[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung
aus Materialien mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
[0002] Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE 41 40 584 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung
ist im Übergangsbereich zwischen der Zuführeinrichtung und der Trennvorrichtung eine
Luftblaseinrichtung vorgesehen. Mit Hilfe des Luftstroms werden einerseits die relativ
leichteren Mischungsbestandteile zu einer sogenannten Sichteinrichtung hingeblasen,
während die schwereren Mischungsbestandteile vor der Sichteinrichtung am Luftstrom
vorbei auf ein Förderband fallen.
[0003] Die mit der bekannten Sichteinrichtung getrennten Materialien werden somit für einen
eventuell anschließenden Recyclingprozeß in dem Zustand gewonnen, in dem sie von der
Zuführeinrichtung zugefördert werden. Bei vielen Recyclingprozessen, und dies gilt
insbesondere in Verbindung mit der Gewinnung beziehungsweise Wiederaufbereitung von
Bauschutt, d.h. gebrochenen Baurestmassen, ergibt sich dann ein Problem, wenn die
getrennten Mischungsbestandteile mit Materialien befrachtet sind, die einer bautechnischen
Zulassung des Recyclats entgegenstehen. Dabei handelt es sich insbesondere um organisch
und nicht witterungsbeständige Anbackungen beziehungsweise Anlagerungen; darüberhinaus
haftet an den schwereren und größeren Mischungsbestandteilen unter Umständen auch
Sand und Staub an, so daß sich bei der Wiederverwertung Verfälschungen in der Rezeptur
ergeben können.
[0004] Zwar ist bereits prinzipiell auch die Naßaufbereitung von Bauschutt bekannt; jedoch
weisen die bekannten Anlagen und Einrichtungen im Hinblick auf den Wasserverbrauch,
die spezifische Durchsatzleistung und ihr Betriebsverhalten im allgemeinen keineswegs
optimale Eigenschaften auf:
Bekannt ist beispielsweise ein HYDROBANDSCHEIDER, bei dem die unterschiedliche Reibkraft
der Stoffe in Filmströmungen zur Sortierung ausgenutzt wird. Ferner ist ein SCHNECKENAUFSTROMSORTIERER
bekannt, bei dem die Sortierung beziehungsweise Trennung nach der Endfallgeschwindigkeit
der Mischungsbestandteile in einem aufsteigenden Wasserstrom erfolgt.
Bei diesen bekannten Einrichtungen ist einerseits die Trennschärfe der Mischungsbestandteile
ungenügend und andererseits ist der Verbrauch an Prozeßwasser relativ hoch und insbesondere
unkontrolliert.
[0005] Die grundsätzliche Aufgabenstellung für einen sogenannten Naßsichter ist darin zu
sehen, daß die verunreinigten Materialmischungen, wie zum Beispiel Bauschutt und Baumischabfälle,
so gereinigt werden, daß die gesichteten Materialien dem Naturprodukt letztlich gleichzusetzen
sind.
[0006] Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Trenn-
beziehungsweise Sortiereinrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der gleichzeitig
mit einem dichteabhängigen Trennvorgang ein Waschvorgang durchgeführt wird, so daß
die schwereren Mischungsbestandteile sauber gereinigt abgefördert werden können und
wobei der Wasserverbrauch und die Durchsatzleistung den ökologisch-ökonomischen Anforderungen
entsprechen.
[0007] Diese Aufgabe wird im Prinzip durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
[0008] Mit anderen als im Patentanspruch 1 gebrauchten Worten besteht der Kern der vorliegenden
Erfindung darin, daß eine Trennvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahingehend weiter
gebildet wird, daß der Luftstrom zum Trennen der Mischungsbestandteile durch einen
Flüssigkeitsstrom, insbesondere einen Wasserstrahl, ersetzt wird, der die schwereren
Mischungsbestandteile beim Durchfallen wäscht und der die leichteren Mischungsbestandteile
wegspült und in die Fraktionen wiederverwendbarer Sand und zu deponierende Leicht-
/ Abfallstoffe trennt. Ein besonderer Vorteil im Hinblick auf die Verwendung von Wasser
als Trennmedium ist noch darin zu sehen, daß ein größeres Kornspektrum aufbereitet
werden kann.
[0009] Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung besteht dabei aus einer Mehrzahl nebeneinander
angeordneter Rohrelemente, die insbesondere ausgangsseitig rechteckig verformt sind,
so daß eine optimale Strömungsqualität beziehungsweise eine optimaler Strömungsquerschnitt
über die Breite der nebeneinander angeordneten und somit als Breitschlitzdüse wirkenden
Rohrelemente entsteht.
[0010] Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung ist dabei winkelmäßig, gegebenenfalls auch höhenmäßig
einstellbar, so daß sie den aktuellen Mischungen anpassbar ist. Grundsätzlich wird
der Flüssigkeitsstrom über ein Wehr gelenkt, das gleichermaßen winkel- und höhenmäßig
verstellbar sowie seitlich verschiebbar ausgebildet ist.
[0011] Um optimale Arbeitsbedingungen für die Flüssigkeitseinströmvorrichtung zu erhalten,
ist eine Druck- und Mengenregelung vorgesehen; um auch bereits im Zulauf der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
optimale Bedingungen zu schaffen, sind die Rohrelemente an einen Verteilerbehälter
angeschlossen, dem wiederum ein Ausgleichsbehälter vorgeschaltet ist.
[0012] Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der weiteren
Unteransprüche, wobei insoweit anzumerken ist, daß der Wasserverbrauch aufgrund des
in sich geschlossenen Gesamtsystems minimiert ist.
[0013] Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt
in
- Fig. 1A/B/C
- eine Gesamtdarstellung einer Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung in Vorderansicht
(Fig. 1A), Seitenansicht (Fig.1B) und Aufsicht (Fig. 1C);
- Fig. 2
- eine Flüssigkeitseinströmvorrichtung gemäß der in Anlage nach Fig. 1 gezeigten Art
und zwar in Seitensicht (entsprechend Vorderansicht Fig. 1A) und in Aufsicht (entsprechend
Aufsicht Fig. 1C), sowie in Detaildarstellung gemäß der Schnitt- / Ansichtslinie A-A.
[0014] Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung wird im
folgenden in Verbindung mit ihrer Arbeitsweise beziehungsweise bestimmungsgemäßen
Funktion erläutert.
[0015] Eine zu trennende beziehungsweise nach Schwer- und Leichtstoffen zu separierende
Materialmischung wird mit Hilfe eines Förderbands 1 oder dergleichen zugeführt. Vom
Förderband 1 wird diese (zum Teil noch ungleichmäßig verteilte) Materialmischung einer
Förder- beziehungsweise Schwingrinne 2 zugeführt, wo die Materialmischung vergleichmäßigt
wird. Von der Schwingrinne 2 fällt dann die aufgelockerte und vergleichmäßigte Materialmischung
in Richtung zu einer Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 (Pfeil m) wobei ein Schutzblech
oder gegebenenfalls eine Rutsche 3 vorgesehen ist, die das Material in gewisser Beziehungs
zwangsführt.
[0016] Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 besteht aus einer Mehrzahl (zwecks Bildung
einer Art Breitschlitzdüse) nebeneinander angeordneter, fest miteinander verbundener
Rohrelemente 5, die vorzugsweise ausgangsseitig rechteckig insbesondere qaudratisch
verformt sind und so ein geschlossenes homogenes Strömungsprofil gewährleisten. Die
Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 beziehungsweise die Rohrelemente 5 sind relativ
zum Schutzblech beziehungsweise zur Rutsche 3 so ausgerichtet, daß eine schräg gegen
den Materialstrom gerichtete Flüssigkeitsströmung entsteht (vergleiche Pfeil X). Der
Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 beziehungsweise der Flüssigkeitsströmung ist ein
insbesondere höhen-, winkel- und seitenverschiebbares Wehr 6 mit einer Überlaufschwelle
7 zu- beziehungsweise nachgeordnet, über das hinweg die zuströmende Flüssigkeit fließt.
[0017] Funktional betrachtet geschieht dabei folgendes: Die von der Schwingrinne 2 abfallende
Materialmischung fällt gegen die Flüssigkeitsströmung und wird in schwere und leichte
Mischungsbestandteile separiert, d.h. die schwereren Bestandteile fallen durch die
Flüssigkeitsströmung hindurch und die leichteren Bestandteile werden mit der Flüssigkeitsströmung
über das Wehr 6 und die Überlaufschwelle 7 hinweg abgeschwemmt. Damit wird einerseits
erreicht, daß die schwereren (wieder zu verwertenden) Teile gewaschen werden und es
wird andererseits erreicht, daß die leichteren und die abgewaschenen Mischungsbestandteile
beziehungsweise -partikel getrennt abgefördert werden (können).
[0018] Bezugnehmend auf die in Fig. 1 dargestellte Anlage und die vorstehende Funktionsbeschreibung
ist diese Anlage konstruktiv wie folgt ausgebildet:
Unterhalb der Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 ist eine Fördereinrichtung, insbesondere
ein Bandförderer 8, angeordnet, der die durch die Flüssigkeitsströmung fallenden (vergleiche
Pfeil Y) gewaschenen schwereren Mischungsbestandteile aufnimmt und (vergleiche Fig.
1B / 1C) zu einem Haufenlager 9 transportiert. Dieser Bandförderer 8 zur Abführung
des Produkts ist insbesondere als schräg angeordnetes, langsam laufendes Förderband
realisiert, von dem das Fertigprodukt endseitig auf das Haufenlager 9 abfällt. Der
Bandförderer 8 ist selbstverständlich insoweit hermetisch, beispielsweise durch eine
- nicht explizit dargestellte - Wand, seitlich nach außen abgeschottet, als die zufließende
Flüssigkeit aufgefangen werden muß.
Seitlich an die Überlaufschwelle 7 des Wehrs 6, d.h. in Fließrichtung der Flüssigkeit
betrachtet, schließt eine Entwässerungssiebmaschine 10 an, über die die Flüssigkeitsströmung
X mit den leichteren Mischungsbestandteilen als Fracht hinwegfließt (vergleiche Pfeil
Z). Die Entwässerungsmaschine 10 besteht im Prinzip aus einem Siebgeflecht, durch
welches die Flüssigkeit zusammen mit den kleinkörnigen Mischungsbestandteilen, d.h.
zum Beispiel zusammen mit dem Sandanteil der Baustoffmischung hindurch austritt. Die
Mischungsbestandteile die zwar aufgrund ihrer geringeren Dichte mit der Flüssigkeitsströmung
mitgeführt wurden, aber nicht durch das Sieb der Entwässerungsmaschine 10 passen beziehungsweise
fallen, werden seitlich abgefördert und fallen letztlich als zu deponierender Abfall
(Müll) in ein Sammelbehältnis, beispielsweise einen Container 11.
[0019] Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Trennen von Materialmischungen erfüllt
die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe insoweit, als die aufzubereitende
Materialmischung in relativ schwere und relativ leichte Mischungsbestandteile separiert
wird und dabei das relativ schwere, wiederzuverwertende Recyclat gewaschen ist.
[0020] In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, auch den mit der Flüssigkeitsströmung
X ausgetragenen Sand so aufzubereiten, daß er - wie ein Naturprodukt - wieder zu verwenden
ist. Zu diesem Zweck ist der Entwässerungssiebmaschine 10 eine an sich bekannte Sandrückgewinnungseinrichtung
12 nachgeordnet, der das Sand- / Flüssigkeitsgemisch über eine Zuleitung 13 zugeführt
wird. In dieser Sandrückgewinnungseinrichtung 12 wird das zugeführte Gemisch in einem
mehrstufigen Wasch- / Trennvorgang behandelt, so daß schließlich wieder verwertbarer
Sand, beispielsweise über eine Förderschnecke 14, abgezogen werden kann. Der Sandrückgewinnungseinrichtung
12 ist darüberhinaus ebenfalls ein Sammelbehältnis 15 für die ausgesonderten, nicht
brauchbaren Anteile, wie zum Beispiel Schlamm oder dergleichen, zugeordnet.
[0021] Im Hinblick auf die eingangs angesprochene Problematik mit dem Wasserverbrauch ist
mit Bezugnahme auf die Darstellung nach Fig. 1 folgendes anzumerken: Der gesamte Flüssigkeitskreislauf
ist in sich geschlossen und geht von einem zentralen Tank 16 aus. Von diesem Tank
16 wird die Prozeßflüssigkeit 17 zur Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 gepumpt (vergleiche
Pumpe 18). Die aus den Rohrelementen 5 austretende und der Wanne für den Bandförderer
8, der Entwässerungssiebmaschine 10 und der Sandrückgewinnungseinrichtung 12 zufließende
Flüssigkeit wird über ein integriertes Rohrleitungssystem in den Tank 16 zurückgeleitet.
Im Hinblick darauf, daß jedoch an den recycelten Mischungsbestandteilen Flüssigkeit
gebunden bleibt, die für die Gesamtmenge Prozeßflüssigkeit verlorengeht, ist dem Tank
16 eine - nicht dargestellte - Flüssigkeitsmengen-Regeleinheit zugeordnet, über die
die Flüssigkeits-Mindermenge ausgeglichen wird. Die Pumpe 18 selbst ist dabei vorzugsweise
in Abhängigkeit von der Menge und der Geschwindigkeit der Prozeßflüssigkeit regelbar.
[0022] Zur Verarbeitung unterschiedlicher Materialmischungen und damit zur Optimierung der
Arbeitsparameter an diese unterschiedlichen Materialmischungen ist vorgesehen, die
Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4, sowie das Wehr 6 verstellbar zu integrieren und
zwar insoweit, als der Strömungswinkel der Flüssigkeitsströmung und die Neigung des
Wehrs 6 variabel sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Austrittsfläche der
Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4, sowie die Position des Wehrs 6 bezüglich der vertikalen
Positionierung einstellbar zu gestalten; das Wehr 6 ist auch seitlich verschiebbar.
[0023] Angesichts dessen, daß die Trennschärfe für die separierten Mischungsbestandteile
unmittelbar von der Austrittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an der Flüssigkeitseinströmvorrichtung
4 abhängt, ist - wie bereits erwähnt - vorgesehen, die Pumpe 18 druck- und mengenregelbar
zu konzipieren.
[0024] Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 wird im Detail anhand von Fig. 2 erläutert.
Sie besteht - wie bereits erwähnt - aus einer Mehrzahl (hier vier) von parallel nebeneinander
angeordneten, relativ zueinander fixierten Rohrelementen 5. Diese Rohrelemente 5 werden
über einen gemeinsamen Verteilerbehälter 20 mit Flüssigkeit versorgt, der seinerseits
über die Rohrleitung 17 beziehungsweise die Pumpe 18 mit Flüssigkeit versorgt wird.
Zur Homogenisierung der Strömungsverhältnisse und zur Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse
ist dem Verteilerbehälter 20 ein Ausgleichsbehälter 21 vorgeordnet (vergleiche hierzu
Detaildarstellung A-A). Die Rohrelemente 5 weisen je für sich einen Durchflußmesser
22 und ein Manometer 23 mit einer Regelklappe 24 auf, so daß das Flüssigkeitsprofil
am Ausgang der Rohrelemente 5 (im Übergangsbereich zwischen der Zuführeinrichtung
in Form der Rutsche 3 und der Trennvorrichtung) optimal eingestellt werden kann. Der
aus den Rohrelementen 5 bestehende beziehungsweise vorgefertigte Bausatz wird im Aufbaugestell
für die erfindungsgemäße Trennvorrichtung ortsfest montiert, wobei im Verlauf der
Rohrelemente 5, und zwar am Übergang von der horizontalen Ausrichtung zur aufwärts
gerichteten Ausrichtung, jedoch eine Schlauchstück 25 eingeführt ist, um die Flüssigkeitsaustrittsfläche
der Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 den aktuellen Arbeitsbedingungen entsprechend
optimal einstellen zu können.
[0025] Im Hinblick auf diese Flüssigkeitsaustrittsfläche sei noch angemerkt, daß die Rohrelemente
5 ausgangsseitig so rechteckig verformt sind, daß über die bündig nebeneinander angeordneten
Rechteckquerschnitte eine breitschlitzförmige Flüssigkeitsaustrittsfläche entsteht,
womit ein wirklich homogenes Flüssigkeitsströmungsprofil erreicht wird.
[0026] Aus der Darstellung nach Fig. 2 ist insbesondere auch zu ersehen, wie das zu trennende
Material der Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 zugeführt und hier separiert wird,
wobei die leichteren Bestandteile (Pfeil Z) über das Wehr 6 geschwemmt werden, während
die schwereren Bestandteile (Pfeil Y) durch die Flüssigkeitsströmung (Pfeil X) fallen.
[0027] Abschließend sei noch angemerkt, daß als Prozeßbeziehungsweise Trennflüssigkeit vorzugsweise
Wasser verwendet wird.
1. Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung aus Materialien mit unterschiedlichem
spezifischen Ge wicht, insbesondere zum Trennen einer Bauschutt mischung,
mit einer Zuführeinrichtung (1, 2, 3) zum Zuführen der Materialmischung zu einer Trennvorrichtung,
wobei ein erster Teil (8) der Trennvorrichtung die schweren und ein zweiter Teil (6,
7) der Trennvorrichtung die leichten Mischungsbestandteile wegführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Übergangsbereich zwischen der Zuführein richtung und der Trennvorrichtung eine
Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) vorgesehen ist,
an der vorbei die schweren Mischungsbestandteile (Y) in den ersten Teil (vergleiche
8) der Trennvorrichtung fallen, und
mit der eine schräg aufwärts gerichtete Flüssigkeitsströmung (X) erzeugt wird,
mittels der die leichten Mischungsbestandteile (Z), wie Leichtstoffe und die von den
schweren Mischungsbestandteilen abgewaschenen kleinkörnigen Materialien, wie zum Beispiel
Sand oder dergleichen, zum zweiten Teil (vergleiche 10) der Trennvorrichtung hin transportiert
werden, und
daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter
Rohr elemente (5) besteht,
die ausgangsseitig rechteckig verformt und unmittelbar miteinander zu einem Rechteck
verbunden sind, so daß eine homogene Flüssigkeitsaustrittsfläche entsteht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) winkel- und gegebenenfalls höhenmäßig
einstellbar angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruche1 oder 2,
wobei die kleinkörnigen Materialien zum zweiten Teil der Trennvorrichtung hin über
ein Wehr transportiert werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wehr (6) winkel- und höhenmäßig einstellbar, sowie seitenverstellbar angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) und das Wehr (6) relativ zueinander so
dimensioniert und angeordnet sind, daß die gesamte Flüssigkeitsströmung (X) schräg
über das Wehr hinweg gerichtet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) druck- und mengenregelbar ausgebildet
ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) eingangsseitig mit einem Verteilerbehälter
(20) verbunden ist, dem zur Vergleichmäßigung der Flüssigkeitsströmung ein Ausgleichsbehälter
(21) vorgeschaltet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
mit einem Förderband oder dergleichen zur Zuführung der Materialmischung und einer
Förderrinne (Schwingförderer) zur Vergleichmäßigung der Materialmischung,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Leitbleich beziehungsweise eine Rutsche (3) oder dergleichen vorgesehen ist,
über die die Materialmischung von der Förderrinne (2) zur Flüssigkeitseinströmvorrichtung
(4) gelangt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Teil der Trennvorrichtung ein in einer Wanne bewegter Bandförderer (8),
insbesondere Schrägförderer ist, über den die separierten schweren Mischungsbestandteile
einem Haufenlager (9) zugeführt werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Teil der Trennvorrichtung eine Entwässerungssiebmaschine (10) ist,
in der leichte Mischungsbestandteile (Leichtstoffe) von kleinkörnigem Material, wie
Sand oder dergleichen, und Flüssigkeit getrennt werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entwässerungssiebmaschine (10) eine Sandrückgewinnungseinrichtung (12) nachgeordnet
ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Entwässerungssiebmaschine (10) ein Behältnis, insbesondere ein Container (11)
zur Aufnahme der Leichtstoffe nachgeordnet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zentraler Tank (16) für die Prozeßflüssigkeit vorgesehen ist, der einerseits
über eine insbesondere mengen- und geschwindigekeitsabhängig regelbare Pumpe (18)
die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) mit Flüssigkeit versorgt und der andererseits
funktional mit der Entwässerungssiebmaschine (10), der Sandrückgewinnungseinrichtung
(12) und der Wanne des Bandförderers (8) für die schweren Mischungsbestandteile gekoppelt
ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Flüssigkeitsmengen-Regeleinheit vorgesehen ist, über die die mit dem ausgesonderten
Material abgeführte Flüssigkeit kompensiert wird.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.