NL1002391C2

NL1002391C2 - The automatic treatment of plastic waste by volume reduction

Info

Publication number: NL1002391C2
Application number: NL1002391A
Authority: NL
Inventors: Bea Barsingerhorn
Original assignee: Icorde
Priority date: 1996-02-20
Filing date: 1996-02-20
Publication date: 1997-08-21

Abstract

An apparatus for treating plastic waste (7) consists of a receiving chamber(4) provided with a press (2,3). The chamber has a removable base (6) and can be removed from the press with or without the base. The chamber and/or the press can be heated. Also claimed is the method of treating plastic waste in the apparatus described above by compression and at least surface melting to produce a solid mass after cooling. The base of the chamber is removed to release the mass and then replaced to receive further waste.

Description

Inrichting en werkwijze voor het verwerken van althans ten dele kunststof afval.Device and method for processing at least partly plastic waste.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het verwerken van althans ten dele kunststofafval omvattende althans een gesteldeel met een kamer om daarin het afval te ontvangen, welke kamer is voorzien van een persstempel om het 5 afval daarin samen te persen, waarbij de persstempel en/of de kamer-althans plaatselijk is voorzien van verwarmingsmiddelen om aldaar een verhoogde temperatuur te genereren. De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het verwerken van althans ten dele kunststof afval, waarbij het afval in een kamer wordt gebracht, daarin met behulp van een persstempel wordt samengeperst en althans aan een 10 buitenoppervlak daarvan bij verhoogde temperatuur wordt versmolten en vervolgens tot een vormvast pakket afgekoeld.The present invention relates to a device for processing at least partly plastic waste, comprising at least a frame part with a chamber for receiving the waste therein, which chamber is provided with a press punch for compressing the waste therein, wherein the press punch and / whether the room is at least locally provided with heating means to generate an elevated temperature there. The invention also relates to a method for processing at least partly plastic waste, wherein the waste is brought into a chamber, is compressed therein by means of a press punch and is melted at least on an outer surface thereof at an elevated temperature and then to a dimensionally stable package cooled.

Een dergelijke inrichting en werkwijze zijn bekend uit een Nederlandse octrooiaanvrage die onder nummer 8901198 voor het publiek ter inzage werd gelegd. De daarin beschreven inrichting omvat een kamer waarin het afval wordt geladen en waarin het 15 afval vervolgens met een persstempel wordt samengedrukt tot een sterk gereduceerd volume. In die toestand wordt althans een buitenzijde van het samengeperste afvalpakket met de verwarmingsmiddelen tot voorbij het verwekingspunt van de kunststof bestanddelen daarin verhit en vervolgens wederom tot kamertemperatuur teruggebracht. Aldus wordt een vormvast afvalblok verkregen dat vervolgens uit de 20 kamer kan worden genomen om te worden afgevoerd. De vormvaste buitenschaal van het pakket vermijdt dat het pakket na te zijn samengeperst weer tot een losse, vormloze massa openspringt zodat aldus een permanente volumereductie van het afval wordt gerealiseerd.Such a device and method are known from a Dutch patent application which was made available to the public under number 8901198. The device described therein comprises a chamber in which the waste is loaded and in which the waste is then compressed with a press punch to a greatly reduced volume. In that state, at least one outside of the compressed waste package with the heating means is heated beyond the softening point of the plastic components therein and then returned to room temperature again. A shape-retaining waste block is thus obtained which can then be taken out of the chamber for disposal. The shape-retaining outer shell of the package prevents the package from springing back into a loose, formless mass after being compressed, thus achieving a permanent volume reduction of the waste.

Hoewel deze bekende inrichting en werkwijze op zichzelf tot een belangrijke 25 volumereductie van het aangeboden afval in staat zijn, zijn zij beide in de praktijk te bewerkelijk om afvalverwerking op grote, dat wil zeggen industriële en sub-industriële schaal to te staan. Met name dient bij de bekende inrichting het afval handmatig te worden geladen en eveneens het eindprodukt met de hand te worden uitgenomen. Niet alleen belemmert dit de afvaldoorvoer, ook maakt dit de bekende inrichting minder 10 0 2 3 9 1 -2- geschikt voor de verwerking van sterk chemisch, biologisch of radioactief verontreinigd kunststof afval.While this known apparatus and method alone are capable of significant volume reductions in the waste offered, they are both too laborious in practice to permit large, ie industrial and sub-industrial, scale processing. In particular, with the known device, the waste must be loaded manually and the end product must also be taken out by hand. Not only does this hinder the throughput of waste, it also makes the known device less suitable for processing highly chemically, biologically or radioactively contaminated plastic waste.

Met de onderhavige uitvinding wordt ondermeer beoogd in een inrichting en werkwijze van de in de aanhef genoemde soort te voorzien waaraan deze bezwaren niet kleven 5 doordat daarmee volledig automatisch, zonder menselijke tussenkomst kan worden gewerkt.The object of the present invention is, inter alia, to provide an apparatus and method of the type mentioned in the preamble to which these drawbacks do not stick, in that they can be operated fully automatically without human intervention.

Daartoe heeft een inrichting van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding als kenmerk dat een bodem van de kamer losneembaar is en dat de kamer is voorzien van middelen om de kamer al of niet tezamen met de bodem buiten het gesteldeel te 10 plaatsen. Buiten het gesteldeel gebracht, kan de kamer met afval tot een gewenst niveau worden gevuld. De kamer wordt vervolgens binnen het gesteldeel gebracht om het persstempel op het afval te laten inwerken, onder gelijktijdige danwel daarop volgende verwarming door de verwarmingsmiddelen. Door de kamer, waarin aldus een compact, vormvast afvalpakket werd gevormd, vervolgens wederom buiten het gesteldeel te 15 brengen en de bodem daarvan weg te nemen, valt het pakket vanzelf uit de kamer om te kunnen worden afgevoerd. Al deze stappen kunnen automatisch, dat wil zeggen zonder menselijke tussenkomst in een vol-continu proces worden uitgevoerd, waardoor een hoge verwerkingscapaciteit kan worden bereikt en tevens onveilige afvalstoffen zonder menselijk besmettingsgevaar kunnen worden verwerkt. De inrichting volgens de 20 uitvinding is aldus met name geschikt voor de verwerking van chemisch, biologisch of radioactief besmet kunststofafval.For this purpose, a device of the type referred to in the preamble according to the invention has the feature that a bottom of the chamber is detachable and that the chamber is provided with means for placing the chamber, possibly together with the bottom, outside the frame part. Brought out of frame, the chamber can be filled with debris to a desired level. The chamber is then brought within the frame to allow the press punch to act on the waste, with simultaneous or subsequent heating by the heating means. By subsequently bringing the chamber, in which thus a compact, rigid waste package was formed, outside the frame part and removing the bottom thereof, the package automatically falls out of the chamber for it to be discharged. All these steps can be carried out automatically, that is to say without human intervention, in a fully continuous process, whereby a high processing capacity can be achieved and also unsafe waste materials can be processed without the risk of human contamination. The device according to the invention is thus particularly suitable for the processing of chemically, biologically or radioactively contaminated plastic waste.

Een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort heeft dienovereenkomstig volgens de uitvinding als kenmerk dat, nadat het pakket is gevormd, een bodem van de kamer wordt weggenomen om het pakket uit de kamer te lossen, en dat daarna de bodem wordt 25 geplaatst om vervolgens wederom afval in de kamer in te nemen.According to the invention, a method of the type mentioned in the preamble is characterized in that, after the package has been formed, a bottom of the chamber is removed in order to unload the package from the chamber, and then the bottom is placed and subsequently to take waste in the room again.

Om te vermijden dat het althans enigszins gesmolten afvalmateriaal onder druk van het persstempel tussen de bodem en kamerwand ontsnapt, in een bijzondere 1002391 -3- uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de kamer en de losneembare bodem onderling zijn voorzien van fixatiemiddelen om beide delen althans tijdens een persactie van de persstempel ten opzichte van elkaar te fixeren. Meer in het bijzonder omvatten de fixatiemiddelen in een verdere uitvoeringsvorm van de 5 inrichting volgens de uitvinding veermiddelen die althans tijdens een persactie van de persstempel tussen de kamer en de bodem zijn gespannen.In order to prevent the at least somewhat molten waste material from escaping under pressure from the stamping die between the bottom and the chamber wall, in a special embodiment of the device according to the invention 1002391-3, characterized in that the chamber and the detachable bottom are mutually provided with fixing means around both fix the parts at least during a press action of the press punch relative to each other. More in particular, the fixing means in a further embodiment of the device according to the invention comprise spring means which are tensioned at least during a pressing action of the press punch between the chamber and the bottom.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de bodem van de kamer zowel afzonderlijk als tezamen met de kamer over een lineaire geleiding zijwaarts beweegbaar is. Door de zijwaartse geleiding kan de kamer 10 tezamen met de bodem buiten het gesteldeel worden gebracht, nadat het persstempel daaruit werd gelicht. Om de kamer te lossen wordt eenvoudig louter de bodem afzonderlijk weer binnen het gesteldeel gebracht zodat het gevormde afvalpakket uit de kamer valt. De bodem kan vervolgens weer onder de kamer worden geleid om nieuw afval te kunnen innemen.In a preferred embodiment the device according to the invention is characterized in that the bottom of the chamber can be moved sideways over a linear guide both individually and together with the chamber. By the lateral guide, the chamber 10, together with the bottom, can be brought out of the frame after the press punch has been lifted therefrom. To unload the chamber, simply put the bottom separately back into the frame part so that the formed waste package falls out of the chamber. The bottom can then be led back under the chamber to take in new waste.

15 De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening tonen: fig. 1-5 in dwarsdoorsnede een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding in opeenvolgende stadia van bedrijf.The invention will now be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment and an accompanying drawing. In the drawing: Figs. 1-5 show in cross-section an embodiment of the device according to the invention in successive stages of operation.

De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name zijn 20 ter wille van de duidelijkheid sommige dimensies mogelijke ster overdreven weergegeven. Overeenkomstige delen zijn in de figuren zoveel mogelijk met eenzelfde verwijzingscijfer aangeduid.The figures are otherwise purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions of the possible star are exaggerated. Corresponding parts are designated as far as possible in the figures with the same reference numeral.

In figuur 1 is een inrichting voor het verwerken van kunststof afval conform een uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding weergegeven. Het kunststofafval 25 omvat bijvoorbeeld verbruikt kunststof verpakkingsmateriaal van polyvinylchloride, polyethyleen, polypropyleen en dergelijke, maar kan overigens ook ten dele uit andere materialen zoals papier en lompen bestaan die tezamen met het kunststofafval worden 10 0 z 3 9 1 -4- verwerkt. De inrichting is bovendien bijzonder geschikt voor de verwerking van kunststof afval van ziekenhuizen, chemische en biologische laboratoria en kernreactoren omdat, zoals navolgend zal blijken, het bedrijf daarvan geen menselijke tussenkomst vergt.Figure 1 shows an apparatus for processing plastic waste according to an exemplary embodiment of the present invention. The plastic waste 25 comprises, for example, spent plastic packaging material of polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene and the like, but incidentally it may also partly consist of other materials such as paper and rags which are processed together with the plastic waste. Moreover, the device is particularly suitable for the processing of plastic waste from hospitals, chemical and biological laboratories and nuclear reactors because, as will appear below, the operation thereof does not require human intervention.

5 De inrichting omvat een gestel 1 bestaande uit twee delen 11,12. In een eerste van beide delen 11 bevindt zich steeds een persstempel 2 alsmede koelmiddelen in de vorm van een krachtige afzuigventilator 3. De inrichting omvat voorts een compactiekamer 4 die over een lineaire geleiding in de vorm van een rails 5 tussen beide delen van het gestel kan worden verplaatst. Een bodem 6 van de compactiekamer 4 is conform de uitvinding 10 losneembaar van het overige deel van de kamer 4. In de in figuur 1 getekende situatie is de compactiekamer 4 tezamen met de bodem 6 buiten het eerste geseldeel 11 gebracht om kunststof afval 7 in te nemen. Het afval kan daarbij met de hand worden geladen, doch wordt bij voorkeur dor middel van een niet getekende maar voor ieder vakman op zichzelf bekende transportband of anderszins automatisch aangevoerd, zodat daarvoor 15 geen menselijke tussenkomst is vereist. Onder het tweede gesteldeel 12 bevinden zich transportmiddelen in de vorm van een transportband 8 door middel waarvan, zoals navolgend zal blijken, het verwerkte eindprodukt kan worden afgevoerd.The device comprises a frame 1 consisting of two parts 11, 12. In a first of both parts 11 there is always a pressing punch 2 and cooling means in the form of a powerful extraction fan 3. The device furthermore comprises a compaction chamber 4 which can pass over a linear guide in the form of a rails 5 between both parts of the frame. be moved. According to the invention, a bottom 6 of the compaction chamber 4 is detachable from the remaining part of the chamber 4. In the situation shown in figure 1, the compaction chamber 4, together with the bottom 6, has been brought outside the first part of the partition 11 to collect plastic waste 7. take. The waste can be loaded by hand, but is preferably supplied automatically by means of a conveyor belt (not shown but known per se to each skilled person) or otherwise automatically, so that no human intervention is required for this. Under the second frame part 12 there are transport means in the form of a conveyor belt 8, by means of which, as will become apparent below, the processed end product can be discharged.

Nadat de kamer tot het gewenste niveau is afgevuld, wordt de toevoer van verder afvalmateriaal stopgezet en de compactiekamer 4 over de rails 5 binnen het eerste 20 gesteldeel 11 geleid, zie figuur 2, en daar adequaat vergrendeld. Hiertoe kan de kamer 4 met de hand binnen het eerste gesteldeel 11 worden geduwd, maar ook hier verdient het de voorkeur om zonder menselijke tussenkomst te werken. Daartoe is de verplaatsbare bodem 6 voorzien van bekrachtigingsmiddelen in de vorm van een hydraulische of pneumatische cilinder, een schroefdraadspindel, een voortstuwingsmotor of enig ander 25 middel om de kamerbodem 6 automatisch over de rails 5 te verplaatsen. Omwille van de duidelijkheid zijn voomoemde bekrachtigingsmiddelen in de figuren niet nader aangeduid, daar zij voor iedere vakman op zichzelf voldoende bekend worden verondersteld. In het eerste gesteldeel 11 wordt de persstempel 2 in de kamer 4 neergelaten om met een druk van de orde van grootte van 120 Bar op het afval in te 10 0 i39 1 -5- werken en dit aldus tot een compact blok 16 samen te persen. Om te vermijden dat het afval bij het wegnemen van de persstempel 2 wederom tot een vormloze, losse massa terug veert, is althans een basisdeel van de kamer 4 met een verwarmingselement 13 omringd en zijn tevens in de perstempel 2 en de bodem 6 verwarmingselementen 14 5 respectievelijk 15 aangebracht. De verwarmingselementen zijn hier elektrisch van aard , maar kunnen eventueel worden vervangen door branders of inductiemiddelen.After the chamber has been filled to the desired level, the supply of further waste material is stopped and the compaction chamber 4 is guided over the rails 5 within the first frame part 11, see figure 2, and is adequately locked there. For this purpose the chamber 4 can be pushed by hand within the first frame part 11, but here too it is preferable to work without human intervention. For this purpose, the movable bottom 6 is provided with actuating means in the form of a hydraulic or pneumatic cylinder, a threaded spindle, a propulsion motor or any other means for automatically moving the chamber bottom 6 over the rails 5. For the sake of clarity, the above-mentioned actuating means are not further indicated in the figures, since they are assumed to be sufficiently known per se for each skilled person. In the first frame part 11, the pressing punch 2 is lowered into the chamber 4 to act on the waste with a pressure of the order of 120 Bar and thus compressing it into a compact block 16 . At least a base part of the chamber 4 is surrounded with a heating element 13 to prevent the waste from springing back into a formless, loose mass when the pressing punch 2 is removed, and heating elements 14 are also located in the pressing punch 2 and the bottom 6. 15 respectively. The heating elements here are electric in nature, but can optionally be replaced by burners or induction means.

Reeds tijdens het persen van de stempel 2 verhitten deze verwarmingsmiddelen 13-15 de respectieve wanddelen van de kamer 4 tot boven de verwekings- of zelfs smelttemperatuur van de kunststofbestanddelen in het afval. Aldus zal een buitenlaag 10 van het kunststofafval geheel of gedeeltelijk samensmelten. Nadat het afval aan de buitenzijde voldoende is versmolten, worden de verwarmingsmiddelen 13-15 uitgeschakeld en de ventilatoren 3 bekrachtigd om de kamerwanden, de bodem 6 en de stempel 2 in korte tijd te koelen. Alsdan is een compact afvalblok 16 verkregen met een harde, vormvaste buitenschaal die voldoende sterk is om de veerkracht van de kern te 15 weerstaan.Already during the pressing of the punch 2, these heating means 13-15 heat the respective wall parts of the chamber 4 above the softening or even melting temperature of the plastic components in the waste. An outer layer 10 of the plastic waste will thus wholly or partly melt together. After the waste on the outside has sufficiently melted, the heating means 13-15 are switched off and the fans 3 are energized to cool the chamber walls, the bottom 6 and the punch 2 in a short time. Then a compact waste block 16 is obtained with a hard, rigid outer shell that is strong enough to withstand the resilience of the core.

Nadat het afvalblok 16 is gevormd, wordt de compactiekamer 4 tezamen met de bodem 6 wederom buiten het eerste gesteldeel 11 gebracht, zie figuur 3. Met behulp van twee hefarmen 17 wordt de kamer 4 vervolgens een weinig opgelicht, zie figuur 4, waarna louter de bodem 6 van de kamer weer binnen het eerste gesteldeel 11 wordt geleid, zie 20 figuur 5. Het afvalblok valt dan uit de kamer op de transportband 8 om automatisch te worden afgevoerd. Om te vermijden dat het blok bij het verweken van het afval aan de kamerwand, de stempel 2 of de bodem 6 kan hechten, zijn deze delen bekleed met een geschikte hechtwerende laag. Een dunne coating daarvan verzekerd een probleemloze lossing van de kamer wanneer de bodem 6 eenmaal is weggenomen.After the waste block 16 has been formed, the compaction chamber 4, together with the bottom 6, is again brought outside the first frame part 11, see figure 3. With the aid of two lifting arms 17, the chamber 4 is then lifted slightly, see figure 4, after which only the bottom 6 of the chamber is again guided within the first frame part 11, see figure 5. The waste block then falls out of the chamber onto the conveyor belt 8 for automatic discharge. In order to prevent the block from adhering to the chamber wall, the punch 2 or the bottom 6 during the softening of the waste, these parts are coated with a suitable adhesive-resistant layer. A thin coating thereof ensures a trouble-free release of the chamber once the bottom 6 has been removed.

25 Uiteindelijk wordt de bodem 6 weer onder de kamer 4 gebracht en de kamer neergelaten, zodat de uitgangssituatie van figuur 1 wordt verkregen en de gehele cyclus zich kan herhalen.Finally, the bottom 6 is again brought under the chamber 4 and the chamber is lowered, so that the starting situation of figure 1 is obtained and the entire cycle can be repeated.

1002391 -6-1002391 -6-

Aldus wordt een volkomen automatisch verwerkingsproces gerealiseerd waarbij menselijke tussenkomst althans ter plekke overbodig is. Doordat de relatief zware persstempel 2 gedurende het gehele proces op zijn plaats blijft en louter de kamer en/of de bodem daarvan heen en weer worden geleid, wordt geen sterke wissel getrokken op 5 de betrouwbaarheid en levensduur van de inrichting.A completely automatic processing process is thus realized, whereby human intervention is unnecessary at least on site. Because the relatively heavy press punch 2 remains in place during the entire process and only the chamber and / or the bottom thereof are guided back and forth, no strong draw is made on the reliability and service life of the device.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een enkel uitvoeringsvoorbeeld nader is toegelicht, zal het eenieder duidelijk zijn dat de uitvinding geenszins tot het gegeven voorbeeld is beperkt. Integendeel zijn binnen het kader van de uitvinding voor een gemiddelde vakman nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk zonder van 10 hem een inventieve bijdrage te vergen. Zo kunnen bijvoorbeeld de wanden van de kamer, de persstempel en de bodem worden voorzien van een inwendig kanalenstelsel waar een koelmedium door heen kan worden geleid. Hierdoor kan een grotere koelcapaciteit worden gerealiseerd, zij het dat dergelijke middelen in het algemeen sterk kostprijs verhogend werken. De ventilator conform het hiervoor gegeven voorbeeld is 15 echter voldoende bemeten om binnen de daar gestelde afvaldoorvoereisen een adequate koeling te verzorgen.Although the invention has been further elucidated above on the basis of only a single exemplary embodiment, it will be clear to everyone that the invention is by no means limited to the example given. On the contrary, many variations and forms are possible for an average skilled person within the scope of the invention without requiring an inventive contribution from him. For example, the walls of the chamber, the press punch and the bottom can be provided with an internal channel system through which a cooling medium can be passed. As a result, a greater cooling capacity can be realized, albeit that such means generally have a strongly increasing cost price. However, the fan in accordance with the example given above is sufficiently sized to provide adequate cooling within the waste transit requirements set there.

Verder kan de vergrendeling van de kamer binnen het eerste gesteldeel, zoals voormeld, worden uitgebreid met een vergrendeling van de bodem en het overige deel van de kamer onderling om te vermijden dat bij het samenpersen en versmelten van het afval 20 dit door een naad tussen de bodem en de kamerwand kan wegvloeien. Hiertoe kan bijvoorbeeld tussen beide delen in het stadium van figuur 2 een veer worden gespannen die beide delen ferm tegen elkander drukt.Furthermore, the locking of the chamber within the first frame part, as mentioned above, can be extended with a locking of the bottom and the remaining part of the chamber mutually, in order to avoid that during the compression and fusion of the waste 20 this through a seam between the bottom and chamber wall can drain. For this purpose, for example, a spring can be tensioned between both parts at the stage of Figure 2, which firmly presses both parts against each other.

10023911002391

Claims

1. Device for processing at least partly plastic waste, comprising at least a frame part with a chamber for receiving the waste therein, which chamber is provided with a press punch for compressing the waste therein, wherein the press punch and / or the chamber at least locally provided with heating means to generate an elevated temperature there, characterized in that a bottom of the chamber is detachable, and that the chamber is provided with means for placing the chamber, possibly together with the bottom, outside the frame part.

2. device as claimed in claim 1, characterized in that the chamber and the detachable bottom are mutually provided with fixing means for fixing both parts at least during a pressing action of the press punch relative to each other.

Device as claimed in claim 2, characterized in that the fixing means comprise spring means which are tensioned between the chamber and the bottom at least during a pressing action of the press punch.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the bottom of the chamber can be moved sideways over a linear guide both individually and together with the chamber.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the chamber is further provided with cooling means for forced cooling of the chamber walls.

6. Device as claimed in one or more of the foregoing claims, characterized in that an inner wall of the chamber as well as an inner surface of the press punch are coated at least near the heating means with an adhesive-resistant layer.

7. Method for processing at least partly plastic waste, wherein the waste is brought into a chamber, 1U uz 3a 1 -8- is compressed therein by means of a press punch and melted at least on an outer surface thereof at elevated temperature and then cooled to a form-retaining package, characterized in that, after the package has been formed, a bottom of the chamber is removed in order to unload the package from the chamber, and then the bottom is placed in order to subsequently take up waste in the chamber again . 100Z39 1