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Verfahren zur Abtrennung eines spezifisch schweren Gutes aus
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einem spezifisch leichten Gut und Vorrichtunoen zur Durchführung
des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf die trockene Aufbereitung von Feststoffgemischen
nach der Dichte ihrer Bestandteile. Sie betrifft ein Verfahren zur Abtrennung eines
spezifisch schweren Gutes, insbesondere Sand und Steine, aus einem spezifisch leichten
Gut, insbesondere Hackschnitzel, und Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
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Es sind verschiedene Verfahren zur Trennung von Feststoffgemischen
nach der Dichte ihrer Bestandteile bekannt, insbesondere in der bergmännischen Aufbereitungstechnik.
Da diese Verfahren meist naß arbeiten, haben sie den gemeinsamen Hachteil, daß eine
auf die Trennung folgende Trocknung mit entsprechend hohem Energieverbrauch erforderlich
ist. Günstiger sind Verfahren, die mit Luft arbeiten, wie z. B. das Luftsetzverfahren
oder die Herdarbeit mit Luft, oder die in der landwirtschaftlichen Aufbereitungstechnik
verzçendeten Verfahren, z. B. zur TrennunS von Feldfrüchten und Steinen. Ihnen haftet
jedoch der gemeinsame Nachteil an, daß sie nur bei relativ eng begrenten Korngrößenklassen
und ähnlicher Kornforn sauber arbeiten. Zur Aufbere;tung von Feststoffen mit einen
sehr breiten Spektrum von Korngrößen und kornform sowohl für das Leicht- als auch
für das Schwergut,
wie es z. B. insbesondere für mit Sand und Steinen
verunreinigte Hackschnitzel zutrifft, müssen daher erst durch Sieben entsprechend
enge Fraktonen hergestellt werden, bevor Trennverfahren nach der Dichte verwendet
werden können. Dieses Vorgehen erfordert jedoch apparatetechnisch einen hohen Aufwand
oder diskontinuierlichen Betrieb eines Gerätes mit veränderter Einstellung für jede
einzelne Kornklasse. Ferner ist auch bei schwankendem Gehalt an Schwergut eine Veränderung
der Trennbedingungen erforderlich. Diese Verfahren haben allerdings den Vorteil,
daß die als Arbeitsmittel verwendete Luft feuchtes Gut trocknet und gegebenenfalls
das Gut entstaubt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abtrennung eines spezifisch
schweren Gutes, insbesondere Sand und Steine, aus einem spezifisch leichten Gut,
insbesondere Hackschnitzel, zu finden, welches ohne Vorklassierung arbeitet, auch
bei beliebiger Oberschneidung der Spektren von Korngröße und Kornform beider Güter,
welches weiterhin einen kontinuierlichen Betrieb gestattet und einen stark schwankenden
Anteil an Schwergut verträgt und welches die Vorteile der Trocknung und Entstaubung
durch Luft beibehält.
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Die Losung der Aufgabe besteht darin, daß das zu trennende Haufwerk
in einem ersten Trennschritt in reines Leichtgut und einen das gesamte Schwergut
enthaltenden Teilstrom von Leichtgut, und dieser Teilstrom in einem zweiten Trennschritt
in reines Schwergut und einen etwas Schwergut enthaltenden Teilstrom von Leichtgut
zerlegt wird, und dieser zweite Teilstrom anschließend wieder dem ersten Trennschritt
zugeführt wird.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn der erste Trennschritt als Luftsetzvorgang
ausgeführt wird, durch den eine Schichtung des zu trennenden Haufwerks
derart
erzielt wird, daß das Leichtgut oben und das mit etwas Leichtgut venuischte Schwergut
unten liegt. Die oberste Schicht aus reinem Leichtgut kann als Fertiggut abgezogen
werden, während der Rest als ein das gesamte Schwergut enthaltender Teilstrom von
Leichtgut einem zweiten Trennschritt zugeführt wird, der neben der unterschiedlichen
Dichte in vorteilhafter Weise auch die unterschiedliche Kornform mit entsprechend
unterschiedlichem Rollverhalten von Leicht- und Schwergut ausnutzt. Auf diese Weise
ist es möglich, hier ein reines Schwergut und einen etwas Schwergut enthaltenden
Teilstrom von Leichtgut zu gewinnen. Dieser Teilstrom wird wieder dem ersten Trennschritt
zusammen mit frischem zu trennenden Gut zugeführt.
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Als Vorrichtung zur Durchführung des ersten Trennschrittes wird eine
modifizierte Luftsetzmaschine vorgeschlagen mit etwa horizontalem, von unten pulsierend
von Luft durchströmten, durch eine Vibrationseinrichtung bewegbaren Siebboden, mit
einer Aufgabevorrichtung für die dosierte und über die Breite der Eingangsseite
des Siebbodens gleichmäßig verteilte Zufuhr des Aufgabegutes und des rückgeführten
Teilstroms, mit einem Wehr an der Ausgangseite des Siebbodens für den Austrag des
reinen Leichtgutes, mit mindestens einer Austragsvorrichtung für den das Schwergut
enthaltenden Teilstrom von Leichtgut und mit einer Abscheidevorrichtung für den
von der Luft gegebenenfalls ausgetragenen Staubanteil von Schwer- und Leichtgut.
Im Prinzip ist eine solche Luftsetzmaschine beispielsweise aus DT-AS 1131612 bekannt.
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Zur Durchführung des zweiten Trennschrittes könnte beispielsweise
ein Steinausleser nach DT-G 1 879 797 eingesetzt werden, der auf dem Prinzip beruht,
daß eine schrägliegende, von Luft gleichmäßig durchströmte Förderfläche
so
eingestellt ist, daß das Leichtgut nach unten abschwimmt und das Schwergut durch
die Förderbewegung nach oben mitgenommen wird.
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Für die hier gestellte Aufgabe ist diese Vorrichtung aber nicht brauchbar,
denn das Schwergut in Form von Steinen ist fast ausschließlich gut rollend, so daß
diese Teile leicht entgegen der Förderrichtung zurückrollen und damit ins Leichtgut
gelangen können.
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Als Vorrichtung zur Durchführung des zweiten Trennschritts wird deshalb
ein Steinausleser vorgeschlagen mit einer Fördereinrichtung mit ansteigender und
mit die Reibung erhöhenden Auflagen versehener Förderfläche, mit einer Aufgabevorrichtung
für die gleichmäßig über die Breite der Förderfläche verteilte Zufuhr des das gesamte
Schwergut enthaltenden Teilstroms von Leichtgut in Einkornschicht, mit einer oder
mehreren unterhalb der Gutaufgabestelle angeordneten, zur Förderfläche einstellbaren
und antreibbaren Bürstenwalzen und mit einer weiteren, unterhalb der Bürstenwalzen
etwa senkrecht zur Förderfläche feststehend angeordneten Bürste, deren Abstand zur
Förderfläche einstellbar ist. Die Neigung der Förderfläche und die Fördergeschwindigkeit
werden dabei so eingestellt, daß kubische Körner nach unten rollen und flache Körner
nach oben mitgenommen werden. Die Bürstenwalzen haben den Zweck, die aus der Aufgabevorrichtung
kommenden Körner zunächst solange aufzuhalten und umzuwälzen, bis die flachen eine
stabile Lage einnehmen und von der Förderfläche nach oben getragen werden. Körner
mit gutem Rollserhaltendurchdringen die Borsten der Bürstenwalze und rollen bis
zur feststehenden Bürste. Die Borsten dieser-Bürste sind gerade so weich gehalten,
daß sie das Durchrollen von Körnerdes Schwergutes entgegen der Förderrichtung gestatten,
nicht aber das Durchrollen von rollfähigen
Körnern des Leichtgutes.
Dieses so zurückgehaltene Leichtgut hält sich einige Zeit rollend oberhalb der festen
Bürste auf, bis es einmal in eine stabile Lage kommt und liegend auf der Fnrderfläche
nach oben litgenommen wird, wo es dann wieder der Luftsetzmaschine aufgegeben wird.
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Verfahren und Vorrichtung wurden für die Abtrennung von Sand und Steinen
aus Hackschnitzeln entwickelt; es kann jedoch auf alle Feststoffgemische angewendet
werden, bei denen die zu trennenden Bestandteile sich sowohl in der Dichte als auch
in der Kornform, und damit im Rolivermögen unterscheiden.
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In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht
auf die aus Setzmaschine und Steinausleser bestehende Trennvorrichtung Fig. 2 einen
Querschnitt durch die Setzmaschine der Trennvorrichtung nach Fig. 1.
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Fig. 3 einen Querschnitt durch den Steinausleser der Trennvorrichtung
nach Fig. 1.
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Das zu trennende Haufwerk, das aus Hackschnitzeln 1 und Steinen 2
besteht, wird über ein Dosierförderband 3 der Luftsetzmaschine 4 zugeführt. Deren
Setzgutträger mit Siebboden 5 ist als Schwingförcerer ausgebildet, der durch Lenkerfedern
6 gegenüber der durch die ledern 7 elastisch gelagerten Grundplatte 8, die auch
den Antriebsmotor 9 far den Kurbel trieb 10 trägt, abgestützt ist.
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Durch die Zufuhrleitungen 11 wird Luft pulsierend den Luftkästen 12
zugeführt. Die Mündungen der Zuführleitungen 11 sind dabei mit Siebkörben 13 abgedeckt,
um eine gleichmäßige Luftverteilung über die Fläche des Siebbodens 5 zu erreichen.
Die gesamte, von dem hier nicht gezeichneten Gebläse für die Setzluft gelieferte
Luftmenge wird im Wechsel jeweils nur einem Luftkasten 12 unter Verwendung einer
gesteuerten Verteilereinrichtung zugeführt. Das hat den Vorteil, daß ein kleineres
Gebläse verwendet werden kann, und daß durch das abschnittweise Einleiten der Luft
dem Gut auf dem Siebboden 5 eine Schaukel bewegung aufgeprägt wird, durch die die
mit der pulsierenden Luft erzielte Schichtung nach der Dichte in Hackschnitzel und
Steine zusätzlich verbessert wird.
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Durch den beschriebenen Setzvorgang sinken die spezifisch schweren
Steine nach unten, so daß die oberste Schicht auf dem Siebboden 5 aus reinen Hackschnitzeln
besteht, die durch die Förderbewegung über das Wehr 14 und die Austragsschurre 15
abgeführt werden.
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Die Steine 2 werden durch eine Leiste 16 auf dem Siebboden 5, die
ebenso wie das Wehr 14 schräg zur Förderrichtung angeordnet ist, zu einer seitlichen
Austragsöffnung 17 gelenkt, durch die es auf die Schurre 18 gelangt. Diese Austragsöffnung
17 ist dabei so bemessen, daß die maximal zu erwartende Steinmenge ohne Stauung
bzw. Oberlaufen über das Wehr 14 ausgetragen werden kann. Da aber der Anteil der
Steine kurzfristigen oder langfristigen Schwankungen unterliegt, führt dies dazu,
daß bei geringerem Anteil ein großer Anteil Hackschnitzel mit ausgetragen wird,
da der Volumenstrom durch die Austragsöffnung 17 annähernd konstant ist.
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Die feinen Körner, vor allem Sand, die durch den Siebboden 5 hindurch
in
die Luftkästen 12 gefallen sind, können durch die Klappen 19
abgezogen werden.
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Von der Schurre 18 wird der die Steine enthaltende Teilstrom von Hackschnitzeln
in Einkornschicht dem Steinausleser 20 aufgegeben. Dieser ist als schrägstehendes
Förderband 21 ausgebildet, auf dem das durch die Kornform bedingte unterschiedliche
Rollverhalten für die Trennung ausgenutzt wird. Die Neigung des Förderbandes 21
und die Fördergeschwindigkeit sind dabei so eingestellt, daß kubische Körner nach
unten rollen, während flache Körner nach oben mitgenommen werden. Zur Verbesserung
der Trennwirkung ist die Förderfläche mit Noppen versehen. Der Trenneffekt wird
unterstützt durch eine drehbare Bürstenwalze 22 mit Textil- oder Naturborsten. Diese
BUrstenwalze 22 hat die Aufgabe, zunächst die von der Schurre 18 kommenden Körner
solange aufzuhalten, bis die flachen in der Hauptsache Hackschnitzel, eine stabile
Lage auf dem Förderband einnehmen und von diesem nach oben wegtransportiert werden.
Körner mit gutem Roliverhalten durchdringen dabei die Borsten der Bürstenwalze 22
und rollen nach unten bis zu einer feststehenden, flachen Bürste 23. Körner mit
höherer Dichte, d. h. die Steine, besitzen genügend kinetische Energie für ein Durchdringen
der Borsten der Bürste 23, so daß sie in den Auffangbehälter 24 fallen. Die Körner
geringerer Dichte, also kubische Hackschnitzel werden von der Bürste 23 aufgehalten
und durch das Förderband schließlich wieder nach oben mitgenommen.
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Bei. Passieren der Bürstenwalze 22 helfen deren Borsten mit, die Körner
in einer stabilen Lage zu halten, so daß sie bis zur Abwurfstelle des Förderbandes
mitgenommen werden. Der Abwurf erfolgt auf eine Rutsche 25, durch die das vom Förderband
abgeworfene Gut wieder auf die Luftsetzmaschine 4 zurückgeführt wird.
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Mit einer Versuchsausführung entsprechend der vorstehenden Beschreibung
wurden beispielsweise Hackschnitzel aufbereitet, die einen Mengenanteil von etwa
0,25 X an Steinen und Sand enthielten. Bei einer Durchsatzmenge von etwa 4,2 t/h
konnten 98,7 % des Anteils an Steinen und Sand ausgebracht werden, während mit den
herkömmlichen Trennverfahren und -vorrichtungen ein solches Ergebnis bei weitem
nicht erreicht werden konnte.