EP0811428A2 - Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial - Google Patents

Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial Download PDF

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EP0811428A2
EP0811428A2 EP97710004A EP97710004A EP0811428A2 EP 0811428 A2 EP0811428 A2 EP 0811428A2 EP 97710004 A EP97710004 A EP 97710004A EP 97710004 A EP97710004 A EP 97710004A EP 0811428 A2 EP0811428 A2 EP 0811428A2
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EP
European Patent Office
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composite material
cleaning container
liquid
suspended
inlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97710004A
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English (en)
French (fr)
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EP0811428A3 (de
Inventor
Bernhard Giersberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gerd Meurer Abwassertechnik GmbH
Original Assignee
Gerd Meurer Abwassertechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Gerd Meurer Abwassertechnik GmbH filed Critical Gerd Meurer Abwassertechnik GmbH
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Publication of EP0811428A3 publication Critical patent/EP0811428A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B11/00Feed or discharge devices integral with washing or wet-separating equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03BSEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/623Upward current classifiers

Definitions

  • the invention relates to a device for separating composite material suspended in liquid, which consists of a carrier material and a contaminate connected to the carrier material, into its components carrier material and contaminant, the carrier material and the material of the contaminant having different densities, and in which the Liquid suspended material in a cleaning container for separating the composite is subjected to an abrasive stress caused by flow forces in the liquid and / or by an agitator which consists of a shaft arranged centrally in the longitudinal axis of the cleaning container and of mixing arms connected to it at different heights of the cleaning container , the inlet of the suspended composite material being located in the upper region of the cleaning container and via a device in the inlet direction having a swirling space Entry opening of the cleaning container takes place, and in which at different heights of the cleaning container there are extraction devices for the contaminant and the carrier material, a device for introducing process liquid into the cleaning container being provided above the lower extraction device for the higher density material.
  • Devices of this type are required and used in the separation of inorganic material associated with organic material as a contaminant, such as in the treatment of organically polluted sand from carcass plants, in which the separated materials are then either to be disposed of or to be added to the clarification process as reactants.
  • the materials remaining in sewer or street cleaning usually consist of an inorganic material in the form of sand, stone, slag, etc., which is contaminated to a considerable extent with organic material and should not be disposed of as a composite, since the resulting quantities of hazardous waste become too large.
  • the composite material present for the separation treatment is suspended in a liquid or is also present in a suspended mixture of contaminant, carrier material and composite material, so that the liquid present is used in the known separation devices or sand washing systems and, if appropriate, with further similar process liquid or with additives is transferred.
  • WO 95/30486 describes a device for separating inorganic material contaminated with organic material from a liquid, in which a fluidized sand layer is built up in the lower region of a cleaning container which is contaminated with a strong swirling flow and which is directed upwards through a perforated floor distributed over a perforated floor Flow of additional process liquid is kept in motion and in which the perforated bottom has a larger opening approximately in the middle through which the inorganic material cleaned by friction and / or abrasion within the fluid flow is to be removed from organic contaminants.
  • the device is initially constructed so that the swirling space is designed as a cylindrical swirl chamber provided with a bottom and a lid, with an inlet pipe arranged tangentially on the cylinder circumference and an outlet opening arranged at the bottom of the cylinder for the composite material suspended in liquid, and to the outlet opening a funnel-shaped inlet widening in the direction of the flow emerging from the swirl chamber is connected, the outlet opening and the axis of the funnel-shaped inlet being arranged eccentrically to the axis of the cylindrical swirl chamber.
  • the swirling space is designed as a cylindrical swirl chamber provided with a bottom and a lid, with an inlet pipe arranged tangentially on the cylinder circumference and an outlet opening arranged at the bottom of the cylinder for the composite material suspended in liquid, and to the outlet opening a funnel-shaped inlet widening in the direction of the flow emerging from the swirl chamber is connected, the outlet opening and the axis of the funnel-shaped inlet being arranged eccentrically to the axis of the cylindrical swirl chamber.
  • This eccentric arrangement and the formation of an expanding funnel-shaped inlet completely dissipate the initially existing swirl of the suspended composite material, which is built up by the inlet pipe arranged tangentially on the cylinder circumference and the rotation flow generated thereby in the swirl chamber, and into a high-energy and diffuse vortex flow without Preferred directions transferred, in which a high abrasive load of the mixture of contaminant, carrier material and composite material already sets in due to the existing flow forces.
  • the device for introducing process liquid into the cleaning container is designed as a grating constructed from pipes, the pipes inside the cleaning container being provided with outlet bores and being connected to a supply line for process liquid which is present outside the cleaning container.
  • Such a design makes it possible, on the one hand, to use the entire cross section of the cleaning container as an "effective" reaction space available for the lowering of the higher density material in the cleaning container and, on the other hand, to avoid settling, in particular in the devices for supplying the process liquid.
  • the pipes of the grating in particular in connection with the outlet bores from which the process liquid flows into the cleaning container, do not offer any hold or any possibility of contact or deposition for the material of higher density.
  • This material then sinks through the grating and can be below the grating with the extraction device provided there be carried out.
  • This process is supported by the fact that at least one stirring arm is arranged at a short distance above the grating.
  • the funnel-shaped inlet is advantageously formed between the outlet opening of the swirl chamber and the entry opening into the cleaning container located in a cover of the cleaning container. This creates the diffuse vortex flow without preferred directions before or at the time of entry into the cleaning container, thereby avoiding a falling flow that acts too strongly against the process liquid introduced into the lower part of the cleaning container.
  • a second funnel-shaped inlet extending into the cleaning container and widening in the direction of the flow emerging from the swirl chamber, which is designed as a pipe section in an upstream direction cylindrical channel opens, the axis of the second funnel-shaped inlet and the tube section being arranged eccentrically to the axis of the cylindrical swirl chamber, the vortex formation on the free surface in the cleaning container can be kept relatively low, so that the deduction to be provided in the vicinity of the free surface for the Material of lower density subtracts no or only insignificant amounts of the other materials present in the mixture.
  • the pipes forming the grating are spaced apart from one another to the grain size of the material of higher density, i.e.
  • the carrier material is adjusted and arranged so that the main fraction of the higher density material can sink through the grating into the lower part of the cleaning container. The resulting adjustment to the quantity distribution within the materials to be separated increases the process speed by a multiple.
  • the device for introducing process liquid into the cleaning container is designed to be exchangeable as a container part equipped with connecting devices.
  • a cassette design allows, for example, the use of a cleaning container for different sewage sludge.
  • the tubes forming the grating are designed to be rotatable about their longitudinal axis. Particularly in the case of rows of outlet bores which are only present over a short peripheral part, this results in a simple one Possibility to influence the direction of the incoming process liquid and thus to influence the sinking behavior of the higher density material through the grating.
  • baffles are arranged in the area of the inlet of the composite material suspended in liquid within the cleaning container and radially with respect to the longitudinal axis of the container, which are inclined to produce a main component of the velocity of the incoming composite material which is suspended in liquid and which is tangential to the baffle plate.
  • the incoming flow of the mixture of contaminate, carrier material and composite material can optionally be calmed down or adapted to the process control, for example, with a slight downward or upward rotating flow component.
  • the guide plates are adjustable in their inclination.
  • the pipe section adjoining the second funnel-shaped inlet is supported on the guide plates. This training facilitates opening the cleaning container for maintenance purposes.
  • a further extraction device for mixtures of contaminate, carrier material and composite material is provided above the device for introducing process liquid.
  • Such a further extraction device is used for safe process control in that, for example, in cases in which a sudden change in the mixture supplied is detected, extraction is possible and an upstream changeover, e.g. of the grating can be carried out.
  • the agitator has at least one further agitator arm, which is arranged at the level of the further fume cupboard for mixtures of contaminants, carrier material and composite material and whose outer profile is an opening in the cleaning container for the fume cupboard for Mixtures are swept at a distance.
  • the cleaning container consists of at least four superimposed segments, of which the uppermost frustoconical and tapering down to the diameter of the adjoining second cylindrical segment, and in which the second segment down a third, grating-receiving rectangular segment adjoins, whose side lengths are dimensioned such that the diameter of the second segment can be inscribed in the third segment, and in which the lower, fourth segment is formed in a funnel shape tapering downward except for a discharge opening to the subsequent discharge device for the higher density material.
  • the cleaning container consists of at least four superimposed segments, of which the uppermost frustoconical and tapering down to the diameter of the adjoining second cylindrical segment, and in which the second segment down a third, grating-receiving rectangular segment adjoins, whose side lengths are dimensioned such that the diameter of the second segment can be inscribed in the third segment, and in which the lower, fourth segment is formed in a funnel shape tapering downward except for a discharge opening to the subsequent discharge device for the higher density material.
  • a cylindrical overflow ring connected to its lower edge with the wall of the truncated cone is arranged in the upper region of the uppermost frustoconical and tapering segment, which is profiled circumferentially on its upper circumference with downwardly tapering cutouts, and that the extraction device for the material of lower density is arranged in the upper segment and outside the cylindrical overflow ring.
  • the removal device for the material of higher density is designed as a screw conveyor which feeds obliquely upwards from the removal opening and consists of a screw conveyor which rotates in a tube about its longitudinal axis, the axis of the screw running parallel to and eccentrically below the tube axis. This results in a crescent-shaped gap within the screw conveyor, so that any excess process liquid still present can easily run off.
  • FIG. 1 shows the cleaning container 1 of a device according to the invention for separating composite material suspended in liquid with its segments 2, 3, 4 and 5 in a perspective view.
  • the upper segment 2 is frustoconical and down to the diameter of the adjoining second cylindrical segment 3.
  • the cover 6 of the upper segment 2 has two flaps 7 which can be removed for cleaning and maintenance.
  • the swirl chamber 9 is connected via a flange connection and via a funnel-shaped inlet 8, on which in turn the motor-gear unit 10 for driving the agitator 11 is fastened.
  • the outlet opening 12 of the swirl chamber and the funnel-shaped inlet 8 are arranged eccentrically to the axis of the swirl chamber 9.
  • the extraction device 13 arranged on the segment 1 for the lower-density material and the extraction device 14 for a mixture of contaminant, carrier material and composite material can also be seen.
  • the cylindrical segment 3 is adjoined at the bottom by the box-shaped segment 4, which contains the device 26 for introducing process liquid shown in more detail in FIGS. 2a-2c and 4, and the funnel-shaped segment 5, which is connected at its lower end with the withdrawal device 32 designed as an inclined upward conveying screw conveyor 15 for the material of higher density.
  • the screw in the screw conveyor 15, not shown in detail, with its axis parallel and eccentrically below the pipe axis, is driven by the motor-gear unit 16.
  • pressure probes, flow probes, level gauges etc. can be used, which are located at suitable points in the cleaning container be attached and depending on the detected conditions in the cleaning tank switch on the screw conveyor and thus initiate the removal of the higher density material.
  • FIGS. 2a to 2c show cleaning containers 1 of the device 1 according to the invention for separating composite material suspended in liquid in several views and partially in section.
  • the stirrer 11 consisting of a shaft arranged centrally in the longitudinal axis of the cleaning container and of stirring arms 18, 19 and 20 connected to it at different heights of the cleaning container can be seen, the stirring arm 19 at the level of the extraction device 14 for the mixture of contaminant, Base material and composite material is arranged.
  • the guide plates 21, 22, and 23, which are arranged radially with respect to the longitudinal axis of the container and which are inclined to produce a main component of the velocity of the incoming composite material which is suspended in liquid and which form tangentially to the guide plate, are located in the upper part of segment 2.
  • a second funnel-shaped inlet 24 which widens in the direction of the flow emerging from the swirl chamber and which opens into a cylindrical channel which is formed in the direction of flow and is designed as a tubular section 24a.
  • the axis of the second funnel-shaped inlet and the pipe section are also arranged eccentrically to the axis of the cylindrical swirl chamber 9.
  • FIGS. 2a and 2b show the cylindrical overflow ring 25 connected with its lower edge to the wall of the truncated cone, which is profiled all the way around on its upper circumference with cutouts tapering downwards.
  • FIG. 2a also shows the device 26 for introducing the process liquid into the cleaning container 1, which is arranged in the segment 4.
  • FIG. 3 shows two views of the swirl chamber 9 with the funnel-shaped inlet 8 and the outlet opening 12, wherein it can be clearly seen that outlet opening 12 and the axis of the funnel-shaped inlet 8 are arranged eccentrically to the axis of the cylindrical swirl chamber 9.
  • inlet pipe 27 arranged tangentially on the cylinder circumference of the swirl chamber 9, by the arrangement of which a high-energy rotational flow is generated within the swirl chamber.
  • Fig. 4 shows again the device 26 for introducing the process liquid into the cleaning container in two views. It can clearly be seen that the device 26 is constructed as a grating 29 consisting of tubes 28, the tubes 28 being connected to a feed line 30 for process liquid present outside the cleaning container and being provided with outlet bores 31 inside the cleaning container 1 or within the segment 4 .

Abstract

Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial, welches aus einem Trägermaterial und einem mit dem Trägermaterial verbundenem Kontaminat besteht, in seine Bestandteile Trägermaterial und Kontaminat, wobei das Trägermaterial und das Material des Kontaminats unterschiedliche Dichte aufweisen, wobei ein Rührwerk (11) vorhanden ist, welches aus einer zentral in der Längsachse des Reinigungsbehälters (1) angeordneten Welle und aus mit dieser verbundenen Rührarmen (18,19,20) in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters besteht, und bei der in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters Abzugseinrichtungen für die Materialien unterschiedlicher Dichte vorhanden sind, wobei oberhalb der unteren Abzugseinrichtung (32) für das Material höherer Dichte eine Einrichtung (26) zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter vorgesehen ist, wobei der Verwirbelungsraum als eine mit Boden und Deckel versehene zylindrische Drallkammer ausgebildet ist, wobei deren Auslauföffnung und die Achse eines trichterförmigen Zulaufs exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer angeordnet sind, und wobei die Einrichtung (26) zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter als ein aus Rohren aufgebauter Gitterrost ausgebildet und mindestens ein Rührarm (20) in geringem Abstand oberhalb des Gitterrostes angeordnet ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial, welches aus einem Trägermaterial und einem mit dem Trägermaterial verbundenem Kontaminat besteht, in seine Bestandteile Trägermaterial und Kontaminat, wobei das Trägermaterial und das Material des Kontaminats unterschiedliche Dichte aufweisen, und bei der das in Flüssigkeit aufgeschwemmte Verbundmaterial in einem Reinigungsbehälter zur Trennung des Verbundes einer abrasiven Beanspruchung durch Strömungskräfte in der Flüssigkeit und / oder durch ein Rührwerk unterworfen wird, welches aus einer zentral in der Längsachse des Reinigungsbehälters angeordneten Welle und aus mit dieser verbundenen Rührarmen in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters besteht, wobei der Einlauf des aufgeschwemmten Verbundmaterials im oberen Bereich des Reinigungsbehälters und über eine sich in Einlaufrichtung hinter einer einen Verwirbelungsraum aufweisenden Einrichtung befindlichen Eintrittsöffnung des Reinigungsbehälters erfolgt, und bei der in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters Abzugseinrichtungen für das Kontaminat und das Tägermaterial vorhanden sind, wobei oberhalb der unteren Abzugseinrichtung für das Material höherer Dichte eine Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter vorgesehen ist.
  • Vorrichtungen solcher Art werden benötigt und genutzt bei der Trennung von mit organischem Material als Kontaminat verbundenem anorganischem Material, wie etwa bei der Behandlung von organisch verschmutztem Sand aus Käranlagen, bei der nachfolgend die getrennten Materialien entweder entsorgt oder dem Klärprozeß emeut als Reaktionsstoffe zugeführt werden sollen. Auch die bei der Kanal- oder Straßenreinigung verbleibenden Materialien bestehen üblicherweise aus einem anorganischem Material in Form von Sand, Steinbrocken, Schlacke, etc., welches in erheblichem Maße mit organischem Material verschmutzt ist und im Verbund nicht entsorgt werden soll, da die dann entstehenden Mengen an Sonderabfällen zu groß werden.
  • In aller Regel ist das zur Trennungsbehandlung vorliegende Verbundmaterial in einer Flüssigkeit aufgeschwemmt oder liegt auch in einem aufgeschwemmten Gemisch aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial vor, sodaß in den bekannten Trennungsvorichtungen bzw. Sandwaschanlagen die vorhandene Flüssigkeit genutzt und gegebenenfalls mit weiterer ähnlicher oder mit Zusätzen versehener Prozeßflüssigkeit versetzt wird.
  • Die WO 95/30486 beschreibt eine Vorrichtung zum Abtrennen von mit organischem Material verschmutztem anorganischem Material aus einer Flüssigkeit, bei der im unteren Bereich eines mit einer starken Drallströmung verschmutzten Materials beschickten Reinigungsbehälters eine fluidisierte Sandschicht aufgebaut wird, die durch eine über einen Lochboden verteilte aufwärts gerichtete Strömung zusätzlicher Prozeßflüssigkeit in Bewegung gehalten wird und bei der der Lochboden etwa in der Mitte eine größere Öffnung aufweist, durch die das durch Reibung und / oder Abrasion innerhalb der Fluidströmung von organischen Verschmutzungen gereinigte anorganische Material abgezogen werden soll.
  • Die Nachteile dieser Vorrichtung bestehen zum einen darin, daß auch bei gegenläufigen Rührwerken durch die starke einlaufende Drallströmung eine tendentielle Vorzugsbewegung des zu reinigenden Verbundmateriales in die äußeren Bereiche des Reinigungsbehälter zu bemerken ist, wodurch die mittig angeordnete Öffnung zum Austrag des gereinigten anorganischen Materials und damit die Vorrichtung insgeamt einen nur geringen Durchsatz aufweist.
  • Andererseits gelangt eine großer Teil des gereinigten anorganischen Materials durch die Löcher des Lochbodens in den Zulauf für die zusätzliche Prozeßflüssigkeit, so daß unterhalb des Lochbodens Absetzungen erfolgen, die wiederum durch häufige Reinigung oder spezielle Gegenflutungsanlagen entfemt werden müssen, was die Verfügbarkeit und den Durchsatz pro Zeiteinheit solcher Waschvorrichtungen weiter einschränkt.
  • Es bestand also für die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial vorzusehen, bei der zur kontinuierlichen und gleichmäßigen abrasiven Belastung bei der Trennung von Kontaminat und Trägermaterial in einem Reinigungsbehälter eine möglichst gleichförmig diffuse Strömung ohne Vorzugsrichtungen und eine möglichst disperse Verteilung des aufgeschwemmten Gemisches aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial erreichbar ist, bei der auch bei einfacher Bauweise als kleinere Einheit ein möglichst großer Durchsatz vorhanden ist, und bei der Störungen und Stillstände durch Absetzungen in Zuläufen, Abzügen, und im Bereich mechanischer Einrichtungen nicht auftreten können.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.
  • Hierbei ist die Vorrichtung zunächst so aufgebaut, daß daß der Verwirbelungsraum als eine mit Boden und Deckel versehene zylindrische Drallkammer mit einem tangential am Zylinderumfang angeordneten Einlaufrohr und einer am Boden des Zylinders angeordneten Auslauföffnung für das in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial ausgebildet ist, und sich an die Auslauföffnung ein sich in Richtung der aus der Drallkammer austretenden Strömung erweiternder trichterförmiger Zulauf anschließt, wobei die Auslauföffnung und die Achse des trichterförmigen Zulaufs exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer angeordnet sind.
  • Durch diese exzentrische Anordnung und die Ausbildung eines sich erweitemden trichterförmigen Zulaufs wird der zunächst vorhandene Drall des aufgeschwemmtem Verbundmaterials, welcher durch das tangential am Zylinderumfang angeordneten Einlaufrohr und die dadurch erzeugte Rotationsströmung in der Drallkammer aufgebaut wird, vollständig dissipiert und in eine hochenergetische und diffuse Wirbelströmung ohne Vorzugrichtungen überführt, in der durch die vorhandenen Stromungskräfte bereits ein hohe abrasive Belastung des Gemisches aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial einsetzt.
  • Darüberhinaus ist die Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter als ein aus Rohren aufgebauter Gitterrost ausgebildet, wobei die Rohre innerhalb des Reinigungsbehälters mit Austrittsbohrungen versehen und mit einer außerhalb des Reinigungsbehälters vorhandenen Zuleitung für Prozeßflüssigkeit verbunden sind.
  • Durch eine solche Ausbildung wird es einerseits möglich, den gesamten Querschnitt des Reinigungsbehälters als "wirksamen" und für das Absinken des Materials höherer Dichte im Reinigungsbehälter zur Verfügung stehenden Reaktionsraum zu nutzen und andererseits Absetzungen insbesondere in den Einrichtungen zur Zufuhr der Prozeßflüssigkeit zu vermeiden. Beim Absinken des Materials höherer Dichte bieten nämlich die Rohre des Gitterrostes insbesondere in Verbindung mit den Austrittsbohrungen, aus denen die Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter strömt, keinen Halt bzw. keine Anlage- oder Absetzmöglichkeit für das Material höherer Dichte. Dieses Material sinkt dann durch den Gitterrost und kann unterhalb des Gitterrostes mit der dort vorgesehen Abzugseinrichtung ausgetragen werden. Unterstützt wird dieser Prozeß dudurch, daß mindestens ein Rührarm in geringem Abstand oberhalb des Gitterrostes angeordnet ist.
  • Vorteilhafterweise ist der trichterförmige Zulauf zwischen der Auslauföffnung der Drallkammer und der in einem Deckel des Reinigungsbehälters sich befindliche Eintrittsöffnung in den Reinigungsbehälter ausgebildet. Damit entsteht die diffuse Wirbelströmung ohne Vorzugrichtungen bereits vor oder zum Zeitpunkt des Eintritts in den Reinigungsbehälter, wodurch eine fallende und zu stark gegen die im unteren Teil des Reinigungsbehälters eingebrachte Prozeßflüssigkeit wirkende Strömung vermieden wird.
  • Zusammen mit einer weiteren vorteilhaften Ausbildung, bei der im Anschluß an die Eintrittsöffnung in den Reinigungsbehälter ein sich in den Reinigungsbehälter erstreckender zweiter und in Richtung der aus der Drallkammer austretenden Strömung sich erweiternder trichterförmiger Zulauf ausgebildet ist, welcher in einen sich in Stömungsrichtung anschließenden als Rohrabschnitt ausgebildeten zylindrischen Kanal mündet, wobei die Achse des zweiten trichterförmigen Zulaufs und des Rohrabschnitts exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer angeordnet sind, läßt sich die Wirbelbildung an der freien Oberfläche im Reinigungsbehälter relativ niedrig halten, so daß der in der Nähe der freien Oberfläche vorzusehende Abzug für das Material geringerer Dichte keine oder nur unwesentliche Mengen der übrigen im Gemisch vorliegenden Materialien abzieht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung sind die den Gitterrost bildenden Rohre in ihrem Abstand voneinander auf die Komgröße des Materials höherer Dichte, d.h. beispielsweise des Trägermaterials eingestellt und so angeordnet, daß die Hauptfraktion des Materials höherer Dichte durch den Gitterrost in den unteren Teil des Reinigungsbehälters absinken kann. Die hierdurch erfolgende Anpassung an die Mengenverteilung innerhalb der zu trennenden Materialien erhöht die Prozeßgeschwindigkeit um ein mehrfaches.
  • Vorteilhafterweise und zur schnellen Anpassung an unterschiedliche Gemisches aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial ist die Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter als ein mit Verbindungseinrichtungen ausgestatteter Behälterteil austauschbar ausgebildet. Eine solche Kassettenbauweise gestattet beispielsweise den Einsatz eines Reinigungsbehälters für unterschiedliche Klärschlämme.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung sind die den Gitterrost bildenden Rohre um ihre Längsachse drehbar ausgebildet sind. Insbesondere bei etwa nur über einen kurzen Umfangsteil vorhandenen Reihen von Austrittsbohrungen ergibt sich hierdurch eine einfache Möglichkeit zur Beeinflußung der Richtung der einströmenden Prozeßflüssigkeit und damit zur Beeinflußung des Sinkverhaltens des Materials höherer Dichte durch den Gitterrost.
  • Vorteilhafterweise sind im Bereich des Einlaufes des in Flüssigkeit aufgeschwemmten Verbundmaterials innnerhalb des Reinigungsbehälters und radial in Bezug auf die Behälterlängsachse Leittbleche angeordnet, welche zur Erzeugung einer tangential zum Leitblech sich ausbildenden Hauptkomponente der Geschwindigkeit des einlaufenden in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterials geneigt sind. Wahlweise kann hierdurch die eintretende Strömung des Gemisches aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial beruhigt oder der Prozeßführung angepaßt etwa mit einer leichte abwärts oder aufwärts drehenden Strömungskomponente versehen werden. In einer vorteilhaften Weiterbildung hierzu sind die Leitbleche in ihrer Neigung verstellbar ausgebildet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung stützt der sich an den zweiten trichterförmigen Zulauf anschließende Rohrabschnitt auf den Leitblechen ab. Diese Ausbildung erleichtert ein Öffnen des Reinigungbehälters zu Wartungszwecken.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung ist oberhalb der Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit eine weitere Abzugseinrichtung für Gemische aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial vorhanden. Eine solche weitere Abzugseinrichtung dient der sicheren Prozeßführung dadurch, daß etwa in den Fällen, in denen eine plötzliche Änderung des zugeführten Gemisches festgestellt wird ein Abzug ermöglicht und eine vorgeschaltete Umstellung z.B. des Gitterrostes durchgeführt werden kann.
  • Vorteilhafterweise wird eine solche Abzugseinrichtung freigehalten und in ihrer Funktionsbereitschaft dadurch abgesichert, daß das Rührwerk mindestens einen weiteren Rührarm aufweist, der in Höhe der weiteren Abzugseinrichtung für Gemische aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial angeordnet ist und dessen Außenprofil eine im Reinigungsbehälter angeordnete Öffnung für die Abzugseinrichtung für Gemische beabstandet überstreicht.
  • In einer weiteren ins besondere im Sinne einer einfachen Fertigung vorteilhaften Ausbildung besteht der Reinigungsbehälter aus mindestens vier übereinanderliegenden Segmenten, von denen der oberste kegelstumpfförmig und nach unten sich bis auf den Durchmesser des sich anschließenden zweiten zylindrischen Segmentes verjüngend ausgebildet ist, und bei dem sich an das zweite Segment nach unten ein drittes, den Gitterrost aufnehmendes, rechteckiges Segment anschließt, dessen Seitenlängen so bemessen sind, daß der Durchmesser des zweiten Segmentes in das dritte Segment einbeschrieben werden kann, und bei dem das untere, vierte Segment trichterförmig sich nach unten bis auf eine Abzugsöffnung zu der sich anschließenden Abzugseinrichtung für das Material höherer Dichte verjüngend ausgebildet ist. Hiedurch lassen sich für den Reinigungsbehälter einfache vorgefertigte und preiswert herzustellende Formteile nutzen.
  • Vorteilhafterweise ist im oberen Bereich des obersten kegelstumpfförmig ausgebildeten und nach unten sich verjüngenden Segmentes ein mit seinem unteren Rand mit der Wand des Kegelstumpfes verbundener zylindrischer Überlaufring angeordnet, welcher umlaufend an seinem oberen Umfang mit nach unten sich verjüngenden Ausschnitten profiliert ist, und das die Abzugseinrichtung für das Material geringerer Dichte im oberen Segment und außerhalb des zylindrischen Überlaufringes angeordnet ist. Eine solche Anordnung erhöht die Trennungsqualität bzw. die Effektivität der Trennung und die Reinheit der einzelnen Abzüge beträchtlich, da in der beruhigten Zone der freien Oberfäche lediglich die aufgeschwemmten Materialien geringerer Dichte den Überlauf passieren.
  • Vorteilhafterweise ist die Abzugseinrichtung für das Material höherer Dichte als ein von der Abzugsöffnung schräg aufwärts fördemder und aus einer in einem Rohr um ihre Längsachse rotierenden Schnecke bestehender Schneckenförderer ausgebildet, wobei die Achse der Schnecke parallel zur und exzentrisch unterhalb der Rohrachse verläuft. Hierdurch ergibt sich innerhalb des Schneckenförderers ein sichelförmiger Spalt, wodurch etwa noch vorhandene überschüssige Prozeßflüssigkeit leicht ablaufen kann.
  • Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
  • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Darstellung
    Fig. 2a - 2c
    die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Fig.1 in mehreren Ansichten, teilweise geschnitten
    Fig. 3
    die Drallkammer der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Auslauföffnung und trichterförmigem Zulauf
    Fig. 4
    eine Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit innerhalb der erfindungsgemäßen Vorrichtung
  • Die Fig. 1 zeigt den Reinigungsbehälter 1 einer erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial mit seinen Segmenten 2, 3, 4 und 5 in perspektivischer Darstellung. Das obere Segment 2 ist hierbei kegelstumpfförmig und nach unten sich bis auf den Durchmesser des sich anschließenden zweiten zylindrischen Segmentes 3 verjüngend ausgebildet.
  • Der Deckel 6 des oberen Segmentes 2 weist zwei zu Reinigung und Wartung abnehmbare Klappen 7 auf. Über eine Flanschverbindung und über einen trichterförmigen Zulauf 8 ist die Drallkammer 9 angeschlossen, auf der wiederum die Motor-Getriebe-Einheit 10 für den Antrieb des Rührwerks 11 befestigt ist.
  • Die Auslauföffnung 12 der Drallkammer und der trichterförmige Zulauf 8 sind hier exzentrisch zur Achse der Drallkammer 9 angeordnet. Erkennbar sind auch die am Segment 1 angeordnete Abzugseinrichtung 13 für das Material niedrigerer Dichte sowie die Abzugseinrichtung 14 für ein Gemisch aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial.
  • An das zylindrische Segment 3 schließt sich nach unten das kastenförmige Segment 4 an, welches die in den Fig. 2a - 2c und 4 näher dargestellte Einrichtung 26 zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit beinhaltet, sowie das trichterförmig ausgebildete Segment 5, welches an seinem unteren Ende verbunden ist mit der als schräg aufwärts fördemden Schneckenförderer 15 ausgebildeten Abzugseinrichtung 32 für das Material höherer Dichte. Die im nicht näher dargestellten Schneckenförderer 15 mit ihrer Achse parallel und exzentrisch unterhalb der Rohrachse angeordnete Schnecke wird angetrieben über die Motor-Getriebe-Einheit 16. Zur Steuerung des Schneckenförderers können beispielsweise Drucksonden, Durchflußsonden, Füllstandsmeßgeräte etc. dienen, die an geeigneten Stellen des Reinigungsbehälters angebracht werden und abhängig von den detektierten Zuständen im Reinigungsbehälter den Schneckenförderer einschalten und somit den Abzug des Materials höherer Dichte einleiten.
  • Die Fig. 2a bis 2c zeigen Reinigungsbehälter 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial in mehreren Ansichten und teilweise geschnitten. Hier ist das aus einer zentral in der Längsachse des Reinigungsbehälters angeordneten Welle und aus mit dieser verbundenen Rührarmen 18, 19, und 20 in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters bestehende Rührwerk 11 erkennbar, wobei der Rührarm 19 in Höhe der Abzugseinrichtung 14 für das Gemisch aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial angeordnet ist.
  • Die radial in Bezug auf die Behälterlängsachse angeordneten Leitblech 21, 22, und 23, welche zur Erzeugung einer tangential zum Leitblech sich ausbildenden Hauptkomponente der Geschwindigkeit des einlaufenden in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterials geneigt sind, befinden sich im oberen Teil des Segmentes 2.
  • Ebenfalls sichtbar im oberen Bereich des Segmentes 2 ist ein zweiter und in Richtung der aus der Drallkammer austretenden Strömung sich erweiternder trichterförmiger Zulauf 24, welcher in einen sich in Stömungsrichtung anschließenden als Rohrabschnitt 24a ausgebildeten zylindrischen Kanal mündet. Die Achse des zweiten trichterförmigen Zulaufs und des Rohrabschnitts sind auch exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer 9 angeordnet.
  • In den Fig. 2a und 2b ist der mit seinem unteren Rand mit der Wand des Kegelstumpfes verbundener zylindrischer Überlaufring 25 gezeigt, welcher umlaufend an seinem oberen Umfang mit nach unten sich verjüngenden Ausschnitten profiliert ist.
  • Die Fig. 2a zeigt auch die Einrichtung 26 zum Einbringen der Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter 1, welche im Segment 4 angeordnet ist.
  • Die Fig. 3 zeigt zwei Ansichten der Drallkammer 9 mit dem trichterförmig ausgebildeten Zulauf 8 und der Auslauföffnung 12, wobei deutlich zu erkennen ist, daß Auslauföffnung 12 und die Achse des trichterförmigen Zulaufs 8 exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer 9 angeordnet sind.
  • Ebenfals ist hier das tangential am Zylinderumfang der Drallkammer 9 angeordnete Einlaufrohr 27 gezeigt, durch dessen Anordnung eine hochenergetische Rotationsströmung innerhalb der Dralkammer erzeugt wird.
  • Fig. 4 zeigt noch einmal die Einrichtung 26 zum Einbringen der Prozeßflüssigkeit In den Reinigungsbehälter in zwei Ansichten. Deutlich erkennt man, daß die Einrichtung 26 als ein aus Rohren 28 bestehender Gitterrost 29 aufgebaut ist, wobei die Rohre 28 mit einer außerhalb des Reinigungsbehälters vorhandenen Zuleitung 30 für Prozeßflüssigkeit verbunden und innerhalb des Reinigungsbehälters 1 bzw. innerhalb des Segmentes 4 mit Austrittsbohrungen 31 versehen sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Reinigungsbehälter
    2, 3, 4, 5
    Segmente des Reinigungsbehälters
    6
    Deckel
    7
    Reinigungs- und Wartungsklappe
    8
    trichterförmiger Zulauf
    9
    Drallkammer
    10
    Motor-Getrieb-Einheit
    11
    Rührwerk
    12
    Auslauföffnung
    13
    Abzugseinrichtung für Material geringerer Dichte
    14
    Abzugseinrichtung für Gemisch aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial
    15
    Schneckenförderer
    16
    Motor-Getrieb-Einheit
    17
    Rührwerkswelle
    18, 19, 20
    Rührwerksarm
    21, 22, 23
    Leitblech
    24
    zweiter trichterförmiger Zulauf
    24a
    Rohrabschnitt
    25
    zylindrischer Überlaufring
    26
    Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit
    27
    Einlaufrohr zur Drallkammer
    28
    Rohr
    29
    Gitterrost
    30
    Zuleitung
    31
    Austrittsbohrung
    32
    Abzugseinrichtung für Material höherer Dichte

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial, welches aus einem Trägermaterial und einem mit dem Trägermaterial verbundenem Kontaminat besteht, in seine Bestandteile Trägermaterial und Kontaminat, wobei das Trägermaterial und das Material des Kontaminats unterschiedliche Dichte aufweisen, und bei der das in Flüssigkeit aufgeschwemmte Verbundmaterial in einem Reinigungsbehälter zur Trennung des Verbundes einer abrasiven Beanspruchung durch Strömungskräfte in der Flüssigkeit und / oder durch ein Rührwerk unterworfen wird, welches aus einer zentral in der Längsachse des Reinigungsbehälters angeordneten Welle und aus mit dieser verbundenen Rührarmen in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters besteht, wobei der Einlauf des aufgeschwemmten Verbundmaterials im oberen Bereich des Reinigungsbehälters und über eine sich in Einlaufrichtung hinter einer einen Verwirbelungsraum aufweisenden Einrichtung befindlichen Eintrittsöffnung des Reinigungsbehälters erfolgt, und bei der in unterschiedlichen Höhen des Reinigungsbehälters Abzugseinrichtungen für die Materialien unterschiedlicher Dichte vorhanden sind, wobei oberhalb der unteren Abzugseinrichtung für das Material höherer Dichte eine Einrichtung zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet,
    - daß der Verwirbelungsraum als eine mit Boden und Deckel versehene zylindrische Drallkammer (9) mit einem tangential am Zylinderumfang angeordneten Einlaufrohr (27) und einer am Boden des Zylinders angeordneten Auslauföffnung (12) für das in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial ausgebildet ist, und sich an die Auslauföffnung ein sich in Richtung der aus der Drallkammer (9) austretenden Strömung erweiternder trichterförmiger Zulauf (8) anschließt, wobei die Auslauföffnung und die Achse des trichterförmigen Zulaufs exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer (9) angeordnet sind, und
    - daß die Einrichtung (26) zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter (1) als ein aus Rohren (28) aufgebauter Gitterrost (29) ausgebildet ist, wobei die Rohre innerhalb des Reinigungsbehälters (1) mit Austrittsbohrungen (31) versehen und mit einer außerhalb des Reinigungsbehälters vorhandenen Zuleitung (30) für Prozeßflüssigkeit verbunden sind, und
    - daß mindestens ein Rührarm (20) in geringem Abstand oberhalb des Gitterrostes (29) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Zulauf (8) zwischen der Auslauföffnung (12) der Drallkammer und der in einem Deckel (6) des Reinigungsbehälters (1) befindlichen Eintrittsöffnung in den Reinigungsbehälter ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschluß an die Eintrittsöffnung in den Reinigungsbehälter (1) ein sich in den Reinigungsbehälter erstreckender zweiter und in Richtung der aus der Drallkammer (9) austretenden Strömung sich erweiternder trichterförmiger Zulauf (24) ausgebildet ist, welcher in einen sich in Stömungsrichtung anschließenden als Rohrabschnitt (24a) ausgebildeten zylindrischen Kanal mündet, wobei die Achse des zweiten trichterförmigen Zulaufs (24) und des Rohrabschnitts (24a) exzentrisch zur Achse der zylindrischen Drallkammer angeordnet sind.
  4. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gitterrost (29) bildenden Rohre (28) in ihrem Abstand voneinander auf die Komgröße des Materials höherer Dichte eingestellt und so angeordnet sind, daß die Hauptfraktion des Materials höherer Dichte durch den Gitterrost (29) in den unteren Teil des Reinigungsbehälters absinken kann.
  5. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26) zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit in den Reinigungsbehälter (1) als ein mit Verbindungseinrichtungen ausgestatteter Behälterteil austauschbar ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Gitterrost (29) bildenden Rohre (28) um ihre Längsachse drehbar ausgebildet sind.
  7. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Einlaufes des in Flüssigkeit aufgeschwemmten Verbundmaterials innnerhalb des Reinigungsbehälters und radial in Bezug auf die Behälterlängsachse Leittbleche (21, 22, 23) angeordnet sind, welche zur Erzeugung einer tangential zum Leitblech sich ausbildenden Hauptkomponente der Geschwindigkeit des einlaufenden in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterials geneigt sind.
  8. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (21, 22, 23) in ihrer Neigung verstellbar ausgebildet sind.
  9. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der sich an den zweiten trichterförmigen Zulauf anschließende Rohrabschnitt (24a) auf den Leitblechen (21, 22, 23) abstützt.
  10. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Einrichtung (26) zum Einbringen von Prozeßflüssigkeit eine weitere Abzugseinrichtung (14) für Gemische aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial vorhanden ist.
  11. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk (11) mindestens einen weiteren Rührarm (19) aufweist, der in Höhe der weiteren Abzugseinrichtung (14) für Gemische aus Kontaminat, Tägermaterial und Verbundmaterial angeordnet ist und dessen Außenprofil eine im Reinigungsbehälter angeordnete Öffnung für die Abzugseinrichtung für Gemische beabstandet überstreicht.
  12. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinigungsbehälter (1) aus mindestens vier übereinanderliegenden Segmenten ( 2, 3, 4, 5) besteht, von denen das oberste Segment (2) kegelstumpfförmig und nach unten sich bis auf den Durchmesser des sich anschließenden zweiten zylindrischen Segmentes (3) verjüngend ausgebildet ist, und bei dem sich an das zweite Segment nach unten ein drittes, den Gitterrost (29) aufnehmendes, rechteckiges Segment (4) anschließt, dessen Seiten längen so bemessen sind, daß der Durchmesser des zweiten Segmentes (3) in das dritte Segment (4) einbeschrieben werden kann, und bei dem das untere, vierte Segment (5) trichterförmig sich nach unten bis auf eine Abzugsöffnung zu der sich anschließenden Abzugseinrichtung (32) für das Material höherer Dichte verjüngend ausgebildet ist.
  13. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich des obersten kegelstumpfförmig ausgebildeten und nach unten sich verjüngenden Segmentes (2) ein mit seinem unteren Rand mit der Wand des Kegelstumpfes verbundener zylindrischer Überlaufring (25) angeordnet ist, welcher umlaufend an seinem oberen Umfang mit nach unten sich verjüngenden Ausschnitten profiliert ist, und das die Abzugseinrichtung für das Material geringerer Dichte (13) im oberen Segment (2) und außerhalb des zylindrischen Überlaufringes (25) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung zum Trennen von in Flüssigkeit aufgeschwemmtem Verbundmaterial nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugseinrichtung (32) für das Material höherer Dichte als ein von der Abzugsöffnung schräg aufwärts fördemder und aus einer in einem Rohr um ihre Längsachse rotierenden Schnecke bestehender Schneckenförderer ausgebildet ist, wobei die Achse der Schnecke parallel zur und exzentrisch unterhalb der Rohrachse verläuft.
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