Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von kleinstückigem Gut

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von kleinstückigem Gut, insbesondere von zerkleinerten Kunststoffabfällen, mit einem stehenden Behälter, der innerhalb eines am Behältermantel angeordneten Siebmantels einen ringförmigen Strömungskanal für das zu behandelnde Gut bildet, der wenigstens einen an den Behältermantel angeschlossenen Gutauslass für das behandelte Gut und zwischen dem Siebmantel und dem Behältermantel wenigstens einen Sammelraum für Abscheidungen aus dem Strömungskanal aufweist, an den ein Auslass für Reinigungs- und Trocknungsluft anschließt, und mit wenigstens einem Gebläse für eine innerhalb des Strömungskanals umlaufende Reinigungs- und Trocknungsluftströmung für das zu behandelnde Gut, welchem Gebläse ein behälterbodenseitiges Sauggebläse für in den Behälter über einen Ansaugschacht einzubringende Kunststoffabfälle und ein daran anschließendes Radialgebläse für das im Strömungskanal umzuwälzende Gut zugeordnet ist.

Stand der Technik

üblicherweise werden oftmals bereits verunreinigte Kunststoffabfälle im Freien gelagert, wo sie unmittelbar Umwelteinwirkungen, wie Nässe, Schmutz oder dgl. ausgesetzt sind und somit noch weiter verschmutzt werden. Dies hat zur Folge, dass die Kunststoffabfälle vor einer Weiterverarbeitung, insbesondere Wiederaufbereitung gereinigt werden müssen. Dazu besteht die Möglichkeit die Kunststoffabfälle mit einem erheblichen Wasseraufwand zu waschen bzw. einem Trockenreinigungsvorgang zu unterwerfen. Um eine derartige Trock-

nung und Reinigung der zerkleinerten Kunststoffabfälle mit vergleichsweise geringem Energieeinsatz durchführen zu können, wurde bereits vorgeschlagen (EP 1 091 183 B1), einen stehenden Behälter mit einem koaxialen Siebeinsatz zu versehen, der zwischen einem äußeren und einem inneren Siebmantel einen ringförmigen Strömungskanal für das zu behandelnde Gut bildet, das mit Hilfe eines tangential in diesen Strömungskanal eingeblasenen Luftstromes in eine Umwälzbewegung versetzt wird. Die dabei auf die Gutteilchen einwirkenden Fliehkräfte wirken und unterstützen eine Abtrennung der an den Gutteilchen anhaftenden Flüssigkeiten und Schmutzteilchen, die über den äußeren Siebmantel aus dem Strömungskanal abgeschieden werden und über einen zwischen dem äußeren Siebmantel und dem Behältermantel vorgesehenen Sammelraum aus dem Behälter abgeführt werden. Die Restfeuchtigkeit der Gutteilchen verdampft im erwärmten Förderluftstrom und wird mit den Verunreinigungen über den Siebmantel aus der Vorrichtung ausgebracht. Die fliehkraftbedingte Abwälzung der Gutteilchen am äußeren Siebmantel und das gegenseitige Aneinanderreiben der Gutteilchen unterstützen das Ablösen der an ein Gutteilchen anhaftenden festen und flüssigen Verunreinigungen, was im Zusammenwirken mit einem entsprechenden hohen Luftumsatz zu einer guten Trocknungs- und Reinigungswirkung führt. Das getrocknete und gereinigte Behandlungsgut, das mit der Luftströmung innerhalb des Strömungskanals in einer schraubenförmigen Umlaufbewegung aufwärts gefördert wird, kann über einen im oberen Bereich des äußeren Siebmantels vorgesehenen Gutauslass ausgetragen werden. Das zu reinigende Gut wird somit in dem torusförmigen Strömungskanal umgewälzt und gereinigt. Konstruktionsbedingt entsteht bei einem derartigen Gebläse allerdings auch eine unmittelbare Rückströmung vom Radialgebläseauslass zum Radialgebläseeinlass hin, was zur Folge hat, dass die Gutteilchen in diesem Luftstrom gefangen werden können, was wiederum in der Folge eine erhebliche Beeinträchtigung der Trocknungs- und Reinigungswirkung nach sich ziehen kann. Ebenso besteht das Problem, dass sich wegen Ihrer Dimension schwerkraftbedingt am Boden des Behälters absetzende und vom Gebläse im behälterbodenseitig im Umlauf gehaltene Ausscheidungen üblicherweise nur bei Standzeiten der Vorrichtung über eine Wartungsöffnung aus derselben entfernt werden können.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von kleinstückigem Gut, insbesondere von zerkleinerten Kunststoffabfällen, der eingangs geschilderten Art derart auszugestalten, dass eine verbesserte Trocknungs- und Reinigungswirkung erzielt wird.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Gebläse einen in Achsrichtung drei Gebläseeinheiten aufweisenden Rotor umfasst, von denen das erste das Sauggebläse, das zweite das Radialgebläse und das dritte ein vom Radialgebläse in Achsrichtung wegweisende Schaufeln aufweisendes einseitig offenes Laufrad bilden.

Durch das Vorsehen des dritten, vom Radialgebläse in Achsrichtung wegweisende Schaufeln aufweisenden einseitig offenen Laufrads, ist gewährleistet, dass eine unmittelbare Rückströmung von Reinigungs- und Trocknungsluft vom Radialgebläseauslass zum Radialgebläseeinlass hin und somit ein Todraum vermieden wird, in dem sich das zu behandelnde Gut ansammeln kann. Das Radialgebläse weist in üblicher Weise Förderschaufeln auf, die stirnseitig mittels Abdeckscheiben abgeschlossen sind. Die vom Radialgebläse in Achsrichtung wegweisenden Schaufeln des einseitig offenen dritten Laufrades, können vorzugsweise direkt an der ansaugseitigen Abdeckscheibe vorgesehen sein bzw. an dieser befestigt werden. Diese zusätzlichen Schaufeln unterbinden die unmittelbare Rückströmung, also im Wesentlichen einen Kurzschluss in der Strömung, und unterstützen die Umwälzbewegung des Gutes im Strömungskanal unter anderem dadurch, dass dem im Strömungskanal umlaufenden Gut eine turbulente Strömung aufgeprägt wird, was die Reinigungswirkung weiter erhöht.

Um nicht vom Saugstrom ansaugbares Gut, wie Metalle oder Steine und dgl. zurückzuhalten und aus dem Gutstrom auszuscheiden, kann der Ansaugschacht eine Austragseinrichtung für sich bodenseitig absetzende Ausschei-

- A - dungen aufweisen. Durch die Luftströmung rotieren diese schwereren Materialteile im Ansaugschacht und können aus dem Ansaugschacht ausgetragen werden, wenn kein Befüllungsbedarf vorliegt.

Da die im Behälter im Strömungskanal umlaufende Reinigungs- und Trocknungsluft naturgemäß kontinuierlich ausgetauscht werden muss, um einerseits die Abscheidungen aus der Vorrichtung auszubringen und anderseits Trocknungsenergie zuzuführen, empfiehlt es sich, wenn oberhalb des Gebläses ein Reinigungs- und Trocknungsluft in den Behälter einbringendes und mit seiner Mündungsöffnung gegen den Ansaugbereich des Radialgebläses vorragendes Eintragsrohr vorgesehen ist, dem gegebenenfalls ein Heizregister zugeordnet ist. Die aufbereitete, in den Behälter einzubringende Reinigungsluft wird damit direkt dem Radialgebläse zugeleitet bzw. insbesondere von diesem durch das Eintragsrohr in der entsprechenden Menge angesaugt.

Da sich insbesondere feine Abscheidungen, wie Staub oder dgl., üblicherweise im Bereich des Behälterkopfes ansammeln, empfiehlt es sich, wenn dem Behälter sowohl im Bereich des Sammelraums als auch behälterkopfseitig je wenigstens ein Auslass für Reinigungs- und Trocknungsluft zugehört, die in eine gemeinsame Filtereinrichtung münden. So wird beispielsweise verunreinigte Reinigungs- und Trocknungsluft nicht nur über den Sammelraum für die Abscheidungen aus dem Behälter abgeleitet, sondern auch aus dem Behälterkopfbereich abgesaugt bzw. ausgebracht, wodurch eine hohe Austragsleistung für die Abscheidungen sichergestellt ist. Als Filtereinrichtung empfiehlt es sich für eine erfindungsgemäße Vorrichtung üblicherweise ein Zyklonabscheider oder dergleichen.

Um den Reinigungs- und Trocknungsvorgang zielgerecht steuern zu können, kann im Bereich der Filtereinrichtung ein den Verunreinigungsgrad der Reinigungs- und Trocknungsluft messenden Sensor vorgesehen sein. Die Zykluszeit für die Reinigung von Kunststoffabfällen kann somit in einfacher und vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von dem jeweiligen Verunreinigungsgrad der aufzu-

bereitenden Abfälle von der Vorrichtung im Zusammenhang mit der im Behälter vorherrschenden Temperatur und der jeweiligen Verweilzeit berechnet werden.

Der Strömungskanal für das zu behandelnde Gut im Behältermantel kann in bekannter Weise zwischen einem äußeren und einem inneren Siebmantel gebildet sein, zwischen dem das Gut ringförmig umläuft. Verbesserte Reinigungsverhältnisse ergeben sich allerdings, wenn auf den inneren Siebmantel verzichtet wird und das Gut direkt mit der Luftströmung im Kreislauf durch das Radialgebläse hin durchgeleitet wird. Durch die dabei auftretenden Fliehkräfte wird eine besonders gute Reinigungswirkung der in weiterer Folge am Behältermantel aufschlagenden Gutteilchen bewirkt. Da die durch das Radialgebläse umlaufenden Gutteilchen allerdings an den Schaufelrädern bzw. an der Abdeckscheibe anhaften und in weiterer Folge das Radialgebläse verlegen können, empfiehlt es sich, wenn das Radialgebläse für das im Strömungskanal umzuwälzende Gut als bis auf einen im übergangsbereich zwischen fördersei- tiger Schaufelfläche und ansaugseitiger Abdeckscheibe vorgesehenen und die Abdeckscheibe durchbrechenden Spalt geschlossenes Radiallaufrad ausgebildet ist. Sich an der Abdeckscheibe absetzendes zu reinigendes Gut, wird durch die Umlauf- und Fliehkräfte stets in Richtung der nächstliegenden Schaufelfläche zum Spalt hin verlagert und kann wegen des Spaltes in der Abdeckscheibe im Nahbereich der Schaufelfläche fliehkraftbedingt durch das Radialgebläse gefördert werden.

Erweitert sich der Spalt zudem in Radialrichtung nach außen, werden auch Ansammlungen und ein Verlegen des Spaltes selber unterbunden. Des Weiteren unterstützt durch diesen Spalt in Axialrichtung austretende Luftströmung, gegebenenfalls im Zusammenhang mit den Schaufeln des dritten Gebläses eine zusätzliche Verwirbelung im Behälter zur Steigerung der Trocknungs- und Reinigungswirkung. Eine weitere Verbesserung der Reinigungswirkung kann erzielt werden, wenn am Behältermantel oberhalb des offenen Laufrades Reinigungsmitteldüsen angeordnet sind.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 je ein Anlagenschema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in teilgeschnittener Ansicht und Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Laufrad im Schnitt IH-III der Fig. 2 in einem größeren Maßstab.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Eine Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von kleinstückigem Gut umfasst einen stehenden Behälter 1 , der innerhalb eines am Behältermantel 2 angeordneten Siebmantels 3 einen ringförmigen Strömungskanal 4 für das zu behandelnde Gut bildet. Der Behälter 1 weist wenigstens einen am Behältermantel 2 angeschlossenen Gutauslass 5 für das behandelte Gut und zwischen dem Siebmantel 3 und dem Behältermantel 2 wenigstens einen Sammelraum 6 für Abscheidungen aus dem Strömungskanal 4 auf. An den Sammelraum 6 schließt ein Auslass 7 für Reinigungs- und Trocknungsluft an, der in eine Filtereinrichtung 8, vorzugsweise einen Zyklonabscheider, ausmündet. Des Weiteren gehört der Vorrichtung ein Gebläse 9 für eine innerhalb des Strömungskanals 4 umlaufende Reinigungs- und Trocknungsluftströmung für das zu behandelnde Gut an, welches Gebläse 9 ein behälterbodenseitiges Sauggebläse 10 für in den Behälter 1 einzubringende Kunststoffabfälle und ein daran anschließendes Radialgebläse 11 für das im Strömungskanal umzuwälzende Gut umfasst. Der ringförmige Strömungskanal 4 für das zu reinigende Gut ist dabei zwischen dem äußeren Siebmantel 3 und einem inneren Siebmantel 12 gebildet, der eine Strömung der zu reinigenden Gutteilchen durch das Radialgebläse 11 hindurch unterbindet.

Um im übergangsbereich zwischen Radialgebläseauslass 13 und Radialgeblä- seeinlass 14 einen Totraum zu vermeiden, der sich negativ auf die

Trocknungs- und Reinigungswirkung der Vorrichtung auswirken würde, wird vorgeschlagen, dass das Gebläse 9 einen in Achsrichtung 15 drei Gebläseeinheiten aufweisenden Rotor umfasst, von denen das erste das Sauggebläse 10, das zweite das Radialgebläse 11 und das dritte ein vom Radialgebläse 11 in Achsrichtung 15 wegweisende Schaufeln aufweisendes einseitig offenes Laufrad 17 bilden.

Oberhalb des Gebläses 9 ist ein Reinigungs- und Trocknungsluft in den Behälter 1 einbringendes und mit seiner Mündungsöffnung gegen den Ansaugbereich 14 des Radialgebläses 11 vorragendes Eintragsrohr 18 vorgesehen, über welches das Radialgebläse 11 frische Reinigungs- und Trocknungsluft in dem Ausmaß ansaugt, in dem gleichermaßen verbrauchte Reinigungs- und Trocknungsluft aus der Vorrichtung ausgebracht wird. Des Weiteren gehören dem Behälter 1 nicht nur im Bereich des Sammelraums 6, sondern auch behälter- kopfseitig Auslässe 7, 19 für Reinigungs- und Trocknungsluft an, die beide gemeinsam in die Filtereinrichtung 8 münden.

Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltungsvariante des Rotors eines Gebläses, wobei das Radialgebläse 11 für das im Strömungskanal umzuwälzende Gut als bis auf einen Spalt 20, der sich im übergangsbereich zwischen den förderseiti- gen Schaufelflächen 21 und der stirnseitigen Abdeckscheibe 22 ergibt und die Abdeckscheibe 22 durchbricht, geschlossenes Radiallaufrad ausgebildet ist. Die Verwendung eines derartigen erfindungsgemäßen Radiallaufrades ist allerdings nicht nur auf die dargestellte Vorrichtung beschränkt, sondern ist für jede Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von kleinstückigem Gut geeignet, mit dem das Gut in einem Luftstrom gereinigt und getrocknet werden soll. Der Spalt 20 erweitert sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in Förderrichtung, also vom Ansaugbereich 14 zum Auslassbereich 13 des Radialgebläses 11 hin.

Zur Reinigung und Trocknung wird das Kunststoffgut zerkleinert und beispielsweise in den Vorratsbehälter 23 aufgegeben, der über eine mittels eines Schiebers 24 verschließbare Leitung 25 mit einem Ansaugschacht 26 des

Behälters 1 verbunden ist. Zum Befüllen des Behälters 1 wird der Schieber 24 bei sich drehendem Gebläserotor so lange geöffnet, bis eine entsprechende Menge an Kunststoffgut über den Ansaugschacht 26 eingebracht wurde, in dem der Gutstrom aufgrund der herrschenden Luftströmungen und der tangentialen Einmündung der Leitung 25 im Kreislauf geführt wird, bevor er vom Sauggebläse 10 erfasst und in den Behälter 1 eingetragen wird. Ein Rührwerk 27 im Vorratsbehälter 23 verhindert dabei eine Brückenbildung und Verstopfung. Ist eine entsprechende Menge an zu reinigendem Gut angesaugt und wird der Schieber 24 wieder geschlossen, ergibt sich keine Strömung durch das Sauggebläse 10 mehr. Das Radialgebläse 11 sorgt nun für eine entsprechende Umwälzung der Trocknungs- und Reinigungsluft im Strömungskanal 4. Das innere Sieb 12 ist am oberen Bereich des Rotors um die Einlassöffnung 14 des Radialgebläses 11 montiert und dreht sich mit diesem mit, wobei es nach oben hin über eine Dichtkante mit dem Behälterkopf abschließt. Um den Trocknungs- und Reinigungsvorgang zu unterstützen, wird ein Teilstrom der Luft, welcher der Vorrichtung über das Eintragsrohr 18 zugeführt wird, beheizt. Die an den Gutteilchen anhaftenden Schmutzteilchen werden an der Behälterwand von den Gutteilchen abgeschlagen und über den Siebmantel 3 bzw. den Behälterkopf aus der Vorrichtung ausgebracht. Die abgesaugte Luft wird über die Filtereinrichtung 8 geführt und anschließend - entsprechend hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeitsgehalt aufbereitet - wieder in die Vorrichtung eingebracht.

Um schwerere Gutteile, die im Ansaugschacht 26 verbleiben und daher das Sauggebläse 10 nicht beschädigen können, wieder auszuscheiden, ist der Ansaugschacht 26 mit einer Austragseinrichtung 28 versehen, die beispielsweise in Form einer Zellenradschleuse ausgebildet sein kann und für einen Gutaustrag sorgt, wenn kein Befüllungsbedarf besteht.

Um den Trocknungs- und Reinigungsvorgang zu automatisieren, ist ein Temperaturfühler im Behälter 1 vorgesehen, der die Behältertemperatur überwacht. Beim Einbringen von feuchtem und verschmutztem Material sinkt die Behälterinnentemperatur ab. Befindet sich die Temperatur wieder im Steigen, ist der

Trocknungsvorgang eingeleitet und ab einer festgelegten Temperatur abgeschlossen. Zudem wird die aus der Vorrichtung ausgetragene Schmutzteilchenmenge mit einem entsprechenden Messgerät gemessen und bei Vorliegen eines gewünschten Reinigungsgrades, das Material über die Schleuse 5 aus dem Trockenraum ausgetragen.

Zum Verbessern der Reinigungswirkung kann es von Vorteil sein, wenn am Behältermantel 2 oberhalb des offenen Laufrades 17 Reinigungsmitteldüsen 29 angeordnet sind. über diese Reinigungsmitteldüsen kann bedarfsweise Wasser bzw. ein Wasser-Luftgemisch, vorzugsweise unter Hochdruck und gegen die Umwälzströmung, also im Wesentlichen gegen das Laufrad 17 gerichtet, in den Behälter 1 eingebracht werden, wobei dem Wasser bzw. Wasser-Luftgemisch naturgemäß ein Waschmittel zugesetzt sein kann oder das Reinigungsmittel ein gegebenenfalls mit einem Waschmittel versetzter Wasserdampf ist. Die Reinigung kann dabei im Behälter 1 , beispielsweise so ablaufen, dass zuerst eine vorgeschilderte Trockenreinigung erfolgt, anschließend die Feinreinigung durch Einbringen des Reinigungsmittels und abschließend gegebenenfalls eine Trocknung des Gutes erfolgt.