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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
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Im Rahmen einer nachhaltigen Rohstoffnutzung spielt die Rückgewinnung wiederverwertbarer Materialien aus zu entsorgenden Materialverbunden eine immer größere Rolle. Unter dem Begriff „Materialverbund“ werden hierbei nicht nur dauerhafte, nicht leicht trennbare Materialkombinationen (z. B. durch Verkleben, Verleimen, Verpressen) von zwei oder mehr, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen verstanden, sondern auch inhomogene Materialansammlungen, wie bspw. Biomüll in schwer verrottbaren Kunststofftüten.
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Die Zerkleinerung der zu entsorgenden Materialverbunde und Trennung in die verschiedenen Materialfraktionen ist bei der Rückgewinnung wiederverwertbarer Materialien meist der erste Schritt.
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Zur industriellen Rückgewinnung von wiederverwertbaren Materialien aus zu entsorgendem Material sind eine Vielzahl von Zerkleinerungsvorrichtungen bekannt geworden. Beispielsweise sei hier auf die in der
EP 1 536 892 B1 , der
EP 1 721 674 B1 oder der
WO 2010/057604 A1 beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtungen verwiesen, jeweils umfassend eine erste Zerkleinerungsstufe mit einem in einem zylindrischen Gehäuse rotierenden Schlagwerkzeug, zu dessen zentralem Bereich ein Zuführkanal für das zu entsorgende Material geführt ist, wobei das Schlagwerkzeug mit hohen Drehzahlen rotiert und dadurch einen radialen Luftwirbel hoher Geschwindigkeit erzeugt, welcher in der ersten Zerkleinerungsstufe schlag-zerkleinerte Materialfraktionen entlang von im zylindrischen Gehäuse ausgebildeten Öffnungen zum Austritt hinreichend zerkleinerter Materialfraktionen in einen Sammelraum führt.
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Nachteilig an diesen aus dem Stand der Technik bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen ist der durch die Austrittsöffnungen im Gehäuse begrenzte Materialdurchsatz.
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Zur Verbesserung des Materialdurchsatzes und insbesondere zur Staubherstellung aus dem zu entsorgenden Material ist aus der
DE 10 2015 101 530 A1 der Anmelderin bereits eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material sowie ein Verfahren zu deren Steuerung bekannt.
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Die darin beschriebene Vorrichtung bzw. das Verfahren umfasst zwei Zerkleinerungsstufen, wobei sich in der zweiten Zerkleinerungsstufe in vorteilhafter Weise die Durchtrittsmöglichkeiten durch die, an dem doppelwandigen Gehäuse angeordneten, Siebe und dadurch die Durchsätze erhöhen. Durch unterschiedliche Siebanordnungen lassen sich zudem mit der darin beschriebenen Vorrichtung Stäube mit unterschiedlichen Korngrößenverteilungen aus dem zu entsorgenden Material gewinnen.
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Alle hier beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtungen legen dabei ihren Fokus auf die möglichst vollständige Zerkleinerung des zu entsorgenden Materials in insbesondere reibfein-zerkleinerte Materialfraktionen und deren Sammlung in Auffangbehältern in kleinteiliger Form, insbesondere in Form von Staub.
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Innerhalb eines Rückgewinnungsprozesses von wiederverwertbarem Material kann es jedoch vorteilhaft sein, einzelne Materialfraktionen eines Materialverbunds großteiliger vom Restmaterial abzutrennen, insbesondere dann, wenn dadurch der Transport und die Weiterverarbeitung erleichtert werden kann.
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Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen, sowie ein verbessertes Verfahren zur Auftrennung von derartigen Materialverbunden bereitzustellen, welche insbesondere die Abtrennung und/oder den Austrag einzelner Materialfraktionen in vergleichsweise großteiliger Form ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen nach den Merkmalen des Anspruchs 12.
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Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander einsetzbar sind, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung geht gattungsbildend von einer Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen, mit einem Prallraum zur mechanischen Zerkleinerung, Aufspaltung und/oder Auftrennung des zu entsorgenden Materialverbunds in wenigstens zwei Typen von Materialfraktionen, umfassend eine Bodenplatte, wenigstens eine Seitenwand und eine obere Deckplatte, ein im Prallraum rotierendes Schlagwerkzeug mit Schlagelementen, einen Zuführkanal zur Zuführung des zu entsorgenden Materialverbunds zum Schlagwerkzeug, wobei in der Bodenplatte und/oder der Seitenwand wenigstens ein erstes Trennsieb zur Abtrennung von Materialfraktionen eines ersten Typs in einen ersten Aufnahmeraum angeordnet ist, und wobei oberhalb des ersten Trennsiebs wenigstens eine Austragsvorrichtung zum Austrag von Materialfraktionen eines zweiten Typs zu einem zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist, aus.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen baut auf gattungsbildenden Vorrichtungen nun dadurch auf, dass
- - die Austragsvorrichtung im Bereich der oberen Deckplatte wenigstens abschnittsweise
- - einen, bevorzugt schalenförmigen, mit wenigstens einer Öffnung zum Prallraum hin, ausgebildeten Austragskanal sowie
- - ein im Austragskanal angeordnetes Austragsmittel umfasst, welches eingerichtet ist, Materialfraktionen des zweiten Typs aus dem Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte aufzunehmen.
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Die erfindungsgemäße Austragsvorrichtung ermöglicht es vorteilhaft, wenigstens eine zweite Materialfraktion eines Materialverbunds, vorzugsweise die, die am wenigstens zerkleinert werden soll, und vorzugsweise auch eine geringere Dichte als die erste Materialfraktion aufweist, aus dem Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte, insbesondere „schwebend“, aufzunehmen und kontinuierlich oder semikontinuierlich auszutragen.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist dabei das im Austragskanal angeordnete Austragsmittel als ein Schneckenförderer, als ein Wendelförderer und/oder als Zellenrad ausgebildet. Ein derartig ausgebildetes Austragsmittel ermöglicht vorteilhaft insbesondere Materialfraktionen des zweiten Typs aus der Vorrichtung auszutragen, ohne sie während des Austragens weiter zu zerkleinern. Ein Schneckenförderer kann dabei vorteilhaft eine höhere axiale Steifigkeit und damit eine größere Robustheit, insbesondere im Langzeitbetrieb, aufweisen. Austragsmittel, welche als Wendelförderer ausgebildet sind, haben dagegen den Vorteil, dass sie aufgrund des Fehlens einer Schneckenwelle (sog. „seelenloser Aufbau“) weniger leicht durch anhaftendes bzw. sich an der Schneckenwelle verfangendes Material verstopfen und dadurch insbesondere größere, folienartige Materialfraktionen des zweiten Typs ungehindert ausgetragen können. Ein als Zellenrad ausgebildetes Austragsmittel kann den Austragskanal vorteilhaft vor etwaig heraufgeschleuderten Materialfraktionen ersten Typs abschirmen und als Schleuse für die Aufnahme von Materialfraktionen zweiten und dritten Typs fungieren.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat sich bewährt, dass der Austragskanal zwischen dem zweiten Aufnahmeraum und dem ersten im Prallraum schalenförmig ausgebildeten Abschnitt einen längsaxialen oder queraxialen Abschnitt umfasst. In einem längsaxialen, insbesondere rohrförmigen, Abschnitt bzw. in einem queraxialen, insbesondere mehreckigen, Abschnitt des Austragskanals kann die Materialfraktion zweiten Typs vorteilhaft weitgehend frei von Luftverwirbelungen in den zweiten Aufnahmeraum transportiert werden.
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Des Weiteren hat sich eine Ausgestaltung bewährt, bei der Mittel zum ganz oder teilweise reversiblen Verschließen der Öffnung vorgesehen sind. Mittel zum ganz oder teilweise reversiblen Verschließen der Öffnung können den Austragskanal und/oder das Austragsmittel vor Beschädigung durch etwaig herauf geschleuderte vergleichsweise schwere Materialfraktionen des ersten Typs schützen. Zudem kann, insbesondere durch ein teilweises Verschließen der Öffnung, vorteilhaft die Menge des Materialzustroms kontrolliert werden.
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In einer Alternative können rechenartige Elemente im oberen Bereich des Prallraumes oder andere geeignete Fangkörper angeordnet sein, die das leichtere Material, bevorzugt am oberen Umkehrpunkt des Materials, abfischen. Hierzu wäre es notwendig eine geeignete Austragsvorrichtung für das leichtere Material und/oder die Fangkörper respektive die rechenartige Elemente anzuordnen.
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Ebenso wäre es denkbar die obere Öffnung sich mit dem leichteren Material zusetzen zu lassen und über eine Klappen- oder Schieberanordnung taktweise vom Prallraum zur Entnahme der leichteren Materialfraktion abzutrennen.
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Hinsichtlich der Höhe des Prallraumes kann vorgesehen sein, dass sich die notwendige Höhe des Prallraumes derartig bemisst, dass sich ähnlich der Art eines Schwebesichters die leichtere Materialfraktion, insbesondere auch die großflächigere und damit einen stärkeren Auftrieb aufweisende Materialfraktion im oberen Bereich anreichert.
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Es ist zudem von Vorteil, wenn ein als Schneckenförderer und/oder als ein Wendelförderer ausgebildetes Austragsmittel in einem längsaxialen, vorzugsweise rohrförmigen, Abschnitt und ein als Zellenrad ausgebildetes Austragsmittel in einem queraxialen, vorzugsweise mehreckförmigen, Abschnitt des Austragskanals endet. Aus der Vorrichtung ausgetragene Materialfraktionen des zweiten Typs können dadurch vorteilhaft aus dem längsaxialen, vorzugsweise rohrförmigen, Abschnitt bzw. aus dem queraxialen, vorzugsweise mehreckförmigen, Abschnitt des Austragskanals heraus in den zweiten Aufnahmeraum transportiert. Dazu können der längsaxiale sowie der queraxiale Abschnitt des Austragskanals vorteilhaft Fördermittel, wie bspw. Förderbänder und/oder bewegliche Rechen umfassen und/oder als Rutsche ausgestaltet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung hat sich bewährt, dass zwischen dem Austragsmittel und dem zweiten Aufnahmeraum, insbesondere in den längs- oder queraxialen Abschnitten des Austragskanals, ein beweglicher Rechen zum portionierten Austragen von Materialfraktionen des zweiten Typs in den zweiten Aufnahmeraum angeordnet ist. Ein derart angeordneter Rechen kann vorteilhaft Teile von Materialfraktionen des zweiten Typs, welche während des Austragen aus dem Austragsmittel gefallen sind, aus dem Bereich zwischen dem Austragsmittel und dem zweiten Aufnahmeraum, insbesondere aus den längs- oder queraxialen Abschnitten des Austragskanals entfernen und dem zweiten Aufnahmeraum zugeführt werden. Dadurch können Verstopfungen dieser Bereiche durch sich im Laufe des Betriebs ansammelndes Material vorteilhaft verhindert werden.
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Darüber hinaus hat sich eine Ausgestaltung bewährt, bei der benachbart erster Trennsiebe Zufuhrstutzen zur Zuführung von Frischluft für den Transport von Materialfraktionen des zweiten Typs über das Schlagwerkzeug hinweg angeordnet sind.
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Die Zuführung von Frischluft über Zufuhrstutzen, welche benachbart erster Trennsiebe angeordnet sind, kann vorteilhaft zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit eines, insbesondere durch das Schlagwerkzeug erzeugten, zirkulierenden Luftstroms im Bereich der ersten Trennsiebe dienen. Materialfraktionen des zweiten Typs können dabei vorteilhaft aus dem Bereich der ersten Trennsiebe in den zirkulierenden Luftstrom hineingetragen und dann in den Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte transportiert werden.
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Zudem ist es von Vorteil, wenn in der Seitenwand Zufuhrstutzen zur Zuführung von Frischluft für den Transport von Materialfraktionen des zweiten Typs zur oberen Deckplatte, insbesondere zur Austragsvorrichtung hin, angeordnet sind. Solche Zufuhrstutzen zur Zuführung von Frischluft, welche in der Seitenwand angeordnet sind, können vorteilhaft zum Druckausgleich und/oder zur Stabilisierung sowie zur Steuerung der zirkulierenden Luftströmung im Prallraum dienen. Materialfraktionen des zweiten Typs können der Austragsvorrichtung so gezielter zugeführt werden.
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Unter Frischluft versteht sich einzubringende Umluft oder aber besonders bevorzugt Umluft der Vorrichtung, die an anderer Stelle der Vorrichtung entnommen werden kann, insbesondere Abluft, die aus den Aufnahmeräumen abgesaugt wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass die Abluft nicht immer besonders gereinigt werden muss und bevorzugt nur Grobfilter oder Abscheider durchläuft um von der jeweiligen Materialfraktion gereinigt zu werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, ist der, der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegende, Grund des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals mit einer Absaugvorrichtung zum unterstützenden Transport von Materialfraktionen des zweiten Typs in das Austragsmittel wirkverbunden. Zudem hat sich bewährt, dass im, der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegenden Grund des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals ein zweites Trennsieb zur Abtrennung von Materialfraktionen eines dritten Typs in einen dritten Aufnahmeraum angeordnet ist. Die Absaugvorrichtung kann vorteilhaft einen austragenden Luftstrom erzeugen, welcher Materialfraktionen des zweiten Typs im Zusammenspiel mit der zirkulierenden Luftströmung im Prallraum zum Austragsmittel transportieren kann. Kleinteilige, insbesondere staubförmige, Materialfraktionen eines dritten Typs werden können zudem vorteilhaft über die Absaugvorrichtung abgezogen und so bereits während dieses Vorgangs von Materialfraktionen zweiten Typs abgetrennt werden. Das im, der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegenden Grund des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals angeordnete zweite Trennsieb kann dabei vorteilhaft das Hineingezogen werden von zu großen Materialfraktionen in die Absaugvorrichtung und damit insbesondere das Verstopfen der Absaugvorrichtung verhindern.
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Alternativ kann aus dem Materialverbund eine dritter Typ oder weitere Typen an Materialfraktionen abgetrennt und aussortiert werden.
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Schließlich hat sich eine Ausgestaltung der Erfindung bewährt, bei der das Austragsmittel derart zum zweiten Trennsieb angeordnet und eingerichtet ist, dass am zweiten Trennsieb anhaftende Materialfraktionen des zweiten Typs während des Austragens durch das Austragsmittel entfernt werden. Materialfraktionen des zweiten Typs, welche durch den austragenden Luftstrom der Absaugvorrichtung am zweiten Trennsieb anhaften, können so vorteilhaft durch das Austragsmittel vom Trennsieb entfernt, insbesondere abgekratzt, und durch das Austragsmittel aus dem Prallraum in den zweiten Aufnahmeraum ausgetragen werden. Eine Verstopfung des zweiten Trennsiebs kann auf diese Weise vorteilhaft vermieden werden, was wiederum Wartungs- und/oder Reinigungszeiten der Anlage vorteilhaft verkürzen kann.
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Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Verfahren zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen mit Hilfe einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben.
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Gegenüber gattungsbildenden Verfahren zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen dadurch aus, dass
- - ein zu entsorgender Materialverbund aus wenigstens zwei Typen von Materialfraktionen, welche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen,
- - durch Wechselwirkung mit Schlagelementen eines Schlagwerkzeugs und/oder durch Wechselwirkung mit zumindest einer Seitenwand eines Prallraums in Materialfraktionen verschiedenen Typs zerkleinert und/oder aufgespalten wird,
- - durch eine Bewegung des Schlagwerkzeugs und/oder durch Zuführung von Frischluft über Zufuhrstutzen eine zirkulierende Luftströmung im Prallraum erzeugt wird,
- - die Typen von Materialfraktionen durch die im Prallraum zirkulierende Luftströmung in zumindest eine Materialfraktion eines ersten Typs und zumindest eine Materialfraktion eines zweiten Typs innerhalb des Prallraums getrennt wird,
- - die Materialfraktion des ersten Typs über wenigstens ein in einer Bodenplatte und/oder einer Seitenwand des Prallraums angeordnetes erstes Trennsieb einem ersten Aufnahmeraum zugeführt wird,
- - die Materialfraktion des zweiten Typs zumindest teilweise mittels der zirkulierenden Luftströmung zur Austragsvorrichtung transportiert wird, und
- - ein Austragsmittel der Austragsvorrichtung die Materialfraktion des zweiten Typs aus dem Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte aufnimmt und durch einen Austragskanal aus der Vorrichtung austrägt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft die Auftrennung zu entsorgender Materialverbunde aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen, in Materialfraktionen verschiedenen Typs, wobei vorzugsweise die Abtrennung einer Materialfraktion des zweiten Typs, welche am wenigstens zerkleinert werden soll und vorzugsweise auch eine geringere Dichte als eine erste Materialfraktion aufweist, in vergleichsweise großteiliger Form erfolgen kann.
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In einem bevorzugten Verfahrensschritt wird die Materialfraktion des zweiten Typs zumindest teilweise durch einen austragenden Luftstrom zum Austragsmittel der Austragsvorrichtung transportiert, der durch eine Absaugvorrichtung erzeugt wird, welche mit einem der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegenden Grund des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals wirkverbunden ist. Wird die Materialfraktion des zweiten Typs zumindest teilweise durch einen austragenden Luftstrom zum Austragsmittel der Austragsvorrichtung transportiert, kann die Austragsausbeute, also die Menge an Materialfraktionen des zweiten Typs, welche aus dem Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte durch das Austragsmittel aufgenommen und ausgetragen wird, vorteilhaft erhöht werden.
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Schließlich ist ein Verfahrensschritt bevorzugt, bei dem eine Materialfraktion dritten Typs, insbesondere eine staubförmige Fraktion, mittels eines zweiten Trennsiebs, welches im der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegenden Grund des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals angeordnet ist, von den Materialfraktionen ersten und/oder zweiten Typs abgetrennt wird, und mit Hilfe eines austragenden Luftstroms einer Absaugvorrichtung, welche mit einem der Öffnung zum Prallraum gegenüberliegenden Grund des schalen-förmig ausgebildeten Austragskanals wirkverbunden ist, aus der Vorrichtung abgesaugt wird. Vorzugsweise eine, bei der Aufspaltung der Materialverbunde in Materialfraktionen verschiedenen Typs gebildete Materialfraktion eines dritten Typs, welche leichter ist als Materialfraktionen des ersten und zweiten Typs, insbesondere eine staubförmige Fraktion, kann so vorteilhaft während des Betriebs entfernt werden. Kontamination der Materialfraktionen des ersten und zweiten Typs können dadurch vorteilhaft minimiert werden, was insbesondere für eine Weiterverarbeitung der Materialfraktionen des ersten und/oder zweiten Typs im Rahmen eines Rohstoffrecyclings von Bedeutung sein kann.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Materialfraktionen, sowie ein Verfahren zur Auftrennung solcher Materialverbunde dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsvorrichtung im Bereich der oberen Deckplatte wenigstens abschnittsweise einen schalenförmig, mit wenigstens einer Öffnung zum Prallraum hin, ausgebildeten Austragskanal sowie ein im Austragskanal angeordnetes Austragsmittel umfasst, welches eingerichtet ist, Materialfraktionen des zweiten Typs aus dem Bereich des Prallraums nahe der oberen Deckplatte aufzunehmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das Verfahren ermöglichen vorteilhaft einzelne Materialfraktionen eines Materialverbunds, vorzugsweise eine Materialfraktion eines zweiten Typs, welche am wenigstens zerkleinert werden soll und vorzugsweise auch eine geringere Dichte als eine erste Materialfraktion aufweist, großteiliger vom Restmaterial abzutrennen, wodurch deren Transport und die Weiterverarbeitung im Rahmen einer Rohstoffrückgewinnung erleichtert sein kann.
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Die Materialfraktionen eines ersten, zweiten oder dritten Typs können nachfolgend auch erste, zweite und dritte Materialfraktion genannt werden.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele, sowie in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
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Darin zeigen schematisch:
- 1 eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen in einem Schnitt quer durch die Austragsvorrichtungen an der Deckplatte des Prallraumes;
- 2 eine Draufsicht der Vorrichtung aus 1 mit einem angedeuteten Blick in den Prallraum hinein;
- 3 die erfindungsgemäßen Vorrichtung nach 1 im Schnitt entlang einer Austragsvorrichtung mit einem als Schneckenförderer ausgestalteten Austragsmittel der Austragsvorrichtung;
- 4 eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem als Wendelförderer ausgestalteten Austragsmittel;
- 5 eine dritten Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem als Zellenrad ausgestalteten Austragsmittel wieder in einem Schnitt quer zur Austragsvorrichtung;
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Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
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1 zeigt in einer erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Auftrennung von zu entsorgenden Materialverbunden aus zumindest zwei, sich in ihren Materialeigenschaften unterscheidenden Typen von Materialfraktionen in einem Schnitt quer durch die Austragsvorrichtungen 4. Die Austragsvorrichtungen 4 sind dabei oberhalb der Deckplatte 23 angeordnet und sind mit einer Öffnung 414 mit dem Prallraum 2 wirkverbunden. Der Materialverbund 5 kann über einen Zuführkanal 11 der Vorrichtung 1 respektive dem Prallraum 2 zugeführt werden. Oberhalb der den Prallraum 2 nach unten begrenzenden Bodenplatte 21 ist ein rotierbares Schlagwerkzeug 3 angeordnet, welches über einen Elektromotor 32 in Rotation versetzbar ist. Der Prallraum wird seitlich über eine Seitenwand 22, bevorzugt einen rotationssymmetrischen Zylinder, begrenzt. Im unteren Bereich des Prallraumes, in der Bodenplatte 21 und/oder der Seitenwand 22 ist ein erster Trennsieb 441 angeordnet, über den eine Materialfraktion 51 des ersten Typs ausgetragen werden kann und die somit in den Aufnahmeraum 44 gelangt und von dort abtransportiert werden kann. Durch das rotierende Schlagmittel 3 bilden sich im Prallraum 2 überlagernde und komplexe Strömungen aus, die es bewirken, dass sich eine leichtere, bevorzugt eine groflächige Materialfraktion 52 im oberen Bereich des Prallraumes 2 anreichert und über die Öffnungen 414 und die Austragsvorrichtungen 4 dem Prallraum 2 entnommen werden kann.
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2 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung 1 aus 1 mit einem angedeuteten Blick in einen Prallraum 2 hinein. Es ist ein im Prallraum 2 rotierendes Schlagwerkzeug 3 zu sehen, welches durch Wechselwirkung seiner Schlagelemente 31 mit den zu entsorgenden Materialverbunden 5, diese in Materialfraktionen verschiedenen Typs 51, 52, 53 zerkleinert und/oder aufspaltet und zum anderen durch seine Bewegung eine zirkulierende Luftströmung LS im Prallraum 2 erzeugt. In der Draufsicht sind die Austragsvorrichtungen von oben zu sehen, die entlang eines, bevorzugt schalenförmigen, Abschnittes 411 eine Öffnung 414 in Richtung des Prallraums 2 aufweisen und durch ein nicht dargestelltes Austragsmittel die zweite Materialfraktion 52 in Richtung eines benachbarten Abschnittes 412 transportieren können. Um die Aufnahme der zweiten Materialfraktion 52 durch die Aufnahmevorrichtungen 4 zu unterstützen kann eine Absaugvorrichtung 462 vorgesehen sein. Bevorzugt wird ein zweites Trennsieb 461 die Absaugvorrichtung 462 vor zu großen Teilen der Materialfraktion 52 schützen und ggfs. zum Austrag einer dritten Materialfraktion 53 dienen, die durch das zweite Trennsieb 461 hindurch gelangen können.
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3 zeigt die Vorrichtung 1 aus 1 mit einem als Schneckenförderer 421 ausgestalteten Austragsmittel 42 der Austragsvorrichtung 4. Im Bereich der oberen Deckplatte 23 umfasst die Austragsvorrichtung 4 wenigstens abschnittsweise einen schalenförmig, mit wenigstens einer Öffnung 414 zum Prallraum 2 hin, ausgebildeten Austragskanal 41 sowie ein im Austragskanal 41 angeordnetes Austragsmittel 42, welches eingerichtet ist, Materialfraktionen 52 des zweiten Typs aus dem Bereich des Prallraums 2 nahe der oberen Deckplatte 23 aufzunehmen. Zu entsorgende Materialverbunde 5 aus wenigstens zwei Typen von Materialfraktionen 51, 52, 53, welche unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, und über den Zuführkanal 11 der Vorrichtung 1 zugeführt werden, können vorteilhaft durch Wechselwirkung mit den Schlagelementen 31 des Schlagwerkzeugs 3 und/oder durch Wechselwirkung mit zumindest einer Seitenwand 22 des Prallraums 2 in Materialfraktionen 51, 52 53 verschiedenen Typs , hier in eine schwerste Materialfraktion 51 ersten Typs, in eine im Vergleich zur ersten Materialfraktion 51 leichteren, insbesondere folienartigen, Materialfraktion 52 zweiten Typs, sowie in eine, insbesondere staubförmige, Materialfraktion 53 dritten Typs, welche kleiner und/oder leichter als die Materialfraktionen 51, 52 des ersten und zweiten Typs ist, aufgespalten werden.
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Nach erfolgter Aufspaltung können die Typen von Materialfraktionen 51, 52, 53 durch die im Prallraum 2 zirkulierende Luftströmung LS in zumindest eine Materialfraktion 51 eines ersten Typs und zumindest eine Materialfraktion 52 eines zweiten Typs oder wie gezeigt in drei Materialfraktionen 51, 52 und 53 innerhalb des Prallraums 2 getrennt werden. Ähnlich des Prinzips einer Schwergutsichtung transportiert nun die zirkulierende Luftströmung LS die vergleichsweise leichteren Materialfraktionen 52, 53 zweiten und dritten Typs im Prallraum 2 in den Bereich der oberen Deckplatte 23. Die vergleichsweise schwerere Materialfraktion ersten Typs 51 bleibt hingegen im Bereich der Bodenplatte 21 zurück oder sinken schneller zurück.
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In der Bodenplatte 21 und/oder, wie hier gezeigt, in der Seitenwand 22 ist wenigstens ein erstes Trennsieb 441 zur Abtrennung von Materialfraktionen des ersten Typs 51 in einen ersten Aufnahmeraum 44 angeordnet. Im ersten Aufnahmeraum 44 kann vorzugsweise ein Fördermittel 442 zum Abtransport der Materialfraktion des ersten Typs 51 vorgesehen sein, welches insbesondere als Absaugeinrichtung, als Förderband und/oder als Rechen ausgestaltet sein kann. Mit Hilfe des im Prallraum 2 vorzugsweise am ersten Aufnahmeraum 44 angeordneten ersten Trennsiebs 441 kann der Materialfluss zum Fördermittel 442 bzw. in den ersten Aufnahmeraum 44 hinein kontrolliert werden.
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Dieser Vorrichtung eignet sich in besonders hervorragender Art und Weise um zum Beispiel folienartige Etiketten von schweren, bevorzugt spröderen Materialien abzutrennen. Auch ein hervorragender Anwendungsfall ist die Aufbereitung von Biomasse aus der Biomüllverwertung urbaner Siedlungen. Diese Biomasse wird teilweise in nicht oder nur schwer verrottbaren Mülltüten entsorgt, welche zur Vergärung oder zur Kompostierung nicht direkt geeignet sind. Die feuchte und schwere Biomasse lagert sich im unteren Bereich des Prallraumes ab und wird über das erste Trennsieb 441 relativ problemlos ausgetragen wohingegen die folienartigen Tüten durch die Luftströmung und ggfs. auch durch das Schlagwerkzeug aufgeschlossen, teils gereinigt werden und sich durch ihre großflächige Form in der Luftströmung im oberen Bereich des Prallraumes 2 anreichern.
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Benachbart der zwei hier dargestellten ersten Trennsiebe 441 können vorteilhaft Zufuhrstutzen 47 zur Zuführung von Frischluft für den Transport von Materialfraktionen des zweiten Typs 52 über das Schlagwerkzeug 3 hinweg angeordnet sein. Im gezeigten Beispiel wird Frischluft über zwei in der Bodenplatte 21 angeordnete Zufuhrstutzen 47 zugeführt, wobei die Strömungsgeschwindigkeit und/oder -menge der zugeführten Luft vorzugsweise über an den Zufuhrstutzen 47 angeordneten Steuerklappen 471 geregelt werden kann. Die so zugeführte Frischluft kann vorteilhaft Materialfraktionen des zweiten Typs 52, welche noch nicht durch die zirkulierende Luftströmung LS in den Bereich der oberen Deckplatte 23 transportiert wurden von den Trennsieben 441 bzw. von der Seitenwand 22 weg ins Innere des Prallraums 2 und dadurch in die zirkulierende Luftströmung LS hinein blasen. Die Trennung von Materialfraktionen 51, 52 des ersten und zweiten Typs kann so vorteilhaft verbessert und gleichzeitig die Stabilität der zirkulierenden Luftströmung LS erhöht werden.
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Zufuhrstutzen 47 zur Zuführung von Frischluft für den Transport von Materialfraktionen 52 des zweiten Typs zur oberen Deckplatte 23, insbesondere zur Austragsvorrichtung 4 hin, welche in der Seitenwand 22 angeordnet sind, können die Stabilisierung der zirkulierenden Luftströmung LS weiter steigern und den Transport von Materialfraktionen 52 des zweiten Typs zum Austragsmittel 42 der Austragsvorrichtung 4 verbessern. Die im Bereich nahe der oberen Deckplatte 23 zugeführte Luft kann zudem den durch eine Absaugvorrichtung 462 etwaig erzeugten Unterdruck im Bereich der Öffnung 414 des Austragskanals 41 vorteilhaft ausgleichen.
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Wie in 3 zu sehen, ist das im Austragskanal 41 angeordnete Austragsmittel 42, hier der Schneckenförderer 421, vorzugsweise derart eingerichtet, Materialfraktionen 52 des zweiten Typs aus dem Bereich des Prallraums 2 nahe der oberen Deckplatte 23 aufzunehmen. Es kann dabei von Vorteil sein, wenn das Austragsmittel 42 wenigstens teilweise in den Bereich des Prallraums 2 nahe der oberen Deckplatte 23 hineinragt.
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Materialfraktionen 52 des zweiten Typs, welche durch die Öffnung 414 der Austragsvorrichtung 4 in den Austragskanal 41 eintreten, können dann vom im darin angeordneten Austragsmittel 42 entlang einer Austragsrichtung AR in einen zweiten Aufnahmeraum 45 ausgetragen werden. Ein Antrieb 424 dient dabei vorzugsweise zur elektromotorischen Bewegung des Austragsmittels 42, hier des Schneckenförderers 421. Der Austragskanal 41 umfasst vorzugsweise, zwischen dem zweiten Aufnahmeraum 45 und dem ersten im Prallraum 2 schalenförmig ausgebildeten Abschnitt 411, einen längsaxialen 412 und/oder queraxialen 413 Abschnitt (hier nicht dargestellt). Fallen Materialfraktionen 52 des zweiten Typs aus dem Austragsmittel 42 heraus und bleiben im längsaxialen 412 Abschnitt des Austragskanals 41 liegen, so hat es sich bewährt, wenn, wie hier gezeigt, zwischen dem Austragsmittel 42 und dem zweiten Aufnahmeraum 45, insbesondere im längsaxialen 412 Abschnitt des Austragskanals 41, ein beweglicher Rechen 43 zum portionierten Austragen von Materialfraktionen 52 des zweiten Typs in den zweiten Aufnahmeraum 45 angeordnet ist.
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Insbesondere staubförmige Materialfraktionen53 eines dritten Typs, welche leichter als Materialfraktionen des ersten 51 und zweiten 52 Typs und welche mit Hilfe der zirkulierenden Luftströmung LS ebenso wie die Materialfraktionen 52 zweiten Typs zur Austragseinrichtung 4 transportiert wurden, können von Materialfraktionen 52 des zweiten Typs vorteilhaft mit Hilfe einer Absaugvorrichtung 462 zum unterstützenden Transport von Materialfraktionen 52 des zweiten Typs in das Austragsmittel 42, welche mit dem, der Öffnung 414 zum Prallraum 2 gegenüberliegenden, Grund 416 des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals 41 wirkverbunden ist, abgetrennt werden. Ein im, der Öffnung 414 zum Prallraum 2 gegenüberliegenden Grund 416 des schalenförmig ausgebildeten Austragskanals 41 angeordnetes zweites Trennsieb 461 kann dabei vorteilhaft zur Abtrennung von Materialfraktionen eines dritten Typs 53 in einen dritten Aufnahmeraum 46 dienen. Vorzugsweise ist zudem das Austragsmittel 42 derart zum zweiten Trennsieb 461 angeordnet und eingerichtet, dass am zweiten Trennsieb 461 anhaftende Materialfraktionen 52 des zweiten Typs während des Austragens durch das Austragsmittel 42 entfernt werden können.
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In 4 ist in einem Schnitt eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem als Wendelförderer 422 ausgestalteten Austragsmittel 42 dargestellt. Im Bereich nahe der oberen Deckplatte 23 sind in diesem Beispiel Mittel 415 zum ganz oder teilweise reversiblen Verschließen der Öffnung 414 zu sehen. Die Mittel 415 zum ganz oder teilweise reversiblen Verschließen der Öffnung 414 können beispielsweise als, im Bereich nahe der oberen Deckplatte 23 des Prallraums 2 angeordnete, ein- und ausfahrbare Platten ausgebildet sein. Sie dienen einerseits zum Schutz des Austragsmittels 42 vor heraufgeschleuderten Materialfraktion 51 des ersten Typs und können andererseits auch vorteilhaft zur Regulierung des Materialstroms der weiteren Materialfraktionen 52, 53 in den Austragskanal 41 verwendet werden.
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5 zeigt schließlich einen Schnitt durch eine dritte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit einem als Zellenrad 423 ausgestalteten, als Zellenradschleuse wirkenden Austragsmittel 42. Es ist zu sehen, dass die Austragsrichtung AR bei einem als Zellenrad 423 ausgebildeten Austragsmittel 42 senkrecht zur Achse des Austragskanals 41 erfolgt. Korrespondierend dazu kann der Austragskanal 41 in dieser Ausgestaltung vorteilhaft zwischen dem zweiten Aufnahmeraum 45 und dem ersten im Prallraum 2 schalenförmig ausgebildeten Abschnitt 411 einen queraxialen, vorzugsweise mehreckförmigen, Abschnitt 413 umfassen, in welchem das Zellenrad 423 endet. Materialfraktionen, insbesondere des zweiten Typs 52, welche mit Hilfe des vorzugsweise in den Prallraum 2 hineinragenden Zellenrads 423 aufgenommen und in den zweiten Aufnahmeraum 45 ausgetragen wurden können dann vorteilhaft mit einem beweglichen Rechen, einem Förderband und/oder einer Rutsche aus der Vorrichtung 1 abtransportiert werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft einzelne Materialfraktionen 51, 52, 53 eines Materialverbunds 5, vorzugsweise eine Materialfraktion 52 eines zweiten Typs, welche am wenigstens zerkleinert werden soll und vorzugsweise auch eine geringere Dichte als eine erste Materialfraktion 51 aufweist, aus einem Bereich nahe einer oberen Deckplatte 23 aufzunehmen und weitgehend ohne weitere Zerkleinerung, also vergleichsweise großteilig vom Restmaterial abzutrennen. Innerhalb eines Rückgewinnungsprozesses von wiederverwertbarem Material kann dies von Vorteil sein, insbesondere dann, wenn dadurch der Transport und die Weiterverarbeitung einzelner Materialfraktionen 51, 52, 53 erleichtert wird.
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Bezugszeichenliste
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| 1 |
Vorrichtung |
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11 |
Zuführkanal |
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| 2 |
Prallraum |
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21 |
Bodenplatte |
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22 |
Seitenwand |
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23 |
Deckplatte |
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| 3 |
Schlagwerkzeug |
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31 |
Schlagelement |
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32 |
Elektromotor |
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| 4 |
Austragsvorrichtung |
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41 |
Austragskanal |
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411 |
Abschnitt (schalenförmig) |
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412 |
Abschnitt (längsaxial, rohrförmig) |
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413 |
Abschnitt (queraxial, mehreckig) |
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414 |
Öffnung |
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415 |
Mittel (zum Verschließen von 41) |
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416 |
Grund |
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42 |
Austragsmittel |
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421 |
Schneckenförderer |
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422 |
Wendelförderer |
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423 |
Zellenrad |
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424 |
Antrieb |
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43 |
Rechen |
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44 |
Aufnahmeraum (erster) |
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441 |
Trennsieb (erster) |
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442 |
Fördermittel |
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45 |
Aufnahmeraum (zweiter) |
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46 |
Aufnahmeraum dritter |
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461 |
Trennsieb (dritter) |
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462 |
Absaugvorrichtung |
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47 |
Zufuhrstutzen |
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471 |
Steuerklappe |
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| 5 |
Materialverbund |
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51 |
Materialfraktionen (eines ersten Typs) |
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52 |
Materialfraktionen (eines zweiten Typs) |
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53 |
Materialfraktionen (eines dritten Typs) |
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| ALS |
austragender Luftstrom |
| AR |
Austragsrichtung |
| LS |
zyklische Luftströmung |
