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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Klassierung von inertem Material aus einem Fest-Flüssig-Gemisch. Im Besonderen kommt diese Erfindung vorteilhaft, aber nicht ausschließlich, im Bereich der Reinigung von Fahrmischern zur Anwendung, auf welche die folgende Beschreibung ausdrücklich Bezug nimmt, ohne dadurch an Allgemeingültigkeit zu verlieren.
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Bekannt ist, dass Fahrmischer am Ende des Arbeitstages gereinigt werden, indem Wasser unter Druck über die Be-/Entladeöffnung des Fahrmischers eingespritzt wird, um zu verhindern, dass sich der Beton an den Wänden des Mischraums verfestigt. Anschließend lässt man den Fahrmischer drehen, um den Innenraum auszuspülen.
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Nach dem Ausspülen wird der Fahrmischer entladen, indem das Beton/Wasser-Spülgemisch, ebenfalls über die Be-/Entladeöffnung, entleert wird.
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In einigen Ländern ist vorgeschrieben, dass dieses Gemisch nicht an einer beliebigen Stelle entladen werden kann, sondern so behandelt werden muss, dass die Inertstoffe (bestehend aus Kies und Sand) vom flüssigen Teil, der im Wesentlichen aus einem wässrigen Zementgemisch besteht, getrennt werden.
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In einer auf dem Markt vorhandenen Ausführung sieht die Einrichtung eine Rüttelsiebvorrichtung vor, auf die das Spülgemisch entladen wird.
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Die Rüttelsiebvorrichtung umfasst zwei parallele, leicht geneigte Rüttelsiebe, die übereinander gestapelt sind; jedes Rüttelsieb weist Lochungen mit einem entsprechenden Kaliber auf.
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Das obere Sieb, auf dem auch ein Waschen der Inertstoffe erfolgt, sieht eine Lochung mit einem größeren Kaliber als das darunter liegende vor, so dass der Kies zurückgehalten wird, während es das Herabfallen sowohl des wässrigen Zementgemisches als auch des Sandes, der vom unteren Sieb aufgehalten wird, ermöglicht.
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Die Vibrationen der beiden Siebe werden von einer unter ihnen liegenden Rüttelvorrichtung bewirkt. Aufgrund der Vibrationen der Siebe bewegen sich der Kies und der Sand zu entsprechenden Austragförderbändern.
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Diese Anlagen sind jedoch sehr aufwändig:
- – sowohl unter konstruktiven Gesichtspunkten, denn um die gleiche Effizienz wie bei der vorliegenden Klassierungseinrichtung (siehe unten) zu erhalten, müsste eine Maschine eingesetzt werden, die größer als diese ist;
- – als auch unter funktionalen Gesichtspunkten, denn um eine Trennung der Inertstoffe zu erhalten, wird ein hoher Wasserverbrauch benötigt (mindestens 1 m3 Wasser für je ½ m3 Beton);
- – als auch aufgrund der Tatsache, dass die Löcher der Siebe die natürliche Tendenz haben, sich zuzusetzen, obwohl sie aus einem Metallwerkstoff hergestellt sind und im Allgemeinen mit Antihaftmaterial beschichtet sind.
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Hauptaufgabe dieser Erfindung ist es daher, eine Einrichtung zur Klassierung von inertem Material auszuführen, die einfach und günstig in der Herstellung ist und einen geringen Energieverbrauch aufweist.
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Gemäß dieser Erfindung wird daher eine Einrichtung zur Klassierung von inertem Material nach Anspruch 1 ausgeführt.
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Zum besseren Verständnis dieser Erfindung wird im Folgenden beispielhaft, aber nicht einschränkend, eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte einzige Figur beschrieben.
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In der beigefügten einzigen Figur wird mit 100 im Ganzen eine Einrichtung zur Klassierung von inertem Material bezeichnet, die nach den Angaben dieser Erfindung ausgeführt ist.
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Die Einrichtung 100 umfasst eine Einrichtung zur ersten Trennung 11 mit Förderschnecke, auf die ein Fahrmischer (nicht dargestellt) über eine Be-/Entladeöffnung Restbeton, der mit Wasser verdünnt ist, entlädt.
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Die Einrichtung zur ersten Trennung 11 ist vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, zum Boden hin geneigt und umfasst auf bekannte Weise eine Förderschnecke 11A, die von einem Motor 11B in Drehung versetzt wird. Die Förderschnecke 11A ist in einer Rinne 11C enthalten.
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Die Einrichtung zur ersten Trennung 11 umfasst weiterhin eine Entladeöffnung 11D zum Entladen des festen inerten Materials und einen Beladetrichter 11E, in den der mit Wasser verdünnte Beton nach dem Reinigen des Fahrmischers umgefüllt wird.
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Die schwereren Inertstoffe, Sand und Kies, setzen sich auf dem Boden des Beladetrichters 11E ab und werden, wie bereits gesagt, von der Förderschnecke 11A zur Entladeöffnung 11D befördert. Auf ihrem Weg entlang der Rinne 11C werden die Inertstoffe im Gegenstrom von der im Beladetrichter 11E enthaltenen Flüssigkeit und von einer über der Förderschnecke 11A angeordneten Wascheinrichtung (nicht dargestellt) gewaschen. Während dieser ersten Waschphase im Gegenstrom werden die Inertstoffe (Kies und Sand) auch von Zement und allen sonstigen Substanzen oder Zusatzmitteln gesäubert.
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Aufgrund der Neigung der Rinne 11C tendiert das Abwasser dazu, sich per Schwerkraft in dem Beladetrichter 11E zu sammeln, von dem aus es, wie wir sehen werden, nach oben befördert und über die Entladeöffnung 11D entladen wird.
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In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform kann die Einrichtung zur ersten Trennung alternativ auch mit einer Trommeltrennvorrichtung (nicht dargestellt) ausgeführt sein, d. h. mit einem geneigten rotierenden Korb, in dessen Inneren Spiralen angeordnet sind. Diese Einrichtung zur ersten Trennung nimmt den aus den Fahrmischern entladenen Beton über einen Beladetrichter auf und übernimmt die Funktion des Rechens und Waschens des Materials; durch das Drehen des Korbs und der Spiralen in dessen Innern wird das feste Material zum Ausgang der Einrichtung gebracht.
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Mit anderen Worten erfolgt in der Einrichtung zur ersten Trennung 11 eine erste Grobtrennung zwischen Inertstoffen (bestehend aus Kies und Sand) einerseits und der wässrigen Zementlösung andererseits.
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Die Inertstoffe (bestehend aus Kies und Sand) werden von der Einrichtung zur ersten Trennung 11 mittels der genannten Entladeöffnung 11D (Pfeil (F1)) abgeführt, während der flüssige Anteil aus dem Trichter 11E durch Überströmen austritt, wenn sein freier Spiegel eine vorgegebene Höhe übersteigt (siehe unten).
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Wie in der Figur gezeigt, wird der feste Anteil, die Inertstoffe (bestehend aus Kies und Sand), in eine Vorrichtung mit Filterschnecke 14 entladen, die teilweise in die Flüssigkeit eintaucht, die in einer ersten Dekantiereinrichtung 12 enthalten ist, die wiederum im Wesentlichen ein Becken 12A umfasst (das mindestens teilweise mit Wasser aus einer Wascheinrichtung 13 gefüllt ist) (siehe unten).
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Wie bereits gesagt, taucht in die Dekantiereinrichtung 12 teilweise die Vorrichtung mit Filterschnecke 14 ein, die mindestens eine Förderschnecke 14A umfasst, die von einem Motor 14B in Drehung versetzt wird, der mit der Filterschnecke 14 über einen Getriebemotor 14C verbunden ist.
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Diese Einrichtung mit Filterschnecke 14 umfasst eine Rinne 14D, die in ihrem unteren Teil, der teilweise in das Becken 12A eintaucht, mit einer gelochten Oberfläche (nicht dargestellt) versehen ist, die geeignet ist, die Siebfunktion zu übernehmen.
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Die Einrichtung mit Filterschnecke 14 umfasst bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, eine Vielzahl von parallelen Förderschnecken.
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Im Einzelnen besteht die Rinne 14D aus einem mindestens teilweise gelochten Bett aus Kunststoff 14E, auf dem mindestens eine Förderschnecke 14A angeordnet ist. Die Förderschnecke 14A ist bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, ohne zentrale Welle ausgeführt.
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Eine bevorzugte Ausführung sieht die Verwendung von drei Förderschnecken 14A vor, von denen zwei Förderschnecken gleichsinnig drehen und eine Förderschnecke gegensinnig dreht, um das Material besser zu verteilen.
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Das Bett aus Kunststoff 14E weist bevorzugt eine konische Lochung auf, die im Kontakt mit den Außenkanten der Schrauben der Förderschnecken 14A bewirkt, dass eine ständige Reinigung dieses Bettes stattfindet. Im Besonderen weist die konische Lochung die kleinere Öffnung im Kontakt mit der Schraube und die größere Öffnung im darunterliegenden Teil auf, so dass die Effizienz des Siebes langfristig aufrechterhalten wird.
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Der Synergieeffekt der Wechselwirkung zwischen der Förderschnecke 14A und dem Bett aus Kunststoff 14E bewirkt einen Druck auf die konischen Löcher, die sich leicht verformen und dadurch das gesamte sandige Material austreten lassen. Diese Lösung ermöglicht es, die natürliche Tendenz der Löcher der Siebe, sich zuzusetzen, zu vermeiden.
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Die gelochte Oberfläche der Rinne 14C dient im Wesentlichen dazu, den Kies, der von der Vielzahl von Förderschnecken 14A weiterhin mitgeführt wird, von dem Sand zu trennen, der dagegen aufgrund des Siebens dazu tendiert, sich auf dem Boden des Beckens 12A abzusetzen.
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Im unteren Teil des Beckens 12A wird der Sand von einer Sandabzugseinrichtung 15, die ebenfalls mit Förderschnecke ausgeführt ist, entnommen und über eine Entladeöffnung 15A entladen, so dass eine Sandhalde (MS) (Pfeil (F2)) gebildet wird. Es ist allerdings darauf hinzuweisen, dass in der Sandabzugseinrichtung 15 keine weitere Filtration des festen Anteils stattfindet, sondern nur eine Weiterbeförderung des Sandes aus dem unteren Teil des Beckens 12A zur Sandhalde (MS) (Pfeil (F2)).
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An dem aus der Einrichtung zur ersten Trennung 11 austretenden Sand wurden daher, bevor er die Sandhalde (MS) bildet, die folgenden drei Waschvorgänge ausgeführt:
- – durch Eintauchen im ersten Abschnitt der Einrichtung mit Filterschnecke 14;
- – im Gegenstrom im zweiten Abschnitt der Einrichtung mit Filterschnecke 14;
- – durch Untertauchen, wenn er sich durch Schwerkraft auf dem Boden der Dekantiereinrichtung 12 absetzt.
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Die drei Waschvorgänge hintereinander ermöglichen es, im Ausgang der Sandabzugseinrichtung 15 einen besonders sauberen Sand zu erhalten.
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Wie dargestellt, findet das Waschen des Kieses statt, während er von der Einrichtung mit Filterschnecke 14 gemäß einem Pfeil (F3) gehoben wird, und er wird über eine Entladeöffnung 14D auf einer Kieshalde (MG) entladen (Pfeil (F4)).
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Die Wascheinrichtung 13 umfasst dabei mindestens ein Rohr 13A zur Verteilung von Technikwasser, das mit mindestens einer Düse, einem Strahl oder einem Auslassrohr 13B abschließt, durch das eine Waschflüssigkeit (gemäß einem Pfeil (F5)) im Gegenstrom zu dem von den Förderschnecken 14A beförderten Kies geschickt wird. Mit dem Waschen des Kieses wird bezweckt, etwaige Sand- und/oder Zementpartikel, die bei den vorausgegangenen Behandlungen haften geblieben sind, von ihm zu lösen.
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An dem aus der Einrichtung mit Filterschnecke 14 austretenden Kies wurden daher, bevor er die Kieshalde (MG) bildet, die folgenden zwei Waschvorgänge ausgeführt:
- – durch Eintauchen im ersten Abschnitt der Einrichtung mit Filterschnecke 14;
- – im Gegenstrom im zweiten Abschnitt der Einrichtung mit Filterschnecke 14.
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Diese Waschstufen machen den Kies beim Austreten aus der Einrichtung mit Filterschnecke 14 besonders sauber.
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In einer besonderen, nicht dargestellten Ausführungsform wird mittels des Rohres 13A die genannte Waschflüssigkeit (beispielsweise Waschwasser) über eine Pumpe 13C (die eventuell mit einem Filter versehen ist) aus einer abschließenden Flüssigkeitssammeleinrichtung 16, die ebenfalls beckenförmig ist, entnommen.
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Denn in der in der Figur dargestellten Ausführungsform sind die Dekantiereinrichtung 12 und der Beladetrichter 11E hydraulisch über eine leicht geneigte Verbindungsrohrleitung 17 verbunden, während der Beladetrichter 11E wiederum hydraulisch mit der abschließenden Flüssigkeitssammeleinrichtung 16 über eine Rohrleitung 18 verbunden ist. Da im Allgemeinen eine erhebliche Flüssigkeitsmenge abgeführt werden muss, hat die Rohrleitung 18 einen größeren Durchmesser als die Rohrleitung 17.
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Mit anderen Worten stellt die Rohrleitung 17 den „Überlauf” des Beckens 12A dar, während die Rohrleitung 18 der „Überlauf” des Beladetrichters 11E ist.
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Für den Fachmann ist naheliegend, dass in einer nicht dargestellten Ausführungsform die Dekantiereinrichtung 12 hydraulisch direkt mit der abschließenden Flüssigkeitssammeleinrichtung 16 mit der Rohrleitung 17 verbunden sein kann, die somit nicht mehr in dem Beladetrichter 11E endet.
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Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung 100 wird im Folgenden beschrieben:
- – der Fahrmischer entlädt ein Beton/Wasser-Spülgemisch in den Beladetrichter 11E der Einrichtung zur ersten Trennung 11, in der eine erste Grobtrennung zwischen dem Kies und dem Sand einerseits und der wässrigen Zementlösung andererseits stattfindet;
- – die festen Anteile werden von der Einrichtung zur ersten Trennung 11 befördert und in die Einrichtung mit Filterschnecke 14 weitergeleitet, die teilweise in die Dekantiereinrichtung 12 eintaucht;
- – in der Einrichtung mit Filterschnecke 14, und zwar genauer gesagt in dem gelochten Teil des Betts aus Kunststoff 14E, erfolgt die nahezu vollständige Trennung des Sandes vom Kies; der Sand wird vom Boden der Dekantiereinrichtung 12 von der Sandabzugseinrichtung 15 abgeführt und auf der Sandhalde (MS) entladen (Pfeil (F2)), während der Kies im Gegenstrom durch die gemeinsame Wirkung der Einrichtung mit Filterschnecke 14 und der Wascheinrichtung 13 mit den oben beschriebenen Modalitäten gewaschen wird; der Kies wird daraufhin auf der Kieshalde (MG) entladen (Pfeil (F4));
- – die Waschflüssigkeit kann vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, zumindest teilweise durch die Gesamtheit des Abflusswassers der ersten Fest-Flüssig-Trennung (die, wie gesagt, in der Einrichtung zur ersten Trennung 11) stattfindet, und des Abwassers aus der Dekantiereinrichtung 12 bereitgestellt werden.
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Die Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung bestehen in den folgenden Aspekten:
- – unterschiedliche Waschstufen und -arten des vom Fahrmischer entladenen Materials, so dass eine nahezu vollständige Gewissheit besteht, dass der gesamte Zement tatsächlich von der Oberfläche des Kieses und/oder des Sandes entfernt wurde;
- – geringerer Wasserverbrauch als bei gleichwertigen Anlagen, da das Wasser effizienter genutzt wird;
- – kein oder in jedem Fall geringer Wartungsaufwand, um die Effizienz der Klassierungseinrichtung aufrechtzuerhalten;
- – effiziente Fest-Flüssig-Trennung, da beispielsweise das Sichzusetzen des Rüttelsiebs dazu führt, dass der Stoff mit Partikeln schmutziger Flüssigkeit herausbefördert wird.
