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Title:
DEVICE FOR SORTING MIXTURES OF PLASTIC CHIPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/006499
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for sorting mixtures of plastic chips of different density using a parting liquid. The device includes a mixing funnel (4) for mixing plastic chips with a parting liquid to get from the parting tank a mix, such that chips go apart following the sink-float process, a flushing pipe (62) in its central part, with an upper flushing position (722) for the light fraction (1) and a lower flushing position for the heavy fraction (2), and a closed cycle circuit for the parting liquid (3). In order to ensure top quality sorting in continuous and smooth working conditions, the propose device comprises, just under the mixing funnel (4), a flushing-feeding ejector for introducing the mix. The central part (71) of the parting tank (7), into which the flushing pipe runs horizontally, extends in proximity of the pipe upwardly and downwardly to the conical areas. The invention includes, in a sequence arrangement, a tapping device for the light fraction, just behind the flushing position (722), an ejector- conveying pipe (8) for the heavy fraction (1), just past the flushing position and an upward and downward oriented discharge pipe (82) and another tapping device (92). Both tapping devices 91, 92) are provided with collectors (912, 922) for recycling the parting liquid (3).

Inventors:
FIEDLSCHUSTER THOMAS (DE)
PILZ HARALD (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/001633
Publication Date:
February 19, 1998
Filing Date:
August 02, 1997
Export Citation:
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Assignee:
F & P SORTIERTECHNIK GMBH (DE)
FIEDLSCHUSTER THOMAS (DE)
PILZ HARALD (DE)
International Classes:
B03B5/28; B03B5/32; B03B5/36; B03B9/06; B03B11/00; B29B17/02; (IPC1-7): B03B5/38
Foreign References:
DD235376A31986-05-07
FR2573340A11986-05-23
US2422657A1947-06-24
US2726765A1955-12-13
DE4338864A11995-05-18
DE1001203B1957-01-24
EP0557816A21993-09-01
Attorney, Agent or Firm:
Schneider, Manfred (Chemnitz, DE)
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Claims:
"Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunststoffschnitzeln"Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunstoffschnitzeln unter¬ schiedlicher Dichte mittels Trennflüssigkeit, bestehend aus einem Mischtrichter (4) für das Vermengen von Kunststoffschnitzeln (1 , 2) mit einer Trennflüssigkeit (3) zu einem Ausgangsgemisch (1/2/3) mit einer Einfüllöffnung (52) für die Kunststoffschnitzel (1 , 2) von oben und mit einem MischStrahlrohr (51) für die Zuführung der Trennflüssigkeit (3) in den Mischtrichter (4), aus einem Trennbehälter (7) für das Trennen der Kunststoffschnitzel nach dem SchwimmSinkVerfahren, mit einer Spülleitung (62) für das Einleiten des Ausgangsgemisches (1/23) in den mittleren Abschnitt des im wesentlichen zylindrischen Trennbehälters (7), mit einer Abführposition (722) für die Leichtfraktion (1 ) an der Spitze des kegeligen, oberen Bereiches des Trenn beh alters (7) und mit einer Abführposition für die Schwerfraktion (2) an der Spitze des kegeligen, unteren Bereiches des Trenn beh alters (7), und aus einem geschlossenen Kreislaufsystem für die Trennflüssigkeit (3), dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar unterhalb des Mischtrichters (4), in der Spülleitung (62, 63) für die Einleitung des Ausgangsgemisches (1/2/3) ein SpülSpeiseEjektor (6) angeordnet ist, daß der mittlere Abschnitt (71) des Trennbehälters (7), in den horizontal die Spülleitung (62, 63) mündet, einen im wesentlichen zylindrischen Bereich hat und nahe der Spülleitung (62, 63) nach oben und unten in die kegelförmi¬ gen Bereiche (72, 73) übergeht, daß der Abführposition (722) für die Leichtfraktion (1) eine Entnahmeanordnung (91) unmittelbar und der Abführposition (732) für die Schwerfraktion (2) eine EjektorFörderdüse (8) unmittelbar sowie ein nach oben führendes Austrags¬ rohr (82) und eine weitere Entnahmeanordnung (92) in der Folge zugeordnet sind, und daß der Entnahmeanordnung (91) für die Leichtfraktion (1) und der Entnahme¬ anordnung (92) für die Schwerfraktion (2) Sammelleitungen (912, 922) für die Rückführung der Trennflüssigkeit (3) zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Spülleitung (62) für das Ausgangsgemisch (1/2/3) im Mittelabschnitt (71) des Trennbehälters (7) etwa horizontal und radial zum Mittelabschnitt (71 ) ausgerichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Spülleitung (63) für das Ausgangsgemisch (1/2/3) innen, tangential zum Umfang des Mittelabschnittes (71 ) ausgerichtet, angefügt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeanordnungen (91, 92) jeweils als Förderschnecken mit je einem Flüssigkeitsabscheider (911 , 921) ausgebildet sind, wobei den Flüssig¬ keitsabscheidern (911, 921) die Sammelleitungen (912, 922) für die Rück¬ führung der Trennflüssigkeit (3) zugeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischtrichter (4) neben der oberen Einfüllöffnung (42) ein horizontal angeordnetes MischStrahlrohr (51) aufweist und daß der unteren Austrittsoffnung (43) des Mischtrichters der SpülSpeise Ejektor (6) zugeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzung der Einfüllöffnung (52) und das MischStrahlrohr (51) einander benachbart und in etwa der gleichen Ebene angeordnet sind und daß die Begrenzung der Einfüllöffnung (52) und der Mündungsabschnitt des MischStrahlrohres (51) als MischSpeiseeinheit (5) zusammengefaßt auf die Oberseite des Mischtrichters (4) aufsetzbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzung der Einfüllöffnung (51) ein nach unten gerichteter Abweisesteg (521) zugeordnet ist, dessen unteres, verbreitertes Ende senkrecht über der Austrittsoffnung (43) des Mischtrichters (4) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzung der Einfüllöffnung (51) oben, im Zentrum des Mischtrichters (4) eine in Strömungsrichtung rotierende Schleuderscheibe (522) zugeordnet ist, .
9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf der Trennflüssigkeit (3) umfaßt: einen Rückführabschnitt mit den Sammelleitungen (912, 922) der Flüssigkeits¬ abscheider (911 , 921), mindestens einen Filter (94), einen Sammelbehälter (95), eine FörderSpeiseleitung (80) zum FörderStrahlrohr (81) der EjektorFörder¬ düse (8), eine SpülSpeiseleitung (60) zum SpülStrahlrohr (61) des Spül Speise Ejektors (6), eine MischSpeiseLeitung (50) zum MischStrahlrohr (51) des Mischtrichters (4), mindestens eine kontinuierlich fördernde Pumpe (802, 602, 502) und Stellmittel (501, 601 , 801) für die Durchflußmenge in jeder genannten Speiseleitung (50, 60, 80).
Description:
"Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunststoffschnitzeln"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunst¬ stoff schnitzeln unterschiedlicher Dichte mittels Trennflüssigkeit, bestehend aus einem Mischtrichter für das Vermengen von Kunststoffschnitzeln mit der Trenn¬ flüssigkeit zu einem Ausgangsgemisch, mit einer Einfüllöffnung für die Kunststoff¬ schnitzel von oben und mit einem Strahlrohr für die Zuführung der Trennflüssig¬ keit in den Mischtrichter, aus einem Trennbehälter für das Trennen der Kunst¬ stoffschnitzel nach dem Schwimm-Sink-Verfahren, mit einer Speiseleitung für das Einleiten des Ausgangsgemisches in den mittleren Abschnitt des gerundeten Trennbehälters, mit einer Abführposition für die Leichtfraktion an der Spitze des kegeligen, oberen Bereiches des Trennbehälters und mit einer Abführposition für die Schwerfraktion an der Spitze des kegeligen, unteren Bereiches des Trenn¬ behälters, und aus einem geschlossenen Kreislaufsystem für die Trennflüssigkeit.

Vorrichtungen bzw. Anlagen der oben genannten Art wurden bisher in unter¬ schiedlichen Varianten bekannt.

Mit der WO Patentanmeldung 91/04100 wurde vorgeschlagen, die Kunststoffe durch das sogenannte Schwimm-Sink-Verfahren zu trennen. Die Kunststoffteilchen unterschiedlicher Kunststoffarten werden in einer Trenn¬ flüssigkeit in einem Sammelbehälter durch Verwendung von Rührelementen gleichmäßig verteilt. Nach dem Stillsetzen der Rührelemente wird das Schnitzel- Trennflüssigkeitsgemisch im gesamtem Sammelbehälter verteilt. Die in der beruhigten Trennflüssigkeit zunächst schwebenden Kunststoffteilchen steigen in Abhängigkeit von ihrer eigenen Dichte und der Dichte der Trennflüssig-

keit entweder an die Oberfläche oder sie sinken auf den Grund des Behälters ab. An der Oberfläche werden die aufgeschwemmten Teilchen einem Überlauf zugeführt. Von dort werden diese Kunststoffteilchen der Leichtfraktion unter Abscheidung der Trennflüssigkeit der weiteren Verarbeitung zugeführt. Die schwereren, absinkenden Kunststoffteilchen werden mit Hilfe eines Förderbandes am Boden des Sammelbehälters erfaßt, und über eine schiefe Ebene nach oben aus dem Sammelbehälter herausgeführt.

Eine solche Arbeitsweise und Vorrichtung ist nachteilig, da einerseits die Rühr¬ bewegung durch den Propeller und andererseits die Transportbewegung des Transportbandes Turbulenzen in der Trennflüssigkeit erzeugen, die für den Trennprozeß nach dem Schwimm-Sink-Verfahren nachteilig sind. Mit dieser Vorrichtung erreichte man brauchbare Sortierergebnisse nur bei diskontinuierli¬ cher Arbeitsweise. Die Produktivität ist gering.

Eine ähnliche Arbeitsweise beschreibt die DE-OS 41 30 645. Hier rührte man das Gemisch ebenfalls direkt im Trennbehälter und versuchte bei einer gleich¬ mäßigen Trennung der Kunsstoffteilchen voneinander auch die an diesen Teil¬ chen anhaftenden Luftbläschen abzulösen.

Diese Lösung hatte gleich mehrere entscheidende Nachteile. Durch das Rühren in einem zylindrischen Behälter sammelten sich die Kunststoffteilchen in dichten Lagen am Umfang des Behälters. Beim nachfolgend eingeleiteten Beruhigungs¬ vorgang lösten sich diese Ansammlungen nicht wieder auf. Auch die Luftbläs¬ chen können nur ungenügend beseitigt werden. Diese wechselten in der Regel nur das Teilchen an dem sie hafteten. Die Schwimm- Sink-Trennung war unbe¬ friedigend. Eine vertretbare Trennungsqualität wurde nur bei relativ geringer Konzentration von Kunststoffteilchen in der Trennflüssigkeit erreicht. Dieser Umstand und die diskontinuierliche Arbeitsweise der Vorrichtung machte dieses Verfahren praktisch unbrauchbar.

Auch die Weiterbildung der beschriebenen Vorrichtung durch die Lehre der DE 42 09 277 A1 vermag das definierte Problem nicht zu lösen. Hier hat man analog zur WO 91/04100 versucht, das Rühren wieder räumlich vom Schwimm -Sink-Prozeß zu trennen. Das Flügelrad, das man zwischen dem

Rührgerät und dem Schwimm-Sink-Behälter anordnete, war nicht in der Lage, die turbulente Strömung zu beruhigen. Die Kunststoffteilchen sammelten sich in Schichten am Umfang des Schwimm-Sink- Behälters. Eine saubere Trennung nach der Dichte war unter diesen Bedingungen nicht möglich. Andererseits sammelten sich an dem langsam rotierenden Flügelrad, das die Strömung beruhigen sollte, schnell Kunsstoffteilchen in einer derartigen Menge, daß der Prozeß zur Beseitigung dieser Ansammlung unterbrochen werden mußte.

Mit der DE 44 17 693 C1 wurde ein Verfahren und eine Anlage für das Trennen von Kunststoffschnitzeln vorgeschlagen, bei dem die Kunsstoff schnitze! - in an sich bekannter Weise - mittels Rührgerät in einem Mischtrichter mit unten an¬ schließendem senkrechtem Schacht in der Trennflüssigkeit verteilt wurden. Dieses Gemisch sollte in einem kontinuierlichen Strom zum Scheitel eines konischen, mit seiner Achse horizontal ausgerichteten Sammel- bzw. Trenn¬ behälters geführt werden. Durch eine stetige Querschnittserweiterung innerhalb des Trennbehälters versuchte man das Gemisch in einer laminaren Strömung weiter zu führen und dabei die Leichtfraktion von der Schwerfraktion zu trennen. Am entgegengesetzten Ende des Trennbehälters wurde im oberen Bereich die Trennflüssigkeit mit der Leichtfraktion und im unteren Bereich die Trennflüssigkeit mit der Schwerfraktion abgesaugt.

Zur Lösung der Luftbläschen von den Teilchen versuchte man im Schwimm-Sink- bzw. Trennbehälter eine kurzhubige Schwingung in der Trennflüssigkeit zu erzeugen. Es wurde erwartet, daß sich dadurch die Luftbläschen an der oberen konischen Begrenzungsfläche zusammen mit Teilchen der Leichtfraktion sam¬ meln. Das bestätigte sich jedoch in der Praxis nicht. Die Zahl der schweren Teilchen im Bereich der Leichtfraktion war nach wie vor zu groß. Die Trennungs¬ ergebnisse waren ungenügend.

Erheblche Probleme bereitete mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung auch das Absaugen der Schwer- und Leichtfraktionen.

Das Absaugen dieser Fraktionen erfolgte in mehr oder weniger regelmäßigen Zeitabständen durch das Öffnen von Ventilen. Zufällig mitgerissene Trennflüssig-

keit wurde in einem gesonderten Behälter abgeschieden und in den Kreislauf zurückgeführt. Mittel zur Erzeugung der Saugwirkung wurden weder beschrieben noch dargestellt. In der Praxis zeigte sich, daß sich insbesondere die Leitungen zur Führung der Schwerfraktion in kurzer Zeit zusetzten. Aktiv abgesaugt wurde die Trennflüssigkeit mit den Schwebeteilchen im Mittel- abschitt des Trennbehälters zwischen den Austragsöffnungen für die Leicht- und Schwerfaktion am Ende des kegligen Behälters. Die dort abgesaugte Trenn¬ flüssigkeit führte im Trennbehälter zu einem Strömungsverlauf, der den Trenn¬ vorgang zusätzlich störte. In dem Bereich, wo die Leicht- und die Schwer-Frak- tion oben bzw. unten abgesaugt werden sollten, erzeugte man eine Strömung nach der horizontalen Mitte.

Die Sortierergebnisse wurden wiederum verfälscht. Neben der nach wie vor unbefriedigenden Trennung der Kunsstoffteilchen nach ihrer Dichte, war die hier beschriebene Anlage außerdem zu groß.

Verstopfungen waren in dem verschlungenen Rohrleitungssystem vorprogram¬ miert. Eine kontinuierliche Arbeitsweise war zwar erwünscht, konnte aber auch hier praktisch nicht realisiert werden.

Mit der DD-PS 235 376 A3 wurde eine Anlage der einleitend beschriebenen Art vorgeschlagen. In einen trichterförmigen Behälter wurde das Plastabfallgemisch und die Trennflüssigkeit eingebracht, die über eine senkrechte Rohrleitung nach unten in den mittleren Abschnitt eines zylindrischen, aufrechtstehenden Trenn¬ behälter gebracht wurde.

Im Trennbehälter, der sehr lange zylindrische Abschnitte oberhalb und unterhalb der Zuführleitung besitzt, sollten die Teile der Leichtfraktion nach oben aufsteigen und die Teile der Schwerfraktion nach unten absinken. Am Ende dieser zylin¬ drischen Abschnitte des Trennbehälters sind trichterförmige Anordnungen vor¬ gesehen, die an ihren äußeren Enden in Rohrleitungen für das Ableiten der Leichtfraktion und das Ableiten der Schwerfraktion münden. Am unteren Ende des Trennbehälters - im Bereich des kegligen Abschnittes - ist eine Steuerleitung vorgesehen, über die unter Druck Trennflüssigkeit zugeführt wird. Sie soll die Strömungsverhältnisse im Tr nnbehälter steuern

Diese hier dargestellte Anordnung ist so in keiner Weise funktionsfähig. Bereits im Einfüllbehälter, in den das Plastabfallgemisch und die Trennflüssigkeit eingebracht werden, bleiben die Teile der Leichtfraktion und Teile der Schwer¬ fraktion, an denen Luftbläschen haften, an der Oberfläche. Die Rohrleitung zum Trennbehälter wird sofort verstopfen.

Die Anordnung von Pumpen in dieser Leitung ist praktisch nicht realisierbar, da die Pumpen durch das Plastabfallgemisch sofort verstopfen würden. Andererseits sorgen diese Pumpen nicht dafür, daß die Luftbläschen aus dem Gemisch entfernt werden. Diese Luftbläschen und die durch die Pumpen erzeugten turbu¬ lenten Strömungen im Trennbehälter verhindern eine exakte Trennung der Teilchen in unterschiedliche Fraktionen.

Der Trennbehälter kann die ihm zugeordnete Funktion nicht erfüllen. Die Teile der Schwerfraktion setzen sich am unteren Ende des Trennbehälters ab. Es sind keine Mittel angegeben, diese Teile der Schwerfraktion über den Flüssigkeits¬ spiegel der Trennflüssigkeit hinaus zu fördern. Auch hier sind keine Pumpen der herkömmlichen Art einsetzbar.

Die Abführung der Teile der Leichtfraktion ist ebenfalls nicht gewährleistet. Diese verstopfen den horizontalen Rohrleitungsabschnitt. Die Funktion einer solchen Vorrichtung ist nicht gewährleistet.

Durch die europäische Patentanmeldung 557 818 A2 ist eine weitere Anlage zur Trennung zerkleinerter Kunststoffe vorgeschlagen worden. Bei dieser Anlage werden zunächst die formstabilen Kunststoffe und die Folien voneinander ge¬ trennt und in unterschiedlichen Prozessen der Weiterverarbeitung zugeführt. Die formstabilen Kunststoffe kleiner Abmessungen werden in einen Behälter mit Trennflüssigkeit gegeben und durch eine Rühranordnung mit dieser vermischt. Vom Ende des trichterförmigen Bodens wird das Gemisch mittels Pumpe nach oben, in eine mittige, nach oben offene Austrittsöffnung in den mittleren Abschnitt eines zylindrischen Trenn beh alters geführt. Dieser zylindrische Trennbehälter geht oben und unten im großen Abstand von der genannten Zuführposition in trichterförmige Abschnitte über, die ihrerseits an ihrem Ende in Rohrleitungen für das Ableiten der Leicht- und der Schwerfraktion münden.

Wie bereits vorn erwähnt, ist es mit Hilfe von Rührgeräten nicht möglich, die Luftbläschen aus dem Gemisch zu entfernen. Diese verfälschen nach wie vor das Trenn ergebnis. Die in der Rohrleitung zwischen dem Mischbehälter und dem Trennbehalter angeordnete mechanische Pumpe ist nicht in der Lage, im Misch¬ behälter eine Strömung nach unten zu erzeugen, die größer ist als die Auftriebs¬ geschwindigkeit der Leichtfraktion im Mischbehälter. Die Leichtfraktion wird demzufolge sehr schnell den Mischbehälter verstopfen und damit die Anlage außer Betrieb setzen.

Will man die Förderleistung der Pumpe zwischen Mischbehälter und Trenn¬ behälter erhöhen, um diesen Mangel zu beseitigen, würde sich automatisch die Strömung im Trennbehälter verändern und die Bedingungen für den Trenn¬ vorgang nachteilig beeinflussen .

Im übrigen sind auch hier die selben nachteiligen Wirkungen beim Abführen der Leicht- und der Schwerfraktion festzustellen wie sie vorn bereits dargestellt wurden. Auch diese Anlage kann das gestellte Problem nicht lösen.

Die DE 43 37 207 A1 beschreibt eine Eintragsvorrichtung für vorbehandelte Kunststoff-Fraktionen in eine Trenn- oder Wascheinrichtung. In einen trichterförmigen Behälter wird am oberen Umfang tangential, wie bei Zyklonen üblich, die Trennflüssigkeit zugeführt. Die Kunststoff schnitze! werden von oben in den offenen Trichter eingebracht. Diese trichterförmige Anordnung ragt mit ihrem unteren Ende direkt in die Trennflüssigkeit. Diese Vorrichtung soll ein möglichst homogenes Gemisch aus Kunststoffschnitzeln und Trennflüssigkeit erzeugen.

Auch diese Vorrichtung ist nicht geeignet, die unvermeidlich entstehenden Luft¬ bläschen aus dem Gemisch zu entfernen und eine kontin uerliche Förderung des Gemisches zu gewährleisten. Die von oben eingebrachten Kunststoffschnitzel verzögern die trichterförmige Strömung sehr schnell, so daß nur ein sehr flacher Flüssigkeitstrichter entsteht.

Der Mischvorgang in einem solchen Trichter ist sehr unbefriedigend. Es gelingt nicht, die Luftbläschen von den Teilchen zu lösen. Die Teile der Leichtfraktion schwimmen obenauf und führen nach kurzer Zeit zur Funktionsunfähigkeit der

Vorrichtung.

Diese Vorrichtung ist damit - auch in Verbindung mit den anderen, oben be¬ schriebenen Vorrichtungen - nicht geeignet, die Kunststoffteilchen unterschied¬ licher Dichte nach dem Schwimm-Sink-Verfahren bei kontinuierlicher Arbeits¬ weise zuverlässig zu trennen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, die es ermöglicht, bei kontinuierlicher Arbeitsweise die Kunststoffteilchen in Abhängigkeit von der

Dichte der Trennflüssigkeit sicher und qualitätsgerecht zu trennen und große

Kunststoff mengen mit vertretbarem Aufwand in kurzer Zeit zu sortieren.

Im Besonderen kommt es darauf an, beim Mischen der Kunststoffschnitzel in der

Trennflüssigkeit dafür zu sorgen, daß die Luftbläschen sich möglichst vor dem

Trennvorgang von den Kunsstoffteilchen vollständig lösen und aus dem Gemisch entfernt werden können.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, den Trennvorgang in einer kontrolliert geführten Strömung zu vollziehen und eine kontinuierliche Abführung der Leicht- und Schwerfraktion zu gewährleisten.

Ein kontinuierlicher Trennflüssigkeitskreislauf ist zu sichern. Die Anlage soll mit hohem Wirkungsgrad auf engstem Raum zuverlässig betrieben werden können.

Diese komplexe Aufgabe wird duch die Vorrichtung nach Anspruch 1 auf überra¬ schende Weise und in einfacher Form gelöst.

Durch die Führung des Ausgangsgemisches in der dünnwandigen, trichterförmig, entlang einer Spirale geführten Strömung, die insbesondere durch die Wirkung des Speiseejektors entsteht, werden die Luftbläschen von den Kunststoff schnit¬ zeln mit hoher Zuverlässigkeit gelöst. Die Luft wird auf kurzem Wege aus dem Gemisch entfernt. Die Mehrzahl der Kunststoffteilchen schwimmt dann völlig frei in der Trennflüssigkeit.

Das so aufbereitete Ausgangsgemisch wird dann durch die mit dem Speise- ejektor zugeführten zusätzlichen Trennflüssigkeit, die auch eine definierte Bewe-

gungsenergie mitbringt, in den Mittelabschnitt des im wesentlichen senkrecht ausgerichteten Trennbehälters geführt. An den gebogenen Wandungen dieses Trennbehälters wird die Strömung zirkulierend, mit stetig kleinerwerdendem Durchmesser nach oben bzw. unten zu den Abführpositionen geführt. Im Mittelabschnitt des Trennbehälters sind die vertikalen Komponenten dieser Strömung noch sehr klein, so daß sich die Partikel der Leichtfraktion und die Partikel der Schwerfraktion durch ihre Auftriebseigenschaften leicht voneinander trennen und in die zirkulierende Strömung nach oben oder unten übernommen werden können.

Die Strömungsgeschwindigkeit wird dabei so gewählt, daß während der ersten Zirkulation der Strömung der Trennprozeß im wesentlichen abgeschlossen ist. Mit der Reduzierung des horizontalen Querschnittes des Trennbehälters nach dem Trennvorgang, d. h. nahe an der Mündung der Spülleitung, vergrößern sich die vertikalen Komponenten der Strömungsgeschwindigkeit und unterstützen dann die räumliche Trennung von Schwer- und Leichtfraktion. Besondere Bedeutung kommt dabei der Ejektor-Förderdüse an der Abführ¬ position der Schwerfraktion zu. Sie ermöglicht einerseits das Strömungsgleichge¬ wicht im Trennbehälter und andererseits das zuverlässigen Abführen der Schwer¬ fraktion aus dem Trennbehälter. Gleichzeitig ermöglicht die dort zugeführte, zusätzliche Trennflüssigkeit mit ihrer definierten Bewegungsenergie eine höhere Strömungsges chwindigkeit im Austrags roh r. Dadurch wird es möglich, die Schwerfraktion zuverlässig über den Flüssigkeitsspiege! der Trennflüssigkeit im gesammten System hinaus zu fördern und diese, ebenso wie die Leichtfraktion, zu entnehmen.

Die kontinuierlich arbeitenden, vorzugsweise mechanischen Entnahmeanordnun¬ gen sichern, daß die Leicht- und Schwerfraktionen störungsfrei entnommen werden können und auch die bis dorthin strömend geführte Trennflüssigkeit entfernt und in ihren Kreislauf zurückgeführt wird. Dieser Kreislauf ist in allen Phasen kontinuierlich gestaltet.

Durch die in Anspruch 2 definierte Art und Weise der Einführung des Ausgangs¬ gemisches in den Trennbehälter werden praktisch nach oben und unten je 2

zirkulierende Strömungen erzeugt. Testergebnisse haben gezeigt, daß bei dieser

Einspülung eine sehr hohe Trennqualität erreicht werden kann.

Mit der Art der Einspülung nach Anspruch 3 werden ähnlich gute Ergebnisse erreicht.

Die Gestaltung der Entnahmeanordnungen nach Anspruch 4 erlaubt eine zu¬ verlässige Entnahme der beiden Fraktionen aus dem Prozeß bei gleichzeitigem Entzug der Trennfüssigkeit für die Rückführung in den Trennprozeß.

Die Gestaltung des Mischtrichters nach Anspruch 5 gewährleistet neben einer optimalen konstruktiven Gestaltung des Mischtrichters auch eine optimale Funk¬ tion. Die Merkmale nach Anspruch 6 erlauben eine einfache Wartung der Misch¬ anordnung.

Die Ausführung nach Anspruch 7 gewährleistet, daß die Partikel und die Flüssig¬ keit bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt zusammengeführt werden. Die Partikel wälzen sich unter Wirkung der Fliehkraft und der Reibung an der Trich¬ terwand. Die Zeit, in der sich die Luftblasen lösen und nach der Mitte abgedrängt werden können, verlängert sich.

Die Schleuderscheibe nach Anspruch 8 gewährleistet, daß nahezu alle Kunst¬ stoffschnitzel im oberen Bereich des Mischtrichters in die trichterförmige Strö¬ mung gelangen. Sie sorgt auch dafür, daß die Kunststoffteilchen bereits be¬ schleunigt in die Strömung gelangen und dadurch die Trichterform der Strömung lange erhalten bleibt. Die Abscheidung der Luftbläschen wird dadurch optimal. Der Kreislauf der Trennflüssigkeit nach Anspruch 9 gewährleistet eine optimale Einstellung der Strömungsbedingungen und damit der Bedingungen für den Trennvorgang in der gesamten Anlage.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrich¬ tung zum Trennen bzw. Sortieren von Kunststoffschnitzeln,

Fig. 2 eine Darstellung analog zu Fig. 1 mit einer besonderen Verdeut¬ lichung des Strömungsverlaufes,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Trennbehälter entlang der Linie III - IM in Fig. 1 mit radialer Einspülung des Ausgangsgemisches,

Fig. 4 eine Darstellung analog zu Fig. 3 mit in Umfangsrichtung einge¬ spültem Ausgangsgemisch,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch den Mischtrichter mit einem Abweise¬ steg,

Fig. 6 eine Draufsicht zu Fig. 5,

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch den Mischtrichter analog zu Fig. 5 mit einer Schleuderscheibe und

Fig. 8 eine Draufsicht zu Fig. 7.

Die nachfolgend beschriebene Anlage zum Sortieren von Kunststoffschnitzeln wird in der Reihenfolge der notwendigen Arbeitsschritte beschrieben. Der Vorgang beginnt mit dem Mischen der Trennflüssigkeit 3 mit dem im wesent¬ lichen getrockneten Gemisch aus Kunststoffschnitzeln 1 , 2.

Die Trennflüssigkeit 3, in der Regel ist es Wasser mit Zusätzen zur Anpassung der Dichte, wird in der Misch-Speiseeinheit 5 über die Misch-Speiseleitung 50 und das Misch-Strahlrohr 51 in Umfangsrichtung eingeführt. Unmittelbar neben der Mündung des Misch-Strahl röhre s 51 , die im wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, befindet sich die Einfüllöffnung 52 für die Kunststoff-

schnitze! 1, 2. Diese Einfüllöffnung 52 kann mit Ausnahme des Bereiches des

Misch- Strahlrohres 51 und dem von ihm ausgehenden Flüssigkeitsstrahl den gesamten übrigen Bereich oberhalb der oberen Öffnung 42 des Mischtrichters 4 ausfüllen. Unmittelbar unterhalb der Misch-Speiseeinheit 5 schließt sich der

Mischtrichter 4 an. Der Durchmesser der oberen Öffnung 42 entspricht etwa dem

Durchmesser der Misch-Speiseeinheit 5. Beide Teile 4, 5 sind lösbar miteinander verbunden.

Der Mischtrichter 4 verjüngt sich nach unten um einen Winkel zwischen 40° und

70° und mündet im unteren Abschnitt in die Austrittsöffnung 43.

Der aus dem Misch-Strahlrohr 51 austretende Flüssigkeitsstrahl legt sich an die inneren, kegelförmigen Wandungen des Mischtrichters 4 an und bildet im Bereich des kegligen Abschnittes 41 eine kegelige Strömung 411 aus. Diese kegelige

Strömung 41 1 erstreckt sich spiralförmig bis zur Austrittsöffnung 43 und bildet die sog. trichterförmige Strömung.

Unmittelbar unterhalb der Austrittsöffnung 43 schließt sich der Speise-Ejektor 6 an. Dessen Spül- Strahlrohr 61 wird von der Spül-Speiseleitung 60 gespeist.

Der dadurch im unteren Bereich des Mischtrichters 4 entstehende Unterdruck unterstützt die Bildung eines Flüssigkeitst chters (411), dessen Spitze sich bis nahe an die Austrittsöffnung 43 erstreckt.

Das von dem Spül-Speise-Ejektor 6 angesaugte Ausgangsgemisch 1/2/3 wird über einen bogenförmigen Rohrabschnitt über die Spülleitung 62 in den mittleren

Abschnitt 71 des Trennbehälters 7 geführt.

Vorzugsweise mündet die Spülleitung 62 in den Mittelabschnitt 71 in radialer

Richtung (siehe Fig. 3). Das Ausgangsgemisch 1/2/3 reduziert mit dem Eintritt in

den großen Querschnitt des Trennbehälters 7 seine Geschwindigkeit. An der gegenüberliegenden Wand wird dieses Ausgangsgemisch in der horizon¬ talen Ebene nach beiden Seiten ausgelenkt und in zwei zirkulierende Strömungs¬ komplexe aufgeteilt.

Ein Teil jeder seitlich abgelenkten Strömung 721 bewegt sich spiralförmig nach oben. Ein anderer Teil dieser Strömungen 731 , 731' wird ebenso nach unten geführt.

Unter der sog. Streuwirkung verteilen sich die Kunststoff schnitze! sehr schnell über den gesamten Querschnitt des Trennbehälters 7 im Mittelabschnitt 71. An dem Mittelabschnitt 71 , der hier zylindrisch ausgebildet ist und eine vertikale Achse hat, schließen sich nach oben und unten kegelige Abschnitte 72, 73 an. Die vom Mittelabschnitt 71 her zirkulierenden Strömungen 721 , 731 werden, nach oben und nach unten durch den sich verringernden Durchmesser in vertika¬ ler Richtung beschleunigt.

Ist die vertikale Komponente der Strömungsgeschwindigkeit im Mittelabschnitt 71 etwa halb so groß wie die Auftriebsgeschwindigkeit der aufschwimmenden Leichtfraktion 1, dann ist die vertikale Komponente dieser Strömung 721 in der oberen Abführposition 722 der Leichtfraktion 1 etwa doppelt so groß wie deren Auftriebsgeschwindigkeit.

In gleicher Weise werden die Geschwindigkeitsverhältnisse der Strömung 731 im Bereich der Abführung der Schwerfraktion 2 ausgebildet. Die aufschwimmende Leichtfraktion 1 wird an der Oberfläche 31 der Trenn¬ flüssigkeit 3 oberhalb der Abführposition 722 für die Leichtfraktion 1 mittels Entnahmeanordnung 91 , die eine kontinuierlich fördernde Förderschnecke ist, nach oben entfernt.

Die gleichzeitig in diesem Bereich ankommende Trennflüssigkeit 3 wird über den Flüssigkeitsabscheider 911, ein Sieb, im Umfangsbe reich der Förderschnecke in die Sammelleitung 912 geführt.

Die Schwerfraktion, die sich an der unteren Abführposition 732 des Trennbehäl¬ ters 7 befindet, wird durch die Ejektor-Förderdüse 8 zusätzlich, kontinuierlich nach unten gesaugt. Das über die Förder-Speiseleitung 80 gespeiste FÖrder- Strahlrohr 81 erzeugt in der Abführposition 732 einen Unterdruck und fördert die so angesaugte Schwerfraktion 2 - zusammen mit einem Teil der Trennflüssigkeit 3 - über das Austragsrohr 82 an die Oberfläche zum Flüssigkeitsspiegel 31 der Trennflüssigkeit 3.

An dieser Stelle befindet sich eine weitere Entnahmeanordnung 92 in Form einer Förderschnecke. Diese Entnahmeanordnung 92 ist in gleicher Weise wirksam wie die für die Leichtfraktion 1.

Die hier abgeschiedene Trennflüssigkeit 3 wird über den Fiüssigkeitsabscheider 921 und die Sammelleitung 922 ebenfalls in den Kreislauf zurückgeführt.

Die Trennflüssigkeit 3 gelangt über die Sammelleitungen 912, 922 zur Rückführ¬ leitung 93. Von dort gelangt diese Flüssigkeit über eine entsprechende Filter¬ anordnung 94 in einen Speicher 95.

Im Bereich des Speichers 95 kann die Trennflüssigkeit 3 über die Nachfülleitung 951 ergänzt werden.

Aus dem Speicher 95 werden über geeignete Pumpen (502, 602, 802) die Misch- Speiseleitung 50 für die Misch-Speise-Einheit 5, die Spül-Speiseleitung 60 für

den Speise- Ejektor 6 und die Förder- Speiseleitung 80 zur Ejektor-Förderdüse 8 bedient.

Ensprechende Drosselventile (501 , 601 , 801) in den unterschiedlichen Speiselei¬ tungen 50, 60, 80 können dort die Flüssigkeitsströme drosseln oder ganz ab¬ sperren. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, jeder dieser unterschiedlichen Speiseleitungen 50, 60, 80 eine Pumpe 502, 602, 802 zuzuordnen, die hinsicht¬ lich ihrer Drehzahl und Leistung steuerbar ist. Es ist natürlich auch möglich, eine einzige Pumpe (nicht dargestellt) vorzusehen, die die drei genannten Speiselei¬ tungen 50, 60 und 80 bedient. In diesem Falle sind die Drosselventile 501, 601 , 801 in diesen Speiseleitungen 50, 60, 80 unmittelbar vor den jeweiligen Strahl¬ rohren 51 , 61 , 81 anzuordnen.

Diese hier beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Die durch den Flüssigkeitsstrah! des Misch-Strahlrohres 51 erzeugte trichterförmi¬ ge Strömung 411 nimmt in ihrem oberen Abschnitt die Kunststoffschnitzel 1 , 2 auf. Durch das Wälzen der Trennflüssigkeit 3 an der Trichterinnenwand werden die Kunststoffschnitzel 1, 2 voneinander gelöst.

Die Luftbläschen lösen sich und gelangen durch die Druckdifferenzen und durch ihre niedrige Dichte in dieser Strömung schnell an die Innenseite des Flüssig¬ keitstrichters und entweichen dort in die Atmosphäre.

Das so gebildete blasenfeie Ausgangsgemisch 1 , 2, 3 wird über die Austrittsöff¬ nung 43 nach unten geführt. Der Speise-Ejektor 6 unterstützt diesen Vorgang. In dem anschließenden, senkrechten Rohrabschnitt können die letzten Luftbläschen nach oben entweichen. Das Ausgangsgemisch 1/2/3 wird anschließend in den Mittelabschnitt 71 des Trennbehälters 7 eingeführt.

Die Trennung des Ausgangsgemisches 1/2/3 erfolgt dann, wie bereits vorn beschrieben. Die trichterförmig nach oben und unten beschleunigte Strömung 721 , 731 , 731' unterstützt den Trennvorgang dadurch, daß die im Mittelabschnitt 71 sich durch Sinken und Aufschwimmen trennenden Kunststoffteilchen der Leicht- 1 und Schwerfraktion 2 ausreichend Platz zum Lösen voneinander haben. Die nach oben bzw. nach unten beschleunigte Strömung 721 , 731 unterstützt später diesen Vorgang.

Wie bereits erwähnt, kann man das Ausgangsgemisch 1/2/3 in den Mittelab¬ schnitt 71 des Trennbehälters 7 mittels Spülleitung 63 auch nahe an der Innen¬ wand des Mittelabschnittes 71 in Umfangsrichtung einführen.

Das Ausgangsgemisch 1/2/3 bleibt dann im wesentlichen im Bereich dieser Strömung 631 und verteilt sich etwas langsamer auf die inneren Querschnitts¬ bereiche des Mittelabschnittes 71.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Strömungsverhältnisse insgesamt klarer sind. Die zirkulierende Strömung 631 ist in großen Abschnitten laminar. Das hat den Vorteil, daß im Bereich dieser Strömung Turbulenzen weitgehend vermieden werden und eine falsche Auswahl durch diese Turbulenzen verhindert werden kann.

Als nachteilig ist jedoch zu vermerken, daß sich die Kunststoffteilchen 1 , 2 mehr oder weniger am Umfang des Mittelabschnittes 71 konzentrieren und sich dort gegenseitig an der Auswahlbewegung behindern.

Dieser beschriebenen Variante ist deshalb die in Fig. 3 dargestellte radiale Einspülung des Ausgangsgemisches 1/2/3 vorzuziehen.

In den Fig. 5 und 6 ist das Einfüllen der Kunststoffschnitzel 1 , 2 und das Mischen mit der Trennflüssigkeit nochmals gesondert dargestellt. Die durch das Misch- Strahlrohr 51 eingetragene Trennflüssigkeit 3 wird am Umfang der Misch-Spei¬ seeinheit 5 in Umfangsrichtung abgelenkt und durch die Schwerkraft der Flüssig-

keit und den an der Austrittsöffnung 43 herrschenden Unterdruck nach unten ausgeienkt und bedeckt so zirkulierend die Innenseite des kegeligen Abschnittes 41 des Mischtrichters 4 mit einer kegeligen, spiralförmigen Strömung 411.

Um zu sichern, daß nahezu alle Kunststoffschnitzel 1 , 2 sich an der Innenwand des Mischtrichters 4 abwälzen können und die Luftbläschen nach der Innenseite des Flüssigkeitstrichters ausscheiden können, ist im Inneren der Einfüllöffnung 52 der Abweisesteg 521 angeordnet.

Die Oberkante dieses Abweisesteges 521 ist sehr steil ausgebildet, so daß sich daran keine Kunststoffschnitzel 1 , 2 festsetzen können.

Im unteren Abschnitt dieses Steges 521 ist derselbe so erweitert, daß er die untere Spitze des Flüssigkeitskegels 411 voll abdeckt und die Kunststoffschnitzel

1, 2 zu einem frühen Zeitpunkt in die trichterförmige Strömung 411 gelangen.

In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Beschickung des Mischtrichters 4 mit Kunststoffschnitzeln 1 , 2 dargestellt. Hier wird das Schnit¬ zelgemisch 1 , 2 vorzugsweise über eine geneigte Rohrleitung in die Einfüllöff¬ nung 52 geleitet.

Unmittelbar unter dieser Einfüllöffnung 52 befindet sich eine schnell rotierende Schleuderscheibe 522, die von einem Motor 53 mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Die Drehrichtung dieser Schleuderscheibe 522 ist vorteilhaft gleich¬ gerichtet mit der zirkulierenden Strömung 411.

Diese Schleuderscheibe 522 gewährleistet, daß einserseits die Kunststoffschnit¬ zel 1 , 2 zu einem sehr frühen Zeitpunkt in den Flüssigkeitstrichter 411 gelangen. Zum anderen trägt diese Schleuderscheibe 522 dazu bei, die Flüssigkeitsströ¬ mung in der Trichterströmung 411 zu beschleunigen oder zumindest zu erhalten.

Von besonderer Bedeutung ist außerdem, daß diese beschleunigten Kunststoff¬ schnitzel 1 , 2, bedingt durch die hohe Eintrittsgeschwindigkeit, die Innenwand des Mischtrichters schnell erreichen und dort sehr effektiv die Luftblasen ab¬ streifen können.

Der Flüssigkeitskreislauf wurde bereits vorn sehr ausführlich beschrieben. An dieser Stelle sei nochmals betont, daß der Kreislauf mit seinen einzelnen Be¬ standteilen zu unterschiedlichen Zwecken sehr differenziert betrieben werden kann. Der Standardkreislauf erfolgt, beginnend bei der Pumpe 802 über die Förder- Speiseleitung 80. Mit dem Strahlrohr 81 tritt diese Flüssigkeit in das Austragsrohr 82 ein, steigt nach oben und gelangt über den Flüssigkeitsabschei¬ der 921 in die Sammelleitung 922 und in die Rückführleitung 93. In der Filteranordnung 94 werden körperliche Bestandteile aus der Flüssigkeit 3 zurückgehalten. Die gereinigte Flüssigkeit 3 gelangt in den Speicher 95. Dieser Kreislauf wird in der Regel ständig aufrechterhalten.

Wird die Schnitzelzuführung unterbrochen, dann bedient man die Misch-Speise¬ leitung 50 und die Spül-Speiseleitung 60 nicht. Der gesamte obere Abschnitt der Vorrichtung wird praktisch stillgelegt. Die Trennflüssigkeit 3 verharrt in der jeweili¬ gen Position. Werden Kunststoff schnitze! 1, 2 wieder zugeführt, bedient man die Misch-Speiseleitung 50 und die Spül-Speiseleitung 60 und der Trennvorgang geht sofort in der vorn dargestellten Weise weiter.

In dem Bereich des Systems, in dem sich Kunststoffschnitzel 1 , 2 in irgendeiner Form befinden, sind keinerlei Ventilanordnungen nötig. Schalt-, Steuer- und Antriebsfunktionen für den Kreislauf werden nur dort ausgeführt, wo sich aus¬ schließlich eine gefilterte Trennflüssigkeit 3 bewegt.

Beabsichtigt man Kunststoffgemische 1 , 2 mit einer größeren Zahl unterschiedli¬ cher Dichtefraktionen zu trennen, ist es, wie allgemein bekannt, auch hier sinn¬ voll mehrere dieser Trennvorrichtungen hintereinander in Reihe zu schalten und in diesen Trennvorri chtungen Trennflüssigkeiten 3 unterschiedlicher Dichte einzusetzen.

Die vorn beschriebene Vorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, kann in der Praxis auf sehr engem Raum in einer komplexen Baueinheit

hergestellt und angeordnet werden. Der Mischtrichter 4 und der Trennbehälter 7 können teilweise überlappt positioniert werden.

Die Misch-Speiseeinheit 5 und die Entnahmeanordnungen 91 , 92 können in einem engen, überschaubaren Bereich in gleicher Bedienhöhe angeordnet werden.

Durch die zirkulierende Strömung im Trennbehälter kann dieser in begrenzter Größe ausgeführt werden. Das beschleunigte Austragen von Leicht- 1 und Schwerfraktion 2 ermöglicht eine hohe Durchsatzleistung auf engstem Raum ohne die Qualität des Sortiervorganges negativ zu beeinflussen. Eine entscheidende Bedeutung für den zuverlässigen, kontinuierlichen Ablauf aller Vorgänge haben die beiden Ejektor-Anordnungen, der Spül-Speise- Ejektor 6 für das kontinuierliche Einbringen des Ausgangsgemisches in den Trenn¬ behälter 7 und die Förder- Ejektor-Düse 8 für das kontinuierliche Absaugen der Schwerfraktion 2 mit dem Anteil der Trennflüssigkeit 3.

"Vorrichtung zum Sortieren von Gemischen aus Kunststoffschnitzeln'

Bezuqszeichentiste

Leichtfraktion

Schwerfraktion

Trennflüssigkeit

Trennf lüssigke itsspiegel

Mischtrichter

- kegeliger Abschnitt

- kegelige Strömung obere Öffnung

Austrittsöffnung

Misch-Speiseeinheit

Misch-Speiseleitung

Drosselventil

Pumpe

Misch-Strahlrohr (für Trennflüssigkeit)

Einfüllöffnung (für Schnitzelgemisch)

Abweisesteg

Schleuderscheibe

Motor

Spül-Speise- Ejektor

Spül-Speiseleitung

601 Drosselventil

602 Pumpe

61 Spül-Strahlrohr

62 Spülleitung, zentrisch

63 Spülleitung, exzentrisch

631 Strömung

Trennbehälter 1 Mittelabschnitt 2 oberer Kegelabschnitt 21 Stömung 22 Abführungsposition (Leichtfraktion) 3 unterer Kegelabschnitt 31 , 731' Strömung 32 Abführungsposition (Schwerfraktion)

Ejektor-Förderdüse 0 Förder- Speiseleitung 01 Drosselventil 02 Pumpe 1 Förder-Strahlrohr 2 Austragsrohr 1 Entnahmeanordnung (Förderschnecke) 11 Flüssigkeitsabscheider 12 Sammelleitung 2 Entnahm eanordnun g (Förde rschnecke) 21 Fiüssigke itsabscheide r 22 Sammelleitung 3 Rückführleitung 4 Filter 5 Speicher 51 Nachfülleitung