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Technischer
Bereich und Stand der Technik
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Wasserbadabscheider zum Trennen
von schwimmendem Material von Material, das sinkt, wenn es in ein
Wasserbad eingelegt ist. Solch ein Wasserbadabscheider ist in GB-A-695543
offenbart.
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Eine
bekannte Anwendung von Wasserbadabscheidern ist in dem Bereich der
Sortierung von Bau- und Abrissabfall. Ein Deponieren von Bau- und Abrissabfall
in einer Deponie ist teuer. Ein Recycling bzw. stoffliche Verwertung
von potentiell wieder verwendbaren Bestandteilen des Abfalls ersetzt
die Kosten einer Beseitigung eines verwendbaren oder wieder verwendbaren
Teils des Abfalls durch die Schaffung eines Werts der verwendbaren
oder wieder verwendbaren erhaltenen Materialien, dadurch einen Wert
zu schaffen und zu einer Reduzierung des Verbrauchs von natürlichen
Rohstoffen bzw. Ressourcen beizutragen.
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Bau-
und Abrissabfall wird vorzugsweise zuerst der Größe nach geordnet, um nur saubere,
große
Gegenstände
auf einer „Über"-Sortierlinie vorzulegen.
Die „Unter"-Linie kann ein Produkt,
das fein wie Sand ist, aussieben und kann den Rest mit einem Luftsystem
entsorgt bekommen, beispielsweise derart, dass ein Partikelstrom
hauptsächlich
mit Größen in einem
Bereich zwischen 1 cm und 2,5 cm erhalten wird. Ein Wasserbadabscheider
wird vorzugsweise nach dem für
ein Trennen eines Treibgutteils von einem Strandgutteil des „Unter"- oder des „Über"-Materials verwendet. Das Sortieren kann
ebenfalls in einer anderen Reihenfolge, mit anderen Größenbereichen, oder
sogar nur zum Sortieren bzw. Trennen von treibenden Partikeln von
sinkenden Partikeln ausgeführt werden.
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Das
zu trennende Material wird in das Wasserbad befördert und eine Wasserströmung wird
in dem Wasserbad aufrechterhalten, die den treibenden Teil zu einem
Förderband
mitreißt,
das das treibende Material aus dem Wasserbad in Richtung eines Schüttelsiebs
aufnimmt, wo Wasser, das leicht an dem Material anhaftet, von dem
Material getrennt wird.
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Das
schwerere Material wird durch ein Neigungsförderband von einer tieferen
Position des Wasserbads zu einem Granulatbehälter transportiert, oder kann
für die
letzte Überprüfung der
Materialien, wie zum Beispiel PVC, über ein Qualitätskontrollsortierband
geschickt werden.
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Ein
Problem von Wasserbadabscheidern ist, dass Partikel der leichten
Materialfraktion, die sortiert werden sollen, nicht immer schnell
von dem Förderband
zum Entfernen aus dem Wasserbad erfasst werden. Insbesondere Partikel,
die tief treiben, wie zum Beispiel Materialien mit einem spezifischen
Gewicht nahe dem spezifischen Gewicht von Wasser, wie zum Beispiel
tropisches Holz oder Partikel mit einer besonderen Form, bleiben
manchmal an dem stromaufwärtigen
Ende des Austragsförderband
bevor sie aus dem Wasserbad ausgetragen werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Lösung für ein verlässlicheres und schnelleres
Austragen von treibendem bzw. schwimmendem Material aus einem Wasserbadabscheider
vorzusehen.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Vorsehen eines Wasserbadabscheiders gemäß dem Anspruch
1 erreicht.
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Im
Betrieb vermitteln die Laufräder
des stromaufwärtigen
Endes des Sortierförderbands nicht
nur eine Beförderung
in einer Beförderungsrichtung
auf die treibenden Partikel, die auf die Konturen der Drehbahnen
der Laufräder
getrieben wurden, sondern auch eine Aufwärtsbewegung, so dass der Kontaktdruck
zwischen den treibenden Partikeln und in Laufrädern zeitweilig von einem sehr
niedrigen Druck, der auf dem Schweben der Partikel in dem Wasser
beruht, auf einen Spitzendruck angehoben wird, der es den Partikeln
ermöglicht,
effektiv durch die Laufräder
erfasst zu werden.
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Spezielle
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
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Weitere
Aufgaben, Merkmale, Effekte und Details der Erfindung sind nachfolgend
mit Bezug auf eine gegenwärtig
meist bevorzugteste Ausführungsform
beschrieben, die in den Zeichnungen gezeigt ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische, teilweise abgeschnittene Seitenansicht eines
Beispiels eines Wasserbadabscheiders gemäß der Erfindung;
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2 ist
eine teilweise abgeschnittene Endansicht des Abscheiders, der in 1 gezeigt
ist;
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3 ist
eine ebene Draufsicht eines Sortierförderbands des Abscheiders gemäß 1 und 2;
und
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4 ist
eine Seitenansicht im Querschnitt entlang der Linie IV-IV in 3.
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Formen für eine Ausführung der
Erfindung
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Der
Wasserbadabscheider, der in den Zeichnungen gezeigt ist, ist mit
zwei Wassertanks ausgestattet, einen Abscheidetank 1 zum
Empfangen eines Wasservolumens für
ein Ausbilden eines Wasserbads 2 mit einer Wasseroberfläche 3 und
einen Zwischenspeichertank 4 für ein Speichern eines Puffervolumens
von Wasser für
ein Auffüllen
des Wasserbads 2, um Wasserverlagerungen aus dem Wasserbad 2 auszugleichen.
Eine Pumpe 5 in einem Rückkehrkanal 6 ist
für ein
Pumpen von Wasser in den Abscheidetank 1 über den
Kanal 6 und die Abzweigungen 7 bis 9 von
diesem vorgesehen.
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Zuführen von
zu sortierendem Material zu dem Wasserbad 2 wird vorzugsweise
bei einer relativ konstanten Rate bzw. Geschwindigkeit ausgeführt, so
dass die Menge an Material, die zu dem Tank zugeführt wird,
einerseits begrenzt ist, um zu vermeiden, dass treibende und sinkende
Partikel sich gegenseitig am nach oben Treiben und nach unten Sinken
behindern, und andererseits die Sortierkapazität des Abscheiders vollkommen
genutzt wird. Obwohl das zu sortierende Material auf vielen Arten
zu dem Wasserbad 2 zugeführt werden kann, wird für ein Sicherstellen
einer kontrollierten und relativ konstanten Versorgungsrate ein
Versorgungsförderband 10 zum Befördern von
zu sortierendem Material in einer Transportrichtung 11 vorgesehen.
Das Versorgungsförderband 10 hat
ein stromabwärtiges
Ende 12, das sich oberhalb des Bades 2 erstreckt
und oberhalb eines Abschnitts des Bades 2 ungefähr auf halbem Weg
zwischen den Stellen endet, wo ein Schwermaterialförderband 13 und
ein Leichtmaterialförderband 14 die
Wasseroberfläche 3 durchschneiden.
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Das
Schwermaterialförderband
definiert eine Förderbahn 16 in
einer Richtung 26, die sich von einem unteren Abschnitt
des Tanks 1 zu einem Entladebereich 15 außerhalb
des Tanks 1 erstreckt, wo Material, das entlang der Förderbahn 16 transportiert wird,
deponiert wird.
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Das
Leichtmaterialförderband 14 definiert eine
Förderbahn 17 in
einer Richtung 18, die sich von einem unteren Abschnitt
des Tanks 1 dicht (vorzugsweise 20 bis 40 cm) unterhalb
der Wasseroberfläche 3 erstreckt,
wenn der Tank 1 in gefülltem
Betriebszustand ist, der sich auf einem höheren Niveau befindet als der
untere Abschnitt des Tanks 1, von welchem aus sich die
Schwermaterialförderbahn 16 erstreckt.
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Für ein Aufrechterhalten
einer Strömung
entlang der Wasseroberfläche 3 weg
von einem oberen Abschnitt 20 der Schwermaterialförderbahn 16,
die die Wasseroberfläche 3 schneidet,
wenn der Tank 1 in gefülltem
Betriebszustand ist, ist eine Anordnung zum Verursachen einer Strömung in
dem Wasserbad 2 vorgesehen. Gemäß dem vorliegenden Beispiel
bilden der Rücklaufkanal 6,
seine Verzweigungen 7 bis 9, die Pumpe 5,
Ausströmöffnungen 21 bis 23 und der
Pufferspeichertank 4 diese Struktur aus. Jedoch sind auch
andere Einrichtungen zum Aufrechterhalten solch einer Strömung denkbar,
zum Beispiel angetriebene Propeller oder Flügelräder in dem Wasserbad 2.
Ein Ablasskanal 24 ist zum Leeren des Tanks 1 vorgesehen.
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Im
Betrieb wird Wasser durch die Kanäle und die Tanks in Übereinstimmung
mit dem Pfeil 25 zirkuliert, und dies resultiert in einem
Strömungsbild
in dem Wasserbad 2, wie durch Pfeile 27, 28 angezeigt ist.
Das Wasser fließt über eine
Kante aus dem Tank heraus, die sich unter dem Leichtmaterialförderband 14 erstreckt,
beispielsweise bei einer Rate von 200–300 m3/h,
in den Pufferspeichertank 4 (Pfeil 43). Da die
Wasserströmung
entlang der Wasseroberfläche 3 weg
von dem oberen Abschnitt 20 der Schwermaterialförderbahn 16 gerichtet
ist, die die Wasseroberfläche 3 schneidet,
wenn der Tank 1 in gefülltem Betriebszustand
ist, driftet Material, das in dem Wasser treibt, in Richtung des
Leichtmaterialförderbands 14,
durch das es aus dem Wasserbad 2 aufgegriffen wird. Material,
das sinkt, erreicht einen stromaufwärtigen Abschnitt des Schwermaterialförderbands 13 und
wird entlang der Förderbahn 16 getrennt
von dem Leichtmaterial aus dem Wasserbad 2 befördert.
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Die
Leichtmaterialförderbahn 17 ist
durch ein Sortierförderband
in der Form einer Reihe von drehbaren, angetriebenen Wellen 29 ausgebildet,
die in der Förderrichtung 18 gegenseitig
beabstandet sind und sich jeweils quer zu der Förderrichtung 18 erstrecken.
Jede der Wellen 29 trägt
eine Reihe von sich radial erstreckenden Laufrädern 30 zum periodischen
Antreiben von Material auf dem Sortierförderband aufwärts und
in Förderrichtung 18.
Die Laufräder 30 von
jeder der Reihen sind in der Längsrichtung der
jeweiligen Wellen 29 gegenseitig beabstandet und das Sortierförderband
hat einen stromaufwärts gelegenen
Abschnitt 31, der sich derart in dem Tank 1 befindet,
dass ein stromaufwärts
liegendes Ende des Sortierförderbandes
in das Wasserbad 2 eingetaucht ist, wenn der Tank 1 in
gefülltem
Betriebszustand ist.
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Im
Betrieb vermitteln die Laufräder 30 des stromaufwärts liegenden
Endes des Sortierförderbandes
nicht nur eine Beförderung
in Beförderungsrichtung 18 auf
die treibenden Partikel, die auf die Konturen 32 der Drehbahnen 33 der
Laufräder 30 getrieben
werden, sondern auch eine Aufwärtsbewegung,
so dass der Kontaktdruck zwischen den treibenden Partikeln und den
Laufrädern 30 zeitweise von
einem sehr niedrigen Druck, der auf dem Schweben der Partikel in
dem Wasser beruht, auf einen Spitzendruck erhöht wird, der es den Partikeln
ermöglicht,
effektiv durch die Laufräder 30 erfasst
zu werden.
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Die
vertikalen Beschleunigungen und Verzögerungen der Partikel tragen
ebenfalls zu einem Trennen von Wasser und irgendwelchem nicht treibenden
Material, das an den treibenden Partikeln anhaftet, von den treibenden
Partikeln vor einer Entfernung aus Tank 1 bei, der das
Wasserbad 2 enthält, gleich
beim Start einer Förderung
von Partikeln entlang der Förderbahn 17.
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Die
Drehbahnen 33 der Laufräder 30,
die durch die Wellen 29 getragen sind, ragen zwischen Drehbahnen 33 von
Laufrädern 30,
die von einer benachbarten der Wellen 29 getragen werden,
so dass aufeinanderfolgende Laufräder 30 in einer dichten Folge
sind und Partikel entlang der Förderbahn 17 effektiv
vorankommen.
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Partikel,
die oberhalb des stromaufwärts
liegenden Endes der Förderbahn 17 treiben,
werden besonders effektiv erfasst, da jedes der Laufräder eine
Kontur 34 hat, die derart geformt ist, dass Elemente 35 von
benachbarten Abschnitten von dieser Kontur 34 radial nach
außen
ragen.
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Entsprechend
diesem Beispiel sind die Elemente 35 in der Form von Fingern 35 vorgesehen, wobei
eine Vielzahl von Fingern 35 umlaufend um jedes Laufrad 30 verteilt
werden. Die Finger 35 sind vorzugsweise aus Gummi oder
einem anderen elastischen Material hergestellt, und erstrecken sich
radial nach außen
mit einer tangentialen Komponente entgegen dem Drehsinn 36 der
Laufräder 30,
wenn im Betrieb. Dies ermöglicht
es den vorragenden Elementen 35, Aufpralle von transportiertem
Material besonders effektiv zu absorbieren.
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Die
Laufräder 30,
die von der am weitesten stromaufwärts liegenden der Wellen 29 getragen sind,
sind angeordnet, um völlig
in dem Wasserbad 2 eingetaucht zu sein, wenn der Tank 1 in
einem gefüllten
Betriebszustand ist. Dies ermöglicht
es den treibenden Partikeln, aus dem Bad 2 befördert zu
werden, um zu einer Position oberhalb der am weitesten stromaufwärts liegenden
Laufräder 30 zu
treiben, so dass die Laufräder 30 die
Partikel effektiver erfassen und auch Partikel mit einem relativ
großen
Tiefgang von unterhalb zu erfassen für ein effektives Vermitteln
einer Aufwärtsbewegung
und Beförderung
in Beförderungsrichtung
an solche Partikel.
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Gemäß dem vorliegenden
Beispiel sind die Laufräder 30 lösbar an
die Wellen 29 befestigt und ein Antreiben der Laufräder 30 wird
durch die angetriebene Drehung der Wellen 29 erreicht.
Zu diesem Zweck ist ein Motor 37 vorgesehen, der zum Antreiben
der Wellen 29 an die Wellen 29 gekoppelt ist.
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Das
Förderband 14 erstreckt
sich über
einen Siebbereich 38 zum Aufnehmen von Material mit zu geringer
Größe und Wasser,
das durch das Sortierförderband 14 gefallen
ist, so dass ein Befördern
von Leichtmaterialien aus dem Bad 2 und ein Sortieren der
Leichtmaterialien nach Größe und eine
Trennung von Wasser von dem Teil mit größerer Partikelgröße von diesen
Leichtpartikeln durch das selbe Förderband erreicht wird.
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Für eine weitergehende
Trennung von Wasser von der Fraktion mit zu geringer Größe ist ein Sieb 39 in
und stromabwärts
von dem Siebbereich 38 zum Sieben von Wasser von dem Material
mit zu geringer Größe vorgesehen.
Im Betrieb wird das Sieb 39 derart vibriert bzw. geschüttelt, dass
Material auf dem Sieb 39 in einer Transportrichtung 40 befördert wird.
Ein Motor 41 und ein Excentergetriebe 42 treiben
eine Vibration des Siebs 39 an. Wasser, das an dem Sieb 39 getrennt
wird, wird an den Pufferspeichertank 4 (Pfeil 43)
abgegeben. Der übergroße Teil des
Leichtmaterials wird durch das Förderband 14 hinter
dem Siebbereich 38 zu einem Behälter oder einer anderen Speichereinrichtung
befördert.
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Auch
das schwere Material wird zu einem Behälter oder einer anderen Speichereinrichtung
befördert.
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Innerhalb
des Rahmens der Erfindung, wie durch die Ansprüche definiert ist, die angesichts
technischer und funktioneller Betrachtungen ausgelegt sind, die
jene umfassen, die sich aus der Beschreibung ergeben, sind viele
andere Ausführungsformen als
die vorangehend beschriebene Ausführungsform denkbar, wie zum
Beispiel eine Ausführungsform,
in welcher die Förderbahn
zum Befördern
der Treibgut- (leicht) und Strandgut- (schwer) Materialfraktionen nicht
in entgegengesetzte Richtungen aus dem Bad heraus ragen, sondern
auf der gleichen Seite des Bades oder an einer End- und einer seitlichen
Seite des Bades. Das Strandgutmaterial kann durch andere Einrichtungen
als ein Förderband
aus dem Bad entfernt werden, wie beispielsweise durch eine Schaufel oder
durch Neigen des Abscheidetanks, nachdem das Wasser aus dem Abscheidetank
abgelassen worden ist. Das Wort „aufweisen" schließt nicht aus, dass andere Gegenstände als
die erwähnten
Gegenstände
oder Gegenstände
vorgesehen sind, oder dass eine größere Anzahl der erwähnten Gegenstände vorgesehen
ist.