DE3708259C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydrodynamischen Trennen eines Gemisches zerkleinerter Gegenstände, wie eines bei der Sammlung von Glasbehältern anfallenden Glasbruchs, in eine erste und eine zweite Fraktion nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Hauptproblem bei der Wiederverwertung gesammelten Alt­ glases ist die Trennung des Glases von all den anderen Materialien, mit denen es im Sammelgut vermischt ist. Das Altglas ist mehr oder weniger mit Papier, Kunststoffmaterial und Metallkapseln vermischt, es ist jedoch auch mit ver­ schiedenen Abfällen wie beispielsweise Holz oder Schmutz verunreinigt, sogar wenn das Altglas von anderen Abfällen getrennt in speziellen Behältern gesammelt wird. Es ist wichtig, um das Altglas wiederverwenden zu können, alle Materialien anderer Art daraus zu entfernen. Um ein besseres Ergebnis zu erhalten, sollten vor der eigentlichen Ausson­ derung die beispielsweise durch Verkleben entstandenen Ver­ bindungen zwischen dem Glas und den anderen Materialien beseitigt werden. Die Beseitigung dieser Verbindungen sollte daher in einer Vorstufe stattfinden, und die Erfindung setzt voraus, daß ein Gemisch aus zerkleinerten festen Gegen­ ständen zu trennen ist, d.h. ein Gemisch aus Teilen ver­ schiedener Art und Dichte, die untereinander nicht verbunden oder verklebt sind. Die zu behandelnden Gegenstände haben somit extrem unterschiedliche Größen, aber im allgemeinen ein Volumen unterhalb 10 cm³ und größtenteils zwischen 0,05 und 5 cm³.

In der FR-OS 11 16 258 ist ein Verfahren zur Trennung von Partikeln beschrieben, die eine komplexe pulverförmige Masse bilden. Nach diesem Verfahren werden die Partikel vertikal in einen Flüssigkeitsstrom fallengelassen, der eine be­ stimmte Geschwindigkeit hat, die über den gesamten Vertikal­ schnitt des Flüssigkeitsstromes konstant ist, der die Vertikale an der Stelle des Einfalls der Partikel umfaßt. Jeder Partikel beschreibt im Flüssigkeitsstrom eine Bahn, deren Parameter von den physikalischen Eigenschaften des Partikels, der Viskosität der Flüssigkeit und der Geschwin­ digkeit des Flüssigkeitsstromes abhängt. Die Partikel treffen somit an verschiedenen Stellen des Bodens des Flüssigkeitsstromes auf: Die schwereren Partikel sammeln sich in der Nähe der Vertikalen ihres Einfallpunktes und die leichteren weiter davon entfernt, falls sie nicht sogar vom Flüssigkeitsstrom mitgenommen werden. Die Druckschrift beschreibt auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese Vorrichtung enthält insbesondere einen Strömungskanal, der im wesentlichen horizontal verläuft und einen rechteckigen Querschnitt hat, und der eine Flüssig­ keits-Zulaufrinne, die mit einer Flüssigkeitszuführung und einer Einrichtung zur Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit versehen ist, eine Flüssigkeits-Ablaufrinne und eine Trennrinne, die zwischen den beiden vorgenannten Rinnen angeordnet ist, aufweist; die Trennrinne ist mit einer Einrichtung zum Sammeln und Abführen der verschiedenen Fraktionen von Partikeln versehen. Diese Einrichtung wird aus Kästen gebildet, die an einer der Seitenflächen der Strömungsrinne angebracht sind und die sich unter den Boden dieser Rinne erstrecken; der Boden dieser Rinne ist mit einer verstellbaren Öffnung für jeden Kasten durchbrochen. Durch die Anordnung am Rand der Rinne ist es möglich, die Partikel zu entnehmen, ohne die Zuführung von Flüssigkeit und Partikeln zu unterbrechen.

Zum Trennen eines Gemisches in zwei Fraktionen beschreibt diese Druckschrift die Anwendung eines vertikalen Zylinders. Die Flüssigkeit wird durch das untere Ende des Zylinders in diesen eingeführt und bildet darin einen aufsteigenden Flüssigkeitsstrom, während die in zwei Fraktionen zu tren­ nenden Gegenstände vertikal in das obere Ende fallen. Die eine der beiden Fraktionen wird am Boden des Zylinders gesammelt und die andere durch Überlaufen an dessen oberem Teil entnommen. In dieser bekannten Ausführungsform, die zur Trennung eines Gemisches in zwei Fraktionen bevorzugt wird, wird das oben beschriebene Verfahren offensichtlich nicht angewendet.

Bei der aus der US 30 19 900 bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung wird das zu trennende Gemisch zusammen mit der Flüssigkeit direkt in ein Ende des Trennbehälters gegeben. Die leichten Fraktionen fließen daraufhin zwischen der Seitenwand und einer zwischen der Seitenwand und dem Förderrad angebrachten Zwischenwand, deren unteres Ende oberhalb des flachen Bodens endet, über ein Überlaufwehr in die Ablaufrinne und werden anschließend entwässert. Mit dieser Vorrichtung lassen sich jedoch nur zwei in ihrer Dichte sehr unterschiedliche Fraktionen trennen, von denen eine wenigstens beinahe schwimmt, und die andere schnell absinkt. Wird in diese Vorrichtung jedoch ein Gemisch eingegeben, dessen zweite Fraktion ebenfalls schnell sinkt, wie z. B. Glas, ist eine ausreichende Trennung nicht mehr gewährleistet, da auch die zweite Fraktion auf den Boden absinkt und von den Förderbehältern des Förderrades mitgenommen wird. Zudem birgt die Zwischenwand die Gefahr, daß Fraktionsteile, die breiter als die Förderbehälter sind mit ihre kollidieren. Die zwischen Förderrad und Seitenwand angeordnete Zwischenwand erschwert zusätzlich die periodische Reinigung der Vorrichtung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zum hydrodynamischen Trennen eines Gemisches zerkleinerter Gegenstände in zwei Fraktionen so weiterzubilden, daß sich mit ihr Gemische mit verschiedenen Dichteunterschieden zwischen den zu trennenden Fraktionen trennen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 11.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung zum hydrodynamischen Trennen eines Gemisches zerkleinerter Gegenstände in zwei Fraktionen ist es möglich, sowohl die Horizontalgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms, als auch die vertikale Fallgeschwindigkeit des Gemisches einzustellen. Durch Erhöhung der Horizontalgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms können somit auch Gemische getrennt werden, deren leichtere Fraktion ebenfalls schnell sinkt. Die Erhöhung der Horizontalgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstroms bewirkt, daß diese zweite Fraktion während des Durchlaufs durch den Trennbehälter im Oberflächenbereich der Flüssigkeit verbleibt und anschließend in die Ablaufrinne gelangt. Das Absinken der zweiten Fraktion kann auch durch die Wahl der Geschwindigkeit, mit der das Gemisch aus der Zuführeinrichtung austritt, beeinflußt werden. Zudem ist das Förderrad auf der der Seitenwand zugewandten Seite frei, so daß auch Fraktionsteile die breiter als die Förderbehälter sind mit dem Förderrad befördert werden können.

Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Vorrichtung in der Ansicht I-I von Fig. 2;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 1; und

Fig. 3 die Vorrichtung in der Seitenansicht III-III von Fig. 2.

Die Vorrichtung zum hydrodynamischen Trennen eines Gemisches zerkleinerter Gegenstände in zwei Fraktionen enthält einen Strömungskanal 1, ein Förderrad 2 zum Entfernen einer der beiden Fraktionen, die im folgenden erste Fraktion genannt wird und die sich am Boden eines Teils des Strömungskanals 1 sammelt, und eine Zuführvorrichtung 3 für das Zuführen des Gemisches zerkleinerter Gegenstände.

Der Strömungskanal 1 verläuft im wesentlichen horizontal und wird mit einer Flüssigkeit beschickt, im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel mit Wasser, die bzw. das eine im wesent­ lichen konstante und über den ganzen Abschnitt des Flüssig­ keitsstromes gleichförmige Geschwindigkeit hat. Der Strömungskanal 1 weist drei Teile auf, nämlich eine Flüssigkeitszulauf­ rinne 4, die mit einer Wasserzuführung und einer Einrichtung zur Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit des Wassers versehen ist, eine Ablaufrinne 5 für dieses Wasser, und eine Trennrinne 6, die zwischen der Flüssigkeitszulaufrinne 4 und der Ablaufrinne 5 angeordnet ist. Diese drei Teile bilden den Strömungskanal 1 mit einer äußeren Seitenwand. Die Einrichtung zur Vergleich­ mäßigung der Geschwindigkeit des Wassers wird von einem Gitter gebildet, dessen Ebene im wesentlichen senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor der Wasserströmung ist und das an der Stelle der Wassereinführung in die Flüssigkeitszulaufrinne 4 angeordnet ist. Die Wasserzuführung erfolgt koaxial zum Strömungskanal 1, was schematisch durch die Pfeile F angezeigt ist.

Die Zuführung des Wassers durch das Gitter in die Flüssigkeitszulauf­ rinne 4 erfolgt derart, daß die Geschwindigkeit dieses Wassers im Strömungskanal 1 zwischen ein und vier Kilometer pro Stunde liegt.

Es ist sichergestellt, daß die Gleichförmigkeit der Ge­ schwindigkeit oder der Geschwindigkeitskomponenten längs der Ablauf- oder Fließachse des Flüssigkeitsstromes über einem Abschnitt des Strömungskanals 1 wenigstens etwa 5% beträgt.

Die Zuführvorrichtung 3 endet über der Trennrinne 6 nahe der Flüssigkeitszulaufrinne 4 in einer Abgabeöffnung 7, deren Mittel­ linie im wesentlichen senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor des Wasserstromes ist. Diese Abgabeöffnung 7 hat bezüglich ihrer Länge, senkrecht zum Wasserstrom angeordnet, eine geringere Weite, derart, daß die zerkleinerten Gegenstände mit einer Anfangsgeschwindigkeit in der Nähe von Null hindurchfallen. Die Abgabeöffnung 7 kann mit Stäben 7′ versehen sein, deren Breite sich in der Förderrichtung der zerkleinerten Gegenstände vermindert.

Die Zuführvorrichtung 3 enthält einen Bunker 8, der mit dem zu trennenden Gemisch zerkleinerter Gegenstände gefüllt ist. Der Bunker 8 mündet über einem Ende eines Vibrations­ förderbandes 9, dessen anderes Ende von der Abgabeöffnung 7 gebildet wird. Das Vibrationsförderband 9 wird in Längsrichtung des Doppelpfeiles T derart in Schwingungen versetzt, daß die vom Bunker 8 aufgenommenen Gegenstände weiterbefördert und durch die Abgabeöffnung 7 abgeführt werden.

Die Vorrichtung hat einen Trennbehälter 10, der zwischen der Flüssigkeitszulaufrinne 4 und der Ablaufrinne 5 ange­ ordnet ist. Der Trennbehälter 10 hat in einer vertikalen, zur Achse des Strömungskanals 1 senkrechten Ebene einen Quer­ schnitt, der in ein Rechteck einbeschrieben werden kann, dessen untere Seite einem flachen Boden 11 des Trennbehälters 10 entspricht, wobei eine geneigte Fläche 12 diesen flachen Boden 11 mit der äußeren Seitenwand der Trennrinne 6 verbindet. Der Boden der Trennrinne 6 wird damit auf der Höhe des Trennbehälters 10 durch seinen flachen Boden 11 gebildet.

Der Trennbehälter 10 weist zur Entnahme der ersten Fraktion des Gemisches zerkleinerter Gegenstände, die sich auf seinem flachen Boden 11 sammeln, ein Förderrad 2 mit Förderbehältern 13 auf, dessen Achse im wesentlichen horizontal verläuft und das über dem flachen Boden 11 angeordnet ist. Das Förderrad 2 ist bezüglich des Strömungskanals 1 wegen der Neigung der Fläche 12 seitlich versetzt. Die Förderbehälter 13 des Förderrades 2 haben jeweils eine Öffnung, die radial zur Außenseite des Förderrades 2 weist. Die Förderbehälter 13 haben jeweils wenigstens eine durchbrochene Wand, die ein wenigstens teilweises Entwässern der Bestandteile der durch die Förderbehälter 13 geförderten ersten Fraktion erlaubt.

Die gesammelte und durch das Förderrad 2 abgeführte erste Fraktion wird in eine Abführvorrichtung 14 eingegeben, die Einrichtungen zum Spülen und Entwässern der ersten Fraktion vor dem Abführen aufweist.

Wenn das Gemisch zerkleinerter Gegenstände von Glasbruch gebildet wird, besteht die durch das Förderrad 2 und die Abführvorrichtung 14 abgeführte erste Fraktion aus Gegen­ ständen, die nicht aus Glas bestehen.

Die Ablaufrinne 5 endet oberhalb einer Entwässerungsvor­ richtung 15, die das Sammeln der zweiten Fraktion der zerkleinerten Gegenstände ermöglicht, die vom Wasser mitgenommen worden ist. Diese zweite Fraktion ist, wenn das Gemisch zerkleinerter Gegenstände ein Glasbruch ist, der Glasbruch selbst, der nach dem Sammeln wiederverwendet werden kann.

Die Entwässerungsvorrichtung 15 enthält ein Schwingsieb 16, über dessen einem Ende die Ablaufrinne 5 mündet und dessen anderes Ende zu einem Sammler (nicht gezeigt) für die zweite Fraktion führt.

Das Schwingsieb 16 ist über einem Behälter 17 angeordnet, um das von der Ablaufrinne 5 abgegebene Wasser aufzufangen. Dieses Wasser kann dann mittels einer Pumpe 18 zur Wassereinführung in die Flüssigkeitszulaufrinne 4 zurückgeführt werden. Der Weg des Wassers zwischen dem Behälter 17 und der Pumpe 18 ist in der Fig. 1 durch gestrichelte Pfeile dargestellt.

Die beschriebene Vorrichtung ist insbesondere zur Trennung von Glasbruch in zwei Fraktionen bestimmt, wobei der Glas­ bruch zuvor gewässert und/oder abgespritzt wird und die Partikel dieses Gemisches ein Volumen kleiner als etwa 10 cm³ haben. Wenn dieses Gemisch durch die Abgabeöffnung 7 in die Trennrinne 6 fällt, fallen die schwereren Teile, d.h. die nicht aus Glas bestehenden Teile, auf der Höhe der Trennrinne 6 auf die geneigte Fläche 12, so daß sie sich auf dem flachen Boden 11 des Trennbehälters 10 unter dem Förderrad 2 ansammeln. Die Förderbehälter 13 des Förderrades 2 können sie so aufnehmen, um sie in die Abführvorrichtung 14 abzu­ geben. Die leichteren Gegenstände, die vom Wasserstrom mitgenommen werden, werden auf das Schwingsieb 16 der Ent­ wässerungsvorrichtung 15 befördert, wo sie gesammelt und schließlich zu den Glasschmelzöfen gebracht werden können.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum hydrodynamischen Trennen eines Ge­ misches zerkleinerter Gegenstände in eine erste und eine zweite Fraktion, mit

• - einem einen ebenen Boden (11) aufweisenden Trennbehälter (10), dessen eine Seitenwand durch eine geneigte Fläche (12) mit dem Boden (11) verbunden ist,
• - einer Ablaufrinne (5) deren eine Seitenwand in die Seitenwand des Behälters (10) übergeht,
• - einer nach der Ablaufrinne (5) angeordneten Entwässerungseinrichtung (15) und
• - einem Förderbehälter (13) aufweisenden Förderrad (2), dessen Drehachse im wesentlichen horizontal verläuft und das über dem flachen Boden (11) des Trennbehälters (10) angeordnet ist, wobei die Förderbehälter (13) jeweils radial nach außen mündende Öffnungen aufweisen, um die erste Fraktion einer Abführvorrichtung (14) zuzuführen,

gekennzeichnet durch

• - eine mit einer zu ihr koaxialen Flüssigkeitszuführung und einer Einrichtung zur Vergleichmäßigung der Flüssigkeitsgeschwindigkeit versehenen Flüssigkeitszulaufrinne (4), deren eine Seitenwand auf der der Ablaufrinne (5) gegenüberliegenden Seite des Trennbehälters (10) in dessen Seitenwand übergeht, so daß die Ablaufrinne (5), der Trennbehälter (10) und die Zulaufrinne einen im wesentlichen horizontalen Strömungskanal (1) mit einer gemeinsamen Seitenwand bilden, bezüglich dessen das Förderrad (2) seitlich versetzt ist und
• - eine Zuführeinrichtung (3) für die Zuführung des Gemisches zerkleinerter Gegenstände, deren Abgabeöffnung (7) sich in der Nähe der Flüssigkeitszulaufrinne (4) oberhalb des Trennbehälters (10) befindet,
• - wobei die Ablaufrinne (5) oberhalb der Entwässerungseinrichtung (15) endet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgabeöffnung (7) der Zuführvorrichtung (3) eine bezüglich ihrer Länge, senkrecht zum Flüssigkeitsstrom angeordnet, geringere Weite hat.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführvorrichtung (3) für das Ge­ misch der zerkleinerten Gegenstände einen Bunker (8) auf­ weist, der zu einem Ende einer Schwingrinne (9) führt, deren anderes Ende durch die Abgabeöffnung (7) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Vergleichmäßigung der Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Zulaufrinne (4) ein Gitter aufweist, dessen Ebene im wesentlichen senkrecht zum Geschwindigkeitsvektor des Flüssigkeitsstromes ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerungsvorrichtung (15) ein Schwingsieb (16) aufweist, über dessen einem Ende die Ab­ laufrinne (5) endet und dessen anderes Ende zu einem Sammler für die zweite Fraktion führt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwingsieb (16) über einem Behälter (17) angeordnet ist, der das Auffangen der von der Ablaufrinne (5) abgege­ benen Flüssigkeit ermöglicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Wiederverwendung der in dem Behälter (17) aufgefangenen Flüssigkeit zur Flüssigkeitszuführung in die Zulaufrinne (4).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abführvorrichtung (14), die die erste Fraktion vom Förderrad (2) zugeführt erhält, eine Einrichtung zum Spülen und Entwässern dieser Fraktion vor dem Abführen aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zu trennende Gemisch zerkleinerter Gegenstände ein Glasbruch ist, der zuvor gewässert und/oder abgespritzt worden ist und dessen Gemischpartikel ein Volumen unterhalb etwa 10 cm³ haben.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Flüssigkeit Wasser ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Wassers im Strömungskanal (1) zwischen 1 und 4 Kilometer pro Stunde liegt und daß die Gleichförmigkeit der Geschwindigkeit bzw. der Geschwindig­ keitskomponenten in der Fließachse des Wassers in einem Abschnitt des Strömungskanals (1) wenigstens etwa 5% ist.