EP1146965A1 - Vorrichtung zum behandeln von verbundelementen - Google Patents

Vorrichtung zum behandeln von verbundelementen

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EP1146965A1
EP1146965A1 EP00902596A EP00902596A EP1146965A1 EP 1146965 A1 EP1146965 A1 EP 1146965A1 EP 00902596 A EP00902596 A EP 00902596A EP 00902596 A EP00902596 A EP 00902596A EP 1146965 A1 EP1146965 A1 EP 1146965A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing
section
cross
interior
shaft
Prior art date
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EP00902596A
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English (en)
French (fr)
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EP1146965B1 (de
Inventor
Robert Weber
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Result AG
Original Assignee
Result AG
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Publication date
Application filed by Result AG filed Critical Result AG
Publication of EP1146965A1 publication Critical patent/EP1146965A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1146965B1 publication Critical patent/EP1146965B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/286—Feeding or discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C13/18—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with beaters rigidly connected to the rotor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
    • B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
    • B02C23/16—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with separator defining termination of crushing or disintegrating zone, e.g. screen denying egress of oversize material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C2013/145—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with fast rotating vanes generating vortexes effecting material on material impact

Definitions

  • the invention relates to a device for treating composite elements made of solid organic and / or inorganic composite materials such as composite metal / metal, plastic / plastic, metal / plastic or mineral composite with metals and / or plastics, with a flow path between a supply channel and a tubular Discharge in a housing for a transport fluid carrying solid particles produced from the connection element (s) by disintegration.
  • a preferred embodiment of the device is to be provided with a family of moving acceleration tools as a rotor, relative to a stator about a shaft rotating them on plates arranged one above the other - spaced apart from one another on a design circle - which each have a tear-off edge in the direction of flow Generate a vortex from the transport fluid and its solids load, the plates determining a plurality of superimposed acceleration planes within a cylindrical wall of the housing as a stator; the housing, with the plates carrying the acceleration tools, delimits the flow path designed in the manner of an annular space.
  • Composite elements of the type mentioned are, for example, tinned copper conductor tracks of circuits, fiber-reinforced plastics or copper-plated aluminum wires in coextruded or laminated form.
  • metal-metal composites - for example in the case of coaxial cables - consist primarily of a metal carrier, for example an aluminum wire, with a galvanically or thermally applied copper layer, plastic-plastic composites in the application packaging film for food from a plastic carrier formed by polyamides (PA) with laminated, laminated or co-extruded polyethylene (PE).
  • PA polyamides
  • PE polyethylene
  • Glass fiber epoxy plate as a carrier with copper coating as the base material for printed circuits.
  • Metal-plastic composites include a support made of aluminum sheet with a glued-on protective film made of polypropylene (PP) for facade panels and weather protection cladding.
  • the composite elements that have to be disposed of in an orderly manner also include residues from the packaging area; It is precisely there that co-extruded and laminated products have so far been irreplaceable, because the materials in combination have excellent packaging properties.
  • the composite element is disintegrated by means of the grain or particle size, which is smaller than the respective layer thickness of the components.
  • This digestion is generally carried out by means of at least one-stage micronization in appropriate mills, such as hammer, impact or countercurrent mills, if necessary with the support of nitrogen for inerting and deep-freezing.
  • DE-A-195 09 808 by the applicant describes a method by means of which solid particles are produced from the composite elements mentioned and these are fed to a transport fluid - such as air - at least one of which relative to the flow of the mixture of solid particles and transport fluid Current-crossing flow obstacle is moved as a trailing edge to form accelerating tail vortices opening up the mixture. There is a sudden increase both in the transition to this rear swirl the acceleration of the solid particles as well as their friction - which unlocks them - against each other.
  • the mixture of transport fluid and solid particles is fed to the separation or disintegration process at the tear-off edges with an acceleration of 20 to 25 m / sec ⁇ after the composite elements to be treated have been roughly crushed or compressed before the separation or disintegration process.
  • the composites are pre-comminuted to form particles that are above the grain size of fine comminutions and then fed to the separation or disintegration zone, thus accelerated in the air stream.
  • the individual substances in the composite are released, the physically different metallic layers as well as the plastic layers separate from each other. This detachment takes place along the phase boundaries.
  • a comminution mill with a rotor having multiple turntables and this extensive cylindrical housing has become known, in which the conveyed material is guided by a screw to the lower end of the rotor and then by the air flow of the rotor. above a sieve plate and below the rotor bearing - spanning fan is detected.
  • the upward-moving regrind is comminuted by so-called plaques de broyage, that is to say by grinding or crushing plates which protrude radially from rotating rotor plates and are arranged close to the housing wall.
  • the grinding or crushing plates interacting with the housing wall are each equipped with an elliptical frame at their ends; these frames run on a construction circle on the inside of the housing and are intended to help increase the grinding and crushing effect.
  • turbulence should also be involved in this shredding process.
  • a bypass is attached to the housing of this shredding mill below the fan, which re-feeds coarse particles to the lower inlet.
  • DE-A-42 00 827 also describes such a grinding mill, the first outlet opening of which is followed by two cyclones connected in series as separators. The regrind accumulated in the first cyclone is brought together with the regrind of the second cyclone via a screw, and both components are removed by a rotary valve.
  • a plant according to DE-A-42 13 274 contains, as one of the units, the comminution mill of FR-A-1 562 613 and describes a special design of grinding plates attached to the stator and a radial discharge channel near the grinding plates. In the discharge channel, a triangular baffle bar for the regrind is arranged in plan view.
  • the inventor has set himself the goal of developing a device of the type mentioned at the beginning with which it is possible to separate composite elements into fractions, in particular for the recovery of valuable materials; the composite materials should be able to be brought back into the economic cycle without polluting the environment.
  • the device should be easy to adapt to the process conditions.
  • the cross-section of the tubular discharge is assigned, on the one hand, a conveying element with plate-like surface elements which are movable in cross-section and run in the flow direction, and, on the other hand, a grid or sieve element which at least partially spans the cross-section.
  • the surface organs are advantageously radially of a rotatably loaded in the flow direction erten wave protruding, aligned with two of their edges parallel to the shaft longitudinal axis, which are adapted to the longitudinal section of the interior of a tubular housing and are paddle-like rotatable in this interior.
  • the disc-shaped housing is between two - preferably coaxial with - ex-sections of the discharge so in this inserted "that the plates of the shaft which lie in the upper housing portion openings of the tube sections traversed as low it has been found to have the.
  • - Provide shaft mounted in the end walls of the housing outside the housing interior in order to be able to adapt the plate size to the longitudinal section of this housing interior following the diametrals.
  • the solid particles passing through the pipe cross section in the flow direction through the transport fluid reach a sieve element in front of the opposite mouth of the pipe section continuing the discharge path;
  • the flat sieve element is assigned to the edges of the plates pointing in the direction of flow, preferably spanned and fixed on them, and retains the larger particles in the interior of the housing in accordance with its mesh size.
  • two plates projecting adjacent to the shaft with the sieve element or grating extending transversely to one end form a movable receiving space for the solid particles retained by the sieve element. These are transported through the rotating plates around the shaft to an outlet opening, which is located in the cylindrical wall of the housing, preferably at the deepest part of the interior below the mouths of the sections of the discharge tube.
  • Fig. 2 the top view of Fig. 1;
  • FIG. 3 shows a front view of a device, enlarged in section compared to FIG. 1;
  • FIG. 4 an illustration corresponding approximately to FIG. 3 of another embodiment of the device
  • FIG. 7 a front view of the treatment device according to arrow VII in FIG. 6.
  • Composite elements made of solid organic and / or inorganic composite materials - such as composites made of metal / metal, plastic / plastic, metal / plastic or mineral composites with metals and / or plastics - are crushed to a grain size of about 5 to 50 mm and then in a separating or unlocking device 10 selectively unlocked by an acceleration process.
  • the unlocking device 10 has, above a cuboid base frame 12, a rotor 14 with a vertically arranged rotor shaft 16 engaging in the base frame 12 and a base attachment 18 with adjustable supports 19 for a drive unit 20; the lower end 15 of the rotor shaft 16 carries a V-groove sleeve 22 which is connected to a drive shaft 21 of the drive unit 20 by means of several narrow V-belts indicated at 23.
  • the distance a between the rotor axis A and the drive axis B is variably adjustable by moving the drive unit.
  • a cylindrical wall 24 of a housing 25 Surrounding the rotor 14, for example the outside diameter d of 1200 mm, above the base frame 12 is a cylindrical wall 24 of a housing 25, the housing interior 26 of which is closed at the top by means of an exchangeable housing cover 27; on the inside it carries a central shoulder 28 of diameter b of approximately 600 mm.
  • the disc-like bottom 28 a of this approach 28 runs near the upper end 17 of the rotor 16 and offers a receptacle 29 for this in FIG. 1.
  • a feed channel 34 for the air-controlled flow of pre-comminuted composite elements is provided near the rotor shaft 16 which passes through the cover plate 30 with play.
  • the feed channel 34 is equipped with at least two openings 32.
  • a heavy material discharge 36 runs; Heavy suspended parts fall down from the air-controlled material flow and are removed from the cover plate 30 thanks to the heavy material discharge 36.
  • a discharge pipe 38 with a connecting flange 39 protrudes tangentially from the housing wall 24. Since the discharge tube 38 is fixed to the housing 25, that housing cover 27 can be raised without any problems — for example for replacing the rotor 14. Housing doors and control boxes or the like attached to the housing 25 are not shown. Extensions.
  • the rotor shaft 16 is mounted in the area of that cover plate 30 by means of an angular contact ball bearing 40 in a shaft tube 42, its lower end, which cannot be seen, rests in another ball bearing.
  • FIG. 3 a collar 44 of the free upper part of the rotor shaft 16 overlying the fixed bearing 40 can be seen.
  • This free rotor part defines the active rotor area with the acceleration plates 46 surrounding it.
  • the acceleration plates 46 each offer an acceleration plane and carry a plurality of radially projecting acceleration fins 48 as tools on their peripheral edge. Acceleration fins 48 adjacent to an acceleration plate 46 determine a center point angle of approximately 10 ° here.
  • the plate-like acceleration fins 48 are specially designed depending on the respective application.
  • the lowest of the acceleration plates 46 forms a structural unit with a distribution disk 50.
  • the lower assembly 46/50 mentioned is spanned by four - or more - further plate-like acceleration planes 46 which lie axially on the free part of the rotor shaft 16 by means of hub bushes 47.
  • the intermediate plate 52 of the top acceleration level On the intermediate plate 52 of the top acceleration level
  • stowage plate 54 forms a stowage plate 54 from two disks fixed to a central retaining bushing a stowage level.
  • the upper disk of the storage plate 54 has a smaller diameter than the lower disk.
  • Spacers 56 are located between the disks at a distance from the rotor axis A.
  • the retaining sleeve of the storage plate 54 is spanned by a shoulder cover 58 screwed to the rotor shaft 16 in the rotor axis A.
  • the cylindrical wall 24 of the housing 25 serving as a stator delimits the outside of the flow path for a mixture of solid particles and carrier fluid, for example air, introduced through the feed channel 34 near the rotor shaft 16; the other side of the flow path is delimited by the acceleration fins or plates 46 in the five floors indicated in FIG. 3.
  • the mixture of solid particles and transport air is fed on the distribution disk 50 to a narrow annular space in the area of the acceleration rafts 48 of the structural unit 46/50 between the housing wall 24 and the rotor 14 in such a way that it flows against the direction of rotation x of the rotor 14. This creates - in the direction of rotation x - a rear vortex behind each acceleration fin 48, which produces a tear-off edge.
  • the mixture flow is accelerated abruptly in this, the solid particles are rubbed against each other and thereby dissolved into their components.
  • the peripheral speeds of the tear-off edge, process temperature and air flow rate can be preselected and adjusted.
  • the mixture flow can expand briefly in order to then reach the downstream annular space.
  • the portions of the solid material articles which are guided upwards and thereby opened up are passed to the discharge pipe 38.
  • annular element 60 is inserted above the storage plate 54 into the housing wall 24, from which a radial tube 62 flanged on the outside extends.
  • a guide device 64 which projects approximately radially into the housing interior 26 and is sketched in FIG. 5, is inserted into this.
  • This guide insert 64 protrudes into the housing interior 26 with a cantilever head 68, which offers a vane surface 66 curved in plan view against the flow direction y.
  • the free radial collar length e of this guide or steering insert 64 is adjustable; the latter is provided with a strip-like stop section 69 here, which can be screwed laterally in the radial tube 62 in different insertion lengths t.
  • This cantilever length e is selected such that the end edge 67 of the blade surface 66, which is parallel to the rotor axis A, on the cantilever head 68, which is approximately triangular in plan view, in the border area between the outer movement path of coarse particles which can be seen in FIG. 5 Q on the one hand and the inward trajectory of fine particles Q__ on the other; the coarse particles Q are skimmed off from the guide insert 64 and discharged through the radial tube 62 serving as particle discharge.
  • the digester I0 a of Fig 4 has several - at least two - of the ring elements 60 described above to each other; With these the different types of particles Q, Q__ are discharged separately.
  • the composite element given to the unlocking device 10, 10 a is released by releasing the different physical properties of the composite materials - in particular the density, elongation at break, restoring force, thermal expansion and heat transfer as well as the elasticity and the with associated molecular structural differences - selectively disrupted, and the adhesions of the composite materials are removed from one another.
  • the composite element is broken down into different structures, the individual components also behaving differently in terms of dimension and geometry due to their different physical characteristics.
  • the composite elements can be compressed before digestion. It has been shown that with this selective digestion, the components made of polyethylene remain essentially unchanged, while metallic components, for example made of aluminum - which previously existed in a flat form - are deformed into onion-like structures.
  • Plastic composites for example polystyrene / polyethylene, open up into different structures without any significant deformation, with discernible differences in particle sizes; these are considerably larger than the aluminum onion structures mentioned.
  • the selective digestion removes the individual layers of the composite element without reducing the layer thickness of the components.
  • a separating or catching device 70 is installed in a discharge pipe 38 a , with which - indicated at Q.
  • a tubular housing 72 of the inner diameter n is inserted between two pipe sections of the discharge pipe 38 a of an inner diameter i provided with flanges 39; the latter is longer than twice the inner diameter i of the discharge tube 38 a .
  • the shaft 74 is connected via an endless belt 80 to a drive 82, which is located on a side base 79, and can be rotated by it in such a way that the plates 76 in which fill the longitudinal section of the interior 84 of the housing move the latter evenly.
  • a grid or sieve 86 is spanned at the rear edges 77 of the plates 76 in the flow direction y, which separates those coarse particles Q from the particles Q__ of smaller grain sizes; the retained coarse particles Q are carried within the housing 72 and fed to a discharge opening 88 located in its base region, which is delimited laterally by angle profiles 90 in FIG. 7.

Landscapes

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Description

BESCHREIBUNG
Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen, mit einem Strömungsweg zwischen einem Zufuhrkanal sowie einem rohrartigen Austrag in einem Gehäuse für ein aus dem/den Verbun- delement/en durch Aufschließen hergestellte Feststoffpartikel tragendes Transportfluid. Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung soll mit einer Schar von relativ zu einem Stator um eine sie drehende Welle an übereinander angeordneten Tellern-- in Abstand zueinander auf einem Konstruktionskreis festgelegten -- bewegten Beschleunigungswerkzeugen als Rotor versehen sein, die jeweils in Strö- mungsrichtung eine Abrisskante zum Erzeugen eines Wirbels aus dem Transportfluid und seiner Feststofffrächt bilden, wobei die Teller mehrere übereinanderliegende Beschleunigungsebenen innerhalb einer zylindrischen Wandung des Gehäuses als Stator bestimmen; das Gehäuse begrenzt mit die Beschleunigungswerkzeuge tragenden Tellern jenen in der Art eines Ringraumes gestalteten Strömungsweg.
Verbundelemente der genannten Art sind beispielsweise verzinnte Kupferleiterbahnen von Schaltungen, faserverstärkte Kunststoffe oder verkupferte Aluminiumdrähte in koextru- dierter oder laminierter Form. So bestehen Metall-Metall- Verbunde -- etwa bei Koaxialkabeln -- vornehmlich aus einem Metallträger, beispielsweise einem Aluminiumdraht, mit einer galvanisch oder thermisch aufgetragenen Kupferschicht, Kunststoff-Kunststoff-Verbunde beim Anwendungsfall Verpackungsfolie für Lebensmittel aus einem von Polyamiden (PA) gebildeten Kunststoffträger mit aufkaschiertem, laminiertem oder koextrudiertem Polyethylen (PE) . Auch Kunst- Glasfaserepoxidplatte als Träger mit Kupferauftrag als Basismaterial für gedruckte Schaltungen. Metall-Kunststoffverbunde umfassen u.a. einen Träger aus Aluminiumblech mit einer aufgeklebten Schutzfolie aus Polypropylen (PP) für Fassadenplatten und Wetterschutzverkleidungen.
Probleme bilden diese Verbundelemente vor allem bei der Entsorgung, da bislang ein Trennen der sich im Verbund befindlichen Stoffe nicht stattfindet. Diese Verbundelemente werden heute fast ausschließlich -- in umweltunverträglicher Weise -- verbrannt oder deponiert und so dem Wirtschaftskreislauf entzogen.
Zu den Verbundelementen, welche geordnet entsorgt werden müssen, gehören vor allem auch Rückstände aus dem Verpackungsbereich; gerade dort sind koextrudierte und laminierte Produkte bislang unersetzlich, da die im Verbund befindlichen Werkstoffe in Kombination hervorragende Verpackungseigenschaften besitzen.
Bei konventioneller Aufbereitung erfolgt der Aufschluß des Verbundelementes über die Korn- bzw. Partikelgröße, die kleiner als die jeweilige Schichtdicke der Komponenten ist. Dieser Aufschluß wird in der Regel über eine zumindest ein- stufige Feinstzerkleinerung in entsprechenden Mühlen etwa Hammer-, Prall- oder Gegenstrom-Mühlen -- durchgeführt, gegebenenfalls mit Unterstützung von Stickstoff zur Inertisierung und Tiefkühlung.
Die DE-A- 195 09 808 der Anmelderin beschreibt ein Verfahren, mittels dessen aus den erwähnten Verbundelementen Feststoffpartikel erzeugt und diese einem Transportfluid -- wie Luft -- zugeführt werden, wobei relativ zum Strom des Gemisches aus Feststoffpartikeln und Transportfluid wenig- stens ein diesen Strom querendes Strömungshindernis als Abrisskante zur Bildung von das Gemisch beschleunigend aufschließenden Heckwirbeln bewegt wird. Beim Übergang in diese Heckwirbel erfolgt sowohl eine plötzliche Erhöhung der Beschleunigung der Feststoffpartikel als auch deren -- sie aufschließende -- Reibung aneinander. Das Gemisch aus Transportfluid und Feststoffpartikeln wird dem Trenn- oder Aufschließvorgang an den Abrißkanten mit einer Beschleuni- gung von 20 bis 25 m/sec^ zugeführt, nachdem die zu behandelnden Verbundelemente grob zerkleinert oder aber vor dem Trenn- oder Aufschließvorgang verdichtet worden sind. Nach der DE-A-195 09 808 werden die Verbundstoffe zu Partikeln vorzerkleinert, die oberhalb der Korngröße von Feinzer- kleinerungen liegen, und dann der Trenn- oder Aufschließzone zugeführt, somit im Luftstrom beschleunigt. Die einzelnen im Verbund befindlichen Stoffe werden freigesetzt, die physikalisch unterschiedlichen metallischen Schichten wie auch die Kunststoffschichten lösen sich voneinander ab. Dieser Ablösevorgang erfolgt entlang der Phasengrenzen.
Durch die FR-A-1 562 613 ist eine Zerkleinerungsmühle mit - - mehrere Drehscheiben aufweisendem -- Rotor und diesen umfangendem zylindrischem Gehäuse bekannt geworden, bei der zu mahlendes Fördergut durch eine Schraube zum unteren Rotorende geführt und dann vom Luftstrom eines den Rotor -- oberhalb eines Siebbodens und unterhalb des Rotorlagers -- überspannenden Ventilators erfaßt wird. Das aufwärts wandernde Mahlgut wird von sog. plaques de broyage zerklei- nert, also von Mahl- oder Quetschplatten, die radial von drehenden Rotorplatten abragen und nahe der Gehäusewandung angeordnet sind. Die mit der Gehäusewandung zusammenwirkenden Mahl- oder Quetschplatten sind jeweils an ihrem Ende mit einem elliptischen Rahmen ausgestattet; diese Rahmen verlaufen auf einem Konstruktionskreis an der Gehäuseinnenseite und sollen die Mahl- und Zerkleinerungswirkung erhöhen helfen. Im übrigen sollen an diesem Zerkleinerungsvorgang nach Ansicht des Autors jener FR-A-1 562 613 zusätzlich auch Turbulenzen beteiligt sein. An dem Gehäuse dieser Zerkleinerungsmühle setzt unterhalb des Ventilators ein Bypass an, der abgesiebte Grobteile erneut dem unteren Zulauf zuträgt. Auch die DE-A-42 00 827 beschreibt eine solche Zerkleinerungsmühle, deren firstwärtige Auslaßöffnung zwei hinter- einandergeschaltete Zyklone als Abscheider nachgeordnet sind. Das im ersten Zyklon angefallene Mahlgut wird über eine Schnecke mit dem Mahlgut des zweiten Zyklons zusammengeführt, und beide Komponenten werden durch eine Zellenrad- schleuse entfernt.
Eine Anlage nach DE-A-42 13 274 enthält als eines der Aggregate die Zerkleinerungsmühle der FR-A-1 562 613 und beschreibt eine besondere Ausbildung am Stator angebrachter Mahlplatten sowie einen radialen Austragskanal nahe den Mahlplatten. Im Austragskanal ist eine in Draufsicht drei- ecksförmige Pralleiste für das Mahlgut angeordnet.
In Kenntnis dieses Standes der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, mit welcher eine günstige Trennung von Verbundelementen in Fraktionen, vor allem zur Rückge- winnung von Wertstoffen, zu erfolgen vermag; die Verbundwerkstoffe sollen -- ohne die Umwelt zu belasten -- in die Wirtschaftskreisläufe zurückgebracht werden können. Zudem soll eine gute Anpassbarkeit der Vorrichtung an die Verfahrensverhältnisse erreicht werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Ansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
Erfindungsgemäß sind dem Querschnitt αes rohrartigen Austrags zum einen ein Förderelement mit im Querschnitt bewegbaren, in Strömungsrichtung verlaufenden plattenartigen Flächenorganen sowie zum anderen ein den Querschnitt zumindest teilweise durchspannendes Gitter- oder Siebelement zugeordnet. Die Flächenorgane sind vorteilhafterweise radial von einer in Strömungsrichtung verlaufenden, drehbar gela- gerten Welle abragende, mit zwei ihrer Kanten parallel zur Wellenlängsachse ausgerichtete Platten, die dem Längsschnitt des Innenraumes eines rohrformigen Gehäuses angepasst und in diesem Innenraum paddelartig drehbar sind.
Dabei hat es sich als günstig erwiesen, den Durchmesser des Gehäuseinnenraumes länger als den doppelten Durchmesser des Austragsrohres zu wählen. Das scheibenartige Gehäuse wird zwischen zwei -- bevorzugt koaxial verlaufende -- Ab- schnitte des Austragsrohres so in dieses eingefügt," dass die Platten der Welle die im oberen Gehäusebereich liegenden Mündungen der Rohrabschnitte überfahren. Als günstig hat es sich dafür erwiesen, die -- in den Stirnwänden des Gehäuses gelagerte -- Welle außerhalb des Gehäuseinnenrau- mes vorzusehen, um die Plattengröße dem der Diametralen folgenden Längsschnitt dieses Gehäuseinnenraumes anpassen zu können.
Die durch das Transportfluid in Strömungsrichtung den Rohr- querschnitt durchwandernden Feststoffpartikel gelangen vor der gegenüberliegenden Mündung des den Austragsweg fortsetzenden Rohrabschnitts zu einem Siebelement; das flächige Siebelement ist im Rahmen der Erfindung den in Strömungsrichtung weisenden Kanten der Platten zugeordnet, bevorzugt an diesen aufgespannt sowie festgelegt und hält entsprechend seiner Maschenweite die größeren Partikel im Gehäuseinnenraum zurück.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung bilden zur Auf- nähme der Partikai zwei benachbart von der Welle abragende Platten mit dem einends quer zu ihnen verlaufenden Siebelement oder Gitternetz einen bewegbaren Aufnahmeraum für die vom Siebelement rückbehaltenen Feststoffpartikel. Diese werden durch die sich drehenden Platten um die Welle bis zu einer Austrittsöffnung transportiert, die sich in der zylindrischen Wand des Gehäuses befindet und zwar bevorzugt am Innenraumtiefsten unterhalb der Mündungen der Abschnitte des Austragsrohres . Insgesamt erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise eine Trennung von Feststoffpartikeln vom restlichen Förderstrom.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:
Fig. 1: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen mit Zu- und Ableitungen für diese;
Fig. 2: die Draufsicht auf Fig. 1;
Fig. 3: eine gegenüber Fig. 1 vergrößert geschnittene Frontansicht einer Vorrichtung;
Fig. 4: eine der Fig. 3 etwa entsprechende Darstellung einer anderen Ausgestaltung der Vorrichtung;
Fig. 5: den Querschnitt durch Fig. 3 nach deren Linie V - V, in welchem zentrale Einbauten -- der Übersichtlichkeit halber -- vernachlässigt sind;
Fig. 6: eine geschnittene Seitenansicht eines Teiles einer Ableitung der Vorrichtung mit einer inte- grierten Behandlungseinrichtung;
Fig. 7: eine Frontansicht der Behandlungseinrichtung gemäß Pfeil VII in Fig. 6.
Verbundelemente aus festen organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen -- wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen -- werden auf eine Korngröße von etwa 5 bis 50 mm zerkleinert sowie anschließend in einer Trenn- oder Aufschließvor- richtung 10 selektiv durch einen Beschleunigungsvorgang aufgeschlossen . Die AufSchließvorrichtung 10 weist oberhalb eines quader- förmigen Sockelgestell 12 einen Rotor 14 mit vertikal angeordneter, in das Sockelgestell 12 eingreifender Rotorwelle 16 auf sowie einen Sockelanbau 18 mit einstellbaren Auflagen 19 für eine Antriebseinheit 20; das untere Ende 15 der Rotorwelle 16 trägt eine Keilrillenhülse 22, die mittels mehrerer bei 23 angedeuteter Schmalkeilriemen an eine Antriebswelle 21 der Antriebseinheit 20 angeschlossen ist. Der Abstand a zwischen der Rotorachse A und der Antriebsachse B ist durch Verschieben der Antriebseinheit veränderlich einstellbar.
Den Rotor 14 des beispielsweisen Außendurchmessers d von 1200 mm umgibt oberhalb des Sockelgestells 12 eine zylindrische Wand 24 eines Gehäuses 25, dessen Gehäuseinnenraum 26 nach oben hin mittels eines austauschbaren Gehäusedeckels 27 geschlossen ist; dieser trägt innenseitig einen zentrischen Ansatz 28 des Durchmessers b von etwa 600 mm. Der scheibenartige Boden 28a dieses Ansatzes 28 verläuft nahe dem oberen Ende 17 des Rotors 16 und bietet für dieses in Fig. 1 eine Aufnahme 29 an.
In einer auch als Gehäuseboden dienenden Deckelplatte 30 des Sockelgestells 12 ist -- nahe der die Deckelplatte 30 mit Spiel durchsetzenden Rotorwelle 16 -- die Mündung 32 eines Zufuhrkanals 34 für den luftgesteuerten Strom vorzerkleinerter Verbundelemente vorgesehen. Bei einer nicht gezeigten Ausführung der Aufschließvorrichtung 10 ist der Zu- fuhrkanal 34 mit wenigstens zwei Mündungen 32 ausgestattet. Neben diesem Zufuhrkanal 34 verläuft ein Schwergutaustrag 36; schwere Schwebeteile fallen aus dem luftgeteuerten Gutstrom abwärts und werden dank des Schwergutaustrages 36 von der Deckelplatte 30 entfernt. Im Kopfbereich des Rotors 14 ragt tangential von der Gehäusewand 24 ein Austragsrohr 38 mit Anschlußflansch 39 ab. Da das Austragsrohr 38 am Gehäuse 25 festliegt, kann jener Gehäusedeckel 27 problemlos -- beispielsweise zum Austausch des Rotors 14 -- angehoben werden. Nicht dargestellt sind Gehäusetüren und am Gehäuse 25 angebrachte Steuerkästen od. dgl . Anbauten.
Die Rotorwelle 16 ist im Bereich jener Deckelplatte 30 mit- tels eines Schrägkugellagers 40 in einem Wellenrohr 42 gelagert, ihr nicht erkennbares unteres Ende ruht in einem weiteren Kugellager.
In Fig. 3 ist über dem Festlager 40 ein dieses überlagern- der Bund 44 des freien oberen Teiles der Rotorwelle 16 zu erkennen. Dieser freie Rotorteil definiert mit ihn umgebenden Beschleunigungstellern 46 den aktiven Rotorbereich.
Die Beschleunigungsteller 46 bieten jeweils eine Beschleu- nigungsebene an und tragen an ihrer Umfangskante eine Mehrzahl von radial abstehenden Beschleunigungsflossen 48 als Werkzeuge. An einem Beschleunigungsteller 46 benachbarte Beschleunigungsflossen 48 bestimmen miteinander einen Mittelpunktswinkel von hier etwa 10°. Die plattenartigen Be- schleunigungsflossen 48 sind in Abhängigkeit vom jeweiligen Einsatzzweck besonders ausgebildet. Der unterste der Beschleunigungsteller 46 bildet mit einer Verteilscheibe 50 eine Baueinheit .
Unter Zwischenschaltung jeweils eines Zwischenbleches 52 wird die erwähnte untere Baueinheit 46/50 von vier -- oder mehr -- weiteren tellerartigen Beschleunigungsebenen 46 überspannt, die mittels Nabenbüchsen 47 um den freien Teil der Rotorwelle 16 axial aufeinanderliegen. Auf dem Zwischenblech 52 der obersten Beschleunigungsebene
46 bildet ein Stauteller 54 aus zwei an einer zentrischen Haltebüchse festliegenden Scheiben eine Stauebene. Die Oberscheibe des Stautellers 54 ist von geringerem Durchmes- ser als die Unterscheibe. Zwischen den Scheiben stehen in Abstand von der Rotorachse A Distanzbolzen 56.
Die Haltebüchse des Stautellers 54 wird von einem mit der Rotorwelle 16 in der Rotorachse A verschraubten Ansatz- deckel 58 überspannt. Parallel zur Rotorachse A verlaufende Spannstäbe 59 durchsetzen sowohl den Ansatzdeckel 58 als auch Schubkanäle in den aufeinanderliegenden Nabenbüchsen
47 und sitzen endwärts in der Verteilscheibe 50.
Die zylindrische Wand 24 des als Stator dienenden Gehäuses 25 begrenzt die Außenseite des Strömungsweges für ein durch den Zufuhrkanal 34 nahe der Rotorwelle 16 eingeführtes Gemisch aus Feststoffpartikeln und Trägerfluid, beispielsweise Luft; die andere Seite des Strömungsweges wird in den fünf in Fig. 3 angedeuteten Etagen durch die Beschleunigungsflossen oder -platten 46 begrenzt. Das Gemisch aus Feststoffpartikeln und Transportluft wird auf der Verteilscheibe 50 einem zwischen Gehäusewand 24 und Rotor 14 vorhandenen schmalen Ringraum im Bereich der Beschleunigungs- flössen 48 der Baueinheit 46/50 so zugeführt, dass es gegen die Drehrichtung x des Rotors 14 strömt. Dabei entsteht -- in Drehrichtung x -- hinter jeder Beschleunigungsflosse 48, die eine Abrisskante erzeugt, ein Heckwirbel. In diesem wird der Gemischstrom abrupt beschleunigt, die Feststoff- partikel werden aneinander gerieben und dabei in ihre Komponenten aufgelöst. Dazu sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Abrisskante, Prozesstemperatur und Luftmengendurchsatz vorwähl- und einstellbar. Vor Eintritt in die nächste Etage kann sich der Gemischstrom kurzzeitig ausdehnen, um dann in den nachgeordneten Ringraum zu gelangen. Im Bereich des Stautellers 54 werden die aufwärts geführten und dabei aufgeschlossenen Anteile der FestStoff artikel zum Austragsrohr 38 geleitet.
In Fig. 3 ist oberhalb des Stautellers 54 in die Gehäusewand 24 ein Ringelement 60 eingesetzt, von dem ein außen angeflanschtes Radialrohr 62 ausgeht. In dieses ist eine in den Gehäuseinnenraum 26 etwa radial einragende, in Fig. 5 skizzierte Leiteinrichtung 64 eingesetzt. Dieser Leiteinsatz 64 ragt mit einem -- eine in Draufsicht gegen die Strömungsrichtung y gekrümmte Schaufelfläche 66 anbietenden -- Kragkopf 68 in den Gehäuseinnenraum 26 ein. Die freie radiale Kraglänge e dieses Leit- oder Lenkeinsatzes 64 ist verstellbar; letzterer ist dazu mit einem hier streifenartigen Anschlagabschnitt 69 versehen, der seitlich im Radialrohr 62 in unterschiedlichen Einschublängen t verschraubt werden kann. Diese Kraglänge e wird so gewählt, dass die -- parallel zur Rotorachse A stehende -- Endkante 67 der Schaufelfläche 66 -- an dem in Draufsicht etwa drei- ecksförmigen Kragkopf 68 -- im Grenzbereich zwischen der in Fig. 5 erkennbaren äußeren Bewegungsbahn grober Partikel Q einerseits und der nach innen anschließenden Bewegungsbahn feiner Partikel Q__ anderseits verläuft; die groben Partikel Q werden vom Leiteinsatz 64 abgeschöpft und durch das als Partikelaustrag dienende Radialrohr 62 abgeführt.
Die Aufschließvorrichtung I0a der Fig. 4 weist mehrere -- zumindest zwei -- der beschriebenen Ringelemente 60 übereinander auf; mit diesen werden die unterschiedlichen Partikelsorten Q, Q__ getrennt ausgetragen.
Das der Aufschließvorrichtung 10, 10a aufgegebene Verbund- element wird durch Freisetzen der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe -- insbesondere der Dichte, Reißdehnung, Rückstellkraft, Wärmeausdehnung und Wärmeübertragung sowie der Elastizität und der da- mit verbundenen molekularen Strukturunterschiede -- selektiv aufgeschlossen, und die Adhäsionen der Verbundwerkstoffe werden untereinander aufgehoben.
Durch die Behandlung in der Aufschließvorrichtung 10, 10a erfolgt ein Aufschluss des Verbundelementes in unterschiedliche Strukturen, wobei sich die einzelnen Komponenten bezüglich Dimension und Geometrie infolge ihrer unterschiedlichen physikalischen Charakteristiken auch unterschiedlich verhalten.
Die Verbundelemente können -- wie gesagt -- vor dem Aufschluss verdichtet werden. Es hat sich gezeigt, dass bei diesem selektiven Aufschluss die Bestandteile aus Polyethy- len im wesentlichen unverändert bleiben, während metallische Bestandteile, beispielsweise aus Aluminium -- die vorher in flächiger Form vorlagen -- in zwiebelartige Strukturen deformiert werden. Kunststoffverbünde, beispielsweise Polystyrol/Polyethylen, schließen sich ohne deutliche De- formation in unterschiedliche Strukturen auf mit erkennbaren Unterschieden in Bezug auf die Partikelgrößen; diese sind erheblich größer als die erwähnten Aluminiumzwiebel- Strukturen.
Durch den selektiven Aufschluss werden die einzelnen Schichten des Verbundelements abgelöst, ohne dass die Schichtdicke der Komponenten verringert werden.
Gemäß Fig. 6,7 ist in ein Austragsrohr 38a eine Trenn- oder Fangeinrichtung 70 eingebaut, mit der -- bei Q angedeutete
-- größere Partikel dem Materialstrom entnommen werden, in dem dann nur die kleineren Partikel Q__ verbleiben. Zwischen zwei mit Flanschen 39 versehene Rohrabschnitte des Austragsrohres 38a eines Innendurchmessers i ist ein seinerseits rohrförmiges Gehäuse 72 des Innendurchmessers n eingefügt; letzterer ist länger als der doppelte Innendurchmesser i des Austragsrohres 38a. In der Gehäuseachse E ist eine Welle 74 mit entlang der Gehäuseachse E orientierten und von ihr radial abragenden paddelartigen Platten 76 -- von denen eine in Fig. 6, oben, teilweise schraffiert optisch hervorgehoben ist -- in La- gern 75 drehbar als Förderelement 78 angebracht; die Lager 75 sitzen in Gehäusestirnwänden 73. Die Welle 74 ist über einen Endlosriemen 80 an einen -- auf einem Seitensockel 79 stehenden -- Antrieb 82 angeschlossen und durch diesen so drehbar, dass sich die den Längsschnitt des Gehäuseinnen- raumes 84 ausfüllenden Platten 76 in letzteren gleichmäßig bewegen.
An den in Strömungsrichtung y hinteren Kanten 77 der Platten 76 ist ein Gitter oder Sieb 86 aufgespannt, das jene groben Partikel Q von den Partikeln Q__ geringerer Korngrößen trennt; die rückgehaltenen groben Partikel Q werden innerhalb des Gehäuse 72 mitgenommen sowie einer in dessen Sockelbereich befindlichen Austragsöffnung 88 zugeführt, die in Fig. 7 seitlich von Winkelprofilen 90 begrenzt ist.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Vorrichtung zum Behandeln von Verbundelementen aus fe- sten organischen und/oder anorganischen Verbundwerkstoffen wie Verbunden aus Metall/Metall, Kunststoff/Kunststoff, Metall/Kunststoff oder mineralischen Verbunden mit Metallen und/oder Kunststoffen, mit einem Strömungsweg zwischen einem Zufuhrkanal (34) sowie einem rohrartigen Austrag (38, 38a) in einem Gehäuse (25) für ein aus dem/den Verbundelement/en durch Aufschließen hergestellte Feststoffpartikel tragendes Transportfluid,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Querschnitt des rohrartigen Austrags (38, 38a) ein Förderelement (78) mit in diesem Querschnitt bewegbaren, in Strömungsrichtung (y) verlaufenden plattenartigen Flächenorganen (76) sowie wenigstens ein den Querschnitt zumindest teilweise durchspannendes Gitter- oder Siebelement (86) zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ra- dial von einer in Strömungsrichtung (y) verlaufenden, drehbar gelagerten Welle (74) abragende, parallel zur Wellenlängsachse ausgerichtete Platten (76) als Flächenorgan die dem Längsschnitt des Innenraumes (84) eines rohrformigen Gehäuses (72) angepasst und in die- sem Innenraum paddelartig drehbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (n) des Gehäuseinnenraumes (84) länger ist als der doppelte Durchmesser (i) des Austragsrohres (38, 38a) .
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (74) beidends in Stirnwänden (73) des Gehäuses (72) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (72) exzentrisch achsparallel in das Austragsrohr (38, 38a) eingefügt ist und die Querschnitte der beiden Abschnitte des Austragsrohres einander im oberen Teil des Gehäuse- innenraumes (84) gegenüberliegen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (74) außerhalb des Querschnitts des Austragsrohres (38, 38a) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Siebelement (86) den in Strömungsrichtung (y) weisenden Kanten (77) der Platten (76) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das flächige Siebelement (86) an den Plattenkanten (77) aufgespannt und festgelegt ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbart von der Welle
(74) abragende Platten (76) mit dem quer zu ihnen verlaufenden Siebelement (86) einen bewegbaren Aufnahme- räum für vom Siebelement rückbehaltene Feststoffparti- kel (Q, Q ) bilden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Wand des Gehäu- ses (72) mit zumindest einer Austragsöffnung (88) versehen ist .
1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsöffnung (88) am Innenraumtiefsten unterhalb der Mündungen der Abschnitte des Austragsrohres (38a) angeordnet ist.
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