DE202024000803U1

DE202024000803U1 - Device for separating fractions from a material stream

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Publication number: DE202024000803U1
Application number: DE202024000803.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-04-23
Filing date: 2024-04-23
Publication date: 2025-07-24
Anticipated expiration: 2034-04-24

Abstract

Vorrichtung (1) zur Trennung von Fraktionen aus einer Materialströmung (3), die auf einer Fördereinrichtung (4) in ein Gehäuse (2) geführt wird, gekennzeichnet durch eine Fläche (6), die mit Hilfe des Coander-Effekts die Zuluftströmung innerhalb des Gehäuses (2) auf die Materialströmung (3) auf dem Fördermittel (4) lenkt. Device (1) for separating fractions from a material flow (3) which is guided on a conveyor device (4) into a housing (2), characterized by a surface (6) which, with the aid of the coander effect, directs the supply air flow within the housing (2) onto the material flow (3) on the conveyor (4).

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Vorrichtung zur Trennung von Fraktionen aus einem Materialstrom mit mindestens zwei Materialfraktionen, insbesondere mit einer Anlage, in der unter Anwendung des Coander-Effektes die Zuluftmengen entlang der Wandungen eines Gehäuses in Richtung einer Materialströmung auf einer Fördereinrichtung geführt werden und dadurch den Materialstrom anhebt und aufwirbeltThe present invention relates to a device for separating fractions from a material flow with at least two material fractions, in particular to a system in which, by applying the coander effect, the supply air quantities are guided along the walls of a housing in the direction of a material flow on a conveyor device and thereby lifts and swirls the material flow

Ähnliche Verfahren und Anlagen sind aus der DE 10 2012 010 030 A1 im Stand der Technik bekannt geworden. In dieser Druckschrift wird eine Vorrichtung und ein Verfahren offenbart, bei der ein heterogener Materialstrom in ein Gehäuse mittels einer Fördereinrichtung eingeführt und dabei von Gasströmung durchdrungen wird, wodurch mindestens eine Fraktion aus dem Materialstrom herausgetrennt wird. Als nachteilig an den im Stand der Technik bekannt gewordenen Vorrichtung und Verfahren wird der allgemein hohe technische Aufwand empfunden, was relativ hohe Herstellungskosten zur Folge hat.Similar processes and systems are known from DE 10 2012 010 030 A1 This document discloses a device and method in which a heterogeneous material stream is introduced into a housing by means of a conveying device and is permeated by a gas flow, thereby separating at least one fraction from the material stream. The generally high technical complexity of the devices and methods known in the prior art is considered a disadvantage, resulting in relatively high manufacturing costs.

Eine weitere Vorrichtung zum Trennen wiederverwertbaren Abfallgutes ist der Druckschrift DE 299 19 773 U1 im Stand der Technik zu entnehmen, Dieser Druckschrift ist eine Vorrichtung zum Trennen wiederverwertbaren Abfallgutes zu entnehmen, bei der am Ende eines Förderbandes ein dort sogenannter Luftstromsichter angeordnet ist, der im Wesentlichen aus einem geschlossenen Gehäuse besteht, an dem sowohl eine Lufteinblasdüse als auch eine Absaugleitung angeschlossen ist. Dabei ist die Lufteinblasdüse so ausgerichtet, dass der aus ihr austretender Luftstrom das auf dem Förderband liegende Material anbläst, wodurch die leichten großflächigen Materialteile aufgewirbelt werden und von dem Absaugkanal aufgenommen werden und einem Gehäuse mit einem dort sogenannten Zellenrad zum Abscheiden der leichten flächigen Teile zugeführt werden.Another device for separating recyclable waste is the publication DE 299 19 773 U1 This document describes a device for separating recyclable waste, in which a so-called air flow separator is arranged at the end of a conveyor belt. This air flow separator essentially consists of a closed housing to which both an air injection nozzle and a suction line are connected. The air injection nozzle is aligned in such a way that the air flow emerging from it blows onto the material lying on the conveyor belt, whereby the light, large-surface material particles are swirled up and picked up by the suction channel and fed into a housing with a so-called cell wheel for separating the light, flat particles.

Ferner ist aus der DE 20 2008 001 933 U1 im Stand der Technik eine Vorrichtung bekannt geworden, die im Wesentlichen aus einer Transporteinrichtung besteht, an deren Ende eine Sichttrommel angeordnet ist, deren Drehachse quer zur Transportrichtung verläuft. Hierbei ist unterhalb der Transporteinrichtung zwischen dem Ende der Transporteinrichtung und der Sichttrommel eine Luftblaseinrichtung angeordnet, die den herabfallenden Materialstrom durchdringt und damit zumindest die leichten Fraktionen des Materialstroms mitreißt. Die Restfraktion des Materialstroms teilt sich dann auf in mittelschwere und schwere Materialien, wobei die mittelschweren Materialien auf der Oberfläche der Sichttrommel landen und weiter abtransportiert werden. Infolge der aus der Lufteinblaseinrichtung ausströmenden Luftströmung werden die leichten und mittelschweren Materialfraktionen durch einen Strömungskanal geführt, an dessen Ende eine Auffangeinrichtung angeordnet ist, wodurch der Materialstrom in schwere, mittelschwere und leichte Materialfraktionen aufgeteilt wird.Furthermore, the DE 20 2008 001 933 U1 In the prior art, a device has become known which essentially consists of a transport device, at the end of which a screening drum is arranged, the axis of rotation of which runs transversely to the direction of transport. Below the transport device, between the end of the transport device and the screening drum, an air blowing device is arranged, which penetrates the falling material stream and thus entrains at least the light fractions of the material stream. The remaining fraction of the material stream is then divided into medium-heavy and heavy materials, with the medium-heavy materials landing on the surface of the screening drum and being transported away further. As a result of the air flow flowing out of the air blowing device, the light and medium-heavy material fractions are guided through a flow channel, at the end of which a collecting device is arranged, whereby the material stream is divided into heavy, medium-heavy and light material fractions.

Als nachteilig an den im Stand der Technik bekannt gewordenen Vorrichtungen und Verfahren wird es im allgemeinen empfunden, dass einerseits die Trennfähigkeit der Anlagen zwischen schweren, mittleren und leichten Fraktionen des Materialstromes nicht den Ansprüchen der Verwertungswirtschaft entspricht und andererseits die Bauweise und Konstruktionen derartiger Anlagen technisch verhältnismäßig aufwendig und daher kostenintensiv sind.It is generally considered a disadvantage of the devices and methods known in the prior art that, on the one hand, the separation capability of the plants between heavy, medium and light fractions of the material flow does not meet the requirements of the recycling industry and, on the other hand, the design and construction of such plants are technically relatively complex and therefore cost-intensive.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage sind, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und den relativ hohen technischen Aufwand zu reduzieren, wobei in einem technisch unkomplizierten Gehäuse mit relativ kleinen geometrischen Abmessungen mindestens eine Teilfraktion mit hohem Reinheitsgrad aus einem heterogenen Materialstrom herausgetrennt wird.Therefore, it is an object of the present invention to provide a device which is able to overcome the disadvantages of the prior art and to reduce the relatively high technical expenditure, wherein at least one partial fraction with a high degree of purity is separated from a heterogeneous material flow in a technically uncomplicated housing with relatively small geometric dimensions.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen der Hauptansprüche gelöst. Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind der Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.This problem is solved by the characterizing features of the main claims. Further features essential to the invention can be found in the description and the subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trennung von Fraktionen eines Materialstroms, der auf einem Fördermittel in ein Gehäuse geführt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zuluftströmung im Gehäuse auf eine Fläche gelenkt wird und mit Hilfe des Coander-Effekts der Materialströmung zugeführt wird.The device according to the invention for separating fractions of a material flow which is conveyed into a housing on a conveyor means is characterized in that the supply air flow in the housing is directed onto a surface and is fed to the material flow by means of the coander effect.

Bei dieser Vorrichtung ist es besonders vorteilhaft, dass die in das Gehäuse eingeblasene Zuluft auf eine Fläche innerhalb des Gehäuses trifft, entlang derer die Zuluft dem Materialstrom auf einem Fördermittel zugeführt wird. Dabei ist es unerheblich, ob die Einrichtung zur Förderung der Zuluft an der Oberseite des Gehäuses oder seitlich des Gehäuses angeordnet ist. Wichtig ist es bei diesem Strömungsprozess, dass die Zuluftströmung an der Längsseite des Materialstroms in einem vorbestimmten Winkel a dem Materialstrom zugeführt wird, um damit den Materialstrom anzuheben und nach oben hin aufwirbelt. Die seitlich zur Längsachse der Materialströmung auf den Materialstrom gerichtete Luftströmung bewirkt, dass die Materialströmung angehoben wird und dabei unter Einwirkung einer Abluftströmung eine Trennzone zur Trennung von mindestens einer Fraktion aus dem Materialstrom ausgebildet wird.With this device it is particularly advantageous that the supply air blown into the housing hits a surface inside the housing along which the supply air is fed to the material flow on a conveyor. It is irrelevant whether the device for conveying the supply air is arranged on the top of the housing or on the side of the housing. It is important in this flow process that the supply air flow is fed to the material flow on the long side of the material flow at a predetermined angle α in order to lift the material flow and swirl it upwards. The air flow directed towards the material flow laterally to the long axis of the material flow causes the material flow to be lifted and, under the influence of an exhaust air flow, a separation zone is formed for separating at least one fraction from the material flow.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die einzelnen Fraktionen in der Materialströmung nicht nur angehoben, sondern auch verwirbelt werden und anschließend die leichten Fraktionen in einer Trennzone von der resultierenden Luftströmung innerhalb der Trennzone erfasst und abgezogen werden.Furthermore, it is advantageous that the individual fractions in the material flow are not only lifted but also swirled and then the light fractions are captured and removed in a separation zone by the resulting air flow within the separation zone.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die primäre Zuluftströmung durch mindestens eine Düse mit einer verstellbaren Düsen-Austrittsfläche erzeugt wird, und diese beschleunigte Zuluftströmung auf eine Wand innerhalb des Gehäuses gerichtet wird, wobei diese Wand vorzugsweise gerade und eben ausgebildet ist.Furthermore, it is advantageous that the primary supply air flow is generated by at least one nozzle with an adjustable nozzle outlet surface, and this accelerated supply air flow is directed onto a wall within the housing, wherein this wall is preferably straight and flat.

Dabei ist es vorteilhaft, das die mindestens eine Zulufteinrichtung entweder an der Oberseite oder seitlich des Gehäuses angeordnet wird, wobei als seitlich sowohl die Stirnseiten als auch die Seitenwände des Gehäuses zu verstehen sind.It is advantageous that the at least one supply air device is arranged either on the top or on the side of the housing, whereby both the front sides and the side walls of the housing are understood to be laterally.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die primäre Zuluft erzeugende Düsen-Austrittsöffnung länglich ausgebildet wird und die Längsachse der Düsen-Austrittsöffnung parallel zur Förderrichtung des Materialstroms angeordnet werden.A further advantage is seen in the fact that the nozzle outlet opening generating the primary supply air is designed to be elongated and the longitudinal axis of the nozzle outlet opening is arranged parallel to the conveying direction of the material flow.

Auch ist es vorteilhaft, dass die primäre Zuluft erzeugende Düsen-Austrittsöffnung im wesentlichen oberhalb des Materialstroms angeordnet wird.It is also advantageous that the nozzle outlet opening generating the primary supply air is arranged substantially above the material flow.

Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Strömungsgeschwindigkeiten sowohl der Zuluft als auch der Abluft so eingestellt werden, dass sich zwischen dem Fördermittel und der Abluft-Einrichtung ein nicht laminarer Strömungsbereich als Trennzone ausbildet, in der es zu einer Trennung zwischen mindestens zwei Fraktionen kommt.Furthermore, it is advantageous that the flow velocities of both the supply air and the exhaust air are adjusted in such a way that a non-laminar flow area forms as a separation zone between the conveying means and the exhaust air device, in which a separation between at least two fractions occurs.

Die zu dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebaute erfindungsgemäße Vorrichtung zur Trennung von Fraktionen aus einer Materialströmung, die auf einem Fördermittel in ein Gehäuse eingeführt wird, ist gekennzeichnet durch mindestens eine seitliche Zuluft-Düse, deren Strömung an eine Wand innerhalb des Gehäuses gerichtet ist, an der die Zuluftströmung unter Ausnutzung des Coander-Effekts in Richtung Fördermittel gelenkt wird und dadurch den Materialstrom anhebt und verwirbelt, wobei mindestens eine Ablufteinrichtung die verwirbelte, nicht laminare Zuluft-Strömung erfasst und dabei mindestens eine leichte Fraktion austrägt.The device according to the invention for separating fractions from a material flow which is introduced into a housing on a conveyor means, which is constructed for the method according to the invention, is characterized by at least one lateral supply air nozzle, the flow of which is directed towards a wall within the housing, at which the supply air flow is directed in the direction of the conveyor means by utilizing the coander effect and thereby lifts and swirls the material flow, wherein at least one exhaust air device captures the swirled, non-laminar supply air flow and discharges at least one light fraction.

Als vorteilhaft wird es dabei gesehen, dass die Zuluftströmung innerhalb des Gehäuses durch mindestens zwei Düsen-Austrittsöffnung erzeugt wird, die oberhalb des Fördermittels angeordnet sind.It is considered advantageous that the supply air flow within the housing is generated by at least two nozzle outlet openings arranged above the conveying means.

Ein weiterer Vorteil wird darin gesehen, dass die Abluft-Einrichtung im oberen Bereich des Gehäuses oberhalb des Fördermittels zwischen zwei Zuluft-Einrichtungen angeordnet wird, wodurch die geometrischen Ausmaße merklich reduziert werden können.A further advantage is seen in the fact that the exhaust air device is arranged in the upper area of the housing above the conveyor between two supply air devices, which allows the geometric dimensions to be significantly reduced.

Auch ist es vorteilhaft, dass die Längsachse der länglich ausgebildeten Düsen-Austrittsöffnung parallel zur Förderrichtung der Materialströmung angeordnet ist.It is also advantageous that the longitudinal axis of the elongated nozzle outlet opening is arranged parallel to the conveying direction of the material flow.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Position der Zuluft-Düsen und der Abluft-Einrichtung zur Fördereinrichtung variabel einstellbar ist, wobei der Abstand d zwischen dem Fördermittel und der unteren Kante der Düsen-Austrittsöffnung variabel einstellbar ist.A further advantage is that the position of the supply air nozzles and the exhaust air device to the conveying device can be variably adjusted, whereby the distance d between the conveying device and the lower edge of the nozzle outlet opening can be variably adjusted.

Ferner ist es vorteilhaft, dass die Schlitzbreite b der Düsen-Austrittsöffnung und damit die Querschnittsfläche variabel einstellbar ist, wodurch sowohl die Luftmengen als auch die Strömungsgeschwindigkeit v regulierbar ist.Furthermore, it is advantageous that the slot width b of the nozzle outlet opening and thus the cross-sectional area can be variably adjusted, whereby both the air quantities and the flow velocity v can be regulated.

Auch ist es vorteilhaft, dass der Querschnitt der Düsen-Austrittsöffnungen mehr eckig, oval oder rund ausgebildet sein kann.It is also advantageous that the cross-section of the nozzle outlet openings can be more square, oval or round.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Austrittsöffnung der Zuluft-Düse auf eine ebene Fläche innerhalb des Gehäuses gerichtet ist, die Bestandteil des Gehäuses ist und somit keinerlei zusätzliche Wände oder Leitbleche innerhalb des Gehäuses erforderlich sind, um die Funktion des Verfahrens zu gewährleisten. Zu diesem Vorteil trägt insbesondere der Umstand bei, das Gehäuse direkt oberhalb des Fördermittels, auf dem der Materialstrom liegt und darüber hinaus sowohl die Zuluft-Einrichtungen als auch die Ablufteinrichtung an der Oberseite des Gehäuses anzuordnen.Another advantage is that the outlet opening of the supply air nozzle is directed onto a flat surface within the housing, which is an integral part of the housing. Thus, no additional walls or baffles are required within the housing to ensure proper functioning of the process. This advantage is particularly due to the fact that the housing is positioned directly above the conveyor, on which the material flow rests, and that both the supply air and exhaust air devices are located on top of the housing.

Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausbildungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung, sowie den Zeichnungen zu entnehmen.Further advantageous features and embodiments of the present invention can be found in the dependent claims, the description and the drawings.

Im nun Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im Einzelnen näher erläutert. Es zeigt

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Anlage mit einer Vorrichtung (1) zur Trennung eines Materialstromes (3) mit mindestens zwei Fraktionen mit einem Fördermittel (4) und mindestens einer Zuluft-Einrichtung (8) und mindestens einer Abluft-Einrichtung (9) an einem Gehäuse (2);
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1) in einem Gehäuse (2), in dem zwei Zuluft-Düsen (19) und eine Ablufteinrichtung (9) angeordnet sind und der Materialstrom (3) mittels eines Fördermittels (4) in das Gehäuse (2) eingeführt wird;
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (1)) in einem Gehäuse (2), in dem zwei Zuluft-Düsen (19) und eine Ablufteinrichtung (9) angeordnet sind und die Luftströmungen durch Pfeile symbolisiert sind;
4 eine schematische Draufsicht auf die Oberseite des Gehäuses (2), das über dem Fördermittel (4) angeordnet ist.
5 eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung (1'), bei dem eine Abluft-Einrichtung (9') an der Oberseite des Gehäuses (2) angeordnet ist und die Zuluft durch eine Zuluft-Einrichtung (8') an einer Stirnfläche des Gehäuses (2) zugeführt wird.

In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

1 a schematic perspective view of a system with a device (1) for separating a material flow (3) with at least two fractions with a conveying means (4) and at least one supply air device (8) and at least one exhaust air device (9) on a housing (2);
2 a schematic representation of a device (1) according to the invention in a housing (2), in which two supply air nozzles (19) and an exhaust air device (9) are arranged and the material flow (3) is introduced into the housing (2) by means of a conveying means (4);
3 a schematic representation of a device (1) according to the invention in a housing (2) in which two supply air nozzles (19) and an exhaust air device (9) are arranged and the air flows are symbolized by arrows;
4 a schematic plan view of the top of the housing (2) arranged above the conveyor (4).
5 a schematic representation of a further embodiment of the device (1') according to the invention, in which an exhaust air device (9') is arranged on the top of the housing (2) and the supply air is supplied by a supply air device (8') on an end face of the housing (2).

In 1 wird eine schematische perspektivische Darstellung einer Anlage mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Gehäuse 2 gezeigt. Die Anlage besteht aus einem Fördermittel 4, über dem das Gehäuse 2 angeordnet ist. Der im Betrieb auf dem Fördermittel 4 transportierte Materialstrom 3, hier nicht gezeigt, weist in der Regel mindestens zwei Fraktionen eines Materialgemisches auf, wie es typischerweise in der Abfallwirtschaft vorkommt. Dem Gehäuse 2 wird mit dem Fördermittel 4 ein primär heterogener Materialstrom 3 durch eine Gehäuseöffnung 5 zugeführt. Der Querschnitt der Gehäuseöffnung 5 kann variiert werden und richtet sich im wesentlichen nach der Anhäufung des Materialstroms 3 und dem Zuluftbedarf der Vorrichtung 1.In 1 A schematic perspective view of a system with a device 1 according to the invention in a housing 2 is shown. The system consists of a conveyor 4, above which the housing 2 is arranged. The material flow 3 transported on the conveyor 4 during operation (not shown here) generally comprises at least two fractions of a material mixture, as typically occurs in waste management. A primarily heterogeneous material flow 3 is fed to the housing 2 via the conveyor 4 through a housing opening 5. The cross-section of the housing opening 5 can be varied and depends essentially on the accumulation of the material flow 3 and the supply air requirement of the device 1.

Das Gehäuse 2 ist über dem Fördermittel 4 angeordnet und besteht im vorliegenden schematischen Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus zwei geraden ebenen Wänden 6, die auf beiden Seiten jeweils durch ein, Verbindungselement 7 miteinander verbunden sind. Im oberen Bereich des Gehäuses 2 sind zwei Zuluft- Einrichtungen 8 in unmittelbarer Nähe der geraden ebenen Seitenwände 6 angeordnet. Die Zuluft-Einrichtungen 8 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel länglich ausgebildet, deren Funktion w.u. näher erläutert wird. Zwischen den beiden Zuluft-Einrichtungen 8 ist eine Abluft-Einrichtung 9 angeordnet, die ebenfalls länglich ausgebildet ist. Das Fördermittel 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Förderband, das von einem Motor 10 angetrieben wird. Die an der Oberseite des Gehäuses 2 angeordneten mindestens zwei Zuluft-Einrichtungen 8 sind in der Lage, die notwendige einstellbare Luftmenge zum Trennen der einzelnen Fraktionen zu liefern und die einzelnen Fraktionen anzuheben. Die beiden Zuluft-Einrichtungen 8 erstrecken sich über die gesamte Länge der oberen Seite des Gehäuses 2.The housing 2 is arranged above the conveyor 4 and, in the present schematic embodiment, essentially consists of two straight, flat walls 6, which are connected to each other on both sides by a connecting element 7. In the upper region of the housing 2, two air supply devices 8 are arranged in the immediate vicinity of the straight, flat side walls 6. In the present embodiment, the air supply devices 8 are elongated, the function of which is explained in more detail below. An exhaust air device 9, which is also elongated, is arranged between the two air supply devices 8. In the present embodiment, the conveyor 4 is a conveyor belt driven by a motor 10. The at least two air supply devices 8 arranged on the upper side of the housing 2 are capable of supplying the necessary adjustable air volume to separate the individual fractions and to lift the individual fractions. The two air supply devices 8 extend over the entire length of the upper side of the housing 2.

In 2 wird eine schematische Querschnitts-Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Gehäuse 2, an dem im obere Bereich zwei Zuluft-Einrichtungen 8 und eine Abluft-Einrichtung 9 angeordnet sind, gezeigt, wobei der Materialstrom 3 mittels einer Fördereinrichtung 4 in das Gehäuse 2 eingeführt wird. Diese Darstellung zeigt den prinzipiellen Querschnitt senkrecht zur Längsachse des Gehäuses 1 durch die Mitte der Zuluft- und Abluft-Einrichtungen 8, 9. Das Fördermittel 4 wird durch den Antrieb 10 angetrieben und transportiert den Materialstrom 3, der hier nicht gezeigt ist, in das Gehäuse 2, das über dem Fördermittel 4 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 besteht aus zwei Seitenwänden 6, die der Einfachheit halber im vorliegenden Ausführungsbeispiel gerade und eben ausgebildet sind, können aber auch gebogen sein oder andere Formen annehmen. Im oberen Bereich des Gehäuses 2 sind seitlich zwei Zuluft-Einrichtungen 8 angeordnet, die die benötigten Luftmengen in das Innere des Gehäuses 2 einleiten. Zwischen den beiden Zuluft-Einrichtungen 8 ist eine Ablufteinrichtung 9 angeordnet, die die eingeblasenen Luftmengen wieder absaugt, wobei die Leistung dieser Abluft-Einrichtung 9 so ausgelegt ist, dass sie in der Lage ist, die eingeleiteten Luftmengen sowohl durch die Zuluft-Einrichtungen 8 als auch durch die Gehäuse-Eintrittsöffnung 5 absaugen kann, um die strömungsmechanischen Funktionen innerhalb des Gehäuses gewährleisten zu können. Die Anschlussstutzen 11,12 der Zuluft- und Ablufteinrichtung 8,9 sind trichterförmig ausgebildet, um damit die Strömungsgeschwindigkeit der Zuluftströmung in das Gehäuse zu erhöhen, bzw. zu verringern.In 2 1 shows a schematic cross-sectional view of a device 1 according to the invention in a housing 2, in which two supply air devices 8 and one exhaust air device 9 are arranged in the upper region, wherein the material flow 3 is introduced into the housing 2 by means of a conveyor device 4. This illustration shows the basic cross-section perpendicular to the longitudinal axis of the housing 1 through the center of the supply air and exhaust air devices 8, 9. The conveyor 4 is driven by the drive 10 and transports the material flow 3, which is not shown here, into the housing 2, which is arranged above the conveyor 4. The housing 2 consists of two side walls 6, which are straight and flat in the present embodiment for the sake of simplicity, but can also be curved or take on other shapes. In the upper region of the housing 2, two supply air devices 8 are arranged laterally, which introduce the required air quantities into the interior of the housing 2. An exhaust air device 9 is arranged between the two supply air devices 8, which extracts the blown-in air volumes. The performance of this exhaust air device 9 is designed such that it is capable of extracting the introduced air volumes both through the supply air devices 8 and through the housing inlet opening 5 in order to ensure the fluid mechanics functions within the housing. The connection nozzles 11, 12 of the supply air and exhaust air devices 8, 9 are funnel-shaped in order to increase or decrease the flow velocity of the supply air flow into the housing.

Zwischen den beiden Zuluft-Einrichtungen 8 im oberen Bereich des Gehäuses 2 ist die Abluft-Einrichtung 9 angeordnet, die sich über die gesamte Länge des Gehäuses erstreckt. Die Ablufteinrichtung 9 besteht aus einem trichterförmigen Abluft-Stutzen 12, an den sich in dieser Zeichnung nach unten hin ein Stutzen 13 in das Innere des Gehäuses 2 erstreckt. In das Ende des Stutzens 13 ist ein dazu passender Stutzen 14 eingeführt, der verschieblich ausgebildet ist. Die Verschieblichkeit des eingeführten Stutzens 14 dient zur Optimierung der Funktion und Anpassung der Luftströmungen innerhalb des Gehäuses, die weiter unten näher erläutert werden.The exhaust air device 9, which extends the entire length of the housing, is arranged between the two supply air devices 8 in the upper area of the housing 2. The exhaust air device 9 consists of a funnel-shaped exhaust air nozzle 12, from which, in this drawing, a nozzle 13 extends downwards into the interior of the housing 2. A matching nozzle 14, which is designed to be movable, is inserted into the end of the nozzle 13. The moveability of the inserted nozzle 14 serves to optimize the function and adjust the airflow within the housing, which will be explained in more detail below.

Am Ende des verschieblichen Stutzens 14 sind am unteren Ende gelenkig an beiden Seiten zwei einstellbare Klappen 16 angeordnet, deren Stellung mittels eines Feststell-Mechanismus 17 stufenlos eingestellt werden kann. Durch die Wände 6 des Gehäuses 2 und durch die Wandungen des Abluft-Stutzens 13 und dem verschieblichen Teil 14 dieses Stutzens im Zusammenwirken mit den Einstellklappen 16 werden innerhalb des Gehäuses 2 zwei Zuluft-Schächte 18 gebildet, durch die die Zuluftmengen in das Gehäuse 2 eingeführt werden. Die verstellbaren Klappen 16 am Ende des verschieblichen Stutzens 14 bilden eine Düse aus, deren Austrittsöffnungen 19 infolge der Einstellbarkeit variabel sind und jeweils zur Optimierung der Trennung des Materialstroms 3 eingestellt werden. Die Düsen-Austrittsöffnungen 19 der Zuluftdüsen sind länglich ausgebildet und mit ihrer Längsachse parallel zur Förderrichtung des Fördermittels 4 angeordnet. Dabei wird die Zuluftströmung in Richtung der Wände 6 des Gehäuses 2 gelenkt, wonach sich die Strömung auf Grund des Coander-Effekts entlang der Wände 6 erstreckt.At the end of the movable nozzle 14, two adjustable flaps 16 are arranged on both sides, hinged at the lower end, the position of which can be continuously adjusted by means of a locking mechanism 17. Two supply air shafts 18 are formed within the housing 2 by the walls 6 of the housing 2 and by the walls of the exhaust air nozzle 13 and the movable part 14 of this nozzle in cooperation with the adjustment flaps 16, through which the supply air volumes are introduced into the housing 2. Adjustable flaps 16 at the end of the movable nozzle 14 form a nozzle whose outlet openings 19 are variable due to the adjustability and are each adjusted to optimize the separation of the material flow 3. The nozzle outlet openings 19 of the supply air nozzles are elongated and arranged with their longitudinal axis parallel to the conveying direction of the conveying means 4. The supply air flow is directed toward the walls 6 of the housing 2, after which the flow extends along the walls 6 due to the Coander effect.

Die 3 zeigt eine schematische Querschnitts-Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 in einem Gehäuse 2 in dem zwei Zuluft-Einrichtungen 8 und eine Abluft-Einrichtung 9 angeordnet sind, wobei die Richtungen der Luftströmungen innerhalb des Gehäuses durch Pfeile symbolisiert sind. Mit dieser Darstellung ist das Wirkprinzip, bzw. sind die Richtungen der einzelnen Strömungen der eingeblasenen und abgesaugten Luftmengen innerhalb des Gehäuses 2 verdeutlicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Zuluft in das Gehäuse 2 mittels zweier Zuluft-Einrichtungen 8 in das Gehäuse 2 eingeleitet. Die durch die beidseitig seitlich angeordneten Zuluft-Einrichtungen 8 eingeleiteten Luftströmungen werden infolge der anfangs trichterförmigen Ausbildung der Zuluft-Einrichtungen 8 mit der anschließenden Verengung der Zuluftkanäle 15 beschleunigt und in die Kanäle 17 im Gehäuse 2 eingeleitet.The 3 shows a schematic cross-sectional view of the device 1 according to the invention in a housing 2 in which two supply air devices 8 and one exhaust air device 9 are arranged, wherein the directions of the air flows within the housing are symbolized by arrows. This illustration illustrates the operating principle and the directions of the individual flows of the blown-in and extracted air quantities within the housing 2. In the present exemplary embodiment, the supply air is introduced into the housing 2 by means of two supply air devices 8. The air flows introduced by the supply air devices 8 arranged on both sides are accelerated as a result of the initially funnel-shaped design of the supply air devices 8 with the subsequent narrowing of the supply air ducts 15 and are introduced into the ducts 17 in the housing 2.

Aufgrund der einstellbaren Klappe 16, deren Öffnungswinkel mittels eines hier nicht gezeigten Stellgliedes mechanisch / elektronisch geregelt werden kann, wird die längliche Düsen-Austrittsöffnung 19 verstellt, sodass die Strömung bedarfsgerecht noch einmal beschleunigt oder verlangsamt und an eine Wand gelenkt wird, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Innenseite der Gehäusewand 6 ist, entlang derer sich aufgrund des physikalischen Coander-Effekts die Luftströmung bis an das Ende der Innenwand in Richtung Fördermittel 4 erstreckt und geführt wird, wo sie auf den Materialstrom 3 trifft und diesen anhebt. Infolge des Zusammentreffens der beiden Zuluftströmungen über der Oberfläche des Fördermittels 4 wird der Materialstrom 3 angehoben, gelockert und verwirbelt. Durch die Anhebung des heterogenen Materialstroms 3 und die Saugwirkung der Abluft-Einrichtung 9 bildet sich unterhalb des Endes der Stellklappen 16 eine Trennzone 20 aus, in der die leichten Fraktionen wie beispielsweise Folien, durch die Ablufteinrichtung 9 abgesaugt und von den anderen Fraktionen getrennt und ausgetragen werden. Die ausgetragene leichte Fraktion wird somit zu nahezu 99 % von den übrigen schwereren Fraktionen getrennt, sodass infolge dieses Trennvorgangs ein hoher Reinheitsgrad der abgetrennten leichten Fraktionen gewährleistet wird. Die schwereren Fraktionen des Materialstroms 3 mit einer höheren Dichte erreichen die Trennzone 20 nicht und fallen aufgrund der Schwerkraft nach kurzer Anhebung auf das Fördermittel 4 zurück und werden dort ausgetragen.Due to the adjustable flap 16, whose opening angle can be mechanically/electronically controlled by means of an actuator not shown here, the elongated nozzle outlet opening 19 is adjusted so that the flow is accelerated or decelerated again as needed and directed towards a wall, which in the present embodiment is the inside of the housing wall 6, along which, due to the physical coander effect, the air flow extends and is guided to the end of the inner wall in the direction of the conveyor 4, where it encounters the material flow 3 and lifts it. As a result of the convergence of the two supply air flows above the surface of the conveyor 4, the material flow 3 is lifted, loosened, and swirled. By raising the heterogeneous material stream 3 and the suction effect of the exhaust air device 9, a separation zone 20 forms below the end of the control flaps 16, in which the light fractions, such as films, are sucked off by the exhaust air device 9 and separated from the other fractions and discharged. The discharged light fraction is thus almost 99% separated from the remaining heavier fractions, ensuring a high degree of purity of the separated light fractions as a result of this separation process. The heavier fractions of the material stream 3 with a higher density do not reach the separation zone 20 and, after a brief elevation, fall back onto the conveyor 4 due to gravity and are discharged there.

Die Wände 6 des Gehäuses 2 müssen nicht notwendigerweise eben sein, sondern können auch geschwungen oder in einer anderen, technisch sinnvollen Wahlform ausgebildet sein.The walls 6 of the housing 2 do not necessarily have to be flat, but can also be curved or designed in another technically reasonable shape.

Die 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberseite des Gehäuses 2, das über dem Fördermittel 4 angeordnet ist. Auf dem Fördermittel 4 wird der primäre Materialstrom 3 durch eine Gehäuseöffnung 5 in das Gehäuse 2 eingeführt und unterliegt dort mindestens einem Trennvorgang, bei dem die leichten Fraktionen des Materialstroms 3 aussortiert werden, wie weiter oben beschrieben wurde, sodass in Förderrichtung hinter der Vorrichtung 1 die übrig gebliebenen schwereren Fraktionen mit dem Materialstrom 3' ausgetragen werden. Sowohl die Zuluft-Einrichtungen 8 als auch die Abluft-Einrichtung 9 sind auf der oberen Seite des Gehäuses 2 angeordnet und tragen somit unter anderem zur kompakten Bauweise der gesamten Anlage bei. Dabei ist die Ablufteinrichtung 9 zwischen den beiden seitlichen Zuluft-Einrichtungen 8 angeordnet. Insgesamt sind beide Einrichtungen, sowohl die Zuluft-Einrichtungen 8 als auch die Abluft-Einrichtung 9 länglich ausgebildet, wobei die Längsachsen beider Einrichtungen 8,9 parallel zur Förderrichtung des Materialstromes 3 ausgebildet sind.The 4 shows a schematic plan view of the top of the housing 2, which is arranged above the conveyor 4. On the conveyor 4, the primary material flow 3 is introduced through a housing opening 5 into the housing 2 and there undergoes at least one separation process in which the light fractions of the material flow 3 are sorted out, as described above, so that the remaining heavier fractions are discharged with the material flow 3' downstream of the device 1 in the conveying direction. Both the supply air devices 8 and the exhaust air device 9 are arranged on the upper side of the housing 2 and thus contribute, among other things, to the compact design of the entire system. The exhaust air device 9 is arranged between the two lateral supply air devices 8. Overall, both devices, the supply air devices 8 and the exhaust air device 9, are elongated, with the longitudinal axes of both devices 8, 9 running parallel to the conveying direction of the material flow 3.

Die 5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 1', bei dem eine Ablufteinrichtung 9 an der Oberseite des Gehäuses 2 angeordnet ist und die Zuluft durch eine Zuluft-Einrichtung 8' an einer Stirnseite des Gehäuses 2 zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Zuluftströmungen innerhalb des Gehäuses 2 durch Trennung der einen Zuluftströmung gebildet. Nach der Trennung der einen Zuluftströmung aus der Zulufteinrichtung 8' werden die beiden neu gebildeten Zuluftströmungen, in hier nicht gezeigten Kanälen einem Verbindungselement 22 zugeführt, in dem die beiden Luftströmungen aufeinandertreffen und anschließend dem Materialstrom längsseitig zugeführt werden, wodurch der Materialstrom angehoben und verwirbelt wird. Der sich daran anschließende Trennprozess der einzelnen Fraktionen innerhalb des Gehäuses 2 wurde bereits weiter oben beschrieben. Die Förderrichtung des Materialstroms 3 ist durch die Pfeilspitze angegeben.The 5 shows a schematic representation of a further embodiment of the device 1' according to the invention, in which an exhaust air device 9 is arranged on the top side of the housing 2 and the supply air is supplied through a supply air device 8' on one end face of the housing 2. In this embodiment, the supply air flows within the housing 2 are formed by separating one supply air flow. After the separation of one supply air flow from the supply air device 8', the two newly formed supply air flows are fed in channels not shown here to a connecting element 22, in which the two air flows meet and are then fed lengthwise to the material flow, whereby the material flow is lifted and swirled. The subsequent separation process of the individual fractions within the housing 2 has already been described above. The conveying direction of the material flow 3 is indicated by the arrowhead.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass mit der vorliegenden Erfindung einerseits ein strömungstechnisch anspruchsvolles Verfahren und andererseits eine technisch einfache Konstruktion einer Vorrichtung 1 vorgestellt wird, die unkompliziert an jegliche Art von Fördermitteln, z.B. ein Sieb, eine Vibrorinne, ein Balistikseparator oder eine Schurre/Rutsche, angepasst werden kann, die einen Materialstrom transportieren, dessen einzelne Fraktionen mit hohem Reinheitsgrad aus einem heterogenen Materialstrom 3 zu trennen sind. Hierzu wird ein Gehäuse 2 über einem Fördermittel 4 angeordnet, auf dem der zu trennende Materialstrom 3 liegt. Die benötigte Zuluft wird mittels verstellbarer Düsen-Austrittsöffnungen 19 in das Innere des Gehäuses 2 eingeleitet und die Luftströmung an mindestens eine seitliche Gehäusewand 6 gelenkt. Infolge des Coander-Effekts wird die Luftströmung entlang der Gehäusewand 6 dem Materialstrom 3 auf dem Fördermittel 4 zugeführt, wodurch eine Anhebung des Materialstroms 3 erfolgt und anschließend verwirbelt wird. Auf Grund der Verwirbelung der Zuluftströmung und unter Einwirkung einer Abluftströmung wird eine Trennzone 20 ausgebildet, in der leichte Fraktionen aus dem gesamten Materialstrom 3 herausgelöst und durch die Abluft-Einrichtung 9 mit einem optimalen Trennungsgrad zwischen 95 und 100 Prozent ausgetragen werden. In beiden beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung herrscht im Innern des Gehäuses ein leichter Unterdruck, das heißt mit anderen Worten, dass die Leistung der Ablufteinrichtung 9 leicht höher eingestellt ist als die Leistung(en) der Zulufteinrichtung(en) 8,8', wodurch sich die Druckverhältnisse pi < pa einstellen, wobei pi der Luftdruck des Innenraums des Gehäuses und pa der Luftdruck außerhalb des Gehäuses 2 ist.In summary, it can be stated that the present invention provides, on the one hand, a fluidically demanding process and on the other hand, a technically simple construction of a device 1 is presented which can be easily adapted to any type of conveying means, e.g. a sieve, a vibrating trough, a ballistic separator or a chute/slide, which transports a material flow whose individual fractions with a high degree of purity are to be separated from a heterogeneous material flow 3. For this purpose, a housing 2 is arranged above a conveying means 4 on which the material flow 3 to be separated lies. The required supply air is introduced into the interior of the housing 2 by means of adjustable nozzle outlet openings 19 and the air flow is directed to at least one lateral housing wall 6. As a result of the coander effect, the air flow along the housing wall 6 is fed to the material flow 3 on the conveying means 4, whereby the material flow 3 is lifted and then swirled. Due to the turbulence of the supply air flow and under the influence of an exhaust air flow, a separation zone 20 is formed in which light fractions are separated from the entire material flow 3 and discharged by the exhaust air device 9 with an optimal degree of separation between 95 and 100 percent. In both described embodiments of the present invention, a slight negative pressure prevails inside the housing; in other words, the output of the exhaust air device 9 is set slightly higher than the output(s) of the supply air device(s) 8, 8', resulting in pressure ratios pi < pa, where pi is the air pressure inside the housing and pa is the air pressure outside the housing 2.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10 2012 010 030 A1 [0002]
DE 299 19 773 U1 [0003]
DE 20 2008 001 933 U1 [0004]

Claims

Device (1) for separating fractions from a material flow (3) which is guided on a conveyor device (4) into a housing (2), characterized by a surface (6) which, with the aid of the coander effect, directs the supply air flow within the housing (2) onto the material flow (3) on the conveyor (4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply air flow is directed to a wall (6) inside the housing (2) by means of the nozzle outlet opening (19) and the supply air flow is directed in the direction of the conveying means (4) on which the material flow (3) lies, and thereby the material flow (3) is lifted and swirled.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one exhaust air device (9) sucks off the introduced swirling, non-laminar flow and in the process removes at least one fraction from the material flow (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply air is introduced into the housing (2) above the conveying means (4) and is directed along the wall (6) in the direction of the conveying means (4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply air flow is formed by at least two nozzle outlet openings (19) which are arranged above the conveying means (4).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the exhaust air device (9) is arranged in the upper region of the housing (2) above the conveying device (4) between two supply air devices (8).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal axis of the elongated nozzle outlet opening (19) and the exhaust air inlet opening (21) are arranged parallel to the conveying direction of the material flow (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the slot width (b) of the nozzle outlet opening (19) and thus the cross-sectional area is variably adjustable, whereby both the air quantities and the flow velocity (v) can be regulated.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the distance (d) between the conveying means (4) and the lower edge of the nozzle outlet opening (19) is variably adjustable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the nozzle outlet openings (19) can be polygonal, oval or round.

Device (1) for separating fractions from a material flow (3) which is guided on a conveyor device (4) into a housing (2), characterized by a nozzle, the outflow of which is directed towards a wall (6) which is arranged above the conveyor means (4), on which wall a material flow (3) is introduced into the housing (2) and above the conveyor means (4) at least one supply air device (8) and at least one exhaust air device (9) are arranged, which discharges the air quantities introduced into the housing (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the air pressure inside the housing is lower than the air pressure outside the housing, pl < pa.

Device according to one of the preceding claims, characterized by introducing an inlet air into the housing (2), which acts on the material flow (3) above the conveying means (4) in such a way that the material flow (3) is raised.

Device according to one of the preceding claims, characterized by at least one air supply device (8, 8') which is arranged either on the top or laterally of the housing (2).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a separation zone (20) for separating at least one fraction from the material flow (3) is formed under the influence of an exhaust air flow.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the individual fractions in the material flow (3) are swirled during the lifting and the light fractions are captured and discharged in a separation zone (20) by the resulting air flow within the separation zone (20).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the supply air flow is generated by at least one nozzle with a nozzle outlet opening (19), which is directed towards a wall (6), preferably a flat wall.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle outlet opening (19) generating the supply air is elongated and the longitudinal axes of the nozzle outlet opening (19) are arranged parallel to the conveying direction of the material flow (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle outlet opening (19) generating supply air is arranged substantially above the material flow (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the flow velocity of both the supply air and the exhaust air is adjusted such that a non-laminar flow region is formed as a separation zone (20) between the conveying means (4) and the suction device (9), in which a separation between at least two fractions occurs.