DE4118675A1 - Luftunterstuetzter trenner - Google Patents
Luftunterstuetzter trennerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen luftunterstützten Trenner.
In Anlagen zum Aufbereiten von Feststoffgemischen oder von
Schrott eingesetzte Ventilatoren oder Gebläse, wie insbeson
dere in Luftherden in der Staubabsaugung oder in Sichtern
von Shredderanlagen für Altautos und sortiertem Misch
schrott oder in der Luftansaugung von Trenntellern bei der
Abfall- bzw. Altstoff-Aufbereitung, werden mit sehr
leistungsstarken Antriebsmotoren und damit entsprechend ho
her Leistungsaufnahme des Motors, d. h. großem Stromver
brauch betrieben.
Zum Trennen leichter von schweren Gutteilen (Leicht-/Schwer
trennung) sind als Schwerteilausleser bezeichnete Luftherde
bekannt. Im Maschinengehäuse derartiger Luftherde ist in
aller Regel ein in Längsrichtung geneigtes Sieb angeordnet,
dem das zu sortierende Feststoffgemisch über einen Förderer
und eine für eine gleichmäßige Beschickung des Siebes bzw.
Auslesetisches sorgende Materialaufgabe zugeführt wird. Das
Sieb von unten nach oben durchströmende Luft versetzt die
spezifisch leichteren Bestandteile des Feststoffgemisches
in fließähnlichen Zustand. Die hierzu benötigte, staubfreie
Arbeitsluft wird von einem entweder externen oder im Maschi
nengehäuse angeordneten Ventilator aus der Umgebungsluft
angesaugt.
Die spezifisch schwereren Bestandteile des aufgegebenen
Feststoffgemisches liegen unmittelbar auf dem Sieb und wer
den aufgrund der Schwingbewegung und der Rauhigkeit des
Siebes zum höhergelegenen Ende des Siebes befördert. Damit
sich eine Wurfbewegung erreichen läßt, wozu der Luftherd
definiert schwingen muß, stützt sich das Maschinengehäuse
auf mindestens zwei Lenkerpaaren ab, die die von einem
Schubkurbelantrieb erzeugte Antriebsleistung in das Maschi
nengehäuse einleiten; alternativ läßt sich am Maschinenge
häuse mindestens ein Unwuchtmotor vorsehen. Die Leichtfrak
tion (Leichtgut) fließt stets zum tiefergelegenen und die
Schwerfraktion (Schwergut) stets zum höhergelegenen Herd
ende hin, von wo das Leicht- und das Schwergut über jeweils
einen Austrag zum Abtransport auf einen Folgeförderer gege
ben werden.
Ein solcher Luftherd arbeitet am besten, wenn das Verhält
nis von Leicht- zu Schwergut sowie der Luftdruck konstant
sind. Es hat sich herausgestellt, daß dies vor allem dann
nicht gewährleistet werden kann, wenn es sich bei dem
aufgegebenen Feststoffgemisch um Material aus Elektronik
schrott, Shredderschutt, Kabelabfällen oder um sonstige Ge
mische aus NE-Metallen, beispielsweise vorwiegend bestehend
aus Kupfer, Zink, Messing, Magnesium und Aluminium, mit
unterschiedlicher Kornform handelt. Diese für die NE-Aufbe
reitung vorgesehenen Feststoffgemische besitzen vor allem
bei Korngrößen über 10 mm eine sehr heterogene Kornform;
außerdem verändert sich ihre Zusammensetzung ständig.
Der Wirkungsgrad der Luftherde ist daher unzureichend und
der Austrag häufig ein Zufallsprodukt. Die unbefriedigenden
Betriebsergebnisse eines Luftherdes, vor allem bei der
NE-Aufbereitung, bei der es darum geht, ein Produkt (Leicht- oder
Schwergut) abzutrennen, z. B. einen möglichst großen Alu
minium-(Leichtgut)-Anteil zurückzugewinnen, d. h. vom Schwer
gut (Kupfer, Bronze, Messing, Blei etc.) abzutrennen, ver
schlechtern sich dann noch, wenn sich während des Betriebes
die Temperatur und davon abhängig die Luftdichte entspre
chend verändert, die bei zunehmender Temperatur abfällt.
Über dem Sieb ist dann kein ausreichender Tragdruck mehr
vorhanden, der verhindern könnte, daß das Leichtgut zusam
men mit dem Schwergut ausgetragen wird. Denn bei fehlendem
Luftdruck wandert das gesamte Aufgabegut nach oben, da sich
dann ausschließlich die Förderkomponente des Schwingsiebes
auswirkt; hingegen würde bei extrem hohem Luftdruck auch
das Schwergut nach unten ausgetragen werden, weil das gesam
te Aufgabegut entsprechend der Siebneigung mit dem sich
über dem Sieb aufbauenden Luftpolster bzw. aufgrund dessen
Tragdruck nach unten flösse. Zwar ist es bei Luftherden
bekannt, die Luftströmung im Zuführkanal zum Sieb mittels
manuell über ein gemeinsames Handrad oder von einem Elektro
antrieb zu verstellenden Drosseln bzw. Klappen zu beeinflus
sen, jedoch beseitigen die - außerdem mechanisch sehr auf
wendigen, über Hebelgestänge miteinander gekoppelten - Dros
selverstellungen die obigen Schwierigkeiten nicht. Trotz
der Drosseln bzw. Klappen wirbelt die von außerordentlich
leistungsstarken, 10 bis 15 KW-Ventilatoren bzw. Gebläsen
zugeführte Luft oberhalb des Siebes so stark, daß sich
Leicht- und Schwergut unerwünscht vermischen. Bei elek
trisch angetriebenen Drosseln entsteht außerdem ein zusätz
licher Energiebedarf und der Elektroantrieb erzeugt eine
die Umgebungstemperatur erhöhende Wärme, die wiederum die
Dichte der Luft verringert. Wechselnde Betriebsbedingungen
aufgrund einer unterschiedlichen Beschaffenheit und/oder Zu
sammensetzung des aufzubereitenden Materials treten auch
bei einem Trennteller - z. B. beeinflußt von nassen oder
trockenen Papieranteilen - und einem Shredder auf, bei dem
weiterhin beispielsweise der Füllungsgrad sowie Witterungs
einflüsse für das Trennergebnis ausschlaggebend sind. Um im
Anschluß an die Shredder-Entstaubung und den -Sichter den
noch ein sauberes Produkt zu erhalten, wird der Anlage
meistens eine deutlich überhöhte Luftmenge zugeführt. Das
bedeutet nicht nur entsprechend große Ventilatoren oder
Gebläse mit dazugehörenden leistungsstarken Motoren, son
dern auch einen hohen Energieverbrauch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebswei
se, d. h. vor allem die Trennschärfe bei Trennprozessen mit
stark schwankenden Betriebsbedingungen eines luftunterstütz
ten Trenners, insbesondere Luftherd, Shredderanlage, Trenn
teller zu verbessern und den Betriebsaufwand zu verringern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch elektronisch gere
gelten Luftdruck gelöst. Auf diese Weise läßt sich eine
exakte, feinfühlige Regelung des Luftdruckes und damit ein
geregelter Trennprozeß erreichen, bei dem sich hinsichtlich
der zugeführten Luftmenge eine gute Anpassung an die jewei
lige Zusammensetzung und/oder Beschaffenheit des aufgegebe
nen Materials ergibt, was es erlaubt, mit großer Trennschär
fe ein sauberes Produkt abzutrennen. Mittels beispielsweise
eines geregelten Luftherdes lassen sich das in einem Fest
stoffgemisch enthaltene Aluminium nahezu völlig zurückgewin
nen und die Aluminiumverluste auf einen Wert unter 3% und
damit weit niedriger als z. B. in einer bekannten Schwimm-
Sink-Anlage halten. Schließlich läßt sich auch ein gleich
mäßiger Luftstrom einstellen und damit ein nachteiliges
Verwirbeln der Luft vermeiden. Den jeweiligen Ist-Wert des
Luftdruckes ermittelt ein Sensor, der bei einer Shredderan
lage in der Entstaubungsleitung zwischen dem Shredder und
einem Abscheider (Zyklon) und/oder der Saugleitung zwischen
dem Sichter und einem Abscheider und bei einem Luftherd
oder einem Trennteller in der Luftleitung hinter dem Venti
lator angeordnet sein kann.
Es empfiehlt sich, einen mittels eines Frequenzumrichters
drehzahlgeregelten Ventilator einzusetzen. In diesem Fall
gibt ein dem Frequenzumrichter zugeordneter Regler einen
Soll-Wert vor; verringert sich, z. B. mit zunehmender Be
triebs- und/oder Außentemperatur, die Luftdichte, so daß
der Luftdruck abfällt, bewirkt der Regler über den Frequenz
umrichter eine entsprechende Erhöhung der Drehzahl des den
Ventilator antreibenden Motors bis der Sollwert des Luft
druckes erreicht ist. Somit läßt sich eine Drehzahlregelung
des Ventilators - dessen Ist-Wert über ein Potentiometer
vorgegeben werden kann - und trotz Temperaturunterschieden
ein konstanter Luftdruck mittels des Frequenzumrichters er
reichen.
Wenn bei einem Luftherd die Stromaufnahme seines Antriebs
motors als Führungsgröße für den Soll-Wert des Luftdruckes
eingesetzt wird, läßt sich der Luftdruck auch an wechselnde
Zusammensetzungen des aufgegebenen Feststoffgemisches an
passen. Wie sich herausgestellt hat, nimmt nämlich der den
Luftherd in Schwingung versetzende Antriebsmotor mehr Strom
auf, wenn der Schwergut-Anteil zunimmt und weniger, wenn
der Leichtgut-Anteil, d. h. insbesondere Aluminium in dem
Feststoffgemisch zunimmt. Zwar ist die Änderung der Motor
stromaufnahme sehr gering, jedoch läßt sich mit einer elek
tronischen Spreizung eine Regelkomponente erreichen. Wenn
somit der Schwergutanteil, in dem Feststoffgemisch abnimmt,
wird der Luftdruck durch entsprechend höhere Drehzahl des
den Ventilator antreibenden Motors erhöht, so daß trotz des
geringeren Schwergut-Anteils das Leichtgut dennoch den da
für bestimmten Austrag erreicht; es schwimmt nämlich auf
grund des dann höheren Tragdruckes auf dem Luftpolster über
dem Sieb auf und fließt zum tiefergelegenen Leichtgut-Aus
trag ab.
Beim Betrieb mittels eines - handelsüblichen - Frequenzum
richters lassen sich weniger leistungsstarke Ventilatoren
bzw. Gebläse und Antriebsmotoren einsetzen, denn in Versu
chen mit einem Luftherd hat sich bestätigt, daß bei einer
Regelung des Luftdruckes die Leistungsaufnahme des Antriebs
motors unter 50% gesenkt werden kann, woraus sich ein
erheblich geringerer Stromverbrauch und damit eine Kostener
sparnis ergibt; es ist somit möglich, von vornherein einen
entsprechend leistungsschwächeren Antriebsmotor nebst Venti
lator zu installieren.
Mit vorteilhaft dem Ventilator im Luftherd nachgeschalteten
Einbauten, z. B. Prall- und Leitblechen, läßt sich der Luft
druck über die Länge des Siebes verändern und eine gewünsch
te Luftverteilung unterhalb des Gutbettes erreichen.
Vorteilhaft wird das den Schwergutaustrag aufweisende Herd
ende weniger durchlüftet als das Herdende mit dem Leicht
gutaustrag, was sich durch ein unterhalb des Schwergutaus
trags angeordnetes Prallblech erreichen läßt. Die zum
Schwergutaustrag hin niedrigere Schicht des Feststoffge
mischs wird damit weniger durchlüftet als die höhere, mehr
lagige Schicht oberhalb des Siebes im Bereich des Leichtgut
austrags. Diese Maßnahme unterstützt den außerordentlich
hohen Trenngrad bei einem erfindungsgemäß geregelten Luft
herd, denn aufgrund des im Bereich des Schwergutaustrags
geringeren Luftstroms kann ein Schwergutteil, z. B. Kupfer
stück, von der Luft nicht in den zum Leichtgutaustrag
wandernden Förderstrom geblasen werden.
Wenn sich das Sieb zum Schwergutaustrag hin verjüngt, wird
die erreichte, hohe Trenngenauigkeit unterstützt. Es hat
sich nämlich gezeigt, daß durch einen solchen - vorzugswei
se durch auf dem Sieb angeordnete Längskeile erreichten -
Querschnittsverlauf, bei dem der Luft ein zum Austragsende
hin geringer werdender Durchtrittsquerschnitt zur Verfügung
steht, verhindert wird, daß die Bestandteile des aufgegebe
nen Feststoffgemischs von dem Luftstrom in eine Drehbewe
gung versetzt werden und sich dadurch zur falschen Aus
tragseite bewegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in
der anhand eines Luftherdes einige Ausführungsbeispiele des
Gegenstandes der Erfindung näher erläutert werden. Es zei
gen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen, eine elektronische Luft
druckregelung aufweisenden Luftherd, in schemati
scher Seitenansicht;
Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Luftherd mit in seinem
Gehäuse angeordneten Luftleitblechen, in schema
tischer Seitenansicht und ohne Regelung;
Fig. 3 den Luftherd gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 mit sich
zum Schwergutaustrag hin verjüngendem Sieb, in
schematischer Draufsicht als Einzelheit; und
Fig. 4 eine andere Ausführung eines Luftherdes mit sich
zum Schwergutaustrag hin verjüngendem Sieb, in
schematischer Draufsicht.
Ein Luftherd 1 besitzt ein Maschinengehäuse 2, das mittels
eines Schubkurbelantriebs über Lenker 3 und einen Antriebs
motor 4 in Schwingungen versetzt wird. Der Luftherd 1 ist
mit einer elektronischen Regelung 5 versehen, die den Luft
druck unter einem zum tiefer gelegenen Leichtgut-Austrag 6
hin geneigten Sieb 7 konstant hält. Auf das Sieb 7 wird das
zu trennende, Leichtgut und Schwergut enthaltende Feststoff
gemisch aufgegeben, wie in Fig. 2 durch einen Materialaufga
bepfeil 8 verdeutlicht wird. Während das in dem Feststoffge
misch enthaltene Leichtgut aufgrund des von unterhalb des
Siebes 7 mittels eines Ventilators 9 (vgl. Fig. 1) über
einen Lufteinlaß 11 in das Maschinengehäuse 2 zugeführten
Luftstroms aufschwimmt und entsprechend der Neigung des
Siebes 7 zum Leichtgutaustrag 6 hin abrutscht, gelangt das
Schwergut aufgrund der Schwingungen des Maschinengehäuses 2
zum Schwergutaustrag 12 am höher gelegenen Ende des Siebes
7.
Der die Schwingungen des Luftherdes 1 erzeugende Antriebs
motor 4 ist elektrisch mit einem Regler 13 verbunden, der
bei sich verändernder Zusammensetzung des auf das Sieb 7
aufgegebenen Feststoffgemischs 14 (vgl. Fig. 2) die dann
entsprechend größere oder kleinere Stromaufnahme des An
triebsmotors 4 als Führungsgröße w für den Sollwert des
Luftdruckes abgreift. Wenn das Verhältnis von Leicht- zu
Schwergut im aufgegebenen Feststoffgemisch 14 nicht mehr
konstant ist, sich z. B. der Schwergut-Anteil verringert,
wie insbesondere bei überwiegend aus zerkleinerten Eisen
bahnwaggons bestehendem Aufgabegut, sinkt die Stromaufnahme
des Antriebsmotors 4. Dieser Wert geht als Führungsgröße w
für den Soll-Wert des Luftdruckes in den Regler 13 ein,
der eine entsprechende Stellgröße y für einen Frequenzum
richter 15 bildet, über den die Drehzahl eines den Venti
lator 9 antreibenden Motors 16 gesteuert wird. Bei sinken
der Motorstromaufnahme bewirkt eine höhere Ventilatordreh
zahl, daß sich der Luftdruck entsprechend erhöht und damit
trotz der geänderten Gemischzusammensetzung das Leichtgut
nicht unerwünscht über den Schwergutaustrag 12 austritt,
sondern aufgrund des unter dem Sieb 7 größeren Luftdruckes
nach unten, zum Leichtgutaustrag 6 gelangt, denn der Trag
druck des Luftpolsters wird größer.
Steigt der Schwergut-Anteil, z. B. durch in dem Feststoffge
misch überwiegende, zerkleinerte Gaszähler, erhöht sich im
gleichen Maße die Stromaufnahme des Antriebsmotors 4 und
geht ein entsprechender Wert in den Regler 13 ein, so daß
über den Frequenzumrichter 15 die Drehzahl des Ventilatormo
tors 16 niedriger eingestellt und damit der Luftdruck ver
ringert wird. In diesem Fall verhindert nämlich das in dem
Feststoffgemisch überwiegend vorhandene Schwergut ein Hoch
wandern des Leichtgutes zum Schwergutaustrag 12. Mittels
der Regelung 5 läßt sich somit der Luftdruck abhängig von
der jeweiligen Zusammensetzung des Feststoffgemisches 14
exakt und feinfühlig einstellen.
Der Regelkreis 5 besitzt zudem einen Regler 17, der eben
falls an den Frequenzumrichter 15 angeschlossen ist und in
den der von einem Drucksensor 18 erfaßte Ist-Wert des
Luftdruckes als Regelgröße x eingeht. Ändert sich der Luft
druck aufgrund äußerer Einflüsse, wie insbesondere der Tem
peratur, so liefert der Regler 17 eine entsprechende
Stellgröße y für den Frequenzumrichter 15, der dann die
Drehzahl des Antriebsmotors 16 des Ventilators 9 entweder
erhöht oder erniedrigt, bis der Luftdruck unter dem Sieb 7
mit dem im Regler 17 vorgegebenen Sollwert übereinstimmt,
so daß ein konstanter Luftdruck aufrechterhalten bleibt.
Dem Ventilator 9 sind im Maschinengehäuse 2 als Prall- bzw.
Luftleitbleche ausgebildete Einbauten 19 nachgeschaltet,
die den über den Lufteinlaß 11 eintretenden Luftstrom unter
halb des Siebes 7 umlenken und verteilen. Die in Richtung
zum Schwergutaustrag 12 hin niedrigere Schicht des Fest
stoffgemisches 14 wird weniger und die zum Leichtgutaustrag
6 hin höhere, die auf dem Luftpolster aufschwimmenden und
auszutragenden Leichtgut-Anteile enthaltende Schicht des
Feststoffgemisches 14 wird mehr von der Luft durchströmt.
Das Sortieren bzw. Trennen von Leicht- und Schwergut wird
durch auf dem Sieb 7 angeordnete Längskeile 21 begünstigt,
die die Durchtrittsfläche des Siebes 7 zum Schwergutaustrag
12 hin verkleinern (s. Fig. 3 und 4), und auf diese Weise
einen gezielten Förderstrom unterstützen.
Claims (7)
1. Luftunterstützter Trenner, gekennzeichnet durch elek
tronisch geregelten Luftdruck.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ei
nen mittels eines Frequenzumrichters (15) drehzahlge
regelten Ventilator (9).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei einem Luftherd (1) die Stromaufnahme
seines Antriebsmotors (4) als Führungsgröße (w) für
den Soll-Wert des Luftdruckes eingesetzt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch dem
Ventilator (9) im Luftherd (1) nachgeschaltete Einbau
ten (19).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das den Schwergutaustrag (12) aufweisende Herdende
weniger durchlüftet wird als das Herdende mit dem
Leichtgutaustrag (6).
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3
bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Sieb (7)
zum Schwergutaustrag (12) hin verjüngt.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3
bis 6, gekennzeichnet durch auf dem Sieb (7) angeord
nete Längskeile (21).
Priority Applications (2)
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