Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Trennen einer Materialmischung aus
Materialien mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 41 40 584 A1
bekannt. Bei dieser Vorrichtung ist im Übergangsbereich
zwischen der Zuführeinrichtung und der Trennvorrichtung
eine Luftblaseinrichtung vorgesehen. Mit Hilfe des
Luftstroms werden einerseits die relativ leichteren
Mischungsbestandteile zu einer sogenannten Sichteinrichtung
hingeblasen, während die schwereren Mischungsbestandteile
vor der Sichteinrichtung am Luftstrom vorbei
auf ein Förderband fallen.
Die mit der bekannten Sichteinrichtung getrennten Materialien
werden somit für einen eventuell anschließenden
Recyclingprozeß in dem Zustand gewonnen, in dem sie von
der Zuführeinrichtung zugefördert werden. Bei vielen
Recyclingprozessen, und dies gilt insbesondere in Verbindung
mit der Gewinnung beziehungsweise Wiederaufbereitung
von Bauschutt, d.h. gebrochenen Baurestmassen,
ergibt sich dann ein Problem, wenn die getrennten
Mischungsbestandteile mit Materialien befrachtet
sind, die einer bautechnischen Zulassung des Recyclats
entgegenstehen. Dabei handelt es sich insbesondere um
organisch und nicht witterungsbeständige Anbackungen
beziehungsweise Anlagerungen; darüberhinaus haftet an
den schwereren und größeren Mischungsbestandteilen
unter Umständen auch Sand und Staub an, so daß sich bei
der Wiederverwertung Verfälschungen in der Rezeptur ergeben
können.
Zwar ist bereits prinzipiell auch die Naßaufbereitung
von Bauschutt bekannt; jedoch weisen die bekannten Anlagen
und Einrichtungen im Hinblick auf den Wasserverbrauch,
die spezifische Durchsatzleistung und ihr Betriebsverhalten
im allgemeinen keineswegs optimale
Eigenschaften auf:
Bekannt ist beispielsweise ein HYDROBANDSCHEIDER,
bei dem die unterschiedliche Reibkraft der Stoffe
in Filmströmungen zur Sortierung ausgenutzt wird.
Ferner ist ein SCHNECKENAUFSTROMSORTIERER bekannt,
bei dem die Sortierung beziehungsweise Trennung
nach der Endfallgeschwindigkeit der Mischungsbestandteile
in einem aufsteigenden Wasserstrom erfolgt. Bei diesen bekannten Einrichtungen ist einerseits
die Trennschärfe der Mischungsbestandteile ungenügend
und andererseits ist der Verbrauch an Prozeßwasser
relativ hoch und insbesondere unkontrolliert.
Die grundsätzliche Aufgabenstellung für einen sogenannten
Naßsichter ist darin zu sehen, daß die verunreinigten
Materialmischungen, wie zum Beispiel Bauschutt
und Baumischabfälle, so gereinigt werden, daß
die gesichteten Materialien dem Naturprodukt letztlich
gleichzusetzen sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe
besteht darin, eine Trenn- beziehungsweise Sortiereinrichtung
der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei
der gleichzeitig mit einem dichteabhängigen Trennvorgang
ein Waschvorgang durchgeführt wird, so daß die
schwereren Mischungsbestandteile sauber gereinigt abgefördert
werden können und wobei der Wasserverbrauch und
die Durchsatzleistung den ökologisch-ökonomischen Anforderungen
entsprechen.
Diese Aufgabe wird im Prinzip durch die Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit anderen als im Patentanspruch 1 gebrauchten Worten
besteht der Kern der vorliegenden Erfindung darin, daß
eine Trennvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend
weiter gebildet wird, daß der Luftstrom zum
Trennen der Mischungsbestandteile durch einen Flüssigkeitsstrom,
insbesondere einen Wasserstrahl, ersetzt
wird, der die schwereren Mischungsbestandteile beim
Durchfallen wäscht und der die leichteren Mischungsbestandteile
wegspült und in die Fraktionen wiederverwendbarer
Sand und zu deponierende Leicht- / Abfallstoffe
trennt. Ein besonderer Vorteil im Hinblick auf
die Verwendung von Wasser als Trennmedium ist noch
darin zu sehen, daß ein größeres Kornspektrum aufbereitet
werden kann.
Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung besteht dabei aus
einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Rohrelemente,
die insbesondere ausgangsseitig rechteckig verformt
sind, so daß eine optimale Strömungsqualität beziehungsweise
eine optimaler Strömungsquerschnitt über die
Breite der nebeneinander angeordneten und somit als
Breitschlitzdüse wirkenden Rohrelemente entsteht.
Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung ist dabei winkelmäßig,
gegebenenfalls auch höhenmäßig einstellbar, so
daß sie den aktuellen Mischungen anpassbar ist. Grundsätzlich
wird der Flüssigkeitsstrom über ein Wehr gelenkt,
das gleichermaßen winkel- und höhenmäßig verstellbar
sowie seitlich verschiebbar ausgebildet ist.
Um optimale Arbeitsbedingungen für die Flüssigkeitseinströmvorrichtung
zu erhalten, ist eine Druck- und
Mengenregelung vorgesehen; um auch bereits im Zulauf
der Flüssigkeitseinströmvorrichtung optimale Bedingungen
zu schaffen, sind die Rohrelemente an einen
Verteilerbehälter angeschlossen, dem wiederum ein Ausgleichsbehälter
vorgeschaltet ist.
Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche, wobei
insoweit anzumerken ist, daß der Wasserverbrauch aufgrund
des in sich geschlossenen Gesamtsystems minimiert
ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
näher erläutert. Diese zeigt in
- Fig. 1A/B/C
- eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung
zum Trennen einer Materialmischung in
Vorderansicht (Fig. 1A), Seitenansicht
(Fig.1B) und Aufsicht (Fig. 1C);
- Fig. 2
- eine Flüssigkeitseinströmvorrichtung gemäß
der in Anlage nach Fig. 1 gezeigten Art und
zwar in Seitensicht (entsprechend Vorderansicht
Fig. 1A) und in Aufsicht (entsprechend
Aufsicht Fig. 1C), sowie in Detaildarstellung
gemäß der Schnitt- / Ansichtslinie
A-A.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Trennen
einer Materialmischung wird im folgenden in Verbindung
mit ihrer Arbeitsweise beziehungsweise bestimmungsgemäßen
Funktion erläutert.
Eine zu trennende beziehungsweise nach Schwer- und
Leichtstoffen zu separierende Materialmischung wird mit
Hilfe eines Förderbands 1 oder dergleichen zugeführt.
Vom Förderband 1 wird diese (zum Teil noch ungleichmäßig
verteilte) Materialmischung einer Förder- beziehungsweise
Schwingrinne 2 zugeführt, wo die Materialmischung
vergleichmäßigt wird. Von der Schwingrinne 2
fällt dann die aufgelockerte und vergleichmäßigte
Materialmischung in Richtung zu einer Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 (Pfeil m) wobei ein Schutzblech
oder gegebenenfalls eine Rutsche 3 vorgesehen ist, die
das Material in gewisser Beziehungs zwangsführt.
Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 besteht aus einer
Mehrzahl (zwecks Bildung einer Art Breitschlitzdüse)
nebeneinander angeordneter, fest miteinander verbundener
Rohrelemente 5, die vorzugsweise ausgangsseitig
rechteckig insbesondere qaudratisch verformt sind und
so ein geschlossenes homogenes Strömungsprofil gewährleisten.
Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 beziehungsweise
die Rohrelemente 5 sind relativ zum Schutzblech
beziehungsweise zur Rutsche 3 so ausgerichtet,
daß eine schräg gegen den Materialstrom gerichtete
Flüssigkeitsströmung entsteht (vergleiche Pfeil X). Der
Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 beziehungsweise der
Flüssigkeitsströmung ist ein insbesondere höhen-, winkel- und seitenverschiebbares Wehr 6 mit einer Überlaufschwelle
7 zu- beziehungsweise nachgeordnet, über
das hinweg die zuströmende Flüssigkeit fließt.
Funktional betrachtet geschieht dabei folgendes: Die
von der Schwingrinne 2 abfallende Materialmischung
fällt gegen die Flüssigkeitsströmung und wird in
schwere und leichte Mischungsbestandteile separiert,
d.h. die schwereren Bestandteile fallen durch die
Flüssigkeitsströmung hindurch und die leichteren Bestandteile
werden mit der Flüssigkeitsströmung über das
Wehr 6 und die Überlaufschwelle 7 hinweg abgeschwemmt.
Damit wird einerseits erreicht, daß die schwereren
(wieder zu verwertenden) Teile gewaschen werden und es
wird andererseits erreicht, daß die leichteren und die
abgewaschenen Mischungsbestandteile beziehungsweise
-partikel getrennt abgefördert werden (können).
Bezugnehmend auf die in Fig. 1 dargestellte Anlage und
die vorstehende Funktionsbeschreibung ist diese Anlage
konstruktiv wie folgt ausgebildet:
Unterhalb der Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 ist
eine Fördereinrichtung, insbesondere ein Bandförderer
8, angeordnet, der die durch die Flüssigkeitsströmung
fallenden (vergleiche Pfeil Y) gewaschenen
schwereren Mischungsbestandteile aufnimmt
und (vergleiche Fig. 1B / 1C) zu einem Haufenlager
9 transportiert. Dieser Bandförderer 8 zur Abführung
des Produkts ist insbesondere als schräg angeordnetes,
langsam laufendes Förderband realisiert,
von dem das Fertigprodukt endseitig auf das Haufenlager
9 abfällt. Der Bandförderer 8 ist selbstverständlich
insoweit hermetisch, beispielsweise durch
eine - nicht explizit dargestellte - Wand, seitlich
nach außen abgeschottet, als die zufließende
Flüssigkeit aufgefangen werden muß. Seitlich an die Überlaufschwelle 7 des Wehrs 6,
d.h. in Fließrichtung der Flüssigkeit betrachtet,
schließt eine Entwässerungssiebmaschine 10 an, über
die die Flüssigkeitsströmung X mit den leichteren
Mischungsbestandteilen als Fracht hinwegfließt
(vergleiche Pfeil Z). Die Entwässerungsmaschine 10
besteht im Prinzip aus einem Siebgeflecht, durch
welches die Flüssigkeit zusammen mit den kleinkörnigen
Mischungsbestandteilen, d.h. zum Beispiel
zusammen mit dem Sandanteil der Baustoffmischung
hindurch austritt. Die Mischungsbestandteile die
zwar aufgrund ihrer geringeren Dichte mit der
Flüssigkeitsströmung mitgeführt wurden, aber nicht
durch das Sieb der Entwässerungsmaschine 10 passen
beziehungsweise fallen, werden seitlich abgefördert
und fallen letztlich als zu deponierender Abfall
(Müll) in ein Sammelbehältnis, beispielsweise einen
Container 11.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Trennen von
Materialmischungen erfüllt die der vorliegenden Erfindung
zugrunde liegende Aufgabe insoweit, als die aufzubereitende
Materialmischung in relativ schwere und
relativ leichte Mischungsbestandteile separiert wird
und dabei das relativ schwere, wiederzuverwertende
Recyclat gewaschen ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
auch den mit der Flüssigkeitsströmung X ausgetragenen
Sand so aufzubereiten, daß er - wie ein Naturprodukt -
wieder zu verwenden ist. Zu diesem Zweck ist der Entwässerungssiebmaschine
10 eine an sich bekannte Sandrückgewinnungseinrichtung
12 nachgeordnet, der das
Sand- / Flüssigkeitsgemisch über eine Zuleitung 13 zugeführt
wird. In dieser Sandrückgewinnungseinrichtung
12 wird das zugeführte Gemisch in einem mehrstufigen
Wasch- / Trennvorgang behandelt, so daß schließlich
wieder verwertbarer Sand, beispielsweise über eine
Förderschnecke 14, abgezogen werden kann. Der Sandrückgewinnungseinrichtung
12 ist darüberhinaus ebenfalls
ein Sammelbehältnis 15 für die ausgesonderten, nicht
brauchbaren Anteile, wie zum Beispiel Schlamm oder
dergleichen, zugeordnet.
Im Hinblick auf die eingangs angesprochene Problematik
mit dem Wasserverbrauch ist mit Bezugnahme auf die Darstellung
nach Fig. 1 folgendes anzumerken: Der gesamte
Flüssigkeitskreislauf ist in sich geschlossen und geht
von einem zentralen Tank 16 aus. Von diesem Tank 16
wird die Prozeßflüssigkeit 17 zur Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 gepumpt (vergleiche Pumpe 18). Die aus
den Rohrelementen 5 austretende und der Wanne für den
Bandförderer 8, der Entwässerungssiebmaschine 10 und
der Sandrückgewinnungseinrichtung 12 zufließende
Flüssigkeit wird über ein integriertes Rohrleitungssystem
in den Tank 16 zurückgeleitet. Im Hinblick
darauf, daß jedoch an den recycelten Mischungsbestandteilen
Flüssigkeit gebunden bleibt, die für die Gesamtmenge
Prozeßflüssigkeit verlorengeht, ist dem Tank 16
eine - nicht dargestellte - Flüssigkeitsmengen-Regeleinheit
zugeordnet, über die die Flüssigkeits-Mindermenge
ausgeglichen wird. Die Pumpe 18 selbst ist dabei
vorzugsweise in Abhängigkeit von der Menge und der Geschwindigkeit
der Prozeßflüssigkeit regelbar.
Zur Verarbeitung unterschiedlicher Materialmischungen
und damit zur Optimierung der Arbeitsparameter an diese
unterschiedlichen Materialmischungen ist vorgesehen,
die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4, sowie das Wehr 6
verstellbar zu integrieren und zwar insoweit, als der
Strömungswinkel der Flüssigkeitsströmung und die Neigung
des Wehrs 6 variabel sind. Grundsätzlich ist es
auch denkbar, die Austrittsfläche der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4, sowie die Position des Wehrs 6 bezüglich
der vertikalen Positionierung einstellbar zu
gestalten; das Wehr 6 ist auch seitlich verschiebbar.
Angesichts dessen, daß die Trennschärfe für die separierten
Mischungsbestandteile unmittelbar von der Austrittsgeschwindigkeit
der Flüssigkeit an der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 abhängt, ist - wie bereits
erwähnt - vorgesehen, die Pumpe 18 druck- und
mengenregelbar zu konzipieren.
Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 wird im Detail
anhand von Fig. 2 erläutert. Sie besteht - wie bereits
erwähnt - aus einer Mehrzahl (hier vier) von parallel
nebeneinander angeordneten, relativ zueinander fixierten
Rohrelementen 5. Diese Rohrelemente 5 werden über
einen gemeinsamen Verteilerbehälter 20 mit Flüssigkeit
versorgt, der seinerseits über die Rohrleitung 17 beziehungsweise
die Pumpe 18 mit Flüssigkeit versorgt
wird. Zur Homogenisierung der Strömungsverhältnisse und
zur Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse ist dem
Verteilerbehälter 20 ein Ausgleichsbehälter 21 vorgeordnet
(vergleiche hierzu Detaildarstellung A-A). Die
Rohrelemente 5 weisen je für sich einen Durchflußmesser
22 und ein Manometer 23 mit einer Regelklappe 24 auf,
so daß das Flüssigkeitsprofil am Ausgang der Rohrelemente
5 (im Übergangsbereich zwischen der Zuführeinrichtung
in Form der Rutsche 3 und der Trennvorrichtung)
optimal eingestellt werden kann. Der aus den
Rohrelementen 5 bestehende beziehungsweise vorgefertigte
Bausatz wird im Aufbaugestell für die erfindungsgemäße
Trennvorrichtung ortsfest montiert, wobei im Verlauf
der Rohrelemente 5, und zwar am Übergang von der
horizontalen Ausrichtung zur aufwärts gerichteten Ausrichtung,
jedoch eine Schlauchstück 25 eingeführt ist,
um die Flüssigkeitsaustrittsfläche der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 den aktuellen Arbeitsbedingungen
entsprechend optimal einstellen zu können.
Im Hinblick auf diese Flüssigkeitsaustrittsfläche sei
noch angemerkt, daß die Rohrelemente 5 ausgangsseitig
so rechteckig verformt sind, daß über die bündig nebeneinander
angeordneten Rechteckquerschnitte eine breitschlitzförmige
Flüssigkeitsaustrittsfläche entsteht,
womit ein wirklich homogenes Flüssigkeitsströmungsprofil
erreicht wird.
Aus der Darstellung nach Fig. 2 ist insbesondere auch
zu ersehen, wie das zu trennende Material der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 zugeführt und hier separiert
wird, wobei die leichteren Bestandteile (Pfeil Z) über
das Wehr 6 geschwemmt werden, während die schwereren
Bestandteile (Pfeil Y) durch die Flüssigkeitsströmung
(Pfeil X) fallen.
Abschließend sei noch angemerkt, daß als Prozeßbeziehungsweise
Trennflüssigkeit vorzugsweise Wasser
verwendet wird.