DE4338864C2 - Vorrichtung zum Sortieren von Partikeln, insbesondere Kunststoffpartikeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Parti­ keln, insbesondere Kunststoffpartikeln, mit einem geschlossenen, feststehenden Behälter, mit einem Zulauf für die in einer Flüs­ sigkeit suspendierten Partikel, mit einem Abzug für die leichte­ ren Partikel, mit einem Abzug für die schwereren Partikel, mit einer im Behälter an einer im wesentlichen vertikalen Antriebs­ welle angeordneten Sortieranordnung und mit einem die Antriebs­ welle umgebenden Ringraum, der mit dem Abzug für die leichteren Partikel in Verbindung steht.

Bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung (US 3235 091) trifft die über den Zulauf zugeführte Flüssigkeit auf die Sortieranordnung wird von dieser in rotierende Bewegung versetzt. Die rotierende Flüssigkeit bewegt sich durch den zyklonartigen Behälter nach unten, wobei schwerere Partikel abgeschieden werden, während leichtere Partikel in einem mittigen Flüssigkeitsstrom nach oben zum Abzug geführt werden. Voraussetzung dafür ist ein relativ großer Behälter für die rotierende Flüssigkeitssäule und hin­ reichend Zeit für die Abscheidung der schwereren Partikel. - Auch bei anderen bekannten Vorrichtungen (US 3276 592, US 2856 072) finden die eigentlichen Trennvorgänge außerhalb der Sortieranordnung im Zyklonbereich des Behälters statt.

Eine aus der Praxis bekannte Vorrichtung der eingangs beschrie­ benen Gattung weist einen horizontal angeordneten, mit hoher Drehzahl rotierenden Behälter auf, dem in einer Flüssigkeit suspendierte Partikel durch ein sich horizontal in den Behälter erstreckendes, stehendes Rohr aufgegeben werden. Im Behälter und mit dem Behälter rotiert ein Wasserring als Sortieranordnung. Kunststoffpartikel, deren spezifisches Gewicht größer als das der Flüssigkeit ist, gelangen dann zum Behältermantel, während die leichteren Kunststoffpartikel auf der Oberfläche des Wasser­ ringes aufschwimmen. Die beiden Produkte werden durch zugeord­ nete Schnecken jeweils zu einem Behälterende transportiert und dort abgezogen. Bei der Rotation des Behälters entsteht ein Zentrifugalfeld mit bis zu 1500-facher Erdbeschleunigung. Deswegen müssen der Behälter und die damit rotierenden Teile sorgfältig konstruiert und gefertigt sein, um unerwünschte Schwingungen zu vermeiden. Gleichwohl ist es notwendig, die Vorrichtung schwingungsdämpfend abzustützen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung konstruktiv zu vereinfachen und so auszubilden, daß Schwingungen weitgehend vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Sortieranordnung aus einem rotierend antreibbaren Sortierrad mit zumindest zwei mit gegenseitigem Abstand angeordneten und durch Leitstege verbun­ denen Scheiben besteht, daß der die Antriebswelle umgebende Ringraum mit den zwischen den Scheiben gebildeten Arbeitsräumen in Verbindung steht, daß die Partikel von der Flüssigkeit durch den Behälter in den Bereich des Sortierrades transportiert, dort die leichteren Partikel von der Flüssigkeit zum Inneren des Sortierrades mitgenommen und durch den Ringraum zum Abzug für die leichteren Partikel transportiert werden, während die schwereren Partikel durch die Zentrifugalkraft in den Behälter zurückgedrängt werden.

Dabei werden die in der Flüssigkeit suspendierten Partikel, die dem Behälter vorzugsweise über eine dem Zulauf zugeordnete Pumpe zugeführt werden, durch den Behäl­ ter bis in den Bereich des Sortierrades transportiert. Die Sortierung erfolgt dort unter der Wirkung der Leitstege, denn die im Sortierrad gebildeten Arbeitsräume rotieren, so daß ein Zentrifugalfeld entsteht, welches die Partikel, die schwerer sind als die Flüssigkeit, nach außen drängt, während die leich­ teren Partikel von der Flüssigkeit zum Inneren des Sortierrades mitgenommen und durch den die Antriebswelle umgebenden Ringraum zum Abzug transportiert werden. Vorzugsweise erstrecken sich die Leitstege von den Außenrändern der Scheiben bis zu dem die Antriebswelle umgebenden Ringraum. Insbesondere können die Leitstege in radialer Richtung gegen die Drehrichtung des Sortierrades gekrümmt sein.

Es sind auch Ausführungen mit mehr als zwei Scheiben mög­ lich oder Ausführungen, bei denen die Scheiben konisch ausgebildet sind, so daß die Flüssigkeit zwischen den Scheiben bereits eine Strömungskomponente enthält, die der Strömungsrichtung durch den die Antriebswelle umgebenden Ringraum entspricht.

Der Behälter sollte vorzugsweise als aufrecht stehender Zy­ klon ausgebildet sein. Dann kann im unteren Behälterende eine Zellenradschleuse als Abzug für die schwereren Parti­ kel angeordnet sein.

Vorteilhaft ist es, wenn der Zulauf tangential in den Be­ hälter mündet, so daß im Behälter eine Zyklonenströmung entsteht, die bereits eine Vorsortierung bewirkt. Das wird unterstützt wenn im Behälter vor der Mündung des Zulaufs eine Blende angeordnet ist. Die Blende kann ein mit Ab­ stand von der Behälterwandung angeordneter Ring sein.

Bei einer anderen Ausführung kann der Antrieb für das Sor­ tierrad gleichzeitig auch als Antrieb für eine Pumpe die­ nen, wenn nämlich auf der Antriebswelle neben dem Sortier­ rad ein Pumpenrad angeordnet ist und die Antriebswelle ei­ ne Hohlwelle ist, die den Zulauf zum Pumpenrad bildet. Insbesondere kann in der hohlen Antriebswelle ein Zulauf­ rohr angeordnet sein, das im Zentrum des Pumpenrades mün­ det.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Vertikalschnitt durch eine Vorrichtung zum Sortieren von Kunststoffparti­ keln,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch ein Sortierrad,

Fig. 3 eine andere Ausführung des Gegenstandes nach Fig. 1,

Fig. 4 eine weitere Ausführung.

Zu der Vorrichtung gehört ein feststehender, zyklonartig ausgebildeter Behälter 1, in den etwa auf halber Höhe ein Zulauf 2 tangential einmündet. Vor der Mündung des Zulaufs 2 befindet sich eine Blende, die bei der dargestellten Ausführung ein mit Abstand von der Behälterwandung ange­ ordneter Ring 3 ist. Dem Zulauf 2 ist eine nicht darge­ stellte Pumpe zugeordnet, die in einer Flüssigkeit, zum Beispiel Wasser, suspendierte Kunststoffpartikel fördert, wobei das spezifische Gewicht der Kunststoffpartikel ei­ nerseits größer und andererseits kleiner als das der Flüs­ sigkeit ist. Im Behälter 1 entsteht folglich eine Zyklo­ nenströmung, die bereits zu einer Vorsortierung führt. Schwerere Kunststoffpartikel fallen zum unteren Ende 4 des Behälters und können dort mit einer Zellenradschleuse 5 abgezogen werden.

In den oberen Teil des geschlossenen Behälters 1 erstreckt sich eine vertikale Antriebswelle 6, die von einem außer­ halb des Behälters 1 angeordneten Motor 7 ausgeht und die an ihrem unteren, im Behälter 1 befindlichen Ende ein Sor­ tierrad 8 trägt. Das Sortierrad 8 besteht bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung aus zwei zueinander parallelen Scheiben 9, zwischen denen sich Leitstege 10 erstrecken. Die Leitstege 10 sind in radialer Richtung gegen die Drehrichtung 11 des Sortierrades 8 gekrümmt. Sie bilden außen offene Arbeitsräume 12, die einen inneren Ringraum 13 münden, welcher die Antriebswelle 6 umgibt. Der Ringraum 13 führt zu einem Abzug 14.

Der Behälter 1 ist vollständig mit der Flüssigkeit und den darin suspendierten Kunststoffpartikeln gefüllt. Unter Wirkung der nicht dargestellten Pumpe wird die Flüssigkeit über das Sortierrad 8 zum Abzug 14 gefördert. Beim Durch­ tritt durch das rotierende Sortierrad werden Kunststoff­ partikel, deren spezifisches Gewicht größer ist als das der Flüssigkeit, nach außen gedrängt, so daß sie wieder in den Behälter 1 gelangen und zum unteren Ende 4 des Behäl­ ters 1 fallen. Die spezifisch leichteren Kunststoffparti­ kel werden von der Flüssigkeit durch den Ringraum 13 mit­ genommen und zum Abzug 14 transportiert.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Das Sortierrad 8 be­ steht aus fünf übereinander mit gegenseitigem Abstand an­ geordneten konischen Scheiben, zwischen denen wiederum Leitstege angeordnet sind.

Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile. Die Antriebswelle 6 ist eine Hohlwelle, die über eine Transmission 15 ange­ trieben wird. Unter dem Sortierrad 8 ist ein Pumpenrad 16 angeordnet, welches ebenfalls von der Antriebswelle 6 an getrieben wird. Durch die hohle Antriebswelle 6 erstreckt sich ein Zulaufrohr 17, welches im Zentrum des Pumpenrades 16 mündet. Das Pumpenrad 16 fördert die in der Flüssigkeit suspendierten Kunststoffpartikel in den Behälter 1, wo be­ reits eine Vorsortierung stattfindet. Die restliche Sor­ tierung findet dann im Sortierrad 8, wie oben beschrieben, statt.

Die Vorrichtung kann auch zur mechanischen Wasserklärung bei der Wasseraufbereitung eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Sortieren von Partikeln, insbesondere Kunststoffpartikeln, mit einem geschlossenen, feststehenden Behälter, mit einem Zulauf für die in einer Flüssigkeit suspendierten Partikel, mit einem Abzug für die leichteren Partikel, mit einem Abzug für die schwereren Partikel, mit einer im Behälter an einer im wesentlichen vertikalen Antriebswelle angeordneten Sortieranordnung und mit einem die Antriebswelle umgebenden Ringraum, der mit dem Abzug für die leichteren Partikel in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortieranordnung aus einem rotie­ rend antreibbaren Sortierrad (8) mit zumindest zwei mit gegenseitigem Abstand angeordneten und durch Leitstege (10) verbundenen Scheiben (9) besteht, daß der die Antriebswelle (6) umgebende Ringraum (13) mit den zwischen den Scheiben (9) gebildeten Arbeitsräumen (12) in Verbindung steht, daß die Partikel von der Flüssigkeit durch den Behälter in den Bereich des Sortierrades transportiert, dort die leichteren Partikel von der Flüssigkeit zum Inneren des Sortierrades mitgenommen und durch den Ringraum (13) zum Abzug (14) für die leichteren Partikel transportiert werden, während die schwereren Partikel durch die Zentrifugalkraft in den Behälter zurückgedrängt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitstege (10) sich von den Außenrändern der Scheiben (9) bis zu dem die Antriebswelle (6) umgebenden Ringraum (13) erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Leitstege (10) in radiale Richtung gegen die Drehrichtung (11) des Sortierrades (8) gekrümmt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (9) konisch ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zulauf (2) eine Pumpe zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) als aufrechtstehender Zyklon ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Behälterende (4) eine Zel­ lenradschleuse (5) als Abzug für die schwereren Parti­ kel angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulauf (2) tangential in den Be­ hälter (1) mündet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Behälter (1) vor der Mündung des Zulaufs (2) eine Blende angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende ein mit Abstand von der Be­ hälterwandung angeordneter Ring (3) ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Antriebswelle (6) neben dem Sortierrad (8) ein Pumpenrad (16) angeordnet ist und daß die Antriebswelle (6) eine Hohlwelle ist, die den Zulauf (2) zum Pumpenrad (16) bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der hohlen Antriebswelle (6) ein Zulaufrohr (17) angeordnet ist, das im Zentrum des Pumpenrades (16) mün­ det.