DE4215610C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von zerkleinerten Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Dichte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von zerklei­ nerten Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Dichte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4.

Aus der DE 40 23 434 A1 ist ein Verfahren zum Separieren von Kunststoffmaterialien bekannt, bei dem zerkleinerte und teil­ weise mit Fremdstoffen durchsetzte Kunststoffe zusammen mit einer Flüssigkeit einem Flotationsbecken unterhalb dessen Flüssigkeitsoberfläche zugeführt werden, wobei die Flüssig­ keitsoberfläche mit Hilfe eines Schaufelrades ständig in Bewegung gehalten wird. Dadurch werden die auf der Flüssig­ keitsoberfläche treibenden Kunststoffe mit einer spezifischen Dichte kleiner als die der Flüssigkeit an das Ende des Beckens getrieben, wo sie entnommen werden. Die Kunststoffe mit einer spezifischen Dichte größer oder gleich der der Flüssig­ keit werden unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche durch einen am Becken angeordneten Trichter entnommen.

Bei diesem Verfahren soll durch eine niedrige Einström­ geschwindigkeit ein Auftrieb der schwereren Bestandteile verhindert werden, so daß diese auf den Boden des Beckens absinken, während die leichteren Kunststoffmaterialien an der Oberfläche schwimmend mit Hilfe des Schaufelrades bis zum Ende des Beckens transportiert und dort entnommen werden.

Aus der DE 37 17 839 A1 ist ein Verfahren zum Abtrennen von leichten Kunststoffteilen aus zerkleinerten Substratmischun­ gen bekannt, bei dem die Substratmischungen in einem Schwimm- Sink-Becken einer Schwerkraft-Scheidung unterzogen werden und die aufschwimmende Leichtstoffphase abgezogen wird. Dabei wer­ den die der Schwerkraft-Scheidung unterworfenen Substratmi­ schungen während ihres Aufenthaltes im Schwimm-Sink-Becken mit Flüssigkeitsstrahlen beaufschlagt, wobei die Substratmi­ schungen im Schwimm-Sink-Becken mäanderförmig geführt werden können und mit den Flüssigkeitsstrahlen sowohl weiterbewegt als auch unter den Flüssigkeitsspiegel im Schwimm-Sink-Becken gedrückt werden können. Bei der aus der DE 37 17 839 A1 be­ kannten Vorrichtung sind oberhalb des Schwimm-Sink-Beckens Strahldüsen vorgesehen, mit denen Flüssigkeitsstrahlen auf die Substratmischungen im Schwimm-Sink-Becken aufspritzbar sind. Die Flüssigkeitsstrahlen sind dabei in einem Winkel auf den Flüssigkeitsspiegel gerichtet und besitzen eine die Sub­ stratmischungen durch das Schwimm-Sink-Becken fördernde Kom­ ponente und drücken gleichzeitig die aufgegebenen Substratmi­ schungen unter den Flüssigkeitsspiegel. Mit den auf die Flüs­ sigkeitsoberfläche gerichteten Flüssigkeitsstrahlen wird zwar eine Verwirbelung im oberen Bereich des Flüssigkeitsspiegels erreicht, darunter befindet sich im Schwimm-Sink-Becken aber eine ruhige Absinkzone für die schwereren Kunststoffteile.

Auch durch die DE 37 17 839 A1 wird damit keine sichere Tren­ nung der schweren Kunststoffmaterialien von den leichten Kunststoffen gewährleistet, da die leichten Kunststoffe und die schweren Kunststoffe häufig aneinander haften, so daß die schweren Kunststoffe die leichteren Kunststoffe beim Absinken mitnehmen und mithin keine Trennung erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Dichte mit Hilfe einer Strömung zu errei­ chen, bei der eine sichere Trennung der schwereren Kunst­ stoffteilchen von den leichteren Kunststoffteilchen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren ge­ löst, bei dem in wenigsten zwei vertikalen Ebenen des Kanals Strömungen erzeugt werden und bei dem die Bestandteile nach Durchlaufen eines bestimmten Strömungsweges in einem Sammel­ behälter eingeleitet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird das in die Flüssigkeit eingebrachte Gemisch aus den zerkleinerten Kunststoffmaterialien vor Eintritt in den Kanal in einer Verwirbelungsstufe verwirbelt, um die Kunststoffteilchen von anhaftenden Fremdstoffen, wie z. B. Luft zu trennen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mithin über einen längeren Strömungsweg durch die über die Längsachse verteil­ ten Strömungen auf zwei verschiedenen Ebenen eine ständige Bewegung des Kunststoff-Gemisches aufrechterhalten, so daß die eventuell an den schwereren Kunststoffmaterialien anhaf­ tenden leichteren Kunststoffe frei in der Strömung schwimmen und dadurch die Möglichkeit haben, nach oben zu treiben. Da dieser Vorgang über dem Strömungsweg ständig wiederholt wird, ist sichergestellt, daß am Ende des Strömungsweges die schwe­ ren Kunststoffteilchen nach unten gesunken sind und die leichten Kunststoffteilchen sich im oberen Teil des Kanals befinden. Die Entnahme der leichten Kunststoffteilchen er­ folgt dann im Sammelbehälter, z. B. durch Abschöpfen. Die schweren Kunststoffteilchen sammeln sich am Boden des Sammel­ behälters.

Zweckmäßigerweise kann die Flüssigkeit vom Sammelbehälter abgezogen und der Verwirbelungsstufe erneut zugeführt werden, so daß eine umweltfreundliche Arbeitsweise gewährleistet ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens weist einen Kanal auf, der in Richtung der Schwer­ kraft geneigt ausgebildet ist und in dem unterhalb des Flüs­ sigkeitsspiegels Düsenanordnungen mit vertikal übereinander­ liegend angeordneten Düsen vorgesehen sind, wobei der Kanal in einen Sammelbehälter mündet.

In Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die unteren Düsen in ihrer Richtung geringfügig zum Ka­ nalboden hin geneigt sind, während die oberen Düsen im we­ sentlichen horizontal verlaufen oder geringfügig nach oben geneigt sind. Die Düsen jeder Düsenanordnung können erfin­ dungsgemäß in Strömungsrichtung V-förmig verlaufen. Durch diese Ausgestaltung der Düsenanordnung ist sichergestellt, daß über den gesamten Kanalquerschnitt sowohl im oberen wie im unteren Bereich immer eine Strömung aufrechterhalten wird.

Um die Vorrichtung möglichst klein bauen zu können und den­ noch einen Strömungsweg von einer bestimmten Länge zu errei­ chen, können gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mehrere Teilkanäle jeweils in entgegengesetzter Strömungs­ richtung zwecks Bildung des Kanals hintereinander geschaltet sein, wobei die Teilkanäle in einem Becken untergebracht sind und wobei der letzte Teilkanal in den Sammelbehälter mündet, der sich an das Becken anschließt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich ein Trennen von Kunststoffmaterialien bis zu einem Grade erreichen, der für die Praxis ausreichend ist, um die Kunststoffe wieder ver­ wenden zu können. Für manche Kunststoffe kann eine noch wei­ tere Feintrennung gewünscht sein. Dies kann dadurch gesche­ hen, daß das Verfahren wiederholt wird, indem mehrere Vor­ richtungen, bestehend aus Kanal und Sammelbehälter, nachein­ ander geschaltet werden.

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen zer­ kleinerter Kunststoffteile,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1 und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1.

Die Vorrichtung zum Trennen zerkleinerter Kunststoffe besteht im wesentlichen aus einem Becken 1, in dem ein Kanal 2 an­ geordnet ist (Fig. 2). Der Kanal 2 besteht aus mehreren Teil­ kanälen 3, 3a, 3b, 3c. Die einzelnen Teilkanäle 3, 3a, 3b, 3c sind wie aus Fig. 1 ersichtlich mäanderförmig hintereinander angeordnet. Zur Bildung der einzelnen Teilkanäle sind Trenn­ wände 4, 4a, 4b vorgesehen, welche zusammen mit wannenförmi­ gen Kanalstücken 5, 5a, 5b, 5c die einzelnen Teilkanäle 3, 3a, 3b, 3c bilden. Die Strömungsrichtung in den einzelnen Teilkanälen ist in Fig. 1 durch Pfeile dargestellt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist jeder Teilka­ nal 3, 3a, 3b, 3c in Strömungsrichtung nach unten geneigt, so daß der letzte Teilkanal 3c tiefer liegt als der erste Teil­ kanal 3. Dadurch wird eine Art schlangenförmige Rutsche ge­ bildet. An den letzten Teilkanal 3c schließt sich ein Sammel­ behälter 6 an, der in Fig. 4 näher dargestellt ist. Der letz­ te Teilkanal 3c mündet in einen durch eine Zwischenwand 6d in dem Sammelbehälter 6 gebildeten Vorsammelbehälter 6a, welcher eine schräge Bodenfläche 6b aufweist, die in einen Nachsam­ melbehälter 6c mündet, welcher einen tiefer gelegenen Boden­ teil 7 aufweist. Die leichteren Kunststoffteilchen sammeln sich im Vorsammelbehälter 6a, während die schwereren auf den Bodenteil 7 absinken.

Damit die schwereren Kunststoffteilchen in den Sammelbehälter 6 gelangen können, ist in einer Behälterwand 1a des Beckens 1 eine Öffnung 1c angebracht. Ebenso ist für die leichteren Kunststoffteilchen in der Behälterwand 1a eine Öffnung 1b ausgebildet. Im Bereich des Flüssigkeitsspiegels 8 ist eine Abzugsleitung 9 vorgesehen.

Wie die Fig. 1 und 3 zeigen, ist vor dem Becken 1 mit dem Kanal 2 eine Verwirbelungskammer 10a angeordnet, die aus einem säulenartigen Behälter 10 besteht, der unten einen Einlaß 11 und oben einen Auslaß 12 besitzt. In der vorge­ schalteten Verwirbelungsstufe sollen die Kunststoffteilchen von anhaftenden Fremdstoffen, wie z. B. Luftbläschen, befreit werden.

Vor dem Einlaß 11 ist ein Zufuhrkanal 13 vorgesehen, welcher eine Transportvorrichtung 14 aufweist, die die zerkleinerten Kunststoffmaterialien einem Flüssigkeitskanal 15 zuführen, wobei die Flüssigkeit mit Hilfe einer Pumpe 16 gefördert wird.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, sind jedem Teilkanal 3, 3a, 3b, 3c über seine Länge verteilt Düsenanordnungen 17 zugeordnet, deren Düsen 18 und 19 vertikal übereinander an­ geordnet sind. Die Düsen 18 befinden sich dabei in der Nähe des Bodens des Kanals 2, während die Düsen 19 sich im Bereich des Wasserspiegels befinden. Die Düsenanordnung 17 wird über eine Leitung 20 mit Flüssigkeit beaufschlagt. Die Richtung der Düsen 18 und 19 verläuft entsprechend der zu erzielenden Strömung, die in Fig. 1 durch Pfeile 17a angedeutet ist.

Die Arbeitsweise der Trennvorrichtung ist folgende:

Über die Pumpe 16 wird eine Flüssigkeit in den Flüssigkeits­ kanal 15 eingeleitet, der mit dem Zufuhrkanal 13 in Verbin­ dung steht. Das Kunststoff-Gemisch gelangt danach in den Einlaßkanal 11, der das Gemisch in die Verwirbelungskammer 10a weitertransportiert, die als säulenförmiger Behälter 10 ausgebildet ist. Eine Verwirbelung kommt dadurch zustande, daß der säulenartige Behälter 10 raummäßig größer als der Einlaß 11 ist. Die Zuführung des Gemisches erfolgt im unteren Bereich des säulenartigen Behälters 10, während über den oben im Behälter 10 angeordneten Auslaß 12 die Kunststoffmateria­ lien dem im Becken 1 angeordneten Teilkanal 3 des Kanals 2 zu­ geführt werden. Durch die Düsenanordnung 17 in jedem der Teil­ kanäle 3, 3a, 3b, 3c wird dafür gesorgt, daß die zerkleiner­ ten Kunststoffmaterialien in der Flüssigkeit ständig in Bewe­ gung gehalten werden, so daß die leichteren Kunststoffteile nach oben schwimmen, während die schwereren Kunststoffteile nach unten absinken. Die obenauf schwimmenden Kunststoffe werden mit Hilfe der Düsen 19 in jedem der Kanalabschnitte 3, 3a, 3b, 3c weitertransportiert, während die abgesunkenen Kunststoffe mit Hilfe der Düsen 18 in jedem der Kanalab­ schnitte 3, 3a, 3b, 3c weitertansportiert werden.

Es werden mithin in dem Kanal 2 in zwei Ebenen über seine Längsachse Strömungen durch Flüssigkeitszufuhr erzeugt, die entlang des Strömungsweges für eine Trennung der leichteren Kunststoffteilchen von den schwereren Kunststoffteilchen sorgen. Durch die ständige Bewegung und Verwirbelung mit Hilfe der Düsenanordnung 17 in jedem der Teilkanäle 3, 3a, 3b, 3c wird erreicht, daß an den schwereren Kunststoffen anhaftende leichtere Kunststoffe von diesen getrennt werden, so daß sie aufschwimmen können, während die schwereren nach unten absinken.

Damit eine möglichst flächendeckende Beaufschlagung des Ka­ nals 2, insbesondere des unteren Teils des Kanals erfolgt, sind die Düsen 18 V-förmig in Strömungsrichtung verlaufend angeordnet, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Es können aber auch an den Trennwänden im Kanal 2 nicht dargestellte Düsen­ anordnungen ähnlicher Art und Leitvorrichtungen, wie z. B. Leitbleche, vorgesehen sein.

Haben die Kunststoffmaterialien den letzten Teilkanal 3c durchströmt, hat schon eine weitgehende Trennung der Kunst­ stoffe stattgefunden, so daß die schwereren Kunststoffteil­ chen am Boden des Teilkanals 3 fließen, während die leichte­ ren oben schwimmen. Das Abnehmen der leichteren Kunststoff­ teilchen kann auf verschiedenste Weise vorgenommen werden, beispielsweise durch eine übliche Fördereinrichtung, z. B. eine Schöpfeinrichtung.

Die schwereren, im letzten Teilkanal 3c am Boden sich ansam­ melnden Kunststoffmaterialien gelangen über die Öffnung 1c in den Sammelbehälter 6 und über die schräge Bodenfläche 6b in den Nachsammelbehälter 6c, wo sie entnommen werden können.

Bei der geschilderten Verfahrensweise wird im Kreislauf ge­ arbeitet. Die mit Hilfe der Pumpe 16 geförderte Flüssigkeit, die die aus dem Zufuhrkanal 13 eingebrachten Kunststoffmate­ rialien mitnimmt, gelangt in die Verwirbelungskammer 10a, danach in das Kanalsystem 2 und schließlich in den Sammelbe­ hälter 6 und von dort aus über die Abflußleitung 9 wieder zurück zur Pumpe.

Falls eine weitere Feintrennung gewünscht wird, kann das Verfahren mit Hilfe der erfindungsgemäßen Trennvorrichtung, bestehend im wesentlichen aus Trennbecken 1 mit nach vorn abfallendem Kanal 2 und Sammelbehälter 6, wiederholt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Trennen von zerkleinerten Kunststoffmate­ rialien unterschiedlicher Dichte, bei dem ein Gemisch aus den Kunststoffmaterialien in eine Flüssigkeit einge­ bracht und längs eines Kanals durch über dessen Länge verteilt zugeführte Flüssigkeit in einer Strömung ge­ führt wird und bei dem die leichten und schweren Bestandteile getrennt abgezogen werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in wenigstens zwei vertikalen Ebenen des Kanals (2) Strömungen erzeugt werden und daß die Bestandteile nach Durchlaufen eines bestimmten Strö­ mungsweges in einen Sammelbehälter (6) eingeleitet wer­ den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Flüssigkeit eingebrachte Gemisch aus den zerkleinerten Kunststoffmaterialien vor Eintritt in den Kanal (2) in einer Verwirbelungsstufe verwirbelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit vom Sammelbehälter (6) abgezogen und der Verwirbelungsstufe wieder zugeführt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem mit Flüssigkeit gefüllten Kanal, dem über seine Länge verteilt Flüssigkeitsdüsen zugeord­ net sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (2) in Richtung der Schwerkraft geneigt ausgebildet ist, daß im Kanal (2) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels Düsenanord­ nungen (17) mit vertikal übereinanderliegend angeordneten Düsen (18, 19) vorgesehen sind, und daß der Kanal (2) in einen Sammelbehälter (6) mündet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Düsen (18) in ihrer Richtung geringfügig zum Kanalboden hin geneigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen Düsen (19) im wesentlichen horizontal verlaufen oder geringfügig nach oben geneigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Teilkanäle (3, 3a, 3b, 3c) jeweils in entgegen­ gesetzter Strömungsrichtung zwecks Bildung des Kanals (2) hintereinander geschaltet sind, wobei die Teilkanäle in einem Becken (1) untergebracht sind, und wobei der letzte Teilkanal (3c) in den Sammelbehälter (6) mündet, der sich an das Becken (1) anschließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkanäle (3, 3a, 3b, 3c) durch im Becken (1) an­ geordnete Trennwände (4, 4a, 4b) gebildet werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (18, 19) jeder Düsenanordnung (17) in Strö­ mungsrichtung V-förmig verlaufen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9 zur Durch­ führung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen dem Becken (1) vorgeordneten säulenartigen Behälter (10) mit unterem Einlaß (11) für das in die
Flüssigkeit eingebrachte Kunststoffmaterialgemisch und oberem Auslaß (12) zur Überleitung in das Becken (1) mit dem Kanal (2).

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der an den Sammelbehälter (6) angrenzenden Behälter­ wand (1a) Öffnungen (1b und 1c) zwecks Überführung der leichteren bzw. schwereren Kunststoffteilchen in den Sammelbehälter vorgesehen sind.