DE19653328A1 - Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung, insbesondere einer Bauschuttmischung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vor­ richtung zum Trennen einer Materialmischung aus Materialien mit unterschiedlichem spezifischem Gewicht nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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 Sichtein­ richtung hingeblasen, während die schwereren Mischungs­ bestandteile vor der Sichteinrichtung am Luftstrom vor­ bei auf ein Förderband fallen.

Die mit der bekannten Sichteinrichtung getrennten Mate­ rialien 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 Ver­ bindung mit der Gewinnung beziehungsweise Wiederauf­ bereitung von Bauschutt, d. h. gebrochenen Baurest­ massen, ergibt sich dann ein Problem, wenn die getrenn­ ten 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 er­ geben können.

Zwar ist bereits prinzipiell auch die Naßaufbereitung von Bauschutt bekannt; jedoch weisen die bekannten An­ lagen und Einrichtungen im Hinblick auf den Wasserver­ brauch, die spezifische Durchsatzleistung und ihr Be­ triebsverhalten 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 Mischungsbe­ standteile in einem aufsteigenden Wasserstrom er­ folgt.

Bei diesen bekannten Einrichtungen ist einerseits die Trennschärfe der Mischungsbestandteile ungenü­ gend und andererseits ist der Verbrauch an Prozeß­ wasser relativ hoch und insbesondere unkon­ trolliert.

Die grundsätzliche Aufgabenstellung für einen soge­ nannten Naßsichter ist darin zu sehen, daß die verun­ reinigten Materialmischungen, wie zum Beispiel Bau­ schutt und Baumischabfälle, so gereinigt werden, daß die gesichteten Materialien dem Naturprodukt letztlich gleichzusetzen sind.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Auf­ gabe besteht darin, eine Trenn- beziehungsweise Sor­ tiereinrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei der gleichzeitig mit einem dichteabhängigen Trennvor­ gang ein Waschvorgang durchgeführt wird, so daß die schwereren Mischungsbestandteile sauber gereinigt abge­ fördert werden können und wobei der Wasserverbrauch und die Durchsatzleistung den ökologisch-ökonomischen An­ forderungen entsprechen.

Diese Aufgabe wird im Prinzip durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit anderen als im Patentanspruch 1 gebrauchten Worten besteht der Kern der vorliegenden Erfindung darin, daß eine Trennvorrichtung der gattungsgemäßen Art dahin­ gehend weiter gebildet wird, daß der Luftstrom zum Trennen der Mischungsbestandteile durch einen Flüssig­ keitsstrom, insbesondere einen Wasserstrahl, ersetzt wird, der die schwereren Mischungsbestandteile beim Durchfallen wäscht und der die leichteren Mischungs­ bestandteile wegspült und in die Fraktionen wiederver­ wendbarer Sand und zu deponierende Leicht-/Abfall­ stoffe trennt. Ein besonderer Vorteil im Hinblick auf die Verwendung von Wasser als Trennmedium ist noch darin zu sehen, daß ein größeres Kornspektrum aufbe­ reitet werden kann.

Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung besteht dabei aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Rohrelemente, die insbesondere ausgangsseitig rechteckig verformt sind, so daß eine optimale Strömungsqualität bezie­ hungsweise eine optimaler Strömungsquerschnitt über die Breite der nebeneinander angeordneten und somit als Breitschlitzdüse wirkenden Rohrelemente entsteht.

Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung ist dabei winkel­ mäßig, gegebenenfalls auch höhenmäßig einstellbar, so daß sie den aktuellen Mischungen anpaßbar ist. Grund­ sätzlich wird der Flüssigkeitsstrom über ein Wehr ge­ lenkt, das gleichermaßen winkel- und höhenmäßig ver­ stellbar sowie seitlich verschiebbar ausgebildet ist.

Um optimale Arbeitsbedingungen für die Flüssigkeitsein­ strömvorrichtung zu erhalten, ist eine Druck- und Mengenregelung vorgesehen; um auch bereits im Zulauf der Flüssigkeitseinströmvorrichtung optimale Be­ dingungen zu schaffen, sind die Rohrelemente an einen Verteilerbehälter angeschlossen, dem wiederum ein Aus­ gleichsbehälter vorgeschaltet ist.

Weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche, wobei insoweit anzumerken ist, daß der Wasserverbrauch auf­ grund des in sich geschlossenen Gesamtsystems minimiert ist.

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 Vorderan­ sicht Fig. 1A) und in Aufsicht (entspre­ chend Aufsicht Fig. 1C), sowie in Detail­ darstellung gemäß der Schnitt-/Ansichts­ linie A-A.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung wird im folgenden in Verbindung mit ihrer Arbeitsweise beziehungsweise bestimmungsge­ mäßen Funktion erläutert.

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 ungleich­ mäßig verteilte) Materialmischung einer Förder- bezie­ hungsweise Schwingrinne 2 zugeführt, wo die Materialmi­ schung vergleichmäßigt wird. Von der Schwingrinne 2 fällt dann die aufgelockerte und vergleichmäßigte Materialmischung in Richtung zu einer Flüssigkeits­ einströmvorrichtung 4 (Pfeil m) wobei ein Schutzblech oder gegebenenfalls eine Rutsche 3 vorgesehen ist die das Material in gewisser Beziehung zwangsführt.

Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 besteht aus einer Mehrzahl (zwecks Bildung einer Art Breitschlitzdüse) nebeneinander angeordneter, fest miteinander verbunde­ ner Rohrelemente 5, die vorzugsweise ausgangsseitig rechteckig insbesondere quadratisch verformt sind und so ein geschlossenes homogenes Strömungsprofil gewähr­ leisten. Die Flüssigkeitseinströmvorrichtung 4 bezie­ hungsweise die Rohrelemente 5 sind relativ zum Schutz­ blech 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-, win­ kel- und seitenverschiebbares Wehr 6 mit einer Über­ laufschwelle 7 zu- beziehungsweise nachgeordnet, über das hinweg die zuströmende Flüssigkeit fließt.

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 Be­ standteile 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).

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 Bandför­ derer 8, angeordnet, der die durch die Flüssig­ keitsströmung fallenden (vergleiche Pfeil Y) gewa­ schenen schwereren Mischungsbestandteile aufnimmt und (vergleiche Fig. 1B/1C) zu einem Haufenlager 9 transportiert. Dieser Bandförderer 8 zur Abfüh­ rung des Produkts ist insbesondere als schräg ange­ ordnetes, langsam laufendes Förderband realisiert, von dem das Fertigprodukt endseitig auf das Haufen­ lager 9 abfällt. Der Bandförderer 8 ist selbstver­ ständlich 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 klein­ körnigen 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.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Trennen von Materialmischungen erfüllt die der vorliegenden Erfin­ dung zugrunde liegende Aufgabe insoweit, als die aufzu­ bereitende Materialmischung in relativ schwere und relativ leichte Mischungsbestandteile separiert wird und dabei das relativ schwere, wiederzuverwertende Recyclat gewaschen ist.

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 Ent­ wässerungssiebmaschine 10 eine an sich bekannte Sand­ rückgewinnungseinrichtung 12 nachgeordnet, der das Sand-/Flüssigkeitsgemisch über eine Zuleitung 13 zu­ geführt 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 Sandrück­ gewinnungseinrichtung 12 ist darüberhinaus ebenfalls ein Sammelbehältnis 15 für die ausgesonderten, nicht brauchbaren Anteile, wie zum Beispiel Schlamm oder dergleichen, zugeordnet.

Im Hinblick auf die eingangs angesprochene Problematik mit dem Wasserverbrauch ist mit Bezugnahme auf die Dar­ stellung 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 Flüssigkeitseinström­ vorrichtung 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 Rohrleitungs­ system in den Tank 16 zurückgeleitet. Im Hinblick darauf, daß jedoch an den recycelten Mischungsbestand­ teilen Flüssigkeit gebunden bleibt, die für die Gesamt­ menge Prozeßflüssigkeit verlorengeht, ist dem Tank 16 eine - nicht dargestellte - Flüssigkeitsmengen-Regel­ einheit zugeordnet, über die die Flüssigkeits-Minder­ menge ausgeglichen wird. Die Pumpe 18 selbst ist dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von der Menge und der Ge­ schwindigkeit der Prozeßflüssigkeit regelbar.

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 Nei­ gung des Wehrs 6 variabel sind. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Austrittsfläche der Flüssigkeitsein­ strömvorrichtung 4, sowie die Position des Wehrs 6 be­ züglich der vertikalen Positionierung einstellbar zu gestalten; das Wehr 6 ist auch seitlich verschiebbar.

Angesichts dessen, daß die Trennschärfe für die sepa­ rierten Mischungsbestandteile unmittelbar von der Aus­ trittsgeschwindigkeit der Flüssigkeit an der Flüssig­ keitseinströmvorrichtung 4 abhängt, ist - wie bereits erwähnt - vorgesehen, die Pumpe 18 druck- und mengenregelbar zu konzipieren.

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 fixier­ ten Rohrelementen 5. Diese Rohrelemente 5 werden über einen gemeinsamen Verteilerbehälter 20 mit Flüssigkeit versorgt, der seinerseits über die Rohrleitung 17 be­ ziehungsweise die Pumpe 18 mit Flüssigkeit versorgt wird. Zur Homogenisierung der Strömungsverhältnisse und zur Vergleichmäßigung der Druckverhältnisse ist dem Verteilerbehälter 20 ein Ausgleichsbehälter 21 vorge­ ordnet (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 Rohrele­ mente 5 (im Übergangsbereich zwischen der Zuführein­ richtung in Form der Rutsche 3 und der Trennvorrich­ tung) optimal eingestellt werden kann. Der aus den Rohrelementen 5 bestehende beziehungsweise vorgefertig­ te Bausatz wird im Aufbaugestell für die erfindungsge­ mäße Trennvorrichtung ortsfest montiert, wobei im Ver­ lauf der Rohrelemente 5, und zwar am Übergang von der horizontalen Ausrichtung zur aufwärts gerichteten Aus­ richtung, jedoch eine Schlauchstück 25 eingeführt ist, um die Flüssigkeitsaustrittsfläche der Flüssigkeitsein­ strömvorrichtung 4 den aktuellen Arbeitsbedingungen entsprechend optimal einstellen zu können.

Im Hinblick auf diese Flüssigkeitsaustrittsfläche sei noch angemerkt, daß die Rohrelemente 5 ausgangsseitig so rechteckig verformt sind, daß über die bündig neben­ einander angeordneten Rechteckquerschnitte eine breit­ schlitzförmige Flüssigkeitsaustrittsfläche entsteht, womit ein wirklich homogenes Flüssigkeitsströmungs­ profil erreicht wird.

Aus der Darstellung nach Fig. 2 ist insbesondere auch zu ersehen, wie das zu trennende Material der Flüssig­ keitseinströmvorrichtung 4 zugeführt und hier separiert wird, wobei die leichteren Bestanateile (Pfeil Z) über das Wehr 6 geschwemmt werden, während die schwereren Bestandteile (Pfeil Y) durch die Flüssigkeitsströmung (Pfeil X) fallen.

Abschließend sei noch angemerkt daß als Prozeß­ beziehungsweise Trennflüssigkeit vorzugsweise Wasser verwendet wird.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Trennen einer Materialmischung aus Materialien mit unterschiedlichem spezifischen Ge­ wicht, insbesondere zum Trennen einer Bauschutt­ mischung,
mit einer Zuführeinrichtung zum Zuführen der Ma­ terialmischung zu einer Trennvorrichtung, wobei ein erster Teil der Trennvorrichtung die schweren und ein zweiter Teil der Trennvorrichtung die leichten Mischungsbestandteile wegführt,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Übergangsbereich zwischen der Zuführeinrich­ tung und der Trennvorrichtung eine Flüssigkeitsein­ strömvorrichtung (4) vorgesehen ist,
an der vorbei die schweren Mischungsbestandteile (Y) in den ersten Teil (vergleiche 8) der Trennvor­ richtung fallen, und
mit der eine schräg aufwärts gerichtete Flüssig­ keitsströmung (X) erzeugt wird, mittels der die leichten Mischungsbestandteile (Z), wie Leicht­ stoffe und die von den schweren Mischungsbestand­ teilen abgewaschenen kleinkörnigen Materialien, wie zum Beispiel Sand oder dergleichen, über ein Wehr (6) hinweg zum zweiten Teil (vergleiche 10) der Trennvorrichtung hin transportiert werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) aus einer Mehrzahl nebeneinander angeordneter Rohr­ elemente (5) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrelemente (5) ausgangsseitig rechteckig insbesondere quadratisch verformt und unmittelbar miteinander zu einem Rechteck verbunden sind, so daß eine homogene Flüssigkeitsaustrittsfläche ent­ steht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) winkel- und gegebenenfalls höhenmäßig einstellbar angeord­ net ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wehr (6) winkel- und höhenmäßig einstell­ bar, sowie seitenverstellbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) und das Wehr (6) relativ zueinander so dimensioniert und angeordnet sind, daß die gesamte Flüssigkeitsströ­ mung (X) schräg über das Wehr hinweg gerichtet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) druck- und mengenregelbar ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) eingangsseitig mit einem Verteilerbehälter (20) verbunden ist, dem zur Vergleichmäßigung der Flüssigkeitsströmung ein Ausgleichsbehälter (21) vorgeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Förderband oder dergleichen zur Zuführung der Materialmischung und einer Förderrinne (Schwingförderer) zur Vergleichmäßigung der Materialmischung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitblech beziehungsweise eine Rutsche (3) oder dergleichen vorgesehen ist, über die die Materialmischung von der Förderrinne (2) zur Flüssigkeitseinströmvorrichtung (4) gelangt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Trennvorrichtung ein in einer Wanne bewegter Bandförderer (8), insbesondere Schrägförderer ist, über den die separierten schwe­ ren Mischungsbestandteile einem Haufenlager (9) zu­ geführt werden.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der Trennvorrichtung eine Ent­ wässerungssiebmaschine (10) ist, in der leichte Mischungsbestandteile (Leichtstoffe) von kleinkör­ nigem Material, wie Sand oder dergleichen, und Flüssigkeit getrennt werden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungssiebmaschine (10) eine Sand­ rückgewinnungseinrichtung (12) nachgeordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Entwässerungssiebmaschine (10) ein Behält­ nis, insbesondere ein Container (11) zur Aufnahme der Leichtstoffe nachgeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Tank (16) für die Prozeßflüssig­ keit vorgesehen ist, der einerseits über eine ins­ besondere mengen- und geschwindigkeitsabhängig regelbare Pumpe (18) die Flüssigkeitseinströmvor­ richtung (4) mit Flüssigkeit versorgt und der andererseits funktional mit der Entwässerungssieb­ maschine (10), der Sandrückgewinnungseinrichtung (12) und der Wanne des Bandförderers (8) für die schweren Mischungsbestandteile gekoppelt ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeitsmengen-Regeleinheit vorgesehen ist, über die die mit dem ausgesonderten Material abgeführte Flüssigkeit kompensiert wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.