenntrommel (1)
in einem System mit Bandzuführung (16);
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Die 1 zeigt
eine Isomerie der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit
Ansicht auf die Anschluss-Stutzen für die Zuluft 6 und
die Abluft 5. Die Trenntrommel 1 wird aus einem
Trommelmantel und zwei Stirnflächen 8, 8' gebildet,
wobei der Mantel der Trenntrommel 1 unterschiedliche Durchbrüche
A, A', A'' aufweist. Der Trommelmantel wird im Bereich der Stirnflächen 8, 8' durch
eine Lagerung 4 getragen, die ringförmig ausgebildet
ist. Die Trenntrommel 1 sitzt demgemäß auf
zwei Kugellagern, welche im Durchmesser so ausgestaltet sind, dass
an den Stirnseiten 8, 8' des Trommelmantels genug
Fläche vorhanden ist, um die Abluft bzw. Zuluft mittels
feststehender Zu- und Abluft-Stutzen 5, 6 in die
Trommel zu leiten bzw. aus der Trommel herauszuführen.
Durch die nicht rotierenden Stirnflächen 8, 8' können
die Bereiche in der Trommel 1 in einen Unterdruckbereich
D (pi < pa) und einen Überdruck- bzw. Atmosphärendruck
E (p1 ≥ pa)
aufgeteilt werden. Mit dem Stutzen 5 wird Luft aus dem
Unterdruckbereich D abgesaugt und durch den Stutzen 6 wird
Luft in die Trommel 1 des Überdruckbereichs E
eingeblasen. Die Trenntrommel 1 wird mittels zweier Montagekonsolen 7, 7' am
Ende eines hier nicht gezeigten Förderbandes fest montiert.
Ferner wird die Trommel 1 mittels eines Antriebs 2 über
eine Antriebsrolle 12 in Drehung versetzt. Der Antrieb 2 wird über
eine Konsole 3 an der nicht rotierenden Stirnseite 8' befestigt.
Die Antriebsrolle 12 liegt auf der äußeren
Seite des Trommelmantels der anzutreibenden Trenntrommel 1,
wodurch sie in Rotation in zwei Richtungen C versetzt werden kann.
Die komplette Einheit wird mit den Montagekonsolen 7 am
Einsatzort platziert.
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Die 2 zeigt
eine Schnittdarstellung quer zur Trommelachse 14. Das Trommelvolumen
ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel in zwei Teilbereiche
D, E aufgeteilt, wobei der Teilbereich D der Unterdruckbereich ist,
in dem der innere Druck pi kleiner ist als
der äußere Luftdruck pa und
im anderen Teilbereich E der Druck pi größer
oder gleich dem Atmosphärendruck pa ist.
Die Trennwand besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus zwei Teiltrennwänden 10, 10', die
an Zugstangen 11, 11' befestigt sind. Die Zugstangen 11, 11' erstrecken
sich über die gesamte Länge der Trenntrommel 1 und
sind an den Stirnflächen 8, 8' der Trommel 1 befestigt.
Die Trennwände 10, 10' weisen an ihren
Enden im Bereich der inneren Trommelwand Dichtungen 9, 9' auf,
die den Unterdruck- bzw. den Überdruckbereich innerhalb der
Trommel voneinander trennen. Die Lagerungen 4 haben einen
den geometrischen Verhältnissen angepassten Durchmesser.
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Die 3 zeigt
eine Vorderansicht auf den Zuluft- 6 und den Abluft-Stutzen 5,
die an der Stirnseite 8 der Trommel 1 angeordnet
sind. Im hier vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der
Zuluft-Stutzen 6 im Durchmesser kleiner als der Abluft-Stutzen 5 an der
Stirnseite 8. Die Fläche der Stirnseite 8 muss
so gewählt werden, dass die Zu- und Abluftleistungen für
die einzelnen Teilbereiche innerhalb der Trenntrommel 1 gewährleistet
sind. Dabei ist der Zuluft-Stutzen 6 im vorliegenden Ausführungsbeispiel kleiner
zu wählen als der Abluft-Stutzen 5, da das Unterdruckvolumen
im Allgemeinen größer auszulegen ist als das Überdruckvolumen.
Die Stirnseite 8 ist mit einer Montagekonsole 7 fest
verbunden, so dass die Trenntrommel 1 in beliebige Positionen
montiert werden kann. Die Antriebsrolle 12 steht in engem
Kontakt mit der äußeren Mantelfläche
der Trenntrommel 1, wodurch aufgrund der Reibung zwischen
Mantel und Antriebsrolle 12 die Trenntrommel 1 gedreht wird.
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Die 4 zeigt
eine Vorderansicht auf die Stirnfläche 8'. Die
Sortiertrommel 1 ist auf zwei Montagekonsolen 7, 7' ortsfest
oder verstellbar in horizontaler und vertikaler Achse/Richtung aufmontiert, wobei
die Konsole 7' auf der der Stirnseite 8 gegenüberliegenden
Stirnseite 8' angeordnet ist. Das Stirnblech der Stirnseite 8' ist
mit der Konsole 7' fest verbunden. Die beiden Stirnflächen 8, 8' sind
im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch zwei langgestreckte
Zugstangen 11, 11' miteinander verbunden. An den
beiden Zugstangen ist darüber hinaus die mindestens eine
Trennwand 10, 10' im Innern der Trommel befestigt.
Die Trommel 1 ist durch eine Lagerung 4 drehbar
an den Stirnseiten 8, 8' gelagert. Ferner ist
der Antrieb 2 mittels einer Konsole 3, die fest
mit dem Stirnblech 8 verbunden ist, an der Konsole schwenkbar
befestigt.
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Die 5 zeigt
eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Trenntrommel 1 mit
den beiden Lagerungen 4, 4' an den Stirnflächen 8, 8'.
Dabei sind die Stutzen 5, 6 für die Zu-
und Abluft an der Stirnseite 8 angeordnet und der Antrieb 2 mit
der Antriebsrolle 12 an der gegenüberliegenden
Stirnseite 8' angeordnet.
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Die 6 zeigt
eine Draufsicht auf die Trenntrommel 1, wobei ersichtlich
ist, dass die Gewichtsverhältnisse zwischen Antrieb 2 und
Abluft-Stutzen 5, 6 etwa im Gleichgewicht stehen,
was die statischen und dynamischen Belastungen mindert und die Stabilität
erhöht.
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Die 7 zeigt
ein System 15 zur Trennung von Materialströmen
mit unterschiedlichen Größenverteilungen und Ausdehnungen
der einzelnen Stücke. Der von dem Förderband 16 herabfallende
Materialstrom fällt auf die mit Durchbrüchen A,
A', A'' versehene Trenntrommel 1, die in Richtung des Pfeils
C rotiert. Der leichte bzw. flächige Feststoff wird mittels
der Öffnungen oder Löcher durch den Unterdruck
im Teilbereich D innerhalb der Trommel 1 angesaugt und
festgehalten. Durch die Anordnung eines Überdruck- bzw.
Normaldruckbereiches E in der Trommel 1 wird der Feststoff
an der gewünschten Stelle des Trommelumfangs abgeschieden,
da in diesem Bereich die Saugwirkung in eine Blaswirkung umgekehrt
wird oder bei Normaldruck die Haftwirkung der Feststoffe an den
Durchbrüchen A, A', A'' der Trommel verloren geht und damit
von der Trenntrommel abgetrennt werden. Das dadurch erfasste Material
wird in eine darunter liegende Auffangvorrichtung, im vorliegenden
Ausführungsbeispiel ein Trichter 17 auf ein weiteres
Förderband 16' o. ä. abgeschieden. Die
abgeschiedenen leichten und flächigen Feststoffe fallen
durch Fliehkraft und der Unterstützung der Blaswirkung
an die gewünschte Position. Die körperförmigen
und schweren Feststoffe rutschen an der Trommel vorbei und fallen
durch die Fliehkraft in einen danebenliegenden Trichter 17', Band
oder ähnliche Fördereinrichtung.
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Die
Erfindung hat sehr viele Einstell- und Ausführungsmöglichkeiten
zur Verbesserung und Anpassung des Trenngrades der Feststoffe. Die Änderung
der Umfangsgeschwindigkeit sowie der Saug- und Blaswirkung in der
Trommel kann jederzeit ohne erheblichen Aufwand eingestellt bzw.
geändert werden. Der Durchmesser und die Position der Trommel
sowie die Öffnungs- bzw. Lochgröße ändern
das Trennergebnis deutlich und wird an die jeweils zugeführten
Feststoff Massenströme in Art und Menge angepasst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 9204985 [0002]
- - DE 4335401 C2 [0003]