EP4385622A1 - Hydraulische dichteabscheidevorrichtung - Google Patents

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EP4385622A1
EP4385622A1 EP23197968.3A EP23197968A EP4385622A1 EP 4385622 A1 EP4385622 A1 EP 4385622A1 EP 23197968 A EP23197968 A EP 23197968A EP 4385622 A1 EP4385622 A1 EP 4385622A1
Authority
EP
European Patent Office
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receiving chamber
water
shaft
material fraction
chamber
Prior art date
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Granted
Application number
EP23197968.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP4385622C0 (de
EP4385622B1 (de
Inventor
Günter SPECHT
Sebastian SCHELLER
Jörg Thomas
Sebastian Kemper
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.)
Lig GmbH
Original Assignee
Lig GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Lig GmbH filed Critical Lig GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP4385622C0 publication Critical patent/EP4385622C0/de
Publication of EP4385622B1 publication Critical patent/EP4385622B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/48—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by mechanical classifiers
    • B03B5/52—Spiral classifiers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION 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
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/28—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by sink-float separation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03B11/00—Feed or discharge devices integral with washing or wet-separating equipment
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    • B03B5/36—Devices therefor, other than using centrifugal force
    • B03B5/40—Devices therefor, other than using centrifugal force of trough type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/623—Upward current classifiers
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    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B11/00—Feed or discharge devices integral with washing or wet-separating equipment
    • B03B2011/008—Screw dischargers

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic density separation device for separating a heavy material fraction with components of higher density from a light material fraction with components of lower density from a feed material.
  • the density separation device has a conveyor for conveying the heavy material fraction away and a receiving chamber that can be filled with water to receive the feed material.
  • the density separation device also comprises a flow generator for generating a water flow in the receiving chamber and a separation chamber that can be filled with water to receive the light material fraction.
  • the receiving chamber and the separation chamber are at least partially filled with water, so that a hydraulic density separation process can take place to separate the heavy material fraction from the feed material.
  • This separation process can take place primarily in the receiving chamber, which can therefore also be referred to as a separation chamber.
  • Density separating devices of the aforementioned type are known in the prior art.
  • different devices are known which are designed in particular for separating different feed materials.
  • a particularly advantageous hydraulic density separating device is known from EP 3 581 276 B1
  • a conveyor device is provided for the removal of the heavy material fraction, which can be designed as a screw spiral.
  • a flow generator is provided which is designed and arranged in such a way that a flow path of the water flow leads from the receiving chamber into the separation chamber. This water flow can then be used to separate the light material fraction and ultimately transfer it to the separation chamber.
  • the known density separation device provides two different chambers for separating the fractions, with a water flow ensuring that the light material fraction is transferred from the receiving chamber into the separation chamber.
  • the screw helix can then be used to remove the heavy material fractions.
  • the embodiment according to the EP 3 581 276 B1 The disadvantage is that, due to the arrangement of the individual components of the density separation device determined by the process sequence, the size of the density separation device is too small in most applications or the achievable throughput is too low.
  • the heavy material fraction that can be conveyed away via the conveyor device contains impurities or adhering dirt and generally requires complex post-processing. In particular, it is necessary to clean the heavy material fraction again.
  • the object of the present invention is to provide, based on the EP 3 581 276 B1 known density separation device to avoid the aforementioned disadvantages or at least to reduce them substantially.
  • the density separation device is ultimately based on the principle that the heavy material fraction sinks in the receiving chamber and the light material fraction rises depending on the respective density of the individual components.
  • the transport of the light material fraction from the receiving chamber to the separation chamber is also supported or guided by the water flow provided.
  • the density separation device has a conveyor for conveying away the heavy material fraction, a receiving chamber that can be filled with water for receiving the feed material, a flow generator for generating a water flow in the receiving chamber and a separation chamber that can be filled with water for receiving the light material fraction.
  • the conveying device has a shaft with at least one conveyor screw section for conveying the heavy material fraction away from the receiving chamber. Furthermore, the flow generator is designed and arranged such that a flow path of the water flow leads from the receiving chamber into the separation chamber.
  • the conveying device in addition to the conveyor screw section, has at least one washing section having a plurality of separate paddles arranged on the shaft.
  • the paddles are particularly spaced apart from one another.
  • the paddles are particularly preferably arranged in the washing section in such a way that the individual paddles at least substantially follow the screw or spiral line of the adjacent conveyor screw of the conveyor screw section.
  • the paddles can in particular also be arranged at an angle on the shaft, so that the paddles are preferably aligned and arranged at least substantially along the screw line of the winding of the adjacent conveyor screw section.
  • the washing section offers the significant advantage that the heavy material fraction can be washed and cleaned when it is being conveyed out of the receiving chamber.
  • mineral and/or other residues adhering to the heavy material fraction can be dissolved in this way.
  • the washing section serves to separate a residual fraction adhering to the heavy material fraction. Accordingly, the provision of the washing section in the conveying device according to the invention makes it possible to separate a heavy material fraction from the feed material with a high degree of purity and a high degree of separation.
  • the conveyor device In addition to the function of conveying the heavy material fraction away, the conveyor device also has the function of cleaning and washing the heavy material fraction transported in the conveyor device and thus guarantees a large number of advantages according to the invention through the "double function", which are reflected in particular in a simplified process sequence.
  • the receiving chamber can also be called a separation chamber because the separation process takes place in the receiving chamber, namely the separation of the heavy material fraction and the light material fraction.
  • the conveyor screw section can in particular have a winding or a screw flight extending over at least 360° around the circumference of the shaft.
  • the heavy material fraction can settle on the floor or in the lower area of the receiving chamber, which can also be referred to as the trough floor or trough floor area, and can ultimately be transported out of the floor area via the conveyor device.
  • the light material fraction in particular does not sink to the trough floor and is transferred to the separation chamber via the water flow.
  • the density of the components of the light material fraction is in particular at least substantially the same as or lower than the density of the water used in the density separation device.
  • Other components of the light material fraction can also have a density that is slightly higher than the density of the water used. These components can then be fed to the separation chamber with the support of the water flow.
  • a closed water circuit can also be provided. This means that the water provided in the separation chamber can also be fed back into the receiving chamber via the flow generator and transferred back into the separation chamber via the water flow generated in the receiving chamber. If necessary, water can also be removed or fresh water can be added, as will be explained in more detail below.
  • the feed material contains in particular solid material or is made up of individual solid materials.
  • the heavy material fraction can preferably contain stones.
  • the light material fraction can be made up of branches, plastic or synthetic material, foam material, wood, aerated concrete, fabric material and/or smaller stones, etc.
  • the density separation device can preferably be used in a quarry and/or in a brick quarry. However, other locations are also possible where hydraulic density separation of the feed material is required.
  • a plurality of conveyor sections are provided, with a washing section being arranged between two adjacent conveyor screw sections.
  • a plurality of washing sections are provided, in particular wherein the washing sections and the conveyor screw sections are arranged alternately to one another.
  • the screw conveyor sections serve to convey the heavy material fraction in the conveying direction of the conveyor and the washing sections serve to wash and clean the material transported in the conveyor, namely the heavy material fraction.
  • the washing sections therefore preferably extend over only part of the length of the shaft in order to be able to provide further sections of the shaft of the conveyor for the screw conveyor sections and thus for the removal of the heavy material fraction.
  • a plurality of screw conveyor sections and washing sections results in the advantage that the heavy material fraction can be washed in several sections, whereby an increased degree of separation can be achieved for separating the residual fraction adhering to the heavy material fraction, which is in particular of mineral origin.
  • the washing sections are arranged completely or at least partially in the water during operation of the density separation device.
  • the screw conveyor sections can, but do not have to, be arranged in the water.
  • the conveying device can preferably be arranged at least partially in water during operation.
  • the conveying device does not have to be arranged completely in the receiving chamber, but one section of the conveying device can be arranged in the receiving chamber and another section outside the receiving chamber.
  • the washing section has between 2 and 52, preferably between 4 and 36 and in particular between 12 and 24 paddles.
  • the aforementioned number of paddles is particularly advantageous for efficient cleaning of the heavy matter fraction in the washing section.
  • the number of paddles also depends in particular on the individual design of the paddles, the desired cleaning performance and the spiral pitch of the adjacent conveyor screw section.
  • the paddles are particularly preferably arranged in the washing section in such a way that they follow the spiral line (with at least essentially the same spiral pitch) of at least one adjacent conveyor screw section.
  • four paddles are preferably used for each 360° turn of a conveyor screw or can bridge a 360° turn of the spiral line (which is ultimately intended).
  • the shaft is in particular rotatably mounted and is arranged at least in part in the receiving chamber.
  • the paddles can in particular extend over an angular range of less than 90° over the circumference of the shaft. Other angular ranges are also possible in principle in further embodiments.
  • the winding of the conveyor screw section preferably extends over a range between 360° and 1440°, preferably between 360° and 720°.
  • winding refers to the continuous spiral section of the conveyor screw.
  • a 360° winding thus encloses the shaft once circumferentially.
  • the spiral pitch can be at least essentially constant, in particular across the winding of the conveyor screw section.
  • the spiral pitch is at least essentially the same and constant for all conveyor screw sections. This enables the heavy material fraction to be efficiently conveyed away.
  • adjacent washing sections have a different number of paddles and/or differently designed and/or arranged paddles.
  • the number or the orientation of the paddles can be selected depending on the cleaning result to be achieved in the washing section.
  • adjacent conveyor screw sections have differently designed turns.
  • the turns can differ in terms of their spiral pitch and/or their extension around the circumference of the shaft. For example, one turn can extend over a range between 360° and 500° and another turn of an adjacent conveyor screw section over 500° to 720°.
  • the spiral line running over the shaft which is formed by the spirals of the screw conveyor sections, also continues in the washing sections, and the paddles are therefore arranged and aligned in such a way that the spiral line of the adjacent screw conveyor section continues in the area of the paddles. Material can therefore also be transported in the area of the washing sections.
  • the paddles do not necessarily have to continue the spiral line of the spiral of the adjacent screw conveyor section. Ultimately, the material flow to be conveyed is moved by the screw conveyor and pushed through the water section, even if this only has a washing function.
  • the paddles can be arranged at an angle on the shaft in such a way that the material transport of the heavy material fraction in the conveying direction of the shaft or in the conveying direction of the conveyor also takes place in the area of the respective washing section. Accordingly, the heavy material fraction can also be transported further in the area of the washing sections in the conveying direction and can be cleaned and washed at the same time.
  • the residual fraction separated in the washing sections can in particular remain in the water and, if necessary, be removed from the density separation device after the entire density separation device has been switched off and then reprocessed if necessary.
  • Separate removal of the residual fraction separated in the washing sections during ongoing operation of the density separation device can be provided by suitable means, but this does not have to be the case.
  • the residual fraction settles on the water surface or dissolves in the water.
  • it is provided that the residual fraction separated in the washing sections is not transported back into the receiving chamber.
  • a plurality of paddles are arranged one behind the other in relation to the longitudinal direction of the shaft and/or one behind the other in the circumferential direction of the shaft.
  • Such an arrangement of the paddles enables material transport to take place in the washing sections as well, since efficient cleaning of the heavy material fraction in the area of the washing sections can take place with a corresponding rotation or turning of the shaft.
  • the individual paddles always whirl or throw the heavy material fraction in the area of the washing sections. again and comb through the heavy material fraction in the area of the washing sections, which leads to efficient loosening of the heavy material fraction and removal of adhesions.
  • the radial paddle length is at least substantially the same size as the web height of the winding of at least one adjacent conveyor screw section.
  • the web height of the winding is preferably at least substantially the same in one and in particular in all conveyor screw sections.
  • the radial paddle length refers to the radial distance from the shaft. The radial paddle length thus protrudes from the outside of the shaft.
  • the equal length of the paddle and screw section ensures that the upper edge of both the winding and the paddle to the housing wall of an adjacent conveyor housing in which the shaft is arranged can be at least substantially constant. This distance between the outermost upper edge of the winding and/or the paddle to the housing wall of the conveyor housing can be selected depending on the desired separation grain size and is particularly preferably at least twice the separation grain size.
  • the distance between the outermost upper edge of the winding and/or the paddle and the housing wall of the conveyor housing can be at least 30 mm, preferably between 40 mm and 900 mm, more preferably between 100 mm and 200 mm. This distance can ensure a reliable separation of the heavy material fraction and a removal of the heavy material fraction.
  • the conveyor housing is designed to be watertight.
  • the conveyor housing can be closed around the circumference or open at the top. If the top is open, a further cover, such as a grid, can be provided so that manual intervention from outside in the operation of the conveyor device can be prevented.
  • the conveyor housing can in particular be connected to the receiving chamber or to the wall of the receiving chamber.
  • the conveyor housing can also be filled or is filled with water, at least in some areas, during operation of the density separation device.
  • the shaft is arranged and/or mounted at an angle of between 8° and 85°, preferably between 10° and 70°, in particular between 12° and 20°, relative to the substrate. Due to the oblique arrangement of the shaft in relation to the substrate, It must be ensured that the heavy material fraction can be washed in the water-filled area of the conveyor casing and that another section of the conveyor casing is arranged outside and above the water line so that no unnecessary water loss occurs when the heavy material fraction is discharged.
  • the shaft is rotatably mounted with one shaft end in the area of the receiving chamber and with its other shaft end in the area of the discharge opening for the heavy material fraction.
  • the conveyor housing can in particular be supported at least indirectly, preferably directly, on the ground.
  • an outflow opening of the flow generator can open into the receiving chamber.
  • the separation chamber is designed as a suction chamber for the flow generator, in particular wherein the flow generator is assigned a suction pipe which is arranged at least in part in the separation chamber for sucking in the water in the separation chamber.
  • the separation chamber can thus also serve in particular as a water reservoir for the flow generator. Accordingly, a water circuit can be ensured in which the water can be conveyed from the flow generator into the receiving chamber. The water (together with the light material fraction) is then transported into the separation chamber in particular via a weir by the flow present in the receiving chamber, which is ultimately generated by the flow generator.
  • the water present in the separation chamber can then be fed back into the receiving chamber via the flow generator. If necessary, water can also be fed into or discharged from this closed water circuit. If required, the density of the water can also be adjusted or changed so that the light material fraction with the desired density range can be separated.
  • the flow generator can be arranged in a flow pipe.
  • This flow pipe can be arranged outside the receiving chamber and its outlet opening can lead into the receiving chamber. The arrangement in the flow pipe can then ensure that the flow generator can be protected from mechanical damage, in particular from the feed material.
  • the flow pipe can also be assigned to the separation chamber and/or the intake pipe, namely in particular in such a way that an opening in the flow tube can be coupled to the intake tube for sucking in water. In this context, the intake tube and the flow tube can be directly connected, but do not have to be.
  • the flow generator can be operated with a motor that is arranged outside the flow tube and is protected from water and preferably also outside the separation chamber.
  • At least one curved deflection region is provided for the water flow, which is arranged in the receiving chamber and at least substantially opposite and/or below the shaft.
  • the deflection region can in particular have a curved wall.
  • the curved wall can in particular be such that it is at least substantially circular-arc-shaped in cross-section and is also elongated.
  • the curved deflection region is preferably designed as a section of a cylinder jacket surface.
  • the central axis of the outflow opening runs below the central longitudinal axis of the shaft.
  • the outflow opening and in particular also the flow generator can preferably be arranged below the conveying device and/or below the shaft. This can ensure that the heavy material fraction is safely conveyed away via the conveying device, while at the same time the heavy material fraction can also be exposed to the water flow generated by the flow generator, which can increase the degree of separation.
  • a weir is arranged between the receiving chamber and the separation chamber.
  • the weir can, for example, be designed as an opening in a wall of the receiving chamber, which can preferably also serve as the wall of the separation chamber at the same time.
  • the flow path for the light material fraction preferably leads from the upper area of the receiving chamber via the weir into the separation chamber. Water can also flow with the light material fraction from the receiving chamber via the weir into the separation chamber.
  • the weir is preferably arranged and designed in such a way that the heavy material fraction is not led via the weir into the separation chamber. The weir is thus arranged in the upper area of the receiving chamber, whereas the mounted shaft end of the conveyor device is arranged in the lower area of the receiving chamber, preferably in the bottom area.
  • a further conveyor device for removing the light material fraction is assigned to the separation chamber.
  • the further conveyor device is designed as a shaking and/or vibrating screen.
  • the conveying plane of the further conveyor device runs at least partially below the upper edge of the weir.
  • the further conveyor device is arranged such that during operation of the density separation device it is only partially located within the water or only partially located below the water level.
  • the light material fraction that is guided to the further conveyor device can be guided to the discharge side by shaking or vibrating movements, in particular whereby the discharge side or the discharge end of the further conveyor device is no longer located in the water.
  • the further conveyor device is arranged at an angle to the ground, sloping towards the discharge end or at least substantially parallel to the ground.
  • the conveying direction of the further conveying device runs at least substantially opposite to the conveying direction of the conveying device.
  • the conveying device and the further conveying device then also have a corresponding arrangement.
  • Such an arrangement offers the significant advantage that the entire density separation device as such can be designed more compactly.
  • such an arrangement in combination with the preferred arrangement of the flow generator below and/or in the separation chamber enables the upflow through or for the flow generator to be kept stable.
  • the opposite arrangement of the conveying directions of the conveyor and the further conveyor can also ensure a reduced width compared to systems known from the prior art.
  • this design increases the total length of the density separation device compared to density separation devices known from the prior art, but the width of the density separation device according to the invention is reduced compared to the width of devices known from the prior art.
  • the conveying direction of the conveyor runs orthogonal to the conveying direction of the further conveyor, which leads to a relatively large width of the density separation device. This can lead to the known density separation device not being able to be transported in a fully assembled state via conventional Traffic routes, for example across the road, are possible.
  • This problem is avoided according to the invention by the conveying directions of the conveyor device and the other conveyor devices running in opposite directions, which ultimately leads to a reduction in the overall width of the fully assembled system.
  • the receiving chamber and/or the separation chamber are arranged and designed in such a way that the flow path of the light material fraction is diverted from the receiving chamber into the separation chamber, in particular by 90° +/- 20°. After the light material fraction has been diverted into the separation chamber, it can then be conveyed away along the further conveying device.
  • the conveying direction of the further conveying device can also be designed in such a way that a further diversion in relation to the flow path can take place if required.
  • a suction device which is designed to suck and/or suck in dirty water from the receiving chamber and/or from the separation chamber, with density measuring sensors in particular being assigned to the suction device.
  • the suction device can thus be used to remove water that is highly contaminated. These contaminants could influence the selectivity of the density of the system according to the invention.
  • a feed device is provided for feeding, preferably purified, fresh water into the receiving chamber and/or into the separation chamber.
  • the fresh water can be provided by treating the dirty water or separately.
  • the inflow opening of the feed device is provided below and/or in the area of the shaft.
  • the feed device can also be used to control and, in particular, adjust the degree of purity of the water provided in the density separation device.
  • a separating means in particular a separating plate, is arranged at least in some areas between the receiving chamber and the conveyor housing.
  • the separating means can thus separate the area of the conveyor housing from the receiving chamber.
  • the flow speed of the flow generator is adjustable.
  • the degree of separation of the light material fraction to be separated can also be changed or adjusted, in particular the maximum density of the components of the light material fraction can be varied.
  • an overflow device is provided for the receiving chamber and/or the separation chamber, in particular an overflow channel.
  • the overflow device can then be designed to collect water.
  • a measuring device in particular one having level sensors, is provided for measuring the water level in the receiving chamber and/or the separation chamber.
  • This measuring device can preferably be connected to the feed device via a control device or alternatively or additionally to the suction device. In this way, when a high or low water level is determined, a corresponding supply or discharge of water from the suction device can be ensured.
  • the density measuring sensors can also be assigned to a control device and in particular coupled to the level sensors, whereby the measurement results can be evaluated in particular by the control device. If necessary, an alarm can also be given.
  • the lightweight fraction comprises in particular components with a maximum density which is preferably slightly higher than the density of water and in particular lies between 1020 and 1300 kg/m 2 , preferably between 1100 and 1250 kg/m 3 .
  • the flow generator in particular is active and is fed with water, preferably water from the separation chamber.
  • the flow generator is arranged in a flow pipe which, if required, has an opening for supplying water into the flow pipe.
  • the water made available to the receiving chamber via the flow generator flows from the flow pipe into the receiving chamber via an outflow opening.
  • the water is preferably circulated.
  • the conveyor device rotates so that the heavy material fraction can also be conveyed away via the conveyor device.
  • the feed material is separated by a density separation process, which can be carried out using the water provided in the density separator, in particular whereby the heavy material fraction with its components is deposited on the bottom of the receiving chamber and/or into the lower area of the receiving chamber, from where it can be picked up and transported away via the conveying device.
  • the light material fraction which may also contain components with a slightly higher density than water, is transported to the upper area of the receiving chamber via the buoyancy effect, which is also supported by the water flow provided by the flow generator. This water flow then enables the light material fraction to be transferred with the water flow, particularly over the weir, into the separation chamber.
  • the light material fraction can then be removed via the additional conveying device. This can vibrate and/or shake during operation of the density separation device and thus enable removal.
  • the conveying device and/or the further conveying device can be arranged at least partially in the water, in particular wherein the sections of the conveying device and/or the further conveying device provided in the region of the respective discharge end are arranged outside the water in order to avoid or at least reduce water losses.
  • the washing sections are arranged at least substantially completely or at least partially in the water.
  • the feed material can be fed in discontinuously or continuously. This can be done either by an excavator or by a conveyor belt or the like. Finally, the feed material is brought into the receiving chamber, whereby the heavy components of the heavy material fraction sink and the light material fraction rises due to buoyancy.
  • the Fig.1 and 17 show different embodiments of a hydraulic density separator 1.
  • the density separator 1 is intended for separating a heavy material fraction 2 with components of higher density from a light material fraction 3 with components of lower density from a feed material 4.
  • the Fig.1 shows the feed material 4, which can be separated into the heavy fraction 2 and the light fraction 3.
  • Fractions 2, 3 are in the Fig. 17 and not shown in more detail in the other figures for reasons of clarity.
  • the density separator 1 comprises a conveyor device 5 for removing the heavy material fraction 2, such as the Fig.1 shows.
  • the Fig.1 that the Density separator 1 shows a receiving chamber 6 that can be filled with water to receive the feed material 4.
  • the Fig.1 further shows that the feed material 4 is fed into the receiving chamber 6.
  • a feed can be carried out by a conveyor belt, as shown in Fig.1 is shown schematically, or by other feeding means, such as an excavator. The feeding of the feed material 4 can also take place continuously or discontinuously.
  • the receiving chamber 6 is at least partially filled with water, whereby the water itself is used for the separation process.
  • Fig.1 further shows that the density separation device 1 has a flow generator 7 for generating a water flow in the receiving chamber 6.
  • the flow generator 7 can be assigned to the receiving chamber 6, but does not have to be arranged in it, as can be seen from the Fig.1 becomes apparent.
  • the flow generator 7 is arranged in a flow tube 31, which, for example, is placed closer into the Fig. 3 and 4 is shown.
  • the Fig.3 shows the flow tube 31 and the flow generator 7 arranged therein.
  • the flow tube 31 can thus protect the flow generator 7 from external mechanical damage.
  • the outlet opening 23 of the flow tube 31 can open into the receiving chamber 6, as shown in the Fig. 15 is shown in more detail.
  • the density separation device 1 comprises a separation chamber 8 that can be filled with water to receive the light material fraction 3.
  • the separation chamber 8 can also serve to supply water to the flow generator 7, in particular to realize a closed flow circuit - but this does not have to be the case.
  • the Fig.1 shows that the conveyor device 5 has a shaft 9 with at least one conveyor screw section 10 for conveying the heavy material fraction 2 from the receiving chamber 6.
  • the conveying device 5 is at least partially arranged in the receiving chamber 6.
  • the further section of the conveyor device 5, which can also be arranged in the water, can be arranged in a conveyor housing 19, which for example is located closer in the Fig.6 is shown. Water can also be provided in the conveyor housing 19 or partially filled with water during operation of the density separation device 1.
  • the Fig.1 The flow generator 7 shown is designed and arranged such that a flow path of the water flow leads from the receiving chamber 6 into the separation chamber 8. This flow path leads in particular to the light material fraction 3 being guided via this water flow from the receiving chamber 6 into the separation chamber 8.
  • Fig.1 that the conveying device 5, in addition to the conveyor screw section 10, has at least one washing section 12 having a plurality of paddles 11 arranged on the shaft 9.
  • the washing section 12 is shown with different or separate paddles 11.
  • the paddles 11 can be arranged on the shaft 9 in such a way that they preferably follow the spiral line of at least one adjacent conveyor screw section 10. However, this is not shown in more detail in the figures.
  • the paddles 11 can be arranged in the area of the washing section 12 around the circumference of the shaft 9 and serve at least for washing and cleaning the heavy material fraction 2.
  • the paddles 11 in the washing section 12 are arranged such that, as previously explained, they are aligned such that they follow the helix of the adjacent conveyor screw section 10.
  • the helix or the spiral pitch of the winding 13 of all conveyor screw sections 10 is at least substantially the same.
  • Fig.5 It is shown that the paddles 11 are arranged at a distance from one another and can therefore also be provided separately from one another.
  • the paddles 11 are in particular firmly connected to the shaft 9.
  • Fig.2 shows that a plurality of conveyor screw sections 10 are provided, with a washing section 12 being arranged between two adjacent conveyor screw sections 10.
  • a plurality of washing sections 12 are also provided, in particular wherein the conveyor screw sections 10 and the washing sections 12 are arranged alternately or alternately with each other.
  • a conveyor screw section 10 should be provided at the beginning of the shaft 9 and also at its end.
  • the washing section 12 can have differently designed paddles 11 or a different number of paddles 11.
  • a washing section 12 has between 4 and 24 paddles 11, as shown in the Fig.5 is shown in more detail.
  • the conveyor screw section 10 has a helix which forms a winding 13.
  • the winding 13 can extend over a range between 360° and 1440°.
  • different turns 13 of the conveyor screw sections 10 are provided.
  • the conveyor screw section 10 provided in the middle area of the shaft 9 extends at least substantially over approximately 360°, whereas the outer conveyor screw sections 10 each have a turn 13 that is greater than 360° and lies between 360° and 720°.
  • adjacent washing sections 12 can have a different number of paddles 11.
  • the paddles 11 of adjacent washing sections 12 can also be designed differently.
  • spiral pitch of adjacent conveyor screw sections 10 can also be designed differently.
  • the paddles 11 are in particular arranged at an angle on the shaft 9 in such a way that a material transport of the heavy material fraction 2 in the conveying direction F of the shaft 9 also takes place in the region of the respective washing section 12.
  • the Fig.5 shows that a plurality of paddles 11 are arranged one behind the other in relation to the longitudinal direction L of the shaft 9 and a plurality of paddles 11 are arranged one behind the other in the circumferential direction of the shaft 9.
  • the radial paddle length 14 is at least substantially the same size as the web height 15 of the winding 13 of at least one adjacent conveyor screw section 10.
  • the web height 15 of all conveyor screw sections 10 is constant, whereby the radial paddle length 14 of all paddles 11 of the conveyor device 5 can also be constant.
  • the distance 16 between the outermost upper edge 17 of the winding 13 and the paddle 11 and an adjacent housing wall 18 of the conveyor housing 19 can also preferably be constant over the length of the shaft 9 and in particular be between 100 and 200 mm.
  • an angle ⁇ is also shown, which results between the central axis A of the shaft 9 and the ground or a line running parallel to the ground.
  • This angle ⁇ can in particular be between 10° and 70°, preferably between 12° and 20°.
  • Fig.6 that the shaft 9 is mounted with its one shaft end 20 in the area of the receiving chamber 6 and with its other shaft end 21 in the area of the discharge opening 22 of the heavy material fraction 2.
  • the bearing can be provided in such a way that rotation of the shaft 9 is possible.
  • a support of the conveyor housing 19 can also be provided, as is the case with the Fig.6 shows schematically.
  • Figs. 7 and 8 show different side views of the density separation device and also the arrangement of the opening 32.
  • the heavy material fraction 2 can be discharged from the conveyor housing 19 via a discharge opening 22.
  • Fig. 14 only a partial area is cut, namely the conveyor housing 19, so that in particular the arrangement of the conveyor device 5 becomes apparent.
  • the Fig. 15 shows the density separation device 1 without the separation chamber 8, so that a weir 26 and an outflow opening 23 are visible in relation to the conveying device 5.
  • This outflow opening 23 can preferably be formed by the end opening of the flow tube 31 in which the flow generator 7 is arranged.
  • the Fig.2 shows that the separation chamber 8 is designed as a suction chamber for the flow generator 7, wherein the flow generator 7 in the in Fig.2 illustrated embodiment, an intake pipe 24 is assigned, which is arranged at least partially in the separation chamber 8 for sucking in water located in the separation chamber 8.
  • the intake pipe 24 does not have to be directly connected to the flow pipe 31, as is also clear from the Fig.2
  • the flow generator 7 can be connected via an opening 32 of the flow tube 31, as shown in Fig.4 shown, suck in the water that can be made available to the flow generator 7 from the separation chamber 8 via the intake pipe 24.
  • the Fig.2 shows schematically that the receiving chamber 6 has a curved deflection region 25 for the water flow at least substantially opposite the outflow opening 23 or below the shaft 9.
  • the curved deflection region 25 can in particular be designed as a segment/section of a cylinder jacket.
  • Fig. 17 It is schematically shown that the weir 26 is arranged between the receiving chamber 6 and the separation chamber 8, in particular wherein the flow path for the light material fraction 3 runs from the upper region of the receiving chamber 6 via the weir 26 into the separation chamber.
  • a further conveyor device 27 is provided for the removal of the light material fraction 3, which is assigned to the separation chamber 8.
  • the further conveyor device 27 can be at least partially in the Separation chamber 8, in particular also partially arranged in the water during operation of the density separation device 1.
  • the further conveying device 27 can have a shaking and/or vibrating screen.
  • the conveying plane 28 of the further conveying device 27 can run at least partially below the upper edge 29 of the weir 26, which Fig. 17 shows schematically.
  • Fig. 17 that the receiving chamber 6 and the separation chamber 8 are arranged and designed such that the flow path of the light material fraction 3 in the separation chamber 8 is deflected in particular by 90° +/- 20°.
  • a suction device can be provided which is designed to suck and/or suck in dirty water from the receiving chamber 6 and/or the separation chamber 8, in particular wherein density measuring sensors are assigned to the suction device. It is also not shown in more detail that a supply device is provided for supplying fresh water into the receiving chamber 6, in particular wherein the inflow opening of the supply device is provided below and/or in the region of the shaft 9.
  • a separating means 30 is shown, which can preferably be designed as a separating plate and is preferably arranged at least in regions between the receiving chamber 6 and the conveyor housing 19. In principle, a plurality of separating means 30 can also be arranged in the conveyor housing 19.
  • the conveyor housing 19 can be designed to be watertight in the water-bearing area.
  • the flow velocity of the flow generator 7 is adjustable, in particular for varying the degree of separation of the density of the components of the light material fraction 3.
  • an overflow device can be provided for the receiving chamber 6 and/or separation chamber 8, which can be an overflow channel, for example.
  • a control device can be provided, which can interact with either the density measuring sensors and/or the fill level sensors in the receiving chamber 6. The operation of the density separation device 1 can be controlled via this control device if required.
  • the method according to the invention uses the density separation device 1 shown in the figures, which is filled with water for operation, so that the receiving chamber 6 and, if necessary, also at least partially the separation chamber 8 are filled with water.
  • the feed material 4 can then be fed in, for example via conveyor belts or an excavator bucket.
  • the operation of the flow generator 7 then generates a water flow in the receiving chamber 6, which leads from the receiving chamber 6 into the separation chamber 8 and in particular leads to the entrainment of the light material fraction 3, whereby the light material fraction 3 can thus be led from the receiving chamber 6 into the separation chamber 8. Due to the gravitational effect, the components of the heavy material fraction 2 sink into the lower area of the receiving chamber 6 and are conveyed away via the conveying device 5.
  • the components of the light material fraction 3 rise due to the buoyancy effect and are also carried along by the water flow.
  • the density of the components of the light material fraction 3 can be lower than the density of the water used or only slightly higher than the density of the water used.
  • the light material fraction 3 is led together with water over the weir 26 into the separation chamber 8.
  • a closed water circuit is provided so that the water in the separation chamber 8 can be made available again to the receiving chamber 6 via the flow generator 7.
  • fresh water is always supplied to the receiving chamber 6.
  • the light material fraction 3 can preferably be conveyed away via the further conveying device 27, in particular wherein this is designed as a shaking and/or vibrating sieve.
  • the heavy material fraction 2 is both conveyed away by the conveying device 5 and also cleaned or washed in the area of the washing sections 12.
  • the residual fraction which is separated from the heavy material fraction 2 in the area of the washing sections 12 can in particular dissolve in the water or remain in the water in the conveying housing 19 and be discharged, for example, after the density separation device 1 is switched off by draining the water from the conveying housing 19.
  • the separated heavy matter fraction 2 is at least substantially freed from the residual fraction by the cleaning in the washing sections 12 and in particular has a high degree of purity.
  • the separation process between the heavy material fraction 2 and the light material fraction 3 does not take place in the area of the conveyor housing 19, but in the receiving chamber 6. In the area of the conveyor housing 19 and thus also through the washing sections 12, only the heavy material fraction 2 is cleaned and the light material fraction 3 is not separated. The light material fraction 3 is therefore not affected by the residual fraction of the heavy material fraction 2 loosened by the washing sections 12.

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  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Dichteabscheidevorrichtung (1) zum Trennen einer Schwerstofffraktion (2) mit Komponenten höherer Dichte von einer Leichtstofffraktion (3) mit Komponenten niedrigerer Dichte aus einem Aufgabegut (4), mit einer Fördereinrichtung (5) zur Abförderung der Schwerstofffraktion (2), einer mit Wasser befüllbaren Aufnahmekammer (6) zur Aufnahme des Aufgabegutes (4), einem Strömungsgenerator (7) zur Erzeugung einer Wasserströmung in der Aufnahmekammer (6) und einer mit Wasser befüllbaren Abscheidekammer (8) zur Aufnahme der Leichtstofffraktion (3), wobei die Fördereinrichtung (5) eine Welle (9) mit wenigstens einem Förderschneckenabschnitt (10) zur Abförderung der Schwerstofffraktion (2) aus der Aufnahmekammer (6) aufweist und wobei der Strömungsgenerator (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein Strömungsweg der Wasserströmung von der Aufnahmekammer (6) in die Abscheidekammer (8) führt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Fördereinrichtung (5) zusätzlich zum Förderschneckenabschnitt (10) wenigstens einen eine Mehrzahl von an der Welle (9) angeordneten separaten Paddeln (11) aufweisenden Waschabschnitt (12) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Dichteabscheidevorrichtung zum Trennen einer Schwerstofffraktion mit Komponenten höherer Dichte von einer Leichtstofffraktion mit Komponenten niedrigerer Dichte aus einem Aufgabegut. Die Dichteabscheidevorrichtung weist eine Fördereinrichtung zur Abförderung der Schwerstofffraktion sowie eine mit Wasser befüllbare Aufnahmekammer zur Aufnahme des Aufgabegutes auf. Ferner umfasst die Dichteabscheidevorrichtung einen Strömungsgenerator zur Erzeugung einer Wasserströmung in der Aufnahmekammer und eine mit Wasser befüllbare Abscheidekammer zur Aufnahme der Leichtstofffraktion.
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung versteht es sich, dass während des Betriebs der Dichteabscheidevorrichtung die Aufnahmekammer und die Abscheidekammer zumindest teilweise mit Wasser befüllt sind, so dass ein hydraulischer Dichteabscheideprozess zum Abtrennen der Schwerstofffraktion aus dem Aufgabegut erfolgen kann. Dieser Trennprozess kann vornehmlich in der Aufnahmekammer erfolgen, die folglich auch als Trennkammer bezeichnet werden kann.
  • Dichteabscheidevorrichtungen der vorgenannten Art sind im Stand der Technik bekannt. In diesem Zusammenhang sind unterschiedliche Vorrichtungen bekannt, die insbesondere zum Abtrennen von unterschiedlichen Aufgabegütern ausgebildet sind. Eine besonders vorteilhafte hydraulische Dichteabscheidevorrichtung ist aus der EP 3 581 276 B1 bekannt. Hierbei ist eine Fördereinrichtung zur Abförderung der Schwerstofffraktion vorgesehen, die als Schneckenwendel ausgebildet sein kann. Ferner ist bei der aus der EP 3 581 276 B1 bekannten Ausführungsform der Dichteabscheidevorrichtung vorgesehen, dass ein Strömungsgenerator bereitgestellt wird, der derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein Strömungsweg der Wasserströmung von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer führt. Diese Wasserströmung kann dann dazu genutzt werden, die Leichtstofffraktion abzutrennen und letztlich in die Abscheidekammer zu überführen. Somit ist bei der bekannten Dichteabscheidevorrichtung gegenüber anderem Stand der Technik vorgesehen, dass letztlich zwei unterschiedliche Kammern zur Abscheidung der Fraktionen bereitgestellt werden, wobei eine Wasserströmung dafür sorgt, dass die Leichtstofffraktion von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer überführt wird. Die Schneckenwendel kann dann zur Abförderung der Schwerstofffraktionen dienen. Somit kann eine hohe Trennschärfe erreicht und das Leichtgut bzw. die Leichtstofffraktion mit einer hohen Trennschärfe von der Schwerstofffraktion getrennt werden.
  • Allerdings ist an der Ausführungsform nach der EP 3 581 276 B1 nachteilig, dass aufgrund der durch den Verfahrensablauf vorgegebenen Anordnung der einzelnen Komponenten der Dichteabscheidevorrichtung die Baugröße der Dichteabscheidevorrichtung in den meisten Anwendungsfällen zu klein oder der erreichbare Durchsatz zu gering ist. Außerdem ist in der Praxis festgestellt worden, dass die Schwerstofffraktion, die über die Fördereinrichtung abgefördert werden kann, Verunreinigungen bzw. anhaftendem Schmutz aufweist und in der Regel einer aufwendigen Nachbearbeitung bedarf. Insbesondere ist es erforderlich, die Schwerstofffraktion erneut zu reinigen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ausgehend von der aus der EP 3 581 276 B1 bekannten Dichteabscheidevorrichtung die vorgenannten Nachteile zu vermeiden oder aber zumindest im Wesentlichen zu reduzieren.
  • Die vorgenannte Aufgabe wird durch eine hydraulische Dichteabscheidevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Die erfindungsgemäße Dichteabscheidevorrichtung basiert letztlich auf dem Prinzip, dass die Schwerstofffraktion in der Aufnahmekammer absinkt und die Leichtstofffraktion in Abhängigkeit der jeweiligen Dichte der einzelnen Komponenten aufsteigt. Der Transport der Leichtstofffraktion von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer wird zudem von der bereitgestellten Wasserströmung unterstützt bzw. geführt.
  • Erfindungsgemäß weist die Dichteabscheidevorrichtung eine Fördereinrichtung zur Abförderung der Schwerstofffraktion, eine mit Wasser befüllbare Aufnahmekammer zur Aufnahme des Aufgabegutes, einen Strömungsgenerator zur Erzeugung einer Wasserströmung in der Aufnahmekammer und eine mit Wasser befüllbare Abscheidekammer zur Aufnahme der Leichtstofffraktion auf.
  • Die Fördereinrichtung weist eine Welle mit wenigstens einem Förderschneckenabschnitt zur Abförderung der Schwerstofffraktion auf der Aufnahmekammer auf. Ferner ist der Strömungsgenerator derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Strömungsweg der Wasserströmung von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer führt.
  • Erfindungsgemäß ist zudem vorgesehen, dass die Fördereinrichtung zusätzlich zum Förderschneckenabschnitt wenigstens einen eine Mehrzahl von an der Welle angeordneten separaten Paddeln aufweisenden Waschabschnitt aufweist.
  • Die Paddel sind insbesondere zueinander beabstandet. Ganz besonders bevorzugt sind die Paddel in dem Waschabschnitt so angeordnet, dass die einzelnen Paddel der Schrauben- bzw. Spirallinie der benachbarten Förderschnecke des Förderschneckenabschnitts zumindest im Wesentlichen folgen. Hierzu können die Paddel insbesondere auch schräg gestellt an der Welle angeordnet sein, so dass die Paddel bevorzugt zumindest im Wesentlichen entlang der Schraubenlinie der Windung des benachbarten Förderschneckenabschnittes ausgerichtet und angeordnet sind.
  • Der Waschabschnitt ermöglicht den wesentlichen Vorteil, dass bei der Abförderung der Schwerstofffraktion aus der Aufnahmekammer ein Waschen und eine Reinigung der Schwerstofffraktion erfolgen kann. Insbesondere können so mineralische und/oder andere an der Schwerstofffraktion anhaftende Reste gelöst werden. Auch kann vorgesehen sein, dass der Waschabschnitt dazu dient, dass eine an der Schwerstofffraktion anhaftende Restfraktion abgetrennt werden kann. Demnach kann durch die erfindungsgemäße Bereitstellung des Waschabschnittes in der Fördereinrichtung eine aus dem Aufgabegut abzutrennenden Schwerstofffraktion mit einer hohen Reinheit und einer hohen Trennschärfe ermöglicht werden.
  • Besonders bevorzugt ist eine aufwendige Nachbehandlung der Schwerstofffraktion vermeidbar, die andernfalls im Stand der Technik erfolgen müsste. Dies reduziert den gesamten Aufwand für die Abscheidung der Schwerstofffraktion und führt somit zu einer Reduktion der Kosten zur Durchführung eines Dichtetrennprozesses zur Abscheidung der Schwerstofffraktion aus dem Aufgabegut. Die Fördereinrichtung hat neben der Funktion zur Abförderung der Schwerstofffraktion auch die Funktion zur Reinigung und zum Waschen der in der Fördereinrichtung transportierten Schwerstofffraktion und gewähreistet durch die "Doppelfunktion" somit eine Vielzahl von erfindungsgemäßen Vorteilen, die sich im Besonderen in einem vereinfachten Prozessablauf niederschlagen.
  • Die Aufnahmekammer kann auch als Trennkammer bezeichnet werden, da in der Aufnahmekammer der Trennprozess erfolgt, nämlich die Abscheidung/Abtrennung der Schwerstofffraktion und der Leichtstofffraktion.
  • Der Förderschneckenabschnitt kann insbesondere eine sich über wenigstens 360° um den Umfang der Welle erstreckende Windung bzw. einen Schneckenflügel aufweisen.
  • Während des Abscheideprozesses kann sich die Schwerstofffraktion am Boden bzw. im unteren Bereich der Aufnahmekammer, der auch als Trogboden bzw. Trogbodenbereich bezeichnet werden kann, absetzen und über die Fördereinrichtung letztlich aus dem Bodenbereich abgefördert werden. Die Leichtstofffraktion senkt sich insbesondere nicht auf den Trogboden ab und wird über die Wasserströmung in die Abscheidekammer überführt. Die Dichte der Komponenten der Leichtstofffraktion ist insbesondere zumindest im Wesentlichen gleich oder geringer als die Dichte des in der Dichteabscheidevorrichtung genutzten Wassers. Weitere Komponenten der Leichtstofffraktion können auch eine Dichte aufweisen, die geringfügig größer als die Dichte des verwendeten Wassers ist. Diese Komponenten können dann durch Unterstützung der Wasserströmung der Abscheidekammer zugeführt werden.
  • Darüber hinaus kann auch ein geschlossener Wasserkreislauf vorgesehen sein. Somit kann das in der Abscheidekammer vorgesehene Wasser auch über den Strömungsgenerator erneut der Aufnahmekammer zugeführt und über die erzeugte Wasserströmung in der Aufnahmekammer erneut in die Abscheidekammer überführt werden. Bedarfsweise kann auch eine Entnahme von Wasser oder eine Zuführung von Frischwasser erfolgen, wie dies im Einzelnen im Folgenden noch erläutert werden wird.
  • Das Aufgabegut enthält insbesondere Feststoffmaterial bzw. setzt sich aus einzelnen Feststoffmaterialien zusammen. Bevorzugt kann die Schwerstofffraktion Steine enthalten. Die Leichtstofffraktion kann sich aus Zweigen, Plastik- bzw. Kunststoffmaterial, Schaumstoffmaterial, Holz, Porenbeton, Gewebematerial und/oder kleineren Steinen etc. zusammensetzen. Bevorzugt kann die Dichteabscheidevorrichtung in einem Steinbruch und/oder in einem Ziegelbruch eingesetzt werden. Jedoch sind auch weitere Einsatzorte möglich, bei denen eine hydraulische Dichtetrennung des Aufgabegutes benötigt wird.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Mehrzahl von Förderabschnitten vorgesehen ist, wobei zwischen zwei benachbarten Förderschneckenabschnitten ein Waschabschnitt angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von Waschabschnitten vorgesehen ist, insbesondere wobei die Waschabschnitte und die Förderschneckenabschnitte zueinander alternierend angeordnet sind.
  • Insbesondere dienen die Förderschneckenabschnitte zur Förderung der Schwerstofffraktion in Förderrichtung der Fördereinrichtung und die Waschabschnitte zum Waschen und zur Reinigung des in der Fördereinrichtung transportierten Gutes, nämlich der Schwerstofffraktion. Die Waschabschnitte erstrecken sich somit bevorzugt nur über einen Teil der Länge der Welle, um weitere Abschnitte der Welle der Fördereinrichtung für die Förderschneckenabschnitte und somit zur Abförderung der Schwerstofffraktion bereitstellen zu können. Eine Mehrzahl von Förderschneckenabschnitten und Waschabschnitten ergibt den Vorteil, dass ein Waschen der Schwerstofffraktion in mehreren Abschnitten erfolgen kann, wodurch ein erhöhter Trenngrad zur Abtrennung der an der Schwerstofffraktion anhaftenden Restfraktion, die insbesondere mineralischen Ursprungs ist, erreicht werden kann. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Waschabschnitte vollständig oder zumindest teilweise während des Betriebs der Dichteabscheidevorrichtung im Wasser angeordnet sind. Die Förderschneckenabschnitte können, müssen jedoch nicht im Wasser angeordnet sein.
  • Für den dem Abwurfende zugewandten hinteren Bereich der Welle der Fördereinrichtung bietet es sich an, einen Förderschneckenabschnitt einzusetzen, da dieser nicht im Wasser angeordnet sein muss, jedoch weiterhin die Funktion der Abförderung der Schwerstofffraktion erfüllen kann.
  • Ein Waschen der Schwerstofffraktion bei den Waschabschnitten macht dann Sinn, wenn das Waschen im Wasser erfolgen kann. Demgemäß kann die Fördereinrichtung bevorzugt zumindest teilweise während des Betriebes im Wasser angeordnet sein. Die Fördereinrichtung muss dabei nicht vollständig in der Aufnahmekammer angeordnet sein, sondern ein Abschnitt der Fördereinrichtung kann in der Aufnahmekammer und ein weiterer Abschnitt außerhalb der Aufnahmekammer angeordnet sein.
  • Vorzugsweise weist der Waschabschnitt zwischen 2 bis 52, bevorzugt zwischen 4 bis 36 und insbesondere zwischen 12 bis 24 Paddel auf. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist festgestellt worden, dass die vorgenannte Anzahl der Paddel besonders vorteilhaft für eine effiziente Reinigung der Schwerstofffraktion in dem Waschabschnitt ist. Auch ergibt sich die Anzahl der Paddel insbesondere in Abhängigkeit der einzelnen Ausbildung der Paddel, der gewünschten Reinigungsleistung sowie der Wendelsteigung des benachbarten Förderschneckenabschnittes. Besonders bevorzugt sind die Paddel so im Waschabschnitt angeordnet, dass sie der Schraubenlinie (mit zumindest im Wesentlichen der gleichen Wendelsteigung) wenigstens eines benachbarten Förderschneckenabschnittes folgen. In diesem Zusammenhang ist beim Zustandekommen der Erfindung festgestellt worden, dass bevorzugt je vier Paddel für eine 360°-Windung einer Förderschnecke eingesetzt werden bzw. eine 360°-Windung der Schraubenlinie (die letztlich gedacht ist) überbrücken können.
  • Die Welle ist insbesondere drehbar gelagert und zumindest bereichsweise in der Aufnahmekammer angeordnet. Die Paddel können sich insbesondere über einen Winkelbereich von kleiner als 90° über den Umfang der Welle erstrecken. Auch andere Winkelbereiche sind in weiteren Ausführungsformen grundsätzlich möglich.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die Windung des Förderschneckenabschnitts über einen Bereich zwischen 360° und 1440°, bevorzugt zwischen 360° bis 720°. In diesem Zusammenhang bezeichnet das Wort "Windung" den zusammenhängenden Wendelabschnitt der Förderschnecke. Eine 360°-Windung umschließt dabei also einmal umfangsmäßig die Welle. Die Wendelsteigung kann insbesondere über die Windung des Förderschneckenabschnitts zumindest im Wesentlichen konstant ausgebildet sein. Insbesondere ist die Wendelsteigung für alle Förderschneckenabschnitte zumindest im Wesentlichen gleich und konstant ausgebildet. Somit kann eine effiziente Abförderung der Schwerstofffraktion erfolgen.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass benachbarte Waschabschnitte eine unterschiedliche Anzahl an Paddeln und/oder unterschiedlich ausgebildete und/oder angeordnete Paddel aufweisen. Die Anzahl oder die Ausrichtung der Paddel kann in Abhängigkeit des in dem Waschabschnitt zu erreichenden Reinigungsergebnisses ausgewählt werden. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass benachbarte Förderschneckenabschnitte unterschiedlich ausgebildete Windungen aufweisen. Die Windungen können sich hinsichtlich ihrer Wendelsteigung und/oder ihrer Erstreckung um den Umfang der Welle unterscheiden. Beispielsweise kann sich eine Windung über einen Bereich zwischen 360° bis 500° und eine weitere Windung eines benachbarten Förderschneckenabschnittes über 500° bis 720° erstrecken. Wie zuvor erläutert, ist in diesem Zusammenhang besonders bevorzugt, wenn die über die Welle verlaufende Spirallinie, die durch die Wendeln der Förderschneckenabschnitte gebildet wird, sich auch in den Waschabschnitten fortsetzt, die Paddel demnach so angeordnet und ausgerichtet sind, dass sich im Bereich der Paddel die Schraubenlinie des benachbarten Förderschneckenabschnittes fortsetzt. Demnach kann auch ein Materialtransport im Bereich der Waschabschnitte erfolgen. Allerdings müssen die Paddel nicht notwendigerweise die Schraubenlinie der Wendel des benachbarten Förderschneckenabschnittes fortsetzen. Letztlich wird der abzufördernde Materialstrom durch die Förderschnecke bewegt und durch den Wasserabschnitt gedrückt, auch wenn dieser nur eine Waschfunktion aufweist.
  • Bevorzugt können die Paddel jedoch derart an der Welle schräg gestellt angeordnet sein, dass der Materialtransport der Schwerstofffraktion in Förderrichtung der Welle bzw. in Förderrichtung der Fördereinrichtung auch im Bereich des jeweiligen Waschabschnittes erfolgt. Demnach kann die Schwerstofffraktion auch im Bereich der Waschabschnitte durch diese in Förderrichtung weiter transportiert und gleichzeitig gereinigt und gewaschen werden.
  • Die in den Waschabschnitten abgeschiedene Reststofffraktion kann insbesondere in dem Wasser verbleiben und bedarfsweise nach Abschaltung der gesamten Dichteabscheidevorrichtung aus der Dichteabscheidevorrichtung entnommen und anschließend bedarfsweise erneut aufbereitet werden. Eine separate Entnahme der Reststofffraktion, die in den Waschabschnitten abgeschieden wird, während des laufenden Bertriebs der Dichteabscheidevorrichtung kann durch geeignete Mittel vorgesehen sein, muss es jedoch nicht. Insbesondere setzt sich die Reststofffraktion an der Wasseroberfläche ab oder löst sich im Wasser auf. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Reststofffraktion, die in den Waschabschnitten abgeschieden wird, nicht zurück in die Aufnahmekammer transportiert wird.
  • Darüber hinaus ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass eine Mehrzahl von Paddeln in Bezug zur Längsrichtung der Welle hintereinander und/oder hintereinander in Umfangsrichtung der Welle angeordnet sind. Eine solche Anordnung der Paddel ermöglicht es, dass ein Materialtransport auch in den Waschabschnitten erfolgen kann, da eine effiziente Reinigung der Schwerstofffraktion im Bereich der Waschabschnitte bei einer entsprechenden Rotation bzw. Drehung der Welle erfolgen kann. Letztlich wirbelt bzw. werfen die einzelnen Paddel die Schwerstofffraktion im Bereich der Waschabschnitte stets erneut auf und durchkämmen die Schwerstofffraktion im Bereich der Waschabschnitte, was zur effizienten Auflockerung der Schwerstofffraktion und Ablösung von Anhaftungen führt.
  • Vorzugsweise ist die radiale Paddellänge zumindest im Wesentlichen gleich groß wie die Steghöhe der Windung wenigstens eines benachbarten Förderschneckenabschnittes ausgebildet. Insbesondere ist die Steghöhe der Windung in einem und insbesondere in allen Förderschneckenabschnitten und bevorzugt zumindest im Wesentlichen gleich groß. Dabei bezieht sich die radiale Paddellänge auf den radialen Abstand zur Welle. Somit steht die radiale Paddellänge von der Außenseite der Welle ab. Durch die gleiche Länge von Paddel und Schneckenabschnitt kann gewährleistet werden, dass die Oberkante sowohl der Windung als auch des Paddels zur Gehäusewand eines benachbarten Fördergehäuses, in dem die Welle angeordnet ist, zumindest im Wesentlichen konstant ausgebildet sein kann. Dieser Abstand zwischen der äußersten Oberkante der Windung und/oder des Paddels zur Gehäusewand des Fördergehäuses kann in Abhängigkeit der gewünschten Trennkorngröße ausgewählt werden und beträgt besonders bevorzugt wenigstens dem Zweifachen der Trennkorngröße. Insbesondere kann der Abstand der äußersten Oberkante der Windung und/oder des Paddels zur Gehäusewand des Fördergehäuses wenigstens 30 mm, bevorzugt zwischen 40 mm bis 900 mm, weiter bevorzugt zwischen 100 mm bis 200 mm, betragen. Durch diesen Abstand kann eine sichere Trennung der Schwerstofffraktion und eine Abförderung der Schwerstofffraktion gewährleistet werden.
  • Insbesondere ist das Fördergehäuse wasserdicht ausgebildet. Das Fördergehäuse kann umfangsmäßig geschlossen oder oberseitig geöffnet ausgebildet sein. Bei einer oberseitigen Öffnung kann eine weitergehende Abdeckung, wie beispielsweise ein Gitter, vorgesehen sein, so dass der manuelle Eingriff von außen in den Betrieb der Fördereinrichtung verhindert werden kann. Das Fördergehäuse kann sich insbesondere an die Aufnahmekammer bzw. an die Wandung der Aufnahmekammer anschließen. Auch das Fördergehäuse ist zumindest bereichsweise mit Wasser während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung befüllbar bzw. gefüllt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Welle in einem Winkel zwischen 8° bis 85°, bevorzugt zwischen 10° bis 70°, insbesondere zwischen 12° bis 20°, gegenüber dem Untergrund angeordnet und/oder gelagert ist. Durch die schräge Anordnung der Welle in Bezug zum Untergrund kann gewährleistet werden, dass ein Waschen der Schwerstofffraktion in dem mit Wasser gefüllten Bereich des Fördergehäuses erfolgen kann und ein weiterer Abschnitt des Fördergehäuses außer- und oberhalb der Wasserlinie angeordnet ist, so dass sich bei Abwurf der Schwerstofffraktion kein unnötiger Wasserverlust ergibt.
  • Insbesondere ist die Welle mit einem Wellenende im Bereich der Aufnahmekammer und mit ihrem anderen Wellenende im Bereich der Abwurföffnung der Schwerstofffraktion drehgelagert. Das Fördergehäuse kann sich in diesem Zusammenhang insbesondere zumindest mittelbar, bevorzugt unmittelbar, an dem Untergrund abstützen.
  • Darüber hinaus kann eine Ausströmöffnung des Strömungsgenerators in die Aufnahmekammer münden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Abscheidekammer als Ansaugkammer für den Strömungsgenerator ausgebildet ist, insbesondere wobei dem Strömungsgenerator ein Ansaugrohr zugeordnet ist, das zumindest bereichsweise in der Abscheidekammer zum Ansaugen des in der Abscheidekammer befindlichen Wassers angeordnet ist. Somit kann die Abscheidekammer insbesondere auch als Wasserreservoir für den Strömungsgenerator dienen. Demnach kann ein Wasserkreislauf gewährleistet werden, bei dem das Wasser vom Strömungsgenerator in die Aufnahmekammer gefördert werden kann. Durch die in der Aufnahmekammer vorhandene Strömung, die letztlich durch den Strömungsgenerator erzeugt wird, wird das Wasser (gemeinsam mit der Leichtstofffraktion) dann insbesondere über ein Wehr in die Abscheidekammer transportiert. Das in der Abscheidekammer vorhandene Wasser kann dann erneut über den Strömungsgenerator der Aufnahmekammer zugeführt werden. Bedarfsweise kann in diesem geschlossenen Wasserkreislauf auch eine Zuführung oder Abführung von Wasser erfolgen. Dabei kann bedarfsweise auch die Dichte des Wassers eingestellt oder derart verändert werden, dass die Leichtstofffraktion mit dem gewünschten Dichtebereich abgetrennt werden kann.
  • Der Strömungsgenerator kann in einem Strömungsrohr angeordnet sein. Dieses Strömungsrohr kann außerhalb der Aufnahmekammer angeordnet sein und mit seiner Ausströmöffnung insbesondere in die Aufnahmekammer münden. Durch die Anordnung in dem Strömungsrohr kann dann gewährleistet werden, dass der Strömungsgenerator vor mechanischen Beschädigungen, insbesondere durch das Aufgabegut, geschützt werden kann. Auch kann das Strömungsrohr der Abscheidekammer und/oder dem Ansaugrohr zugeordnet sein, nämlich insbesondere derart, dass eine Öffnung im Strömungsrohr mit dem Ansaugrohr zum Ansaugen von Wasser gekoppelt sein kann. In diesem Zusammenhang können das Ansaugrohr und das Strömungsrohr unmittelbar verbunden sein, müssen es jedoch nicht. Der Strömungsgenerator kann mit einem Motor betrieben werden, der geschützt vor Wasser außerhalb des Strömungsrohres und bevorzugt auch außerhalb der Abscheidekammer angeordnet ist.
  • Vorzugsweise ist wenigstens ein gewölbter Umlenkbereich für die Wasserströmung vorgesehen, der in der Aufnahmekammer und zumindest im Wesentlichen gegenüberliegend und/oder unterhalb der Welle angeordnet ist. Der Umlenkbereich kann insbesondere eine gebogene Wandung aufweisen. Die gebogene Wandung kann insbesondere dergestalt sein, dass sie im Querschnitt zumindest im Wesentlichen kreisbogenabschnittsförmig und ferner langgestreckt ausgebildet ist. Bevorzugt ist der gewölbte Umlenkbereich als Abschnitt einer Zylindermantelfläche ausgebildet.
  • Weiter bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Mittelachse der Ausströmöffnung unterhalb der Mittellängsachse der Welle verläuft. Demnach kann die Ausströmungsöffnung und insbesondere auch der Strömungsgenerator bevorzugt unterhalb der Fördereinrichtung und/oder unterhalb der Welle angeordnet sein. Hierdurch kann ein sicheres Abfördern der Schwerstofffraktion über die Fördereinrichtung gewährleistet werden, wobei gleichzeitig auch die Schwerstofffraktion der Wasserströmung, die durch den Strömungsgenerator erzeugt wird, ausgesetzt sein kann, was den Trenngrad erhöhen kann.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein Wehr zwischen der Aufnahmekammer und der Abscheidekammer angeordnet ist. Das Wehr kann beispielsweise als Öffnung in einer Wandung der Aufnahmekammer ausgebildet sein, die bevorzugt gleichzeitig auch als Wandung der Abscheidekammer dienen kann. Vorzugsweise führt der Strömungsweg für die Leichtstofffraktion vom oberen Bereich der Aufnahmekammer über das Wehr in die Abscheidekammer. Mit der Leichtstofffraktion kann auch Wasser von der Aufnahmekammer über das Wehr in die Abscheidekammer gelangen. Bevorzugt ist das Wehr derart angeordnet und ausgebildet, dass die Schwerstofffraktion nicht über das Wehr in die Abscheidekammer geführt wird. Somit ist das Wehr im oberen Bereich der Aufnahmekammer angeordnet, wohingegen das gelagerte Wellenende der Fördereinrichtung im unteren Bereich der Aufnahmekammer, vorzugsweise im Bodenbereich, angeordnet ist.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abscheidekammer eine weitere Fördereinrichtung zur Abführung der Leichtstofffraktion zugeordnet ist. Insbesondere ist die weitere Fördereinrichtung als Rüttel- und/oder Vibrationssieb ausgebildet. Besonders bevorzugt verläuft die Förderebene der weiteren Fördereinrichtung zumindest bereichsweise unterhalb der Oberkante des Wehrs. Besonders bevorzugt ist die weitere Fördereinrichtung so angeordnet, dass sie während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung nur bereichsweise innerhalb des Wassers bzw. nur bereichsweise unterhalb des Wasserspiegels angeordnet ist. Die Leichtstofffraktion, die auf die weitere Fördereinrichtung geführt wird, kann durch Rüttel- oder Vibrationsbewegungen zur Abwurfseite geführt werden, insbesondere wobei die Abwurfseite bzw. zum Abwurfende der weiteren Fördereinrichtung nicht mehr im Wasser angeordnet ist. In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die weitere Fördereinrichtung schräg zum Untergrund zum Abwurfende hin abfallend oder zumindest im Wesentlichen parallel zum Untergrund angeordnet ist.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Förderrichtung der weiteren Fördereinrichtung zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zur Förderrichtung der Fördereinrichtung verläuft. Eine dementsprechende Anordnung haben die Fördereinrichtung und die weitere Fördereinrichtung dann auch. Eine solche Anordnung bietet den wesentlichen Vorteil, dass die gesamte Dichteabscheidevorrichtung als solche kompakter ausgebildet sein kann. Zudem ermöglicht eine solche Anordnung in Kombination mit der bevorzugten Anordnung des Strömungsgenerators unterhalb und/oder in der Abscheidekammer, dass der Aufstrom durch bzw. für den Strömungsgenerator stabil gehalten werden kann.
  • Durch die entgegengesetzte Anordnung der Förderrichtungen der Fördereinrichtung und der weiteren Fördereinrichtung kann außerdem eine verringerte Breite im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Anlagen gewährleistet werden. Letztlich wird durch diese Ausbildung zwar die gesamte eingenommene Länge der Dichteabscheidevorrichtung im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Dichteabscheidevorrichtungen vergrößert, jedoch ist die Breite der erfindungsgemäßen Dichteabscheidevorrichtung gegenüber der Breite von aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen verringert. Bei dem Stand der Technik ist es so, dass die Förderrichtung der Fördereinrichtung orthogonal zur Förderrichtung der weiteren Fördereinrichtung verläuft, was zu einer relativ großen Breite der Dichteabscheidevorrichtung führt. Dies kann dazu führen, dass dann kein Transport der bekannten Dichteabscheidevorrichtung im komplett montierten Zustand über übliche Verkehrswege, beispielsweise über die Straße, möglich ist. Diese Problematik wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, dass die Förderrichtungen der Fördereinrichtung und der weiteren Fördereinrichtungen entgegengesetzt verlaufen, was letztlich zu einer Verringerung der Gesamtbreite der fertig montierten Anlage führt.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aufnahmekammer und/oder die Abscheidekammer derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der Strömungsweg der Leichtstofffraktion von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer insbesondere um 90° +/- 20° umgelenkt wird. Nach erfolgter Umlenkung der Leichtstofffraktion in die Abscheidekammer kann dann eine Abförderung entlang der weiteren Fördereinrichtung erfolgen. Dabei kann die Förderrichtung der weiteren Fördereinrichtung auch so ausgebildet sein, dass bedarfsweise eine weitere Umlenkung in Bezug zum Strömungsweg erfolgen kann.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist eine Absaugeinrichtung vorgesehen, die zur Absaugung und/oder Ansaugung von Schmutzwasser aus der Aufnahmekammer und/oder aus der Abscheidekammer ausgebildet ist, wobei der Absaugeinrichtung insbesondere Dichtemesssensoren zugeordnet sind. Die Absaugeinrichtung kann somit zur Entnahme von Wasser dienen, das in hohem Maße verunreinigt ist. Diese Verunreinigungen könnten die Trennschärfe der Dichte der erfindungsgemäßen Anlage beeinflussen. Demnach kann ebenfalls alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von, bevorzugt gereinigtem, Frischwasser in die Aufnahmekammer und/oder in die Abscheidekammer vorgesehen ist. Das Frischwasser kann durch Aufbereitung des Schmutzwassers oder separat bereitgestellt werden. Insbesondere ist die Zuströmöffnung der Zuführeinrichtung unterhalb und/oder im Bereich der Welle vorgesehen.
  • Durch die Zuführeinrichtung kann auch der Reinheitsgrad des in der Dichteabscheidevorrichtung vorgesehenen Wassers kontrolliert und insbesondere eingestellt werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist ein Trennmittel, insbesondere ein Trennblech, zumindest bereichsweise zwischen Aufnahmekammer und Fördergehäuse angeordnet. Das Trennmittel kann somit den Bereich des Fördergehäuses von der Aufnahmekammer abtrennen.
  • Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsgenerators einstellbar ist. Durch die Einstellung der Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsgenerators kann auch der Trenngrad der abzuscheidenden Leichtstofffraktion verändert bzw. eingestellt werden, insbesondere ist so die maximale Dichte der Komponenten der Leichtstofffraktion variierbar.
  • Vorzugsweise ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Überlaufeinrichtung für die Aufnahmekammer und/oder die Abscheidekammer vorgesehen, insbesondere eine Überlaufrinne. Die Überlaufeinrichtung kann dann zum Auffangen von Wasser ausgebildet sein.
  • Bevorzugt ist eine, insbesondere Füllstandsensoren aufweisende, Messeinrichtung zur Messung des Wasserstandes in der Aufnahmekammer und/oder der Abscheidekammer vorgesehen. Diese Messeinrichtung kann bevorzugt über eine Steuereinrichtung mit der Zuführeinrichtung verbunden sein oder alternativ oder zusätzlich mit der Absaugeinrichtung. Somit kann bei entsprechend festgestellten hohem oder niedrigem Wasserstandspegel eine entsprechende Zuführung bzw. Abführung von Wasser aus der Absaugeinrichtung gewährleistet werden.
  • Insbesondere können die Dichtemesssensoren ebenfalls einer Steuereinrichtung zugeordnet und insbesondere mit den Füllstandsensoren gekoppelt sein, wobei die Messergebnisse insbesondere durch die Steuereinrichtung ausgewertet werden können. Bedarfsweise kann auch ein Alarm gegeben werden.
  • Die Leichtstofffraktion weist insbesondere Komponenten mit einer maximalen Dichte auf, die bevorzugt geringfügig höher als die Dichte von Wasser ist und insbesondere zwischen 1020 bis 1300 kg/m2, bevorzugt zwischen 1100 bis 1250 kg/m3, liegt.
  • Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls ein Verfahren zum Trennen von Aufgabegut unter Verwendung einer hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung der vorgenannten Art. Das Verfahren umfasst die nachfolgenden Schritte, die vorzugsweise nacheinander durchgeführt werden:
    • Bereitstellung einer hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
    • Einführung von Wasser zumindest in die Aufnahmekammer, bedarfsweise auch in die Abscheidekammer,
    • Aufgabe von Aufgabegut in die Aufnahmekammer,
    • Bereitstellung einer Wasserströmung durch den Strömungsgenerator, so dass eine Wasserströmung erzeugt wird, die von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer führt, wodurch die Leichtstofffraktion von der Aufnahmekammer in die Abscheidekammer überführt wird,
    • Abförderung der Schwerstofffraktion über die Fördereinrichtung und Waschen der Schwerstofffraktion in dem wenigstens einen Waschabschnitt,
    • bedarfsweise Abförderung der Leichtstofffraktion über die weitere Fördereinrichtung.
  • Im Zusammenhang mit Vorteilen und bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens versteht es sich, dass auf die vorgenannten Ausführungen zur hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung verwiesen werden kann, die in gleicher Weise auch für das erfindungsgemäße Verfahren gelten, ohne dass dies einer weiteren expliziten Erwähnung bedarf. Auch können die Ausführungen zu dem Verfahren in gleicher Weise auch für die hydraulische Dichteabscheidevorrichtung gelten.
  • Während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung ist insbesondere der Strömungsgenerator aktiv und wird mit Wasser gespeist, vorzugsweise Wasser aus der Abscheidekammer. Der Strömungsgenerator ist dabei in einem Strömungsrohr angeordnet, das bedarfsweise eine Öffnung zur Zuführung von Wasser in das Strömungsrohr aufweist. Das über den Strömungsgenerator der Aufnahmekammer zur Verfügung gestellte Wasser strömt aus dem Strömungsrohr über eine Ausströmöffnung in die Aufnahmekammer. Bevorzugt wird das Wasser im Kreislauf geführt. Während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung und somit während des erfindungsgemäßen Verfahrens dreht sich die Fördereinrichtung, so dass auch die Schwerstofffraktion über die Fördereinrichtung abgefördert werden kann.
  • Eine Trennung des Aufgabegutes erfolgt über einen Dichtetrennprozess, der über das in der Dichteabscheidevorrichtung vorgesehene Wasser erfolgen kann, insbesondere wobei die Schwerstofffraktion mit ihren Komponenten auf den Boden der Aufnahmekammer und/oder in den unteren Bereich der Aufnahmekammer absinkt, von dem es über die Fördereinrichtung erfasst und abgefördert werden kann.
  • Die Leichtstofffraktion, die auch Komponenten mit geringfügig höherer Dichte als Wasser enthalten kann, wird über die Auftriebswirkung in den oberen Bereich der Aufnahmekammer transportiert, was auch durch die Wasserströmung, die durch den Strömungsgenerator bereitgestellt wird, unterstützt wird. Durch diese Wasserströmung wird dann ermöglicht, dass die Leichtstofffraktion mit der Wasserströmung insbesondere über das Wehr in die Abscheidekammer überführt werden kann.
  • In der Abscheidekammer kann dann eine Abförderung der Leichtstofffraktion über die weitere Fördereinrichtung erfolgen. Diese kann während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung insbesondere vibrieren und/oder rütteln und so die Abförderung ermöglichen.
  • Während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung kann dabei die Fördereinrichtung und/oder die weitere Fördereinrichtung zumindest zum Teil im Wasser angeordnet sein, insbesondere wobei die im Bereich des jeweiligen Abwurfendes vorgesehenen Abschnitte der Fördereinrichtung und/oder der weiteren Fördereinrichtung außerhalb des Wassers angeordnet sind, um Wasserverluste zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren.
  • Bevorzugt sind die Waschabschnitte zumindest im Wesentlichen vollständig oder zumindest bereichsweise im Wasser angeordnet.
  • Die Aufgabe des Aufgabegutes kann diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen. Dies kann entweder durch einen Bagger oder durch ein Förderband oder dergleichen erfolgen. Letztlich wird das Aufgabegut in die Aufnahmekammer verbracht, wobei die schweren Komponenten der Schwerstofffraktion absinken und die Leichtstofffraktion aufgrund des Auftriebes aufsteigt.
  • Des Weiteren wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass alle vorgenannten und nachstehenden Intervalle sämtliche darin enthaltene Zwischenintervalle und auch Einzelwerte enthalten und diese Zwischenintervalle und Einzelwerte als erfindungswesentlich anzusehen sind, auch wenn diese Zwischenintervalle oder Einzelwerte im Einzelnen nicht konkret angegeben sind.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäße hydraulische Abscheideeinrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 3
    eine schematische Schnittansicht eines Strömungsgenerators,
    Fig. 4
    eine schematische Seitenansicht eines Strömungsrohrs,
    Fig. 5
    eine schematische Schnittansicht einer Fördereinrichtung,
    Fig. 6
    eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 7
    eine schematische Seitenansicht auf die in Fig. 6 gezeigte hydraulische Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 8
    eine weitere Seitenansicht auf die in Fig. 6 gezeigte hydraulische Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 9
    eine schematische perspektivische Darstellung eines Strömungsgenerators,
    Fig. 10
    eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 9 gezeigten Strömungsgenerator,
    Fig. 11
    eine schematische Seitenansicht auf den in Fig. 9 dargestellten Strömungsgenerator,
    Fig. 12
    eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 13
    eine schematische perspektivische Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 14
    eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung,
    Fig. 15
    eine schematische Seitenansicht auf ein Fördergehäuse und eine Aufnahmekammer,
    Fig. 16
    eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Fördergehäuses und
    Fig. 17
    eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dichteabscheidevorrichtung.
  • Die Fig. 1 und 17 zeigen unterschiedliche Ausführungsformen einer hydraulischen Dichteabscheidevorrichtung 1. Die Dichteabscheidevorrichtung 1 ist zum Trennen einer Schwerstofffraktion 2 mit Komponenten höherer Dichte von einer Leichtstofffraktion 3 mit Komponenten niedrigerer Dichte aus einem Aufgabegut 4 vorgesehen. Die Fig. 1 zeigt das Aufgabegut 4, das in die Schwerstofffraktion 2 und die Leichtstofffraktion 3 getrennt werden kann. Die Fraktionen 2, 3 sind in der Fig. 17 sowie in den weiteren Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt.
  • Es versteht sich, dass zum Betrieb der Dichteabscheidevorrichtung 1 Wasser in diese eingeführt worden ist. Das Wasser oder der Wasserspiegel ist in den dargestellten Ausführungsformen jedoch nicht näher dargestellt.
  • Die Dichteabscheidevorrichtung 1 umfasst eine Fördereinrichtung 5 zur Abförderung der Schwerstofffraktion 2, wie die Fig. 1 zeigt. Außerdem zeigt die Fig. 1, dass die Dichteabscheidevorrichtung 1 eine mit Wasser befüllbare Aufnahmekammer 6 zur Aufnahme des Aufgabegutes 4 zeigt. Die Fig. 1 zeigt dabei weiter, dass das Aufgabegut 4 in die Aufnahmekammer 6 aufgegeben wird. Eine Aufgabe kann durch ein Förderband, wie dies in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, oder durch andere Aufgabemittel, wie beispielsweise einen Bagger, erfolgen. Auch kann die Aufgabe des Aufgabegutes 4 kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen.
  • In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass während des Betriebes die Aufnahmekammer 6 zumindest teilweise mit Wasser befüllt ist, wobei das Wasser selbst für den Trennprozess genutzt wird. So sinken die Komponenten der Schwerstofffraktion 2, die eine deutlich höhere Dichte als das Wasser haben, auf den Boden der Aufnahmekammer 6 ab und werden durch die Fördereinrichtung 5 abgefördert. Die Leichtstofffraktion 3, die Komponenten mit geringerer oder gleicher Dichte wie Wasser oder auch geringfügig höherer Dichte als Wasser aufweist, steigt aufgrund des Auftriebes auf. Somit werden die Komponenten anhand ihrer Dichte hydraulisch getrennt.
  • Fig. 1 zeigt weiter, dass die Dichteabscheidevorrichtung 1 einen Strömungsgenerator 7 zur Erzeugung einer Wasserströmung in der Aufnahmekammer 6 aufweist. Der Strömungsgenerator 7 kann dabei der Aufnahmekammer 6 zugeordnet sein, muss in dieser jedoch nicht angeordnet sein, wie aus der Fig. 1 ersichtlich wird. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Strömungsgenerator 7 in einem Strömungsrohr 31 angeordnet, das beispielsweise näher in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt das Strömungsrohr 31 und den darin angeordneten Strömungsgenerator 7. Das Strömungsrohr 31 kann somit den Strömungsgenerator 7 vor äußeren mechanischen Beschädigungen schützen. Die Ausströmöffnung 23 des Strömungsrohrs 31 kann in die Aufnahmekammer 6 münden, wie dies in der Fig. 15 näher dargestellt ist.
  • Außerdem umfasst die Dichteabscheidevorrichtung 1 eine mit Wasser befüllbare Abscheidekammer 8 zur Aufnahme der Leichtstofffraktion 3. Die Abscheidekammer 8 kann auch zur Zuführung von Wasser für den Strömungsgenerator 7 dienen, insbesondere zur Realisierung eines geschlossenen Strömungskreislaufes - muss es jedoch nicht.
  • Die Fig. 1 zeigt, dass die Fördereinrichtung 5 eine Welle 9 mit wenigstens einem Förderschneckenabschnitt 10 zur Abförderung der Schwerstofffraktion 2 aus der Aufnahmekammer 6 aufweist. Dabei ist die Fördereinrichtung 5 zumindest teilweise in der Aufnahmekammer 6 angeordnet.
  • Der weitere Abschnitt der Fördereinrichtung 5, der ebenfalls im Wasser angeordnet sein kann, kann in einem Fördergehäuse 19 angeordnet sein, das beispielsweise näher in der Fig. 6 dargestellt ist. Auch in dem Fördergehäuse 19 kann während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung 1 Wasser vorgesehen bzw. zum Teil mit Wasser gefüllt sein.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Strömungsgenerator 7 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass ein Strömungsweg der Wasserströmung von der Aufnahmekammer 6 in die Abscheidekammer 8 führt. Dieser Strömungsweg führt insbesondere dazu, dass die Leichtstofffraktion 3 über diese Wasserströmung von der Aufnahmekammer 6 in die Abscheidekammer 8 geführt wird.
  • Außerdem zeigt Fig. 1, dass die Fördereinrichtung 5 zusätzlich zum Förderschneckenabschnitt 10 wenigstens einen eine Mehrzahl von an der Welle 9 angeordneten Paddeln 11 aufweisenden Waschabschnitt 12 aufweist.
  • In der Fig. 5 ist der Waschabschnitt 12 mit unterschiedlichen bzw. separaten Paddeln 11 dargestellt. Die Paddel 11 können dabei in weiteren Ausführungsformen derart an der Welle 9 angeordnet sein, dass sie bevorzugt der Spirallinie wenigstens eines benachbarten Förderschneckenabschnittes 10 folgen. Dies ist in den Figuren jedoch nicht näher dargestellt.
  • Letztlich können die Paddel 11 im Bereich des Waschabschnittes 12 um den Umfang der Welle 9 angeordnet sein und zumindest zum Waschen und zur Reinigung der Schwerstofffraktion 2 dienen. In weiteren Ausführungsformen, die aber nicht näher dargestellt sind, sind die Paddel 11 im Waschabschnitt 12 so angeordnet, dass sie, wie zuvor erläutert, derart ausgerichtet sind, dass sie der Schraubenlinie des benachbarten Förderschneckenabschnittes 10 folgen. Insbesondere ist die Schraubenlinie bzw. die Wendelsteigung der Windung 13 aller Förderschneckenabschnitte 10 zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet ist.
  • In Fig. 5 ist dargestellt, dass die Paddel 11 zueinander beabstandet angeordnet sind und somit auch voneinander separat bereitgestellt werden können. Die Paddel 11 sind insbesondere fest mit der Welle 9 verbunden.
  • Fig. 2 zeigt, dass eine Mehrzahl von Förderschneckenabschnitten 10 vorgesehen ist, wobei zwischen zwei benachbarten Förderschneckenabschnitten 10 ein Waschabschnitt 12 angeordnet ist. Außerdem zeigt Fig. 2, dass auch eine Mehrzahl von Waschabschnitten 12 vorgesehen ist, insbesondere wobei die Förderschneckenabschnitte 10 und die Waschabschnitte 12 zueinander alternierend bzw. abwechselnd zueinander angeordnet sind. Jedenfalls sollte am Anfang der Welle 9 und auch an ihrem Ende jeweils ein Förderschneckenabschnitt 10 vorgesehen sein.
  • Der Waschabschnitt 12 kann in Abhängigkeit des gewünschten Reinigungsergebnisses unterschiedlich ausgebildete Paddel 11 oder eine unterschiedliche Anzahl an Paddeln 11 aufweisen. Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Waschabschnitt 12 zwischen 4 bis 24 Paddel 11 aufweist, wie dies in der Fig. 5 näher dargestellt ist.
  • In Fig. 14 ist dargestellt, dass der Förderschneckenabschnitt 10 eine Wendel aufweist, die eine Windung 13 bildet. Die Windung 13 kann sich über einen Bereich zwischen 360° bis 1440° erstrecken. In Fig. 14 ist weiter dargestellt, dass unterschiedliche Windungen 13 der Förderschneckenabschnitte 10 vorgesehen sind. So erstreckt sich beispielsweise der im mittleren Bereich der Welle 9 vorgesehene Förderschneckenabschnitt 10 zumindest im Wesentlichen über circa 360°, wohingegen die äußeren Förderschneckenabschnitte 10 jeweils eine Windung 13 aufweisen, die größer als 360° ist und zwischen 360° und 720° liegt.
  • Nicht näher dargestellt ist, dass benachbarte Waschabschnitte 12 eine unterschiedliche Anzahl an Paddeln 11 aufweisen können. Auch können die Paddel 11 benachbarter Waschabschnitte 12 unterschiedlich ausgebildet sein.
  • Wie zuvor erläutert, zeigt beispielsweise die Fig. 14, dass benachbarte Förderschneckenabschnitte 10 unterschiedlich ausgebildete Windungen 13 aufweisen.
  • Nicht näher dargestellt ist, dass auch die Wendelsteigung benachbarter Förderschneckenabschnitte 10 unterschiedlich ausgebildet sein kann.
  • Die Paddel 11 sind insbesondere derart an der Welle 9 schräg gestellt angeordnet, dass ein Materialtransport der Schwerstofffraktion 2 in Förderrichtung F der Welle 9 auch im Bereich des jeweiligen Waschabschnittes 12 erfolgt.
  • Die Fig. 5 zeigt, dass eine Mehrzahl von Paddeln 11 in Bezug zur Längsrichtung L der Welle 9 hintereinander sowie eine Mehrzahl von Paddeln 11 hintereinander in Umfangsrichtung der Welle 9 angeordnet sind.
  • Aus der Fig. 6 wird schematisch ersichtlich, dass die radiale Paddellänge 14 zumindest im Wesentlichen gleich groß für die Steghöhe 15 der Windung 13 wenigstens eines benachbarten Förderschneckenabschnittes 10 ist. Insbesondere ist die Steghöhe 15 aller Förderschneckenabschnitte 10 konstant, wobei auch die radiale Paddellänge 14 aller Paddel 11 der Fördereinrichtung 5 konstant sein kann. Der Abstand 16 zwischen der äußersten Oberkante 17 der Windung 13 sowie des Paddels 11 und einer angrenzenden Gehäusewand 18 des Fördergehäuses 19 kann ebenfalls über die Länge der Welle 9 bevorzugt konstant ausgebildet sein und insbesondere zwischen 100 bis 200 mm betragen.
  • In der Fig. 6 ist zudem ein Winkel α dargestellt, der sich zwischen der Mittelachse A der Welle 9 sowie dem Untergrund bzw. einer parallel zum Untergrund verlaufenden Linie ergibt. Dieser Winkel α kann insbesondere zwischen 10° bis 70°, bevorzugt zwischen 12° bis 20°, liegen.
  • Ferner zeigt Fig. 6, dass die Welle 9 mit ihrem einen Wellenende 20 im Bereich der Aufnahmekammer 6 und mit ihrem anderen Wellenende 21 im Bereich der Abwurföffnung 22 der Schwerstofffraktion 2 gelagert ist. Die Lagerung kann derart vorgesehen sein, dass eine Drehung der Welle 9 ermöglicht wird. Im Bereich der Abwurföffnung 22 kann ferner eine Abstützung des Fördergehäuses 19 vorgesehen sein, wie dies die Fig. 6 schematisch zeigt.
  • Die Fig. 7 und 8 zeigen unterschiedliche Seitenansichten der Dichteabscheidevorrichtung und ferner auch die Anordnung der Öffnung 32.
  • In der Fig. 13 ist schematisch ersichtlich, dass über eine Abwurföffnung 22 aus dem Fördergehäuse 19 ein Abwurf der Schwerstofffraktion 2 erfolgen kann.
  • In Fig. 14 ist lediglich ein Teilbereich geschnitten, nämlich das Fördergehäuse 19, so dass insbesondere die Anordnung der Fördereinrichtung 5 ersichtlich wird.
  • Die Fig. 15 zeigt die Dichteabscheidevorrichtung 1 ohne die Abscheidekammer 8, so dass ein Wehr 26 sowie eine Ausströmöffnung 23 im Verhältnis zur Fördereinrichtung 5 ersichtlich sind.
  • Wie zuvor erläutert, verdeutlicht insbesondere Fig. 15, dass die Ausströmöffnung 23 des Strömungsgenerators 7 in die Aufnahmekammer 6 mündet. Diese Ausströmöffnung 23 kann bevorzugt durch die endseitige Öffnung des Strömungsrohres 31 gebildet sein, in der der Strömungsgenerator 7 angeordnet ist.
  • Die Fig. 2 zeigt, dass die Abscheidekammer 8 als Ansaugkammer für den Strömungsgenerator 7 ausgebildet ist, wobei dem Strömungsgenerator 7 in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Ansaugrohr 24 zugeordnet ist, das zumindest bereichsweise in der Abscheidekammer 8 zum Ansaugen von in der Abscheidekammer 8 befindlichem Wasser angeordnet ist. Das Ansaugrohr 24 muss dabei nicht unmittelbar mit dem Strömungsrohr 31 verbunden sein, wie dies ebenfalls aus der Fig. 2 ersichtlich wird. Letztlich kann der Strömungsgenerator 7 über eine Öffnung 32 des Strömungsrohrs 31, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, das Wasser, das über das Ansaugrohr 24 von der Abscheidekammer 8 dem Strömungsgenerator 7 zur Verfügung gestellt werden kann, ansaugen.
  • Die Fig. 2 zeigt schematisch, dass die Aufnahmekammer 6 zumindest im Wesentlichen gegenüberliegend der Ausströmöffnung 23 bzw. unterhalb der Welle 9 einen gewölbten Umlenkbereich 25 für die Wasserströmung aufweist. Der gewölbte Umlenkbereich 25 kann insbesondere als Segment/Ausschnitt eines Zylindermantels ausgebildet sein.
  • Außerdem zeigt die Fig. 6, dass die Mittelachse M der Ausströmöffnung 23 unterhalb der Mittelachse A der Welle 9 verläuft.
  • In Fig. 17 ist schematisch dargestellt, dass das Wehr 26 zwischen der Aufnahmekammer 6 und der Abscheidekammer 8 angeordnet ist, insbesondere wobei der Strömungsweg für die Leichtstofffraktion 3 vom oberen Bereich der Aufnahmekammer 6 über das Wehr 26 in die Abscheidekammer verläuft.
  • Außerdem zeigt die Fig. 17, dass eine weitere Fördereinrichtung 27 zur Abförderung der Leichtstofffraktion 3 vorgesehen ist, die der Abscheidekammer 8 zugeordnet ist. Die weitere Fördereinrichtung 27 kann zumindest bereichsweise in der Abscheidekammer 8 angeordnet sein, insbesondere auch bereichsweise während des Betriebes der Dichteabscheidevorrichtung 1 im Wasser angeordnet sein. Die weitere Fördereinrichtung 27 kann ein Rüttel- und/oder Vibrationssieb aufweisen. Die Förderebene 28 der weiteren Fördereinrichtung 27 kann zumindest bereichsweise unterhalb der Oberkante 29 des Wehrs 26 verlaufen, was die Fig. 17 schematisch zeigt.
  • Außerdem zeigt die Fig. 17, dass die Förderrichtung R der weiteren Fördereinrichtung 27 zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zur Förderrichtung F der Fördereinrichtung 5 verläuft.
  • Des Weiteren zeigt Fig. 17, dass die Aufnahmekammer 6 und die Abscheidekammer 8 derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der Strömungsweg der Leichtstofffraktion 3 in der Abscheidekammer 8 insbesondere um 90° +/- 20° umgelenkt wird.
  • Nicht näher dargestellt ist, dass eine Absaugeinrichtung vorgesehen sein kann, die zur Absaugung und/oder Ansaugung von Schmutzwasser aus der Aufnahmekammer 6 und/oder der Abscheidekammer 8 ausgebildet ist, insbesondere wobei der Absaugeinrichtung Dichtemesssensoren zugeordnet sind. Ebenfalls ist nicht näher dargestellt, dass eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Frischwasser in die Aufnahmekammer 6 vorgesehen ist, insbesondere wobei die Zuströmöffnung der Zuführeinrichtung unterhalb und/oder im Bereich der Welle 9 vorgesehen ist.
  • In Fig. 2 ist ein Trennmittel 30 dargestellt, das bevorzugt als Trennblech ausgebildet sein kann und vorzugsweise zumindest bereichsweise zwischen Aufnahmekammer 6 und Fördergehäuse 19 angeordnet ist. Grundsätzlich können auch eine Mehrzahl von Trennmitteln 30 im Fördergehäuse 19 angeordnet sein.
  • Das Fördergehäuse 19 kann im wasserführenden Bereich wasserdicht ausgebildet sein.
  • Nicht näher dargestellt ist, dass die Strömungsgeschwindigkeit des Strömungsgenerators 7 einstellbar ist, insbesondere zur Variation des Trenngrads der Dichte der Komponenten der Leichtstofffraktion 3.
  • Ebenfalls ist nicht näher dargestellt, dass eine Überlaufeinrichtung für die Aufnahmekammer 6 und/oder Abscheidekammer 8 vorgesehen sein kann, die beispielsweise eine Überlaufrinne sein kann. Außerdem kann eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die entweder mit den Dichtemesssensoren und/oder den Füllstandssensoren in der Aufnahmekammer 6 zusammenwirken kann. Über diese Steuereinrichtung kann bedarfsweise der Betrieb der Dichteabscheidevorrichtung 1 gesteuert werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt die in den Figuren dargestellte Dichteabscheidevorrichtung 1, die zum Betrieb mit Wasser befüllt wird, so dass die Aufnahmekammer 6 und bedarfsweise auch zumindest bereichsweise die Abscheidekammer 8 mit Wasser gefüllt sind.
  • Anschließend kann das Aufgabegut 4 aufgegeben werden, beispielsweise über Förderbänder oder über eine Baggerschaufel.
  • Durch den Betrieb des Strömungsgenerators 7 wird dann eine Wasserströmung in der Aufnahmekammer 6 erzeugt, die von der Aufnahmekammer 6 in die Abscheidekammer 8 führt und insbesondere zum Mitreißen der Leichtstofffraktion 3 führt, wobei die Leichtstofffraktion 3 so von der Aufnahmekammer 6 in die Abscheidekammer 8 geführt werden kann. Aufgrund der Gravitationswirkung sinken die Komponenten der Schwerstofffraktion 2 in den unteren Bereich der Aufnahmekammer 6 ab und werden über die Fördereinrichtung 5 abgefördert.
  • Die Komponenten der Leichtstofffraktion 3 steigen aufgrund des Auftrieb-Effektes auf und werden darüber hinaus auch von der Wasserströmung mitgerissen. Die Dichte der Komponenten der Leichtstofffraktion 3 kann dabei geringer als die Dichte des verwendeten Wassers oder nur geringfügig größer als die Dichte des verwendeten Wassers sein. Bevorzugt wird die Leichtstofffraktion 3, gemeinsam mit Wasser, über das Wehr 26 in die Abscheidekammer 8 geführt.
  • Insbesondere ist ein geschlossener Wasserkreislauf vorgesehen, so dass das in der Abscheidekammer 8 befindliche Wasser über den Strömungsgenerator 7 erneut der Aufnahmekammer 6 zur Verfügung gestellt werden kann. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass der Aufnahmekammer 6 stets Frischwasser zugeführt wird.
  • Die Leichtstofffraktion 3 kann bevorzugt über die weitere Fördereinrichtung 27 abgefördert werden, insbesondere wobei diese als Rüttel- und/oder Vibrationssieb ausgebildet ist.
  • Die Schwerstofffraktion 2 wird durch die Fördereinrichtung 5 sowohl abgefördert als auch im Bereich der Waschabschnitte 12 gereinigt bzw. gewaschen. Die Restfraktion, die von der Schwerstofffraktion 2 im Bereich der Waschabschnitte 12 abgetrennt wird, kann sich insbesondere im Wasser auflösen oder im Wasser im Fördergehäuse 19 verbleiben und beispielsweise nach Abschalten der Dichteabscheidevorrichtung 1 durch Ablassen des Wassers aus dem Fördergehäuse 19 abgeführt werden.
  • Die abgeschiedene Schwerstofffraktion 2 ist zumindest im Wesentlichen durch die Reinigung in den Waschabschnitten 12 von der Restfraktion befreit und weist insbesondere einen hohen Reinheitsgrad auf.
  • Der Trennprozess zwischen der Schwerstofffraktion 2 und der Leichtstofffraktion 3 geschieht jedoch nicht im Bereich des Fördergehäuses 19, sondern in der Aufnahmekammer 6. Im Bereich des Fördergehäuses 19 und somit auch durch die Waschabschnitte 12 erfolgt lediglich eine Reinigung der Schwerstofffraktion 2 und keine Abtrennung der Leichtstofffraktion 3. Die Leichtstofffraktion 3 ist somit nicht beeinträchtigt durch die von den Waschabschnitten 12 aufgelockerte Restfraktion der Schwerstofffraktion 2.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Dichteabscheidevorrichtung
    2
    Schwerstofffraktion
    3
    Leichtstofffraktion
    4
    Aufgabegut
    5
    Fördereinrichtung
    6
    Aufnahmekammer
    7
    Strömungsgenerator
    8
    Abscheidekammer
    9
    Welle
    10
    Förderschneckenabschnitt
    11
    Paddel
    12
    Waschabschnitt
    13
    Windungen
    14
    Paddellänge
    15
    Steghöhe
    16
    Abstand
    17
    Oberkante
    18
    Gehäusewand
    19
    Fördergehäuse
    20
    Wellenende
    21
    anderes Wellenende
    22
    Abwurföffnung
    23
    Ausströmöffnung
    24
    Ansaugrohr
    25
    Umlenkbereich
    26
    Wehr
    27
    weitere Fördereinrichtung
    28
    Förderebene von 27
    29
    Oberkante von 26
    30
    Trennmittel
    31
    Strömungsrohr
    32
    Öffnung in 31
    F
    Förderrichtung von 5
    L
    Längsrichtung von 9
    M
    Mittellängsachse von 23
    A
    Mittellängsachse von 9
    R
    Förderrichtung von 22
    α
    Winkel

Claims (15)

  1. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung (1) zum Trennen einer Schwerstofffraktion (2) mit Komponenten höherer Dichte von einer Leichtstofffraktion (3) mit Komponenten niedrigerer Dichte aus einem Aufgabegut (4), mit
    - einer Fördereinrichtung (5) zur Abförderung der Schwerstofffraktion (2),
    - einer mit Wasser befüllbaren Aufnahmekammer (6) zur Aufnahme des Aufgabegutes (4),
    - einem Strömungsgenerator (7) zur Erzeugung einer Wasserströmung in der Aufnahmekammer (6) und
    - einer mit Wasser befüllbaren Abscheidekammer (8) zur Aufnahme der Leichtstofffraktion (3),
    wobei die Fördereinrichtung (5) eine Welle (9) mit wenigstens einem Förderschneckenabschnitt (10) zur Abförderung der Schwerstofffraktion (2) aus der Aufnahmekammer (6) aufweist und
    wobei der Strömungsgenerator (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass ein Strömungsweg der Wasserströmung von der Aufnahmekammer (6) in die Abscheidekammer (8) führt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Fördereinrichtung (5) zusätzlich zum Förderschneckenabschnitt (10) wenigstens einen eine Mehrzahl von an der Welle (9) angeordneten separaten Paddeln (11) aufweisenden Waschabschnitt (12) aufweist.
  2. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Förderschneckenabschnitten (10) vorgesehen ist, wobei zwischen zwei benachbarten Förderschneckenabschnitten (10) ein Waschabschnitt (12) angeordnet ist und/oder dass eine Mehrzahl von Waschabschnitten (12) vorgesehen ist, insbesondere wobei die Förderschneckenabschnitte (10) und die Waschabschnitte (12) zueinander alternierend angeordnet sind.
  3. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Waschabschnitt (12) zwischen 2 bis 52, bevorzugt zwischen 4 bis 36 und insbesondere zwischen 12 bis 24, Paddel (11) aufweist.
  4. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Windung (13) des Förderschneckenabschnitts (10) über einen Bereich zwischen 360° und 1440°, bevorzugt zwischen 360° bis 720°, erstreckt.
  5. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Waschabschnitte (12) eine unterschiedliche Anzahl an Paddeln (11) und/oder unterschiedliche ausgebildete und/oder angeordnete Paddel (11) aufweisen und/oder dass benachbarte Förderschneckenabschnitte (10) unterschiedlich ausgebildete Windungen (13) aufweisen.
  6. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Paddel (11) derart an der Welle (9) schräggestellt angeordnet sind, dass ein Materialtransport der Schwerstofffraktion (2) in Förderrichtung (F) der Welle (9) auch im Bereich des jeweiligen Waschabschnittes (12) erfolgt und/oder
    dass eine Mehrzahl von Paddeln (11) in Bezug zur Längsrichtung (L) der Welle (9) hintereinander angeordnet sind und/oder dass eine Mehrzahl von Paddeln (11) hintereinander in Umfangsrichtung der Welle (9) angeordnet sind.
  7. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Paddellänge (14) zumindest im Wesentlichen gleich groß wie die Steghöhe (15) der Windung (13) wenigstens eines benachbarten Förderschneckenabschnittes (10) ist, insbesondere wobei der Abstand (16) zwischen der äußersten Oberkante (17) der Windung (13) und/oder des Paddels (11) und einer der angrenzenden Gehäusewand (18) eines Fördergehäuses (19), in dem die Welle (9) angeordnet ist, wenigstens 30 mm, bevorzugt zwischen 40 mm bis 900 mm, weiter bevorzugt zwischen 100 bis 200 mm, beträgt.
  8. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (9) in einem Winkel α zwischen 8° bis 85°, bevorzugt zwischen 10° bis 70° und insbesondere zwischen 12° bis 20°, gegenüber dem Untergrund angeordnet und gelagert ist und/oder
    dass die Welle (9) mit ihrem einen Wellenende (20) im Bereich der Aufnahmekammer (6) und mit ihrem anderen Wellenende (21) im Bereich der Abwurföffnung (22) der Schwerstofffraktion (2) gelagert ist.
  9. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmöffnung (23) des Strömungsgenerators (7) in die Aufnahmekammer (6) mündet und/oder dass die Abscheidekammer (8) als Ansaugkammer für den Strömungsgenerator (7) ausgebildet ist, insbesondere wobei dem Strömungsgenerator (7) ein Ansaugrohr (24) zugeordnet ist, das zumindest bereichsweise in der Abscheidekammer (8) zum Ansaugen von in der Abscheidekammer (8) befindlichen Wasser angeordnet ist.
  10. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekammer (6) zumindest im Wesentlichen gegenüberliegend der Ausströmöffnung (23) und/oder unterhalb der Welle (9) einen gewölbten Umlenkbereich (25) für die Wasserströmung aufweist und/oder
    dass die Mittelachse (M) der Ausströmöffnung (23) unterhalb der Mittellängsachse (A) der Welle (9) verläuft.
  11. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wehr (26) zwischen der Aufnahmekammer (6) und der Abscheidekammer (8) angeordnet ist, insbesondere wobei der Strömungsweg für die Leichtstofffraktion (3) vom oberen Bereich der Aufnahmekammer (6) über das Wehr (26) in die Abscheidekammer (8) verläuft.
  12. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abscheidekammer (8) eine weitere Fördereinrichtung (27) zur Abführung der Leichtstofffraktion (2) zugeordnet ist, insbesondere wobei die weitere Fördereinrichtung (27) ein Rüttel- und/oder Vibrationssieb aufweist und/oder insbesondere wobei die Förderebene (28) der weiteren Fördereinrichtung (27) zumindest bereichsweise unterhalb der Oberkante (29) des Wehrs (26) verläuft.
  13. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrichtung (8) der weiteren Fördereinrichtung (27) zumindest im Wesentlichen entgegengesetzt zur Förderrichtung (F) der Fördereinrichtung (5) verläuft und/oder
    dass die Aufnahmekammer (6) und/oder die Abscheidekammer (8) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass der Strömungsweg der Leichtstofffraktion (3) in die Abscheidekammer (8) insbesondere um 90° +/- 20° umgelenkt wird.
  14. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugeinrichtung vorgesehen ist, die zur Absaugung und/oder Ansaugung von Schmutzwasser aus der Aufnahmekammer (6) und/oder aus der Abscheidekammer (8) ausgebildet ist, insbesondere wobei der Absaugeinrichtung Dichtemesssensoren zugeordnet sind, und/oder
    dass eine Zuführeinrichtung zur Zuführung von Frischwasser in die Aufnahmekammer (6) und/oder in die Abscheidekammer (8) vorgesehen ist, insbesondere wobei die Zuströmöffnung der Zuführeinrichtung unterhalb und/oder im Bereich der Welle (9) vorgesehen ist.
  15. Hydraulische Dichteabscheidevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trennmittel (30), insbesondere Trennblech, zumindest bereichsweise zwischen Aufnahmekammer (6) und Fördergehäuse (19) angeordnet ist.
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