DE3810544A1

DE3810544A1 - Verfahren und vorrichtung zum auftrennen eines gemisches von harten, weichen bzw. zaehen sowie holzartigen stoffen

Info

Publication number: DE3810544A1
Application number: DE19883810544
Authority: DE
Inventors: Horst Beyer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-29
Filing date: 1988-03-29
Publication date: 1989-10-19

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von harten, weichen sowie holzartigen Stoffen und eine hierfür geeignete Vorrichtung.

Für eine optimale Weiterbearbeitung bzw. Nutzung von harten Stoffen, wie beispielsweise Kies, Schotter, Kohle und Erze, ist eine möglichst vollständige Abtrennung von weichen oder zähen Fremdstoffen, wie beispielsweise Lette, Ton und Lehm sowie holzartigenStoffen erforderlich. Unter holzartigen Stoffen werden Holz selbst sowie alle sonstige Stoffe verstanden, die in ihren physi kalischen Eigenschaften, insbesondere relativ feste, elastische Oberfläche und relativ geringem spezifischem Gewicht, dem Holz ähnlich sind.

Aus EP-A-02 24 058 ist bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten und weichen bzw. zähen Stoffen bekannt. Danach wird das Gemisch von harten und weichen bzw. zähen Stoffen auf eine vertikal bewegliche Transporteinheit aufgebracht, die ein über Transport rollen umlaufendes Nagelband aufweist. Diese Transporteinheit wird einem wiederholbaren Bewegungszyklus unterworfen, der aus einer langsamen Auf wärtsbewegung und einer schnellen abrupt gestoppten Abwärtsbewegung besteht. Die harten Bestandteile des Gemisches werden dann am Ende des Transport bandes und die weichen Bestandteile unterhalb der Unterseite des Transport bandes aufgesammelt.

Holzartige Stoffe setzen sich bei diesem vorbekannten Verfahren wegen ihrer relativ zähen elastischen Oberfläche nicht auf dem Nagelband fest und fallen daher zusammen mit den harten Bestandteilen des Gemisches am Ende des Transportbandes an.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung bereitzustellen, womit ein Gemisch von harten, weichen und auch holzartigen Stoffen auf einfache Weise möglichst schnell und kostengünstig getrennt werden kann. Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von harten, weichen bzw. zähen, sowie holzartigen Stoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

- das Gemisch von harten und weichen bzw. zähen Stoffen auf eine vertikal bewegliche Transporteinheit aufgebracht wird, die ein über Transport rollen umlaufendes Nagelband aufweist, wobei die Transportrollen so ange ordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehr trommel wieder zurück zur Ausgangstrommei verläuft.
- diese Transporteinheit einem wiederholbaren Bewegungszyklus unterworfen wird, der aus einer langsamen Aufwärtsbewegung und einer schnellen, abrupt gestoppten Abwärtsbewegung besteht.
- und am Ende des Transportbandes die schräg das Band verlassenden, harten Bestandteile des Gemisches getrennt von den senkrecht nach unten fallenden holzartigen Stoffen und die weichen Bestandteile unterhalb der Unterseite des Transportbandes aufgesammelt werden.

Das zu trennende Gemisch wird zweckmäßigerweise über eine Verteilereinheit derart auf die Transporteinheit aufgebracht, daß die volle Breite des Nagel bandes ausgenutzt wird. Es empfiehlt sich, das Gemisch aus einer Höhe von 10-50 cm auf die Transporteinheit aufzugeben. Die Aufgabengeschwindig keit hängt entscheidend von den zu trennenden Materialien ab. Je grob körniger das zu trennende Gemisch ist, desto höher kann die aufgetragene Menge pro Zeiteinheit betragen. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, die Aufgabegeschwindigkeit in dem Bereich von 10-70 m³/h, vorzugsweise 30-50 m³/h, zu wählen.

Auch die Umlaufgeschwindigkeit des Nagelbandes hängt in ähnlicher Weise von der Beschaffenheit des zu trennenden Gemisches ab. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Umlaufgeschwindigkeit von 0,1-1 m/sec. gezeigt.

Die gesamte Transporteinheit wird einer zyklischen vertikalen Bewegung unter worfen. Der Zyklus besteht aus einer langsamen Aufwärtsbewegung und einer schnellen abrupt gestoppten Abwärtsbewegung. Diese zyklische Bewegung kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, daß die gesamte Transporteinheit gleich mäßig sanft angehoben und nach Erreichen des höchsten Punktes abrupt im freien Fall in die Ausgangslage fallengelassen wird.

Der vertikale Bewegungszyklus der Transporteinheit und die Umlaufge schwindigkeit des Nagelbandes müssen derart aufeinander abgestimmt werden, daß die im zu trennenden Gemisch vorhandenen weichen oder zähen Stoffe zwei bis zehn Zyklen unterworfen werden. Enthält das zu trennende Gemisch sehr weiche Fremdstoffe, so genügen zwei bis drei Zyklen, damit sich diese Fremdstoffe in den Nägeln ausreichend festsetzen. Sind dagegen die Fremd stoffe von zäher Beschaffenheit, so können hierzu sieben bis zehn Zyklen erforderlich sein.

Der Bewegungszyklus kann auf alle möglichen, dem Fachmann geläufige Arten erzeugt werden. Besonders bewährt hat sich ein hydraulischer, mechanischer oder auch elektro-mechanischer Antrieb.

Bei der abrupt gestoppten Abwärtsbewegung setzen sich die weichen oder zähen Bestandteile des Gemisches in den Nägeln des Nagelbandes fest. Die harten Naturstoffe bleiben auf den Nägeln liegen. Bei Erreichen des Umkehr punktes des Nagelbandes fallen die harten Naturstoffe nach unten ab und können aufgesammelt werden. Die in den Nägeln festsitzenden weichen und zähen Anteile des Gemisches, werden über die Umkehrtrommel hinaus mit genommen. Durch die Fliehkräfte, die auf der Unterseite des Nagelbandes beim abrupten Abstoppen der fallenden Transporteinheit entstehen, werden die weichen und zähen Anteile aus den Nägeln herausgerissen und können dann an der Unterseite des Nagelbandes aufgesammelt werden. Die Fliehkräfte zum Abtrennen der weichen und zähen Teile an der Unterseite des Nagel bandes können unterstützt werden, indem man die Unterseite des Nagel bandes mit Wasser besprüht. Es ist durchaus möglich, die weichen Bestand teile an der Unterseite des Nagelbandes, beispielsweise mit einem Metall rechen, abzukratzen.

Die holzartigen Stoffe setzen sich wegen ihrer relativ festen elastischen Oberfläche nicht in den Nägeln des Nagelbandes fest. Sie bleiben auf den Nägeln zusammen mit den harten Stoffen liegen. Nach Erreichen der Schräg stellung des Nagelbandes kommen die harten Stoffe ins Rollen oder Rutschen. Sie verlassen das Nagelband in einer der erreichten Endgeschwindigkeit ent sprechenden Parabelkurve. Diese Endgeschwindigkeit der harten Stoffe wird im wesentlichen durch den Neigungswinkel α und die Länge des abgeschrägten Teils des Nagelbandes bestimmt. Durch die Nägel des Nagelbandes werden die holzartigen Stoffe am Rutschen gehindert. Sie fallen am Ende der Umkehrtrommel fast senkrecht nach unten ab.

Die Länge des Nagelbandes kann beliebig gewählt und dem zu lösenden Trenn problem angepaßt werden. Vorteilhaft hat sich erwiesen, die Länge des Nagel bandes so zu wählen, daß die obere Transportfläche 2-5 m beträgt.

Der Neigungswinkel beträgt zweckmäßigerweise 15° bis 60°. Er sollte mind. 15° bis 20° betragen, um eine hinreichende Rollgeschwindigkeit der harten Stoffe zu erreichen. Bei einem Neigungswinkel größer als 60° wird es schwierig, die abfallenden holzartigen Stoffe von den steil und schnell herabrollenden harten Stoffe zu trennen. Am zweckmäßigsten hat sich ein Neigungswinkel zwischen 30 und 45°,besonders bevorzugt um 35°, erwiesen. Der abgeschrägte Teil des Nagelbandes kann bis zu 60% der oberen Trans portfläche ausmachen. Vorzugsweise ist ein Teil von 20 bis 50, besonders be vorzugt von 30 bis 40% abgeschrägt.

Für viele Trennprobleme ist es besonders vorteilhaft, 2 oder mehrere umlaufende Nagelbänder hintereinander zu schalten. Dabei ist das jeweils folgende Nagel band derart angeordnet, daß es den harten Stoffanteil des Gemisches, der gegebenenfalls noch durch weiche/zähe und holzartige Bestandteile verunreinigt ist, des vorherigen Bandes aufnimmt.

Auf diese Weise ist es ohne weiteres möglich, auch bisher als schwierig zu trennende Gemische, vollständig in harte, weiche/zähe und holzartige Be standteile aufzutrennen.

Das Nagelband kann aus allen gängigen Materialien gefertigt werden. Als zweckmäßig hat sich Gummi, Kunststoff oder Leinen erwiesen. Die Bestückung des Bandes mit Nägeln erfolgt in der dem Fachmann bekannten Weise. Der Durchmesser der Nägel und der Abstand der Nägel unterein ander ist wiederum auf das zu trennende Gemisch abzustimmen. Bei kleiner Korngröße der harten Stoffe ist der Durchmesser der Nägel und der Abstand der Nägel untereinander relativ klein zu wählen. Bei grobkörnigem Material kann der Abstand und auch die Stärke der Nägel entsprechend größer gewählt werden. Zweckmäßigerweise sollten Nägel von 0,5-2 mm ⌀ ver wendet werden. Die Nägel sind üblicherweise aus Stahl. Sie können auch aus einem anderen Material, das eine entsprechende Festigkeit besitzt, an gefertigt sein.

Der Abstand, abhängig von der Korngröße des zu trennenden Materials, bewegt sich zweckmäßigerweise im Bereich von 1-6, vorzugsweise 2-5 mm. Besteht beispielsweise die Aufgabe, Kies mit einer Korngröße von 4-32 mm von verunreinigendem Lehm oder Lette und Holz zu trennen, so wird man zweck mäßigerweise Nägel von 0-5 mm ⌀ wählen und sie in einem Abstand von 1-3, vorzugsweise 2 mm auf dem Nagelband befestigen. Ist dagegen grobkörnigerer Kies zu reinigen, beispielsweise Korngröße 8-32 mm, so können stärkere Nägel, beispielsweise 1 mm stark, in einem größeren Abstand, etwa 4-6 mm vorzugsweise 5 mm, auf dem Nagelband befestigt werden.

Ein weiterer Gegenstand der Erfingung ist eine Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten, weichen bzw. zähen und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vertikale bewegliche Transporteinheit mit einem über Transportrollen umlaufenden Nagelband, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft. Sowie Antriebs- und Steuerein heiten für die Bewegung des Nagelbandes sowie für den Bewegungszyklus der Transporteinheit, der aus einer langsamen Aufwärtsbewegung und einer schnellen abrupt gestoppten Abwärtsbewegung besteht, enthält.

Die Transporteinheit ist zweckmäßigerweise mit einem Rahmen derart verbunden, daß mit Hilfe der Antriebs- und Steuereinheiten, der vertikale Bewegungszyklus möglich ist. Als Antriebs- und Steuereinheiten können alle möglichen Aggregate, die dem Fachmann zur Erzeugung der entsprechenden Bewegungsvorgänge bekannt sind, verwendet werden. Vorteilhaft können hierzu hydraulische, mechanische oder auch elektromechanische Aggregate eingesetzt werden.

Eine besonders zweckmäßige vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält eine Transporteinheit, die 2 oder mehrere, über Trans portrollen umlaufende Nagelbänder enthält. Mit einer solchen Vorrichtung ist eine stufenweise Auftrennung des Gemisches von harten, weichen und holzartigen Stoffen möglich. Dadurch wird mit einfachen Mitteln ein schnelles und besseres Trennergebnis erhalten.

Die Bewegung des oder der Nagelbänder wird dadurch bewerkstelligt, daß mindestens eine der Transportrollen eines jeden Nagelbandes mit Hilfe eines üblichen Antriebsaggregates angetrieben wird. Geeignet hierzu sind beispielsweise regelbare Hydraulikantriebe, regelbare Elektrogetriebemotoren usw.

Eine besonders vorteilhafte Ausführunsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in den

Fig. 1 und 2 schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die in den Abbildungen dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus der Transporteinheit (1), die zwei in ihrer Laufgeschwindigkeit regelbare Nagelbänder (2) und (3) enthält, die über Transportrollen (4) umlaufen. Mit (a) ist die Übergabestelle der harten Naturstoffe, mit (b) die Übergabe stelle von weichen oder zähen sowie holzartigen Stoffen.

Die Erfindung wird durch das folgende Ausführungsbeispiel näher erläutert:

Enthält das zu trennende Gemisch keine zähen bzw. weichen Bestandteile, ist also nur eine Trennung von harten und holzartigen Stoffen zu bewerk stelligen, so kann auf die zyklische Auf- und Abwärtsbewegung der Transporteinheit verzichtet werden. Ein weitere Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von harten und holz artigen Stoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß

- das Gemisch von harten und holzartigen Stoffen auf eine Transporteinheit aufgebracht wird, die ein über Transportrollen umlaufendes Nagelband aufweist, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft,
- und am Ende des Transportbandes die schräg das Band verlassenden harten Bestandteile des Gmisches getrennt von den senkrecht nach unten fallenden holzartigen Stoffen aufgesammelt werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Transporteinheit mit einem über Transportrollen umlaufendes Nagel band, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagel bandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft, sowie Antriebs- und Steuereinheiten für die Bewegung des Nagelbandes enthält.

Durch Hintereinanderschalten von zwei oder mehreren über Transportrollen umlaufende Nagelbänder läßt sich selbstverständlich auch bei den erfindungs gemäßen Verfahren und der Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten und holzartigen Stoffen erforderlicherfalls das Trennergebnis vervollständigen.

Beispiel

Auf eine Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2, wird über eine Verteilereinheit (5) Kies der Körnung 8-32 mm aufgetragen, der zu 10% mit Lette und zu 2% mit Holz verunreinigt ist. Die Aufgabegeschwindigkeit beträgt 40-50 m³/h. die Breite der beiden Nagelbänder (2) und (3) beträgt 1,7 m. Die Länge des Nagelbandes ist so bemessen, daß die obere Lauffläche ungefähr 2 m beträgt. 25% der oberen Laufflächen sind abgeschrägt. Der Neigungswinkel beträgt 35°. Die Umlaufgeschwindigkeit des Bandes liegt bie 0,5 m/sec. Die Transport rollen werden mit Hilfe eines regelbaren Elektrogetriebemotors betrieben. Die Auf- und Abwärtsbewegung der gesamten Transporteinheit (1) wird mit Hilfe einer Hydraulik erzeugt, die bewirkt, daß die Transportvorrichtung an den Stellen (6) langsam nach oben bewegt wird. Nach Erreichen eines bestimmten Punktes fällt die Transportvorrichtung in ihre Ausgangslage zurück und wird dort abgestoppt. Der Zyklus beträgt 0,6 Sekunden.

Bei der oben beschriebenen Vorgehensweise beträgt der Trenneffekt nach dem ersten Nagelband bereits 95-96%. Am Ende des zweiten Nagelbandes ist der (a) anfallende Kies vollständig frei von Lette und Holz. Sämtliche Letteanteile haben sich in (b), sämtliche Holzanteile in (b), angesammelt.

Claims

1. Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von harten, weichen bzw. zähen und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß

- das zu trennende Gemisch auf eine vertikal bewegliche Transporteinheit aufgebracht wird, die ein über Transportrollen umlaufendes Nagelband aufweist, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abge winkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft.
- diese Transporteinheit einem wiederholbaren Bewegungszyklus unterworfen wird, der aus einer langsamen Aufwärtsbewegung und einer schnellen, abrupt gestoppten Abwärtsbewegung, besteht und am Ende des Transport bandes die schräg das Band verlassenden harten Bestandteile des Gemisches getrennt von den senkrecht nach unten fallenden holzartigen Stoffe und die weichen Bestandteile unterhalb der Unterseite des Transportbandes aufgesammelt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport einheit zwei oder mehrere, über Transportrollen umlaufende Nagelbänder aufweist, die derart angeordnet sind, daß das jeweils folgende Nagelband, die am Ende des vorhergehenden Bandes anfallenden harten Bestandteile des zu trennenden Gemisches, die gegebenenfalls noch durch weiche/zähe und holzartigen Restbestandteile verunreinigt sind, aufnimmt.

3. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 50% der oberen Transportfläche des Nagelbandes nach unten in Richtung der Schwerkraft abgeschrägt sind.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungs winkel 15 bis 80° beträgt.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufgeschwindigkeit des Nagelbandes 0,1 bis 1 m/sec. betragt.

8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungszyklus hydraulisch, mechanisch oder elektromechanisch gesteuert wird.

7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Bewegungszyklus der Transporteinheit und die Umlauf geschwindigkeit des Nagelbandes derart aufeinander abgestimmt sind, daß die im zu trennenden Gemisch vorhandenen weichen und zähen Stoffe zwei bis zehn Zyklen unterworfen werden.

8. Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten, weichen bzw. zähen und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine vertikal bewegliche Transporteinheit mit einem über Transportrollen umlaufenden Nagelband, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft. Sowie Antriebs- und Steuerein heiten für die Bewegung des Nagelbandes sowie für den Bewegungszyklus der Transporteinheit, der aus einer langsamen Aufwärtsbewegung und einer schnellen abrupt gestoppten Abwärtsbewegung besteht, enthält.

9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transport einheit 2 oder mehrere über Transportrollen umlaufende Nagelbänder enthält.

10. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs- und Steuereinheiten für den Bewegungszyklus der Trans porteinheit aus hydraulischen, mechanischen oder elektromechanischen Aggregaten bestehen.

11. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Transportrollen eines jeden Nagelbandes mit Hilfe eines regelbaren Hydraulikantriebes oder eines regelbaren Elektrogetriebe motors angetrieben wird.

12. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 50% der oberen Transportfläche des Nagelbandes nach unten in Richtung der Schwerkraft abgeschrägt sind.

13. Vorrichtung gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungs winkel 15° bis 60° beträgt.

14. Verfahren zum Auftrennen eines Gemisches von harten und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß

- das Gemisch von harten und holzartigen Stoffen auf eine Transporteinheit aufgebracht wird, die ein über Transportrollen umlaufendes Nagelband aufweist, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagel bandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehrtrommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft und am Ende des Transportbandes die schräg das Band verlassenden harten Bestandteile des Gemisches getrennt von den senkrecht nach unten fallenden holzartigen Stoffen aufgesammelt werden.

15. Vorrichtung zum Auftrennen eines Gemisches von harten und holzartigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Transporteinheit mit einem über Transportrollen umlaufendes Nagelband, wobei die Transportrollen so angeordnet sind, daß der Weg des Nagelbandes vom Aufgabepunkt des Gemisches zunächst im wesentlichen horizontal, dann schräg nach unten in Richtung der Schwerkraft abgewinkelt und nach Erreichen der Umkehr trommel wieder zurück zur Ausgangstrommel verläuft. Sowie Antriebs- und Steuereinheiten für die Bewegung des Nagelbandes enthält.