Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steinabscheider mit Windsichter zur Aufarbeitung eines Materialgemisches und ein Verfahren hierfür.
Derartige Vorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und dienen zur Aufbereitung von Materialgemischen wie zum Beispiel Biomasse, wobei in der Biomasse enthaltene Fremdkörper, wie z. B. Steine, Folien oder ähnliche Bestandteile, separiert werden. Hierzu ist es bekannt, zum Beispiel das unterschiedliche Fallverhalten der unterschiedlichen Bestandteile des Materialgemisches zu nutzen oder beispielsweise unterschiedliche Bestandteile mittels von Gebläsen oder Absaugvorrichtungen abzusaugen und dabei das unterschiedliche fluiddynamische Verhalten der Bestandteile zu deren Trennung zu nutzen. Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung zum Aufbereiten eines Materialgemisches bereitzustellen, welche die genannten Nachteile überwindet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Aufarbeitung eines Materialgemisches mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Vorrichtung dient insbesondere zum Abscheiden von Steinen, Inertstoffen und/oder Schwerteilen mit einem ersten Förderband, das mit einer Kammer verbunden ist, wobei im Innenraum der Kammer mindestens ein Druckgebläse zum Erzeugen eines von unten auf das in die Kammer einfallende Materialgemisch gerichteten Luftstroms vorgesehen ist, wobei mindestens zwei Auffangmittel versetzt entlang des Kammerbodens mit unterschiedlichem Abstand zur kammerseitigen Eintrittsstelle des Materialgemisches eingeordnet und durch mindestens einen am Kammerboden beweglich angeordneten Trennscheitel, welcher sich vom Kammerboden in Richtung der Kammeroberseite erstreckt, flächenmäßig voneinander abgegrenzt sind, wobei in einem ersten Trennbereich eine erste Materialgruppe wie Steine und/oder Inertstoffe und/oder Schwerteile mit dem geringsten Fluidwiderstand aller Materialgruppen des Materialgemisches von dem Materialstrom wenigstens teilweise abtrennbar ist, wobei die Vorrichtung von einem Fluidstrom und einem mittels der Vorrichtung trennbaren Materialgemisch wenigstens dreier unterschiedlicher Materialgruppen als Materialstrom durchströmbar ist, und wobei in einem zweiten Trennbereich mit einer Beruhigungszone und mit einem ersten Unterdruckbereich eine zweite Materialgruppe wenigstens teilweise mittels des ersten Unterdruckbereichs in einer horizontal seitlichen Richtung von einer Hauptrichtung des Materialstroms und von der Beruhigungszone abtrennbar ist.
Dabei ist für das Absaugen der leichteren Materialstrombestandteile vorteilhaft, dass diese mitsamt dem Fluidstrom in der Beruhigungszone des zweiten Trennbereichs stromabwärts eines Fluidleitblechs oder mehrere Fluidleitbleche in ihrer Bewegung verlangsamt und geführt werden und so einfacher mittels des ersten Unterdruckbereichs vom Materialstrom abtrennbar sind. Hierbei treten keine oder geringere Verwirbelungen im Bereich der Steine und/oder Inertstoffe auf, so dass keine Leichtstoffe zurück in die Fraktion bzw. Materialgruppe der Steine/Inertstoffe/Schwerteile zurückströmen können. Auch ist die Absaugung im Bereich des ersten Unterdruckbereichs für die gezielte Luftströmung im inneren der Vorrichtung maßgebend. Der erste Unterdruckbereich bzw. der Absaugventilator, der dem ersten Unterdruckbereich zugeordnet ist, dient dabei also zum einen der notwendigen Luftführung und zum anderen der ersten Separation von Leichtstoffen, Folien etc.
Der Begriff "Fluidwiderstand" bezieht sich auf die Neigung der einzelnen Materialgruppen, von einem Fluidstrom mitgerissen zu werden. Er wird vor allem vom Luftwiderstandsbeiwert und von der Dichte der Materialgruppen bzw. von deren Komponenten beeinflusst.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass wenigstens ein zweites Förderband, wenigstens ein Fluidleitblech, ein zweiter Unterdruckbereich und insgesamt wenigstens vier Trennbereiche vorgesehen sind.
Die insgesamt wenigstens vier Trennbereiche ermöglichen eine qualitativ bessere Trennung des Materialgemisches in die unterschiedlichen Materialgruppen. Wie im Folgenden noch erläutert wird, werden dabei unterschiedliche Trennmethoden so kombiniert, dass zum Erreichen des gewünschten Trennergebnisses ein möglichst geringer Aufwand notwendig ist.
Der Begriff "Fluidleitblech" bezeichnet hierbei einen Abschnitt der Vorrichtung zur gezielten Luftführung, der dazu ausgelegt ist, den Materialstrom und den Fluidstrom, welche beide die Vorrichtung durchströmen, zu lenken und dabei Verwirbelungen zu minimieren oder auszuschließen sowie Leichtstoffe u. Ä. davon abzuhalten, in die Fraktion bzw. Materialgruppe der Steine/Inertstoffe/Schwerteile zurückzuströmen.
So kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass in einem dritten Trennbereich die zweite und eine dritte Materialgruppe wenigstens teilweise mittels des Fluidleitblechs voneinander trennbar sind und auf dem zweiten Förderband wenigstens teilweise voneinander getrennt vorliegen.
Während es sich bei der ersten Materialgruppe um Stoffe wie Steine, Inertstoffe oder Schwerteile mit dem geringsten Fluidwiderstand aller Materialgruppen des Materialgemisches handelt, ist die zweite Materialgruppe diejenige Materialgruppe mit dem größten Fluidwiderstand, die also am einfachsten mittels Unterdruckbereichen aus dem Materialstrom abtrennbar ist. Die dritte Materialgruppe, die unter anderem mittels des Fluidleitblechs von der zweiten Materialgruppe abtrennbar ist, kann auch aus Steinen, Inertstoffen oder Schwerteilen bestehen, jedoch können die Bestandteile der dritten Materialgruppe im Gegensatz zu den Bestandteilen der ersten Materialgruppe durchschnittlich kleiner sein und/oder ein von den Bestandteilen der ersten Materialgruppe verschiedenes fluiddynamisches Verhalten aufweisen, sodass sie mittels des vom Druckgebläse erzeugten Luftstroms von den Bestandteilen der ersten Materialgruppe abtrennbar sind und ferner mittels des Fluidleitblechs von den Bestandteilen der zweiten Materialgruppe abtrennbar sind. Das Fluidleitblech leitet dabei die Bestandteile von zweiter und dritter Materialgruppe auf unterschiedlichen Wegen auf das unterhalb des Fluidleitblechs vorgesehene zweite Förderband, sodass hierdurch eine dritte Trennung in einem dritten Trennbereich erfolgt. Dabei kann das Förderband als Austragungsband ausgebildet sein und zweite und dritte Materialgruppe können voneinander getrennt und horizontal aufeinander geschichtet, jedoch nicht aus dem Materialstrom entfernt, auf dem zweiten Förderband vorliegen. Dadurch sind zweite und dritte Materialgruppe wenigstens teilweise voneinander getrennt.
So kann also in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass die zweite Materialgruppe die Materialgruppe mit dem größten Fluidwiderstand aller Materialgruppen des Materialgemisches ist und z. B. Folien und/oder Folienteile umfasst, wobei die zweite Materialgruppe auf dem dem Fluidleitblech nachgelagerten zweiten Förderband größtenteils auf der dritten Materialgruppe aufliegt.
Daraus ergibt sich eine für den Trennvorgang vorteilhafte Vortrennung der zweiten und dritten Materialgruppe, in der die leichteren bzw. die vom Fluidstrom einfacher mitreißbaren Bestandteile des Materialstroms, also z. B. Folien, Leichtstoffe und/oder Folienteile auf den darunter liegenden und mittels des Unterdruckbereichs schwerer absaugbaren Bestandteil der dritten Materialgruppe liegen. Die Steine, Inertstoffe oder sonstige Bestandteile der dritten Materialgruppe können also nicht auf den Folien und/oder Folienteilen aufliegen und diese nachteilig davon abhalten, vom Unterdruckbereich abgesaugt zu werden.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass ein vierter Trennbereich den zweiten Unterdruckbereich umfasst, wobei ein noch im Materialstrom verbleibender Teil der zweiten Materialgruppe wenigstens teilweise mittels des zweiten Unterdruckbereichs in einer vertikalen Richtung von einer Hauptrichtung des Materialstroms abtrennbar ist.
Mittels des zweiten Unterdruckbereichs kann so vorteilhafterweise die zuvor mittels des Fluidleitblechs vorgenommene Vortrennung genutzt werden, um die nun freiliegenden Bestandteile der zweiten Materialgruppe, welche nicht vom ersten Unterdruckbereich abgetrennt worden sind, mittels des zweiten Unterdruckbereichs vom Materialstrom zu entfernen.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dabei denkbar, dass die beiden Unterdruckbereiche mittels einer gemeinsamen Druckquelle oder mittels separater Druckquellen mit Unterdruck beaufschlagbar sind.
Eine einfach ausgeführte, gemeinsame Druckquelle, wie zum Beispiel ein Saugventilator, kann hierbei den Vorteil haben, dass die gesamte Vorrichtung einfacher und damit günstiger bereitstellbar ist. Andererseits sind Umstände denkbar, in denen der Betrieb mittels zweier separater Druckquellen vorteilhaft ist, da z. B. so insgesamt höhere Absaugleistungen an den beiden Unterdruckbereichen erbringbar sind oder es so möglich ist, ohne umständliche Druckluftleitungen von einer Druckquelle zu den beiden Unterdruckbereichen auszukommen.
Die Erfindung richtet sich ferner auf ein Verfahren zum Trennen eines Materialgemisches eines Materialstroms mittels einer Vorrichtung mit einem ersten Förderband, das mit einer Kammer verbunden ist, und die weiteren Merkmale der Vorrichtung in einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassen die Schritte:
Die Vorteile des Verfahrens entsprechen weitestgehend den bereits oben geschilderten Vorteilen der entsprechenden Vorrichtung und sollen deswegen hier nicht wiederholt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:
Während der Fallbewegung des Materialgemisches wird das Materialgemisch vom Luftstrom eines Druckgebläses 6 erfasst, welcher von unten auf das in die Kammer 4 einfallende Materialgemisch gerichtet ist. Dabei werden Bestandteile des Materialgemisches entsprechend ihres Fluidwiderstands mehr oder weniger stark von dem Luftstrom erfasst und versetzt.
Im Bereich des Kammerbodens 5 sind zwei Auffangmittel versetzt entlang des Kammerbodens 5 angeordnet und durch einen am Kammerboden 5 angeordneten Trennscheitel 7 voneinander getrennt. Der Trennscheitel 7 erstreckt sich dabei vom Kammerboden 5 in etwa in Richtung der Kammeroberseite 8. Der Trennscheitel 7 definiert dabei einen ersten Trennbereich 30, in dem eine erste Materialgruppe, die zum Beispiel aus Steinen, Inertstoffen und/oder Schwerteilen bestehen kann, auf die beiden Auffangmittel aufgeteilt wird. Der Trennscheitel 7 ist hierfür verstellbar, sodass sowohl seine Länge als auch seine Winkelstellung, wie von den Pfeilen angedeutet, je nach Eigenschaften des Materialgemisches eingestellt werden können.
Als erstes Auffangmittel ist dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Sammelbehälter 9 vorgesehen, der sich links vom Trennscheitel 7 und direkt unterhalb des rechten Endes des ersten Förderbands 3 befindet. Statt des Sammelbehälters 9 ist selbstverständlich auch ein Förderband, ein Queraustrageband oder eine sonstige Vorrichtung denkbar, die zum Auffangen oder Abscheiden von Materialbestandteilen geeignet ist. Als zweites Auffangmittel ist im gezeigten Ausführungsbeispiel ein zweites Förderband 10 rechts vom Trennscheitel 7 vorgesehen.
Oberhalb des zweiten Förderbands 10 ist ein Fluidleitblech 11 vorgesehen, an dessen hinterer Seite und damit in dessen Windschatten eine Beruhigungszone 12 vorgesehen ist. Das Fluidleitblech 11 verhindert unter anderem, dass Leichtstoffe in die Steinfraktion bzw. den Sammelbehälter 9 fallen. Seitlich an die Beruhigungszone 12, d. h. senkrecht zur Eben der
Diejenigen Bestandteile des Materialstroms 100, die weder in den Sammelbehälter 9 fallen, noch mittels des ersten Unterdruckbereichs 13 abgetrennt worden sind, liegen auf dem zweiten Förderband 10 vor und sind dort auf Grund der Trennwirkung des Fluidleitblechs 11 und des Druckgebläses 6 übereinander getrennt geschichtet.
So können die vom am zweiten Förderband 10 vorgesehenen zweiten Unterdruckbereich 14 erfassbaren Bestandteile des Materialstroms 100 abgesaugt werden, ohne dass die Absaugung dabei von auf leichteren Folienteilen liegenden schwereren Steinen oder ähnlichen Materialien behindert wird.
Die Unterdruckbereiche 13, 14 werden dabei im gezeigten Ausführungsbeispiel von separaten Druckquellen 15 mit Unterdruck beaufschlagt. Als Druckquellen 15 kommen zum Beispiel Absaugventilatoren in Frage. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführungsform, in der eine gemeinsame Druckquelle 15 die beiden Unterdruckbereiche 13, 14 über entsprechende Druckleitungen mit Unterdruck beaufschlagt.
Die mittels der Unterdruckbereiche 13, 14 entfernten Bestandteile des Materialstroms 100 können natürlich ganz aus dem Materialstrom 100 entfernt und in eine andere Lager- oder Deponievorrichtung verbracht werden. Dies ist mit dem Pfeil "P" angedeutet.
Im Bereich 20 bleiben schließlich all diejenigen Bestandteile des Materialstroms 100 übrig, welche weder von den Unterdruckbereichen 13, 14, noch vom ersten Trennbereich 30 mit Trennscheitel 7 abgetrennt worden sind. Die verbleibenden Bestandteile können ebenfalls in einem dafür vorgesehenen Bereich oder in einer dafür vorgesehenen Vorrichtung gelagert werden.
Zum besseren Verständnis der Anordnung der einzelnen Trennbereiche 30, 40, 50, 60 zeigt
Im ersten Trennbereich 30 wird dabei der Materialstrom 100 seiner Hauptrichtung vom ersten Förderband 3 zum zweiten Förderband 10 folgend zunächst vom Druckgebläse 6 wie weiter oben beschrieben erfasst. Bestandteile des Materialstroms 100, die weniger gut vom Luftstrom des Druckgebläses 6 erfassbar sind, werden von dem Trennscheitel 7 zwischen Sammelbehälter 9 und zweitem Förderband 10 getrennt.
Im zweiten Trennbereich 40 erfolgt eine weitere Trennung des Materialstroms 100. Diesmal werden mittels des Unterdruckbereichs 13 leichtere Bestandteile des Materialstroms 100 seitlich aus der Kammer 4 entfernt.
Der dritte Trennbereich 50 umfasst das Fluidleitblech 11, mittels dem eine Trennung der zweiten und dritten Materialgruppe durchführbar ist, sodass diese auf dem zweiten Förderband 10 wenigstens teilweise voneinander getrennt vorliegen und im Rahmen der gezielten Luftführung nicht in den Bereich Steine/Inertstoffe/Schwerteile durch Verwirbelung gelangen.
Der vierte und letzte Trennbereich 60 umfasst schließlich den zweiten Unterdruckbereich 14 und entfernt im Bereich des zweiten Förderbandes 10 die auf dem zweiten Förderband 10 oben aufliegenden verbleibenden leichten Bestandteile des Materialstroms 100.
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