WO1994000241A1 - Verfahren und vorrichtung zur sortierung von thermoplasten aus einem gemengestrom - Google Patents

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Definitions

  • thermoplastics from a batch flow
  • the invention relates to a method for sorting thermoplastics from a batch flow, the thermoplastic to be sorted being heated to its softening range by convection or radiant heat and then fed in the softened state together with other materials of the batch to a comminution device. Furthermore, the invention relates to a device for performing the method with a transport and a heating device and a comminution device arranged downstream of the device.
  • DE-41 12 179 Cl discloses a process for the sorting of thermoplastic molded parts of different provenance. Based on the consideration that each thermoplastic can be converted from the solid to the plastic state at a certain temperature or a corresponding temperature interval when its softening temperature is reached, the teaching of the known method provides that the different molded parts are uncrushed by direct or indirect heating are heated to a temperature which corresponds to the softening temperature of those molded parts with the comparatively lowest softening temperature. The molded parts are treated at this temperature until they have largely lost their original shape under reduced volume under the influence of gravity.
  • the molded parts thus recovered are separated from the other molded parts, which have remained essentially unchanged in shape, by sorting them on a roller conveyor due to their shape differences during transport, the molded parts being formed falling through and falling through slots formed between the rollers are taken as a single fraction, while the rest, largely in their form unchanged molded parts are discharged with the roller conveyor in the transport direction.
  • the known method is inefficient, on the one hand, because the restoration of a hollow body, for example, to the flat material state usually requires a longer thermal exposure time, on the other hand, the method remains restricted to a narrowly limited range of molded parts such as cups, cups or containers, and because countermeasures are avoided - Stands with closed forms such as bottles, containers, pipes or the like make it difficult to convert them into a clearly different shape.
  • Form sorting on the one hand requires special collection and logistics for old products, and on the other hand they can only be cleaned beforehand with a technically unacceptable effort without destruction. However, cleaning is necessary because residual moisture in particular hinders the thermal treatment and thus the process result. For the rest, the sorting downstream of the thermal treatment is based on a pure form sorting.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device for sorting thermoplastics from a batch flow, which overcome the aforementioned disadvantages, difficulties and technical limits and enable perfect sorting due to different thermal softening behavior of the thermoplastics with high output and exact selectivity .
  • the solution to the object is achieved by the invention in that, owing to the particle size and the elastic behavior of the softened thermoplastic on the one hand and the other materials of the batch on the other hand, only the softened thermoplastic is selectively selected by the comminution device is detected and shredded, while the other materials of the batch pass through the task and detection area of the shredding device without shredding and be discharged separately.
  • thermoplastic grade is advantageously realized by means of the detection behavior of a comminution device on a technical scale, which enables a rational, economical and powerful sorting of thermoplastics from a batch flow with comparatively little technical effort and investment
  • the necessary comminution energy to be applied is reduced to a greater extent in the entire processing process.
  • Thermoplastic plastics have a characteristic temperature range in which they change from the solid state to the softened, rubber-elastic state. If different types of plastic are present in a batch, a thermoplastic type can be selectively softened by gradual heating, while the other types of thermoplastic are still in the solid state. Softened thermoplastics have a fundamentally different behavior in the batch flow together with hard thermoplastics. This difference is advantageously used by the invention for selective comminution and thus for sorting by means of different intake behavior of a comminution device.
  • Pre-sorted batches especially from the fields of packaging, disposable tableware, household items, etc., provided that they are not too heavily contaminated, can be sorted with the method according to the invention and simultaneously comminuted.
  • other materials some of which are also present in combination with the target thermoplastic (paper labels, aluminum covers), can first be comminuted with the target thermoplastic. From this you can later separated in a further processing stage or during secondary processing (separation from the melt), provided that they cannot be included in the secondary product.
  • Other product parts that cannot be assigned to a product group must be pre-sorted, pre-shredded and, in some cases, also pre-classified with regard to their particle size for a treatment according to the invention.
  • the target thermoplastic is heated by convection or radiant heat in the area of its softening and then fed to a comminution device together with the other materials in the batch in the softened state.
  • the heating can take place selectively with regard to the softening in different ways.
  • the entire batch flow can be heated by convection heating.
  • the thermoplastic with the lowest softening temperature is the first to be softened and is therefore the first target thermoplastic.
  • thermoplastics By means of high-frequency radiation, depending on the composition of the batch flow, certain thermoplastics can finally be selectively heated and softened without the other materials also being heated.
  • the heating is expediently carried out continuously in a heating section in which the material to be heated is guided past heating elements continuously, for example by a conveyor belt, or in which the material to be heated is in continuous contact with heating elements.
  • the mixed stream in the now present the target thermoplastic in the softened state is supplied to a Zerklein mecanicsvor ⁇ direction, which formation as a result of their particular Aus ⁇ is in the ⁇ position to collect lien merely the softened Materia ⁇ and crush.
  • the harder ones Material thermoplastics cannot pass through this shredding device and are removed by the shredding device.
  • an embodiment of the comminution device for carrying out the method is designed as a two-shaft cutting device which has circular, intermeshing cutting knives arranged on axially parallel shafts, the drawing-in angle of the cutting knives or, depending on this, the drawing-in depth h, the angle of inclination ß between a tantential plane to the cutting knife and the horizontal and / or the lateral angle of inclination ⁇ * of the two shafts to the horizontal plane as well as the design of the radial surface of the individual cutting knife in coordination with the size of the products or particles of the batch - and the elastic behavior of the material components of the batch are matched to one another in such a way that softened thermoplastics are picked up selectively by the cutting unit and the other materials in the batch pass the feed area, the feed angle being in the range between 5 ° and 175 ° hst large, the angle of inclination ⁇ in the range between 95 ° and 175 ° is as small as possible and the angle of inclination ⁇ is selected
  • An expedient embodiment of the device provides that all or selected connecting elements of the shafts to the supporting housing are designed to be adjustable so as to adjust the angles ( ⁇ ) and ( ⁇ ) and / or (y).
  • Another embodiment of the comminution device for carrying out the method for the selective sorting of thermoplastics from a batch flow with a transport and a heating device is characterized according to the invention in that it is characterized by a plurality of endlessly rotating saw wires or bands or a saw plane forming a frame saw is formed, the cutting smaller device is arranged so that the material stream coming from the transport and heating device is fed via a slide or in free fall to the task area of the saw, and the cutting angle of the saws, their running direction and speed as well as the gap width between the individual saws are coordinated with one another are that as a result of the pressing force of the material parts on the saws caused by gravity and / or additional acceleration with the type of supply of the material flow, and also as a result of an adjustable inclination angle of the saw plane to the direction of action of the pressing force and occasionally as a result of a conveying effect of the saws non-softened materials are discharged from the saw plane and these are discharged separately.
  • An expedient embodiment of the shredding devices according to the invention provides that they are designed to be temperature-controlled. This further activates and improves the ability of the devices for the selective drawing in or detection of the pre-softened material parts.
  • Figure la to to lc a counter-intermeshing two-shaft cutting device in front view (Figure la) in side view ( Figure lb) in plan view ( Figure lc);
  • FIG. 2 shows a side view of the twin-shaft
  • Figure 3 is an enlarged view of the two-shaft cutting device in plan view
  • FIG. 4 the front view of the twin-shaft
  • FIG. 5 a family tree representing the method and the associated device
  • FIG. 6 shows a family tree representing the method and an associated alternative device
  • Figure 6a in detail saw teeth of a saw blade.
  • the shredding device shown in FIGS. 1 to 5 has a counter-rotating two-shaft cutting mechanism.
  • the circular cutting knives 4 arranged on the shafts are arranged in a very combing manner in order to keep the feed angle as large as possible.
  • the cutting knives 4 are designed as toothless circular disks. As a result of this configuration, drawing of hard materials into the cutting knives 4 is avoided.
  • the cutting device can also be equipped with serrated cutting knives 4.
  • the installation height of the two shafts is offset from one another, as can be seen in particular from the FIGS. ren 1 and 2 can be seen.
  • the resulting inclination of the task plane is identified in FIG. 1b by the angle ⁇ of the tangential plane to the cutting knives 4 with respect to the horizontal.
  • This arrangement of the cutting knives 4 favors the desired removal of hard materials from the feed gap.
  • the use of the inclination predetermined by the angle ⁇ can be sufficient to support a selective comminution of the materials.
  • a delimitation of the feed surface by lateral guide plates 5, as shown in FIG. 2, serves for the safe feeding and removal of both the thermoplastics to be shredded and the thermoplastics to be removed.
  • the collection of the softened thermoplastic material is made possible in that these blunt cut at least partially adhesively adapt to the cutting blade 4 as a result of its plasticity, and are then attracted by the reverse rotation ⁇ of the knife 4 for cutting gap, and detects, wherein it auf ⁇ because of their elasticity, squeezed and finally drawn in.
  • the insertion of softened thermoplastics adhering to the surface of the knives 4 can be supported by the fact that the periphery of the cutting knives is provided with a structure in whole or in part.
  • Such a structuring is shown in FIG. 3a, the numeral 7 representing a smooth surface and the numeral 8 a structured surface being shown purely schematically.
  • This structuring can take the form of a knurling or in the form of relatively small toothed shafts. It is said to enable increased friction of softened thermoplastics.
  • the essentially flat radial surface of the cutting knives 4 is intended to cause bouncing or rejection of harder materials.
  • the separate removal of harder thermoplastics not reaching the cutting gap can be achieved by that the entire cutting unit is arranged in its width corresponding to the representation in Figure 4 with an angle Y ⁇ of less than 90 ° relative to the vertical.
  • the feed material 10 initially falls on the cutting unit 9 in the perpendicular direction.
  • Hard materials are not drawn in and leave the loading surface due to the inclination V * 'of the cutting unit 9 and due to their gravity in the lateral direction in accordance with the arrow 11.
  • Softened target thermoplastics 12 are removed from the cutting unit 9 drawn in, pass it and leave it down in the crushed state.
  • the cutting unit 9 can be provided in its lower region with combs 6 which scrape off thermoplastics or thermoplastic remnants adhering to the cutting knives 4. Such an arrangement is shown purely schematically in FIG. 2 with the doctor blades 6.
  • an inclination of the cutting unit 9 by the angle ⁇ * can occasionally be dispensed with if the angle ⁇ is sufficiently small.
  • the cutting device 9 is then arranged according to FIG. 5 such that the feed of the batch flow 18 and the discharge 19 of the hard materials which have not been drawn in takes place via guides 15 which extend approximately the angle ⁇ of the feed surfaces.
  • the batch flow supplied is indicated by arrow 18 and the partial flow removed is indicated by arrow 20.
  • the cut and sorted parts of the target thermoplastic are indicated by arrow 19.
  • the doctor blades 6 are provided for doctoring the circular knives 4.
  • a complete device according to the invention is shown purely schematically with a method family tree. It comprises a heating section 17 with a conveyor belt 13 and at least one heating element 14, for example an infrared beam, arranged above it. or a high frequency source.
  • the batch task is identified by 16, while the heated batch flowing off the conveyor belt 13 is identified by the arrow 18.
  • the discharge of the comminuted target thermoplastic is designated 19, the discharge of the other components of the batch 20 on the slide 15.
  • Yogurt cups made of plastic are made in Germany from polypropylene (PP) or polystyrene, and abroad from polyvinyl chloride (PVC). Sorting or separating the types of plastic is a prerequisite for high-quality reprocessing or further processing of the plastics.
  • PP polypropylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • the packs are placed in the uncrushed state of a device in which they arrive on a conveyor belt 13.
  • the conveyor belt 13 runs through a heating section 17, with only a suitable softening between the belt speed, the length of the heating section 17 and the supply of heat by a heating element 14 first selectively softening the PVC (material temperature approx. 80 °).
  • the entire good then falls on a first selective cutting unit, as described above.
  • the PVC passes through the cutting unit and is fed to a store, the PS and the PP are discharged either via a lateral inclination (angle "y") or an inclination in the direction of transport (angle ⁇ ) and arrive on a further conveyor belt, in a second heating section the PS is selectively softened (approx. 105 ° C).
  • the PS is crushed and the PP removed in a second, selective cutting unit. All three types of plastic are thus separated by type.
  • the advantage of this application is that the operating Thermoplastics already soften far below their melting range, and thus emissions of gaseous degradation products of the plastics are excluded and process hindrances due to smearing of the softened thermoplastics in the cutting unit are not to be expected. If only two types are to be separated (PS and PP), a correspondingly simpler design is sufficient. Such a simplified embodiment allows the decentralized use of compact devices for the collection of old plastics, which means a further application advantage due to the volume reduction of the old products associated with the process.
  • thermoplastic such as those found in other areas of application
  • other combinations of types of thermoplastic can be separated.
  • PVC, PE, PP and PET can be separated from the hollow body application area.
  • Pre-comminuted and preferably washed batches of plastic chips are also accessible to the method according to the invention.
  • the devices according to the invention can be cascaded in series to sort several target thermoplastics.
  • the batch of particles is expediently sieved beforehand, so that only sufficiently large particles are treated.
  • the device and according to the invention can be optimized by using suitable heat sources for selective heating (convection, IR or HF radiation) and by properly setting the amount of heat input which is determined by the belt speed parameters , Tape length and arrangement of the heating elements is determined.
  • suitable heat sources for selective heating convection, IR or HF radiation
  • the amount of heat input which is determined by the belt speed parameters , Tape length and arrangement of the heating elements is determined.
  • a changeability of the cutting unit parameters h,, ß and y ' can be made possible in that the corresponding connections on the bearings of the cutting unit are designed to be variably adjustable.
  • the cutting unit can be tempered and thus the intake of preheated target thermoplastics can be improved. In selected cases, the
  • the shredding device designed as a two-shaft cutting device requires a comparatively large diameter of these cutting knives because of the circular cutting knives meshing with one another in opposite directions in order to achieve a sufficiently flat feed angle. It has also proven to be expedient to adapt the diameter of the cutting knife of the two-shaft cutting unit at least approximately to the size and shape of the thermoplastic parts, depending on the nature of the plastic components in the different hardness or softening state. Furthermore, it has proven to be expedient to adapt the degree of radial surface structuring of the cutting knives to the differences in elasticity of the thermoplastic parts to be sorted.
  • thermoplastic parts in the softened state with selective comminution which can thereby be achieved as the basis of the sorting leads to particularly good results if the comminution device by means of a plurality of endlessly rotating saw wires or forming a saw plane -bands or by a gang saw, the shredding device being arranged in such a way that the material stream coming from the transport and heating device is fed via a chute or in free fall to the application area of the saw, and the cutting angle of the saws, Their running direction and speed as well as the gap width between the individual saws are coordinated with one another in such a way that, due to the type of supply of the material flow caused by gravity and / or additional acceleration, the contact pressure when the material parts hit the saw plane, as well as due to size or Mass of the material parts results in a selective detection and cutting of softened thermoplastics and they pass through the saw, whereas a
  • a batch flow 12 of thermoplastics to be sorted is placed at task 16 of transport device 13 and during transport to the end of delivery with the aid of a heating device 14 to. Warms the softening point of the component which has the lowest softening point, for example in an interval between 95 ° and 105 °.
  • the softened thermoplastic material flow W is thus fed to the feed area 22 of a comminution device 20. This either consists of endlessly rotating saw blades 23 or saw wires 24 or is designed as a frame saw.
  • the sawing elements are arranged next to one another in such a way that a feed area 22 is formed plane xx spanned by saw elements 23 and 24, which is referred to below as saw plane xx.
  • saw plane xx spanned by saw elements 23 and 24, which is referred to below as saw plane xx.
  • several sawing levels xx can be arranged one behind the other.
  • the material flow W can be fed to the sawing plane x-x solely by the action of gravity.
  • acceleration devices can e.g. B. fast-running conveyor belts, centrifugal accelerators or directional compressed air nozzles. In the latter case, the compressed air can be supplied at the temperature of the softened component.
  • the saw plane x-x is at an angle ⁇ between 10 ° and 90 ° to the feed direction of the material flow W. This results either from the action of gravity or from acceleration of a pressing force of the material parts on the saw plane x-x. In accordance with the requirements of saw tooth design, saw speed and angle ⁇ achievable sawing effect, this contact force is chosen so that softened plastics are drawn in and divided up, while plastic parts that are not softened are not gripped by the saw and are also not broken up.
  • the saw plane x-x forms an adjustable angle w with the horizontal.
  • the parts of the material flow W should advantageously have a size adapted to the gaps between the individual sawing elements 23 and 24, in such a way that they are of a sufficient size so that they cannot pass through the sawing plane xx without being shredded.
  • the above-mentioned measure can result in an arrangement of several sawing levels xx one behind the other for increased process reliability.
  • These sawing planes xx can be formed with staggered gaps between the saw blades or saw wires, which narrow towards the exit side. Still is it is expedient to arrange these staggered sawing planes in such a way that they are not arranged one behind the other with continuous gaps or passages, but with diamond-like passages.
  • the saw plane x-x can be arranged at an angle w to the horizontal or at a complementary angle to the vertical plane so that non-softened material parts 31 are derived from the saw plane x-x due to their gravity. If endless revolving saw elements 24 are used in this case, there is occasionally a conveying effectiveness on the sawing plane x-x, which is used in addition to deriving the non-softened material particles 31.
  • the softened material parts 30 are discharged to the pile 32 after passing the saw 23, whereas the non-softened particles 3T are discharged to the pile 33.
  • the comminution device 20 as a saw 23, 24 to form a saw plane xx, with its adjustability in the angle ⁇ to the direction of impact of the material flow W and to the horizontal in the angle (), furthermore with adjustment of the gap between the individual saw blades and saw wires 23 or 24 a selective recording and crushing of types of plastic with different degrees of softening and thus a safe, economical and powerful sorting of different types of plastic is possible.
  • an optimization of the sawtooth shape and the cutting angle is also important and will be adapted by the person skilled in the art based on experience and manual judgment of the respective specific material properties of the softened thermoplastic components .

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom (16), wobei der zu sortierende Thermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme in den Bereich seiner Erweichung erwärmt wird und dann im erweichten Zustand gemeinsam mit den anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung (9) zugeführt wird, wird aufgrund der Partikelgrösse und des elastischen Verhaltens des erweichten Thermoplasten einerseits und der anderen Materialien des Gemenges andererseits nur der erweichte Thermoplast (19) selektiv von der Zerkleinerungseinrichtung (9) erfasst und zerkleinert, während die anderen Materialien (20) des Gemenges den Aufgabe- und Erfassungsbereich der Zerkleinerungseinrichtung (9) unzerkleinert passieren und separat abgeführt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom, wobei der zu sortie¬ rende Thermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme in den Bereich seiner Erweichung erwärmt und dann im er¬ weichten Zustand gemeinsam mit anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Transport- und einer Erwärmungseinrichtung und einer diesen nachgeordneten Zerkleinerungsvorrichtung.
Aus der DE-41 12 179 Cl ist ein Verfahren zum sortenreinen Trennen von thermoplastischen Formteilen unterschiedlicher Provenienz bekannt. Ausgehend von der Überlegung, daß sich jeder thermoplastische Kunststoff bei einer bestimmten Temperatur bzw. einem entsprechenden Temperaturintervall vom festen in den plastischen Zustand bei Erreichen seiner Erweichungstemperatur überführen läßt, sieht die Lehre des bekannten Verfahrens vor, daß die unterschiedlichen Form¬ teile unzerkleinert durch direkte oder indirekte Beheizung auf eine Temperatur erwärmt werden, die der Erweichungs¬ temperatur derjenigen Formteile mit der vergleichsweise niedrigsten Erweichungstemperatur entspricht. Die Formteile werden bei dieser Temperatur solange behandelt, bis sie unter dem Einfluß der Schwerkraft ihre ursprüngliche Form unter Volumenreduzierung weitestgehend verloren haben. Anschließend werden die so zurückgebildeten Formteile von den übrigen, in ihrer Form im wesentlichen unverändert gebliebenen Formteilen getrennt, indem sie aufgrund ihrer Formunterschiede während ihres Transportes auf einer Rol- lenbahn sortiert werden, wobei die jeweils zurückgebildeten Formteile durch zwischen den Rollen gebildete Schlitze durchfallen und dort als einheitliche Fraktion entnommen werden, während die übrigen, in ihrer Form weitestgehend unverändert gebliebenen Formteile mit der Rollenbahn in Transportrichtung ausgetragen werden.
Das bekannte Verfahren ist einerseits unergiebig, weil die Zurückbildung bspw. eines Hohlkörpers in den flächenhaften Materialzustand zumeist eine längere thermische Einwir¬ kungszeit erfordert, wobei andererseits das Verfahren auf ein eng begrenztes Spektrum von Formteilen wie Becher, Tassen oder Behälter eingeschränkt bleibt, und weil Gegen- stände mit geschlossenen Formen wie Flaschen, Behälter, Rohre oder dergleichen eine Umwandlung in einen deutlich unterschiedenen Fσrmzustand nur schwer ermöglichen. Die Formsortierung erfordert zum einen eine besondere Erfassung und Logistik für Altprodukte, zum anderen lassen sich diese vorher nur mit einem technisch nicht zu vertretendem Auf¬ wand zerstörungfrei reinigen. Eine Reinigung ist aber erforderlich, da insbesondere Feuchtigskeitsreste die Thermobehandlung und damit das Verfahrensergebnis behin¬ dern. Im übrigen beruht die der Thermobehandlung nachge- schaltete Sortierung auf einer reinen Formsortierung.
Der Erfindung liegt die Aufgabä zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile, Schwierigkeiten und technischen Grenzen überwinden und eine einwandfreie Sortierung aufgrund unterschiedlichen thermi¬ schen Erweichungsverhaltens der Thermoplaste mit hohem Ausbringen bei exakter Selektivität ermöglichen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch er¬ reicht, daß aufgrund der Partikelgröße und des elastischen Verhaltens des erweichten Thermoplasten einerseits und der anderen Materialien des Gemenges andererseits nur der erweichte Thermoplast selektiv von der Zerkleinerungsein¬ richtung erfaßt und zerkleinert wird, während die anderen Materialien des Gemenges den Aufgabe- und Erfassungsbereich der Zerkleinerungseinrichtung unzerkleinert passieren und separat abgeführt werden.
Somit wird mit Vorteil eine exakte Sortierung nach Maßgabe des Erweichungsgrades einer Thermoplastsorte mittels des Erfassungsverhaltens einer Zerkleinerungseinrichtung in einem technischen Maßstab verwirklicht, der mit vergleichs¬ weise geringem technischen Aufwand an Investitionen und Energie eine rationelle und wirtschaftliche sowie leistungsstarke Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom"ermöglicht. Insbesondere wird die notwendige aufzubringende Zerkleinerungsenergie im gesamten Aufberei¬ tungsprozeß stärkt vermindert.
Thermoplastische Kunststoffe weisen einen charakteristi- sehen Temperaturbereich auf, in dem sie aus dem festen Zustand in den erweichten, gummielastischen Zustand überge¬ hen. Wenn unterschiedliche Kunststoffsorten in einem Gemen¬ ge vorliegen, kann durch eine abgestufte Erwärmung eine Thermoplastsorte selektiv erweicht werden, während die übrigen Thermoplastsorten noch im festen Zustand vorliegen. Erweichte Thermoplaste haben im Gemengestrom zusammen mit noch harten Thermoplasten ein grundsätzlich unterschiedli¬ ches Verhalten. Dieser Unterschied wird mit Vorteil durch die Erfindung für eine selektive Zerkleinerung und damit für eine Sortierung mittels unterschiedlichen Einzugsver¬ haltens einer Zerkleinerungseinrichtung genutzt.
Beschaffenheit und Zusammensetzung des Gemengestromes muß zur erfolgreichen Durchführung des Verfahrens gewissen Bedinungen genügen. Dabei können vorsortierte Gemenge vor allem aus den Anwendungsbereichen Verpackung, Einwegge¬ schirr, Haushalt etc., sofern sie nicht zu stark verunrei¬ nigt sind, mit dem Verfahren nach der Erfindung sortiert und dabei gleichzeitig zerkleinert werden. Dabei können andere Werkstoffe, die zum Teil auch im Verbund mit dem Zielthermoplasten vorliegen (Papieretiketten, Aluminium¬ deckel) zunächst mit dem Zielthermoplasten zerkleinert werden. Von diesem können sie zu einem späteren Zeitpunkt in einer weiteren Aufbereitungsstufe oder auch während der Sekundärverarbeitung (Abscheiden aus der Schmelze) getrennt werden, sofern sie nicht in das Sekundärprodukt einbezogen werden können. Andere, nicht einer Produktgruppe zuorden- bare Produktteile müssen für eine erfindungsgemäße Behand¬ lung vorsortiert, vorzerkleinert und fallweise auch hin¬ sichtlich ihrer Partikelgröße vorklassifiziert werden.
Im ersten, an sich bekannten Verfahrensschritt wird der Zielthermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme im Bereich seiner Erweichung erwärmt und dann im erweichten Zustand gemeinsam mit den anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt. Die Erwärmung kann auf unterschiedliche Art und Weise hinsichtlich der Erweichung selektiv erfolgen. Durch Konvektionserwärmung kann der gesamte Gemengestrom erwärmt werden. Der Thermo¬ plast mit der niedrigsten Erweichungstemperatur wird dabei als erster erweicht und ist somit erster Zielthermoplast. Durch Erwärmungmit Infrarot-Wärmestrahlen können bestimmte Thermoplaste aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung oder ihrer Einfärbung und dem damit verbundenen spezifischen Infrarot-Absorbtionsverhalten besser und somit gezielter als andere Materialien erwärmt werden. Mittels Hochfre¬ quenzstrahlung können schließlich je nach Zusammensetzung des Gemengestroms bestimmte Thermoplaste selektiv erwärmt und erweicht werden, ohne daß die anderen Materialien ebenfalls erwärmt werden. Die Erwärmung erfolgt zweckmäßi¬ gerweise kontinuierlich in einer Erwär ungsstrecke, bei der das zu erwärmende Gut kontinuierlich, bspw. durch ein Transportband an Erwärmungselementen vorbeigeführt wird oder bei der das zu erwärmende Gut kontinuierlich mit Erwärmungselementen im Kontakt ist.
Der Gemengestrom, in dem nunmehr der Zielthermoplast im erweichten Zustand vorliegt, wird einer Zerkleinerungsvor¬ richtung zugeführt, welche infolge ihrer besonderen Aus¬ bildung in der~Lage ist, lediglich die erweichten Materia¬ lien-einzuziehen und zu zerkleinern. Die härter gebliebenen Materialthermoplasten können diese Zerkleinerungseinrich¬ tung nicht passieren und werden von der Zerkleinerungs- vorrichtung abgeführt.
Erfindungsgemäß ist eine Ausführung der Zerkleinerungsvor¬ richtung zur Durchführung des Verfahrens als Zweiwellen- Schneidwerk ausgebildet, das auf achsparallelen Wellen angeordnete kreisförmige, miteinander kämmende Schneidmes¬ ser aufweist, wobei der Einzugswinkel der Schneidmesser bzw. in Abhängigkeit davon die Einzugstiefe h, der Nei¬ gungswinkel ß zwischen einer Tantentialebene an die Schnei¬ denmesser und der Horizontalen und/oder der seitliche Neigungswinkel Ϋ* der beiden Wellen zur Horizontalebene sowie die Gestaltung der radialen Oberfläche der einzelnen Schneidmesser in Abstimmung mit der Größe der Produkte oder Partikel des Gemenges -und dem elastischen Verhalten der Materialkomponenten des Gemenges so aufeinander abgestimmt sind, daß eine selektive Erfassung von erweichten Thermo¬ plasten durch das Schneidwerk stattfindet und die anderen Materialien des Gemenges den Aufgabebereich passieren, wobei der Einzugwinkel im Bereich zwischen 5° und 175° möglichst groß, sowie der Neigungswinkel ß im Bereich zwischen 95° und 175° möglichst klein und der Neigungs¬ winkel ^zwischen 95° und 175° gewählt wird und die radiale Oberfläche der Schneidmesser eine Strukurierung aufweist.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß zum Einstellen der Winkel (α) und (ß) und/oder ( y) alle oder ausgewählte Verbindungselemente der Wellen zum tragenden Gehäuse veränderlich einstellbar ausgeführt sind.
Eine andere Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für eine selektive Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom mit einer Trans- port- und einer ErwärmungsVorrichtung ist nach der Erfin¬ dung dadurch gekennzeichnet, daß sie durch mehrere eine Sägeebene bildende endlos umlaufende Sägedrähte oder - bänder oder eine Gattersäge gebildet wird, wobei die Zer- kleinerungsvorrichtung so angeordnet ist, daß der aus der Transport- und Erwärmungseinrichtung kommende Materialstrom über eine Rutsche oder im freien Fall dem Aufgabebereich der Säge zugeführt wird, und wobei die Schneidwinkel der Sägen, ihre Laufrichtung und Geschwindigkeit sowie die Spaltweite zwischen den einzelnen Sägen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich infolge der mit der Art der Zuführung des Materialstromes durch Schwerkraft und/oder zusätzliche Beschleunigung hervorgerufenen Andruckkraft der Materialteile auf die Sägen, sowie infolge eines einstell¬ baren Neigungswinkels der Sägeebene zur Wirkungsrichtung der Andruckkraft und fallweise infolge einer Förderwirksam¬ keit der Sägen eine Ableitung nicht erweichter Materialien von der Sägeebene erfolgt und diese separat abgeführt werden.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zer¬ kleinerungsvorrichtungen sieht vor, daß diese temperierbar ausgebildet sind. Hierdurch wird die Fähigkeit der Vor¬ richtungen zum selektiven Einzug bzw. Erfassen der vor- erweichten Materialteile weiter aktiviert und verbessert.
Weitere Ausgestaltungen der Zerkleinerungsvorrichtungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.
Die Erfindung wird in schematischen Zeichnungen in bevor¬ zugten Ausführungsformen gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmar sind. Es zeigen:
Figur la bis bis lc ein gegenläufig kämmendes Zweiwellen- Schneidwerk in Frontansicht (Figur la) in Seitenansicht (Figur lb) in Draufsicht (Figur lc);
Figur 2 eine Seitenansicht des Zweiwellen-
Schneidwerks gemäß Figur lb mit Auf- gabetrichter und Abreinigungseinrich- tung ;
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung des Zwei¬ wellen-Schneidwerks in Draufsicht;
Figur 3a im Detail ein Stück strukturierter
Oberfläche eines kreisförmigen Messers;
Figur 4 in Frontansicht das Zweiwellen-
Schneidwerk in relativ zur Horizonta¬ len seitlich geneigter Position;
Figur 5 ein das Verfahren sowie die zugeord- nete Vorrichtung darstellender Stamm¬ baum;
Figur 6 ein das Verfahren sowie eine zugeord¬ nete alternative Vorrichtung darstel- lender Stammbaum;
Figur 6a im Detail Sägezähne eines Sägeblattes.
Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Zerkleinerungsvor- richtung weist ein gegenläufig kämmendes Zweiwellen- Schneidwerk auf. Dabei werden die auf den Wellen angeord¬ neten kreisförmigen Schneidmesser 4 sehr tiefkämmend an¬ geordnet, um den Einzugswinkel möglichst groß zu halten. Die Schneidmesser 4 sind für die meisten Anwendungsfälle zahnlos als kreisförmige Scheiben ausgeführt. Infolge dieser Ausgestaltung wird ein Einziehen harter Materialien in die Schneidmesser 4 vermieden. Bei genauer Kenntnis der Beschaffenheit und Zusammensetzung des zu selektierenden Materials kann die Schneidvorrichtung auch mit am Umfang gezahnt ausgeführten Schneidmessern 4 ausgestattet sein.
Die beiden Wellen werden in ihrer Einbauhöhe versetzt zueinander angeordnet, wie dies insbesondere aus den Figυ- ren 1 und 2 ersichtlich ist. Die dadurch entstehende Nei¬ gung der Aufgabeebene ist in der Figur lb mit dem Winkel ß der tangentialen Ebene an die Schneidmesser 4 gegenüber der Horizontalen gekennzeichnet. Diese Anordnung der Schneid- messer 4 begünstigt ein erwünschtes Wegführen harter Mate¬ rialien von dem Einzugsspalt. Die Nutzung der durch den Winkel ß vorgegebenen Neigung kann bspw. in einigen Fällen ausreichen, um eine selektive Zerkleinerung der Materialien zu unterstützen.
Eine Begrenzung der Aufgabefläche durch seitliche Leit¬ bleche 5 entsprechend einer Darstellung in Figur 2 dient einer sicheren Zuführung und Abführung sowohl der zu zer¬ kleinernden als auch der abzuführenden Thermoplasten.
Der Einzug von erweichten thermoplastischen Kunststoffen ist dadurch ermöglicht, daß diese sich mindestens teilweise adhäsiv an die Schneidmesser 4 infolge ihrer Plastizität anpassen und dann durch den Gegenlauf~ der Messer 4 zum Schneidspalt hingezogen und erfaßt werden, wobei sie auf¬ grund ihrer Elastizität stumpf geschnitten, gequetscht und schließlich eingezogen werden. Der Einzug von erweichten, sich an die Oberfläche der Messer 4 anschmiegenden Thermo¬ plasten kann dadurch unterstützt werden, daß die Peripherie der Schneidmesser ganz oder teilweise mit einer Strukturie¬ rung versehen ist. Eine solche Strukturierung ist in der Figur 3ä gezeigt, wobei mit der Ziffer 7 eine glatte Ober¬ fläche und mit der Ziffer 8 eine strukturierte Oberfläche rein schematisch dargestellt ist. Diese Strukturierung kann in Form einer Randelung oder in Form von relativ kleinen Zahnwellen ausgeführt sein. Sie soll eine erhöhte Reibung von erweichten Thermoplasten ermöglichen. Gleichzeitig soll aber durch die im wesentlichen flächenhaft radiale Ober¬ fläche der Schneidmesser 4 ein Abprallen bzw. Abweisen von härteren Materialien bewirkt werden.
Die separate Abführung von nicht in den Schneidspalt gelan¬ genden härteren Thermoplasten kann dadurch erzielt werden, daß das gesamte Schneidwerk in seiner Breite entsprechend der Darstellung in Figur 4 mit einem Winkel Y^von unter 90° relativ zur Lotrechten hin angeordnet ist. Das Aufgabegut 10 fällt zunächst in Lotrichtung auf das Schneidwerk 9. Harte Materialien werden nicht eingezogen und verlassen die Aufgabefläche aufgrund der Neigung V*' des Schneidwerkes 9 und infolge ihrer Schwerkraft in seitlicher Richtung ent¬ sprechend dem Pfeil 11. Erweichte Zielthermoplaste 12 werden vom Schneidwerk 9 eingezogen, passieren es und verlassen es nach unten in zerkleinertem Zustand.
Um ein sicheres Lösen der das Schneidwerk passierenden erweichten Zielthermoplasten von den Schneidmessern 4 zu gewährleisten, kann das Schneidwerk 9 in seinem unteren Bereich mit Kämmen 6 versehen sein, die an den Schneidmes¬ sern 4 anhaftende Thermoplasten oder Thermoplastenreste abrakeln. Eine solche Anordnung ist rein schematisch in der Figur 2 mit den Rakelkämmen 6 gezeigt.
Nach Maßgabe der Beschaffenheit und Zusammensetzung des zum Schneidwerk 9 gelangenden Gemengestromes kann bei genügend kleinem Winkel ß fallweise auf eine Neigung des Schneidwer¬ kes 9 um den Winkel γ*verzichtet werden. Das Schneidwerk 9 wird dann gemäß Figur 5 so angeordnet, daß die Zuführung des Gemengestromes 18 und die Abführung 19 der nicht einge¬ zogenen, harten Materialien über Führungen 15 erfolgt, die in etwa den Winkel ß der Aufgabeflächen verlängern. Dabei ist der zugeführte Gemengestrom mit dem Pfeil 18 und der abgeführte Teilstrom mit dem Pfeil 20 bezeichnet. Die geschnittenen und aussortierten Teile des Zielthermoplasten sind mit dem Pfeil 19 bezeichnet. Zum Abrakeln der kreis¬ förmigen Messer 4 sind die Rakelkämme 6 vorgesehen.
In der Figur 5 ist zugleich mit einem Verfahrens-Stammbaum rein schematisch eine komplette Vorrichtung nach der Erfin¬ dung gezeigt. Sie umfaßt eine Erwärmungsstrecke 17 mit einem Transportband 13 und über diesem angeordnet minde¬ stens ein Erwärmungselement 14 bspw. einen Infrarot-Strah- ler oder eine Hochfrequenzquelle. Mit 16 ist die Gemen¬ geaufgabe gekennzeichnet, während das erwärmte und vom Transportband 13 abfließende Gemenge mit dem Pfeil 18 bezeichnet ist. Der Austrag des zerkleinerten Zielthermo- plasten ist mit 19, der Austrag der anderen Komponenten des Gemenges mit 20 auf der Rutsche 15 bezeichnet.
Anwendungsbeispiel;
Joghurtbecher aus Kunststoff sind in der BRD aus Polypropy¬ len (PP) oder Polystryrol im Ausland auch aus Polyvinyl¬ chlorid (PVC) gefertigt. Eine Sortierung oder Trennung der KunststoffSorten ist eine Voraussetzung für die hochwertige Wieder- oder Weiterverarbeitung der Kunststoffe.
Eine Trennung aller drei als Joghurtbecher verwendeten Kunststoff-Verpackungswerkstoffe kann durch eine im Folgen¬ den beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgen.
Die Verpackungen werden im unzerkleinerten Zustand einer Vorrichtung aufgegeben, in der sie auf ein Transportband 13 gelangen. Das Transportband 13 durchläuft eine Erwärmungs¬ strecke 17, wobei durch eine geeignete Abstimmung zwischen Bandgeschwindigkeit, Länge der Erwärmungsstrecke 17 sowie Wärmezufuhr durch ein Heizelement 14 zunächst nur das PVC selektiv erweicht wird (Guttemperatur ca. 80°) . Das gesamte Gut fällt dann auf ein erstes selektierendes Schneidwerk, wie es oben beschrieben ist. Das PVC durchläuft das Schneidwerk und wird einer Bevorratung zugeführt, das PS und das PP werden entweder über eine seitliche Neigung (Winkel "y") oder eine Neigung in Transportrichtung (Winkel ß) abgeführt und gelangen auf ein weiteres Transportband, wobei in einer zweiten Erwärmungsstrecke das PS selektiv erweicht wird (ca. 105°C) . In einem zweiten selektierenden Schneidwerk wird das PS zerkleinert und das PP abgeführt. Alle drei KunststoffSorten sind somit sortenrein getrennt.
Von Vorteil bei diesem Anwendungsfall ist, daß die betei- ligten Thermoplaste bereits weit unterhalb ihres Schmelze¬ bereichs erweichen, und somit Emissionen von gasförmigen Abbauprodukten der Kunststoffe ausgeschlossen und Prozeßbe¬ hinderungen durch ein Verschmieren der erweichten Thermo- plasten im Schneidwerk nicht zu erwarten sind. Sollen nur zwei Sorten getrennt werden (PS und PP) genügt eine ent¬ sprechend einfachere Ausführung. Eine solche vereinfachte Ausführung gestattet den dezentralen Einsatz von kompakten Vorrichtungen bei der Sammlung von Altkunststoffen, was einen weiteren Anwendungsvorteil aufgrund der mit dem Prozeß verbundenen Volumenreduktion der Altprodukte bedeu¬ tet.
In analoger Weise lassen sich auch andere Kombinationen von thermoplastischen KunststoffSorten, wie sie in anderen Anwendungsbereichen anfallen, voneinander trennen. Bspw. ist so die Trennung von PVC, PE, PP und PET aus dem Anwen¬ dungsbereich Hohlkörper möglich.
Vorzerkleinerte und vorzugsweise gewaschene Gemenge von Kunststoffschnitzeln, die auch aus unterschiedlichen Anwen¬ dungen stammen können, sind ebenfalls dem erfindungsgemäßen Verfahren zugänglich. Zur Sortierung von mehreren Ziel¬ thermoplasten können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen kaskadenartig hintereinandergeschaltet werden. Um den Einzug von bei solchen Gemengen zu erwartenden kleinen Partikeln in das erste selektierende Schneidwerk zu ver¬ meiden, wird das Partikelgemenge zweckmäßigerweise zuvor gesiebt, so daß nur genügend große Partikel zur Behandlung gelangen.
Eine Optimierung der Vorrichtung und nach der Erfindung gelingt je nach dem Anwendungsfall durch Verwendung ge¬ eigneter Wärmequellen für die selektive Erwärmung (Kon- vektion, IR- oder HF-Strahlung) sowie durch die sachgerech¬ te Einstellung des Wärmemengeneintrags, der durch die Parameter Bandgeschwindigkeit, Bandlänge und Anordnung der Wärmeelemente bestimmt wird. Auch Variationen in der Aus- führung des selektierenden Schneidwerkes hinsieht der Schneidmesser-Oberflächengestaltung, des Einzugswinkels , der Einzugstiefe h und der Neigungswinkel ß und -ysowie die Einbindung des Schneidwerkes in den gesamten Materialfluß können für einen bestimmten Anwendungsfall optimierend genutzt werden. Eine Veränderbarkeit der Schneidwerk-Para¬ meter h, , ß und y'kann dadurch ermöglicht werden, daß die entsprechenden Verbindungen an den Lagern des Schneidwerkes konstruktiv als veränderlich einstellbar ausgelegt werden. Darüberhinaus kann das Schneidwerk temperiert werden und somit der Einzug von vorgewärmten Zielthermoplasten verbes¬ sert werden. In ausgewählten Fällen kann der Zielthermo¬ plast auch durch Kontakt mit dem temperierten Schneidwerk erweicht und von diesem eingezogen werden.
Die als Zweiwellen-Schneidwerk ausgebildete Zerkleinerungs- vorrichtung erfordert wegen der gegenläufig miteinander kämmenden, kreisförmigen Schneidmesser zur Erzielung eines genügend flachen Einzugswinkels einen vergleichsweise großen Durchmesser dieser Schneidmesser. Auch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, nach Maßgabe der Beschaffenheit der aufgegebenen Kunststoffkomponenten im unterschiedlichen Härte- bzw. Erweichungszustand den Durchmesser der Schneid¬ messer des Zweiwellen-Schneidwerks zumindest annähernd an Größe und Form der Thermoplastenteile anzupassen. Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Grad der radialen Oberflächenstrukturierung der Schneidmesser an die Elasti¬ zitätsunterschiede der zu sortierenden Thermoplastenteile anzupassen.
Die Gegebenheiten können durch eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung variiert werden. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß ein selektiver Einzug von Thermoplastenteilen im erweichten Zustand mit dadurch erreichbar selektiver Zerkleinerung als Grundlage der Sortierung dann zu besonders guten Resultaten führt, wenn die Zerkleinerungsvorrichtung durch mehrere eine Sägeebene bildende endlos umlaufende Sägedrähte oder -bänder oder durch eine Gattersäge gebildet wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung so angeordnet ist, daß der aus der Transport- und Erwärmungseinrichtung kommende Material¬ strom über eine Rutsche oder im freien Fall dem Aufgabebe- reich der Säge zugeführt wird, und die Schneidenwinkel der Sägen, ihre Laufrichtung und Geschwindigkeit sowie die Spaltweite zwischen den einzelnen Sägen so aufeinander abgestimmt sind, daß sich infolge der mit der Art der Zuführung des Materialstroms durch Schwerkraft und/oder zusätzliche Beschleunigung hervorgerufenen Andruckkraf beim Auftreffen der Materialteile auf die Sägeebene, sowie infolge von Größe bzw. Masse der Materialteile ein selekti¬ ves Erfassen und Zerteilen von erweichten Thermoplasten ergibt und diese die Säge passieren, wogegen infolge eines einstellbaren Neigungswinkels der Sägeebene zur Wirkrich¬ tung der Andruckkraft und fallweise infolge einer Förder- wirksamkeit der Sägen eine Ableitung nicht erweichter Materialien von der Sägeebene erfolgt und diese separat abgeführt werden.
Gemäß Figur 6 wird ein Gemengestrom 12 zu sortierender Thermoplasten an der Aufgabe 16 der Transporteinrichtung 13 aufgegeben und beim Transport zum Abgabeende mit Hilfe einer Erwärmungseinrichtung 14 bis zum . Erweichungspunkt derjenigen Komponente erwärmt, welche den niedrigsten Erweichungspunkt aufweist, bspw. in einem Intervall zwi¬ schen 95° und 105°. Somit liegen am Austrag 11 der Trans¬ porteinrichtung 13 im erwärmten Gemengestrom W erweichte und nicht erweichte thermoplastische Partikel zusammen vor. Diese gelangen auf der Rutsche 15 zum Teil unter Schwer¬ kraft und fallweise auch unter Beschleunigung einer belie¬ bigen Beschleunigungseinrichtung auf die Sägeebene x-x. Damit wird der erweichte Thermoplast enthaltende Material¬ strom W dem Einzugsbereich 22 einer Zerkleinerungsvorrich- tung 20 zugeführt. Diese besteht entweder aus endlos um¬ laufenden Sägeblättern 23 bzw. Sägedrähten 24 oder ist als Gattersäge ausgebildet. Dabei sind die Sägeelemente neben¬ einander so angeordnet, daß sich als Einzugsbereich 22 eine von den Sägeelementen 23 bzw. 24 aufgespannten Ebene x-x ergibt, die im folgenden als Sägeebene x-x- bezeichnet wird. Zur Erhöhung der Verfahrenssicherheit können mehrere Sägeebenen x-x- hintereinander angeordnet sein.
Die Zuführung des Materialstroms W zur Sägeebene x-x kann im einfachsten Falle allein durch Schwerkraftwirkung erfol¬ gen. Unter zusätzlichem Einsatz von Beschleunigungsvor¬ richtungen können aber auch beschleunigte Partikel in den Einzugsbereich 22 gebracht werden. Solche Beschleunigungs¬ vorrichtungen können z. B. schnell laufende Transportbän¬ der, Zentrifugalbeschleuniger oder gerichtete Druckluftdü¬ sen sein. In letzterem Falle kann die Druckluft mit der Temperatur der erweichten Komponente zugeführt werden.
Die Sägeebene x-x befindet sich in einem Winkel δ zwischen 10° und 90° zur Zuführungsrichtung des Materialstroms W. Somit ergibt sich entweder aus der Schwerkrafteinwirkung oder auch durch Beschleunigung einer Andruckkraft der Materialteile auf die Sägeebene x-x. In Abstimmung mit der Maßgabe von Sägezahngestaltung, Sägegeschwindigkeit und Winkel δ erreichbaren Sägewirkung wird diese Anpreßkraft so gewählt, daß sich ein Einzug und Zerteilen von erweichten Kunststoffen ergibt, während nicht erweichte Kunststoff- teile von der Säge nicht erfaßt und auch nicht zerteilt werden. Die Sägeebene x-x bildet mit der Horizontalen einen einstellbaren Winkel w.
Die Teile des Materialstroms W sollen vorteilhaft eine den Spalten zwischen den einzelnen Sägeelementen 23 bzw. 24 angepaßte Größe aufweisen, und zwar derart, daß sie eine genügende Größenordnung besitzen, um nicht unzerkleinert die Sägeebene x-x passieren zu können. Hierbei kann die vorgängig angeführte Maßnahme eine Hintereinanderanordnung mehrere Sägeebenen x-x erhöhte Verfahrenssicherheit bewir¬ ken. Diese Sägeebenen x-x können mit gestaffelten, zur Austrittsseite enger werdenden Spalten zwischen den Säge¬ blättern oder Sägedrähten ausgebildet sein. Weiterhin ist es zweckmäßig, diese gestaffelten Sägeebenen so anzuordnen, daß sie nicht mit durchgängigen Spalten oder Durchlässen, sondern mit rautenartigen Durchlässen hintereinander an¬ geordnet sind.
Die Sägeebene x-x kann in einem Winkel w zur Horizontalen bzw. in einem komplementären Winkel zur vertikalen Ebene so angeordnet sein, daß nicht erweichte Materialteile 31 aufgrund ihrer Schwerkraft von der Sägeebene x-x abgeleitet werden. Wenn dabei endlos umlaufende Sägeelemente 24 ver¬ wendet werden, ergibt sich fallweise auf der Sägeebene x-x eine Förderwirksamkeit, die zusätzlich zur Ableitung der nicht erweichten Materialteilchen 31 genutzt wird. Dabei werden die erweichten Materialteile 30 nach Passieren der Säge 23 zum Haufwerk 32 ausgetragen, wogegen die nicht erweichten Teilchen 3T zum Haufwerk 33 ausgetragen werden.
Mit der Ausgestaltung der Zerkleinerungseinrichtung 20 als Säge 23, 24 unter Bildung einer Sägeebene x-x, mit deren Einstellbarkeit im Winkel δ zur Auftreffrichtung des Mate¬ rialstroms W sowie zur Horizontalen im Winkel ( ) ferner unter Einstellung der Spalte zwischen den einzelnen Säge¬ blättern und Sägedrähten 23 bzw. 24 ist eine selektive Erfassung und Zerkleinerung von KunststoffSorten mit unter- sehiedlichem Erweichungsgrad und somit eine sichere, wirt¬ schaftliche und leistungsstarke Sortierung unterschiedli¬ cher KunststoffSorten möglich. Bei dem hierbei abzustimmen¬ den Erfassungs- und Einzugsverhalten der Sägeblätter 23 bzw. 24 ist auch eine Optimierung der Sägezahnform und des Schneidwinkels von Bedeutung und wird vom Fachmann nach Erfahrung und handwerklichem Ermessen der jeweiligen spezi¬ fischen Materialbeschaffenheit der erweichten thermoplasti¬ schen Komponenten angepaßt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom, wobei der zu sortierende Thermoplast durch Konvektions- oder Strahlungswärme in den Bereich seiner Erweichung erwärmt wird und dann im erweichten Zustand gemeinsam mit den anderen Materialien des Gemenges einer Zerkleinerungseinrichtung zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aufgrund der Partikelgröße und des elastischen Verhaltens des erweichten Thermoplasten einerseits und der anderen Materialien des Gemenges andererseits nur der erweichte Thermoplast selektiv von der Zerkleine¬ rungseinrichtung erfaßt und zerkleinert wird, während die anderen Materialien des Gemenges den Aufgabe- und Erfassungsbereichder Zerkleinerungseinrichtungunzer- kleinert passieren und separat abgeführt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An¬ spruch 1 mit einer Transport- und einer Erwärmungsein- richtung (13, 14) und einer dieser nachgeordneten Zerkleinerungsvorrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zerkleinerungsvorrichtung als Zweiwellen- Schneidwerk ausgebildet ist, das auf achsparallelen Wellen angeordnete kreisförmige, miteinander kämmende Schneidmesser (4) aufweist, wobei der Einzugswinkel (α) der Schneidmesser (4) bzw. in Abhängigkeit davon die Einzugstiefe (h), der Neigungswinkel (ß) der Tan¬ gentialebene an die Schneidmesser (4) und/oder der Neigungswinkel ( ) der beiden Wellen zur Horizontal- ebene sowie die Gestaltung der radialen Oberflächen der einzelnen Schneidmesser (4) in Abstimmung mit der Größe der Partikel des Gemenges und dem elastischen Verhalten der Materialkomponenten des Gemenges so aufeinander abgestimmt sind, daß eine selektive Erfas¬ sung von erweichten Thermoplasten durch das Schneid¬ werk stattfindet und die anderen Materialien des Ge¬ menges den Aufgabebereich passieren, wobei der Ein- zugswinkel ( ) im Bereicn zwischen 5° und 175° mög¬ lichst groß, sowie der Neigungswinkel (ß) zwischen 95° und 175° möglichst klein und der Neigungswinkel ( ) zwischen 95° und 175° gewählt wird und die radiale Oberfläche (7, 8) der Schneidmesser (4) eine Struktu- rierung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Einstellen der Winkel (α) und (ß) und/oder ( u/) alle oder ausgewählte Verbindungselemente der Wellen zum tragenden Gehäuse veränderlich einstellbar ausgeführt sind.
4. Vorrichtung zur Sortierung von Thermoplasten aus einem Gemengestrom, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei diese eine Transport- und eine Er¬ wärmungseinrichtung (13, 14) und eine diesen nachge- ordnete Zerkleinerungsvorrichtung (20) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zerkleinerungsvorrichtung (20) durch mehrere eine Sägeebene (x-x) bildende endlos umlaufende Säge¬ drähte oder -bänder (24) oder durch eine Gattersäge (23) gebildet wird, wobei die Zerkleinerungsvorrich¬ tung (20) so angeordnet ist, daß der aus der Trans- port- (13) und Erwärmungseinrichtung (14) kommende Materialstrom über eine Rutsche (15) oder im freien Fall dem Aufgabebereich (22) der Säge (20) zugeführt wird, und wobei die Schneidenwinkel (£) der Sägen (23 bzw. 24) ihre Laufrichtung und Geschwindigkeit sowie die Spaltweite zwischen den einzelnen Sägen so aufein¬ ander abgestimmt sind, daß sich infolge der mit der Art der Zuführung des Materialstroms durch Schwerkraf und/oder zusätzliche Beschleunigung hervorgerufene Andruckkraft der Materialteile auf die Sägen, sowie infolge eines einstellbaren Neigungswinkel (δ) der Sägeebene (x-x) zur Wirkungsrichtung (W) der Andruck- kraft und fallweise infolge einer Förderwirksamkeit der Sägen eine Ableitung nicht erweichter Materialien von der Sägeebene (x-x) erfolgt und diese separat abgeführt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zerkleinerungsvorrichtungen (4 bzw. 20) tempe¬ rierbar ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bzw. 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zerkleinerungsvorrichtung (4 bzw. 20) durch AbstreifVorrichtungen wie Bürsten etc. von anhaftenden Kunststoffteilchen abreinigbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mehrere Zerkleinerungsvorrichtungen (20) hinter¬ einander angeordnet sind, derart, daß mehrere Sägeebe¬ nen (x-x) miteinander rautenförmige Durchlässe aus- bilden.
PCT/EP1993/001583 1992-06-24 1993-06-22 Verfahren und vorrichtung zur sortierung von thermoplasten aus einem gemengestrom WO1994000241A1 (de)

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