Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Trenngut in einem Zentrifugalkraftscheider (ZKS) sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

ZKS ermöglichen die Trennung von Partikeln nach ihrer Dichte in Bezug zur Dichte eines Trennmediums. Ursprünglich für die Koh leaufbereitung entwickelt, kommen ZKS mittlerweile für Sortier aufgaben unterschiedlichster Art zum Einsatz.

ZKS umfassen typischerweise zylindrische Gehäuse, deren Längs achse im Betrieb meist winklig, beispielsweise zwischen 20° und 40°, zur Horizontalen ausgerichtet ist. Trennmedium wird übli cherweise durch einen evolventenförmigen Einlass im Gehäuseman tel in einem unteren Bereich des ZKS eingeleitet, sodass eine Wirbelströmung mit einem Luftkern entlang der Längsachse des ZKS erzeugt wird und das Trennmedium durch einen evolventenförmigen Auslass im oberen Bereich des Gehäusemantels wieder austritt. Trenngut wird durch einen üblicherweise zentral an einer oberen Stirnseite des zylindrischen Gehäuses angeordneten Einlass ein gebracht. Partikel mit geringer Dichte schwimmen an der Grenz fläche zwischen dem Trennmedium und dem Luftkern auf und werden durch die Schwerkraft entlang der Längsachse des ZKS zu einem zentral an der unteren Rückseite des zylindrischen Gehäuses an geordneten Auslass befördert. Partikel hoher Dichte sinken in das Trennmedium ab, werden durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gedrückt und verlassen den ZKS durch einen Trennmedi umauslass im oberen Bereich des Gehäuses. Die im Trenngut ent haltenen Partikel können so nach ihrer Dichte in Bezug zur Dichte des Trennmediums sortiert werden.

Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl unterschiedlicher ZKS bekannt. ZKS sind unter anderem auch unter den Bezeichnungen Schwertrübescheider (dense media _S eparator, DMS), zylindrischer Zyklonscheider (cylindrical cyclone _S eparator), dynamischer Scheider (engl, dynamic _S eparator); bzw. unter den Produktbe zeichnungen Dyna Whirlpool-Scheider, TriFlo-Scheider und LAR- CODEMS (large coal dense media _S eparator) bekannt. Geeignete ZKS sind beispielsweise in der DE 19847 229 Al und in der WO 02/00352 Al offenbart.

CN 106861 896 A offenbart einen Zentrifugalkraftscheider, wobei ein Förderband das Trenngut befördert, welches am Ende des För derbands aufgrund der Schwerkraft in den Zentrifugalkraft _S chei der hineinfällt.

CN 109701 732 A offenbart eine Zentrifuge, an der eine Zu führeinheit angeordnet ist, wobei die Zuführeinheit einen Schne ckenförderer aufweist, welcher vor der Zentrifuge endet.

JP 2014230498 A offenbart einen Gewebeseparator, der einen Zentrifugalkraftscheider aufweist. Darin wird einerseits von oben über eine erste Einlassöffnung eine erste Lösung mit Gewe bezeichen eingeführt und über eine seitliche zweite Öffnung eine zweite Flüssigkeit eingeführt, um einen Wirbel in dem konisch zulaufenden Behälter zu generieren.

CN 208928 368 U offenbart eine Fördereinrichtung zum Fördern von Trenngut zu einem Zentrifugalkraftscheider. Partikel fallen von einer Entladeplatte in den Zentrifugalkraftscheider hinein.

EP 0876 847 A2 offenbart ein Verfahren zur Trennung von Misch kunststoffen. Eine Trennflüssigkeit wird über einen Rührbehälter zugeführt.

Viele aus dem Stand der Technik bekannte ZKS sind zwar grund sätzlich gut zur Trennung unterschiedlicher Materialien geeig net, sie weisen allerdings Nachteile auf, die die Effizienz und Stabilität des Trennprozesses beeinträchtigen. Insbesondere ist der Durchsatz des Trennverfahrens häufig nicht zufriedenstellend und Unterbrechungen können auftreten. Vielfach ist außerdem eine aufwendige Vorsortierung des Trennguts notwendig, was die Wirt schaftlichkeit des Verfahrens zusätzlich beeinträchtigen kann.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann darin gesehen wer den, zumindest einzelne Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. zu beseitigen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfin- düng kann auch darin gesehen werden, einen effizienten Trennpro zess mit hoher Stabilität und hohem Durchsatz für unterschiedli che Arten von Trenngut zu ermöglichen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt ein Verfahren zur Trennung von Trenngut in einem Zentrifugalkraftscheider (ZKS) zur Verfügung, wobei ein Trennmedium derart in den ZKS eingelei tet wird, dass ein Wirbel mit einem Luftkern im Inneren des ZKS erzeugt wird, wobei das Trenngut über mindestens eine Zwangsför dereinrichtung in den ZKS eingebracht wird.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt eine Vor richtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens zur Verfügung, die Vorrichtung aufweisend einen ZKS mit einem Trenn guteinlass zum Einbringen von Trenngut und einem Trennmediumein lass zum Einleiten eines Trennmediums, wobei die Vorrichtung mindestens eine mit dem Trennguteinlass verbundene Zwangsförder einrichtung aufweist.

In den aus dem Stand der Technik bekannten ZKS erfolgt die Ein bringung des Trennguts typischerweise alleine durch die Schwer kraft. Die Partikel rutschen beispielsweise von einem Trichter in einen Schlauch oder ein Rohr, welches in den ZKS mündet. Al ternativ dazu ist auch das Einspülen des Trennguts als Suspen sion bekannt.

Im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er findung hat sich gezeigt, dass wesentliche Nachteile der bekann ten Trennprozesse überwunden werden können, wenn das Trenngut in den ZKS zwangsgefördert wird. Diese Art der Materialeinbringung ermöglicht einen kontinuierlichen und steuerbaren Eintrag in den ZKS. Materialbrücken und Anbackungen können vermieden bzw. redu ziert werden. Verstopfungen treten seltener auf, was den War tungsaufwand reduziert und die Anlagenverfügbarkeit erhöht. Die kontinuierliche Materialzufuhr ermöglicht einen stabileren Trennprozess, wodurch eine hohe Trenneffizienz erreicht wird und hohe Durchsätze aufrechterhalten werden können. Die Zwangsförde rung ermöglicht darüber hinaus eine bessere Flexibilität des Trennprozesses in Bezug auf heterogene Partikelkollektive, wodurch der Aufwand von Vorsortierungen des Trennguts reduziert wird.

Um das Trenngut in den ZKS zwangszufordern, wird mindestens eine Zwangsfördereinrichtung derart mit dem Trennguteinlass des ZKS verbunden, dass eine Zwangsförderung des Trennguts in den ZKS ermöglicht wird. Vorteilhafterweise wird die Zwangsförderein richtung direkt am Trennguteinlass des ZKS angeflanscht. Ein Flansch kann beispielsweise mit einer Flachdichtung, flexibler Dichtmasse oder einem O-Ring versehen werden und angezogen wer den, wodurch eine dichte Verbindung erreicht werden kann. Alter nativ dazu kann die Zwangsfördereinrichtung beispielsweise über eine Manschette mit Dichtlippen oder bei Ausgestaltung des Trennguteinlasses als Rohrstück (Futterrohr) über eine Ringraum dichtung oder Pressringdichtung mit dem ZKS verbunden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zwangsfördereinrich tung über einen Kompensator mit dem Trennguteinlass verbunden. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise Schwindungen absor biert und ausgeglichen werden können.

Im Weiteren werden zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß exemplarischen Ausführungs beispielen der Erfindung beschrieben.

Jegliche Förderanlagen, die eine Zwangsförderung ermöglichen, sind im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignet. Bei der Zwangsförderein richtung kann es sich beispielsweise um ein Rohr handeln, in welchem sich eine rotierende Schnecke oder Spirale befindet, die für die Zwangsförderung des Trennguts sorgt. Bevorzugt ist es, wenn das Trenngut über einen als Zwangsfördereinrichtung vorge sehenen Schneckenförderer oder Spiralförderer eingebracht wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Zwangsfördereinrichtung daher um einen Schneckenförderer oder einen Spiralförderer.

Im Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er findung ist es günstig, wenn die Einbringung über die Zwangsför dereinrichtung über eine Antriebseinheit vorzugsweise stufenlos regelbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung weist die Zwangsfördereinrichtung daher eine vorzugsweise stufenlos regelbare Antriebseinheit auf. Dies ermöglicht eine präzise Steuerung der Materialzufuhr, wodurch ein hoher Durchsatz gewährleistet wird, ohne den ZKS zu überla den. Außerdem kann der Trennprozess durch Regelung der Förderge schwindigkeit flexibel an die Art des Trennguts angepasst wer den. Vorzugsweise wird die Zwangsfördereinrichtung daher von ei nem Motor angetrieben, dessen Drehzahl stufenlos geregelt werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Trenngut von einem Vorlagebehälter mit einem Rührwerk in die Zwangsfördereinrich tung eingebracht. Die Zwangsfördereinrichtung ist daher vorzugs weise mit einem Vorlagebehälter aufweisend ein Rührwerk verbun den. Durch das Rührwerk können Materialbrücken bei der Beschi ckung der Zwangsfördereinrichtung reduziert werden, was die Ef fizienz und Stabilität des Trennguteintrags weiter erhöht.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Trenngut von einem Vorlagebehälter mit einem Austragsboden in die Zwangs fördereinrichtung eingebracht. Die Zwangsfördereinrichtung ist daher vorzugsweise mit einem Vorlagebehälter aufweisend einen Austragsboden verbunden. Der Austragsboden ist vorzugsweise ein bewegter Boden z.B. ein Schneckenaustragsboden. In dieser Aus führungsform wird der Boden des Vorlagebehälters zumindest teil weise, vorzugsweise vollständig, durch Schnecken gebildet, was eine besonders gleichmäßige Beschickung der Zwangsfördereinrich tung ermöglicht. Die Bildung von Materialbrücken kann besonders wirksam reduziert werden. Der Trenngutström kann außerdem durch die Veränderung der Drehgeschwindigkeit der Schnecken in einem breiten Bereich variiert werden.

Im Rahmen von Ausführungsbeispielen der Erfindung ist es bevor zugt, wenn der ZKS ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse zur Aufnahme des Trennmediums und des Trennguts aufweist. Vorzugs weise weist der ZKS daher ein Gehäuse mit einer Stirnseite und einer Rückseite auf, welche über einen im Wesentlichen zylindri schen Gehäusemantel verbunden sind. Stirnseite und Rückseite können auch als Deckel und Boden des ZKS bezeichnet werden. Be sonders bevorzugt sind ZKS, wie sie in der DE 19847 229 Al und der WO 02/00352 Al offenbart sind.

Vorzugsweise weist der ZKS zumindest einen Trennguteinlass und zumindest einen Trennmediumeinlass auf. Bei dem Trennguteinlass und dem Trennmediumeinlass handelt es sich vorzugsweise um sepa rate Einlässe und es ist bevorzugt, dass Trenngut und Trennme dium getrennt voneinander in den ZKS eingebracht werden. Im Stand der Technik bekannt sind auch Trennsysteme, in welchen Trenngut und Trennmedium gemeinsam eingebracht werden. Die ge trennte Einbringung hat allerdings unter anderem den Vorteil, dass die Strömung des Trennmediums einfacher zu kontrollieren ist.

Das Trenngut wird vorzugsweise an der Stirnseite des ZKS einge bracht. Insbesondere ist es bevorzugt, dass das Trenngut im We sentlichen ins Zentrum der Stirnseite des ZKS eingebracht wird. Der Trennguteinlass ist daher vorzugsweise stirnseitig am ZKS angeordnet, insbesondere im Wesentlichen zentral an der Stirn seite des ZKS.

Vorzugsweise wird das Trenngut im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des ZKS eingebracht. Die Längsachse der Zwangsförder einrichtung ist daher vorzugsweise im Wesentlichen fluchtend mit der Längsachse des ZKS ausgerichtet. Es ist allerdings auch mög lich, dass die Längsachse der Zwangsfördereinrichtung winkelig zur Längsachse des ZKS ausgerichtet ist, insbesondere wenn mehr als eine Zwangsfördereinrichtung mit dem ZKS verbunden ist.

Vorzugsweise weist der ZKS einen Leichtgutauslass auf, welcher vorzugsweise an der der Stirnseite gegenüberliegenden Rückseite des ZKS angeordnet ist, insbesondere im Wesentlichen zentral an der Rückseite. Während des Betriebs kann Material niedriger Dichte so von einem Trennguteinlass an der Stirnseite durch eine sich entlang der Längsachse des ZKS ausbildende Luftsäule zum Leichtgutauslass an der Rückseite des ZKS wandern, wo es als Leichtgutfraktion gewonnen werden kann. Vorzugsweise handelt es sich beim Trennmediumeinlass der erfin dungsgemäßen Vorrichtung um einen evolventenförmig ausgebildeten Einlass am vorzugsweise im Wesentlichen zylindrischen Gehäuse mantel des ZKS. Günstig ist es, wenn der Trennmediumeinlass am Gehäusemantel benachbart der Rückseite des ZKS angeordnet ist, insbesondere wenn der Trennmediumeinlass an die Rückseite des ZKS angrenzt. Vorzugsweise ist der Trennmediumeinlass im Wesent lichen in tangentialer Richtung zu einem im Wesentlichen zylind rischen Gehäusemantel des ZKS angeordnet. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das Trennmedium vorzugsweise durch einen solchen Trennmediumeinlass eingebracht. Vorzugsweise wird das Trennme dium daher benachbart der Rückseite des ZKS eingebracht. Vor zugsweise wird das Trennmedium im Wesentlichen tangential zur Einhüllenden der Trennmediumströmung eingebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird das Trenngut über mindestens eine weitere Zwangs fördereinrichtung in den ZKS eingebracht. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung daher mindestens eine weitere mit dem Trennguteinlass verbundene Zwangsfördereinrichtung auf. Da bei ist es nicht zwingend notwendig, dass die mehreren Zwangs fördereinrichtungen in eine einzige Öffnung im Gehäuse des ZKS münden. Der Trennguteinlass kann auch mehrere benachbarte Öff nungen umfassen, an die jeweils eine Zwangsfördereinrichtung an geschlossen ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn das Trenngut über mindestens zwei, insbesondere mindestens drei Zwangsförder einrichtungen in den ZKS eingebracht wird; bzw. wenn die erfin dungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei, insbesondere mindestens drei mit dem Trennguteinlass verbundene Zwangsfördereinrichtun gen aufweist. Das Vorsehen mehrerer Zwangsfördereinrichtungen ermöglicht eine noch größere Flexibilität bei der Einbringung des Trennguts. Vorteilhafterweise kann unterschiedliches Trenn gut, z.B. in Bezug auf die Zusammensetzung oder die Größenver teilung, über separate Zwangsfördereinrichtungen eingebracht werden. Die Zwangsfördereinrichtungen können darüber hinaus mit voneinander abweichenden Fördergeschwindigkeiten betrieben wer den. So kann die Fördergeschwindigkeit an das jeweilige Trenngut angepasst werden und ein hoher Durchsatz kann gewährleistet wer den, ohne den ZKS zu überladen. Zusätzlich kann das Verhältnis, in welchem die unterschiedlichen Trenngüter in den ZKS einge bracht werden, geregelt werden.

Die hierin im Zusammenhang mit einer einzelnen Zwangsförderein richtung beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen gelten in gleichem Maße für jede der Zwangsfördereinrichtungen der erfin dungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen, welche die Benutzung bzw. das Vorliegen mehrerer Zwangsfördereinrichtungen betreffen. Es ist daher beispielsweise im Zusammenhang mit dem erfindungs gemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bevor zugt, dass mindestens eine, insbesondere bevorzugt jede, der Zwangsfördereinrichtungen ein Schneckenförderer oder ein Spiral förderer ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass zumindest eine, insbesondere bevorzugt jede, der Zwangsfördereinrichtungen mit einem Vorlagebehälter aufweisend einen Austragsboden oder ein Rührwerk verbunden ist.

Vorzugsweise erfolgt die Einbringung über die Zwangsförderein richtungen in unterschiedlichen Richtungen, welche von der Längsachse des ZKS abweichen. In Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es daher bevorzugt, wenn die Zwangsförderein richtungen winkelig zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise weisen die Zwangsfördereinrichtungen daher jeweils eine Längs achse auf, wobei die Längsachsen in einem Winkel zueinander an geordnet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Längsachse einer Zwangsfördereinrichtung im Wesentlichen fluch tend mit der Längsachse des ZKS ausgerichtet, während die Längs achse mindestens einer weiteren Zwangsfördereinrichtung in einem Winkel zur Längsachse des ZKS ausgerichtet ist, bevorzugt zwi schen 5° und 80°, noch mehr bevorzugt zwischen 10° und 60°, ins besondere zwischen 15° und 45°. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform erfolgt die Einbringung über Zwangsfördereinrichtun gen, deren Längsachsen in einem Winkel zwischen 10° und 120°, bevorzugt zwischen 20° und 100°, noch mehr bevorzugt zwischen 30° und 80°, am meisten bevorzugt zwischen 40° und 60° zueinan der angeordnet sind. Vorzugsweise erfolgt die Einbringung über mindestens drei Zwangsfördereinrichtungen, wobei der Winkel zwi schen den Längsachsen jedes Paares der Zwangsförderungseinrich tungen zwischen 10° und 120°, bevorzugt zwischen 20° und 100°, noch mehr bevorzugt zwischen 30° und 80°, am meisten bevorzugt zwischen 40° und 60° beträgt. Im Zusammenhang mit der erfin dungsgemäßen Vorrichtung ist es ebenfalls bevorzugt, wenn der Winkel zwischen den Längsachsen der Zwangsfördereinrichtungen zwischen 10° und 120°, bevorzugt zwischen 20° und 100°, noch mehr bevorzugt zwischen 30° und 80°, am meisten bevorzugt zwi schen 40° und 60° beträgt. Vorzugsweise weist die Vorrichtung mindestens drei Zwangsfördereinrichtungen auf, wobei der Winkel zwischen den Längsachsen jedes Paares der Zwangsförderungsein richtungen zwischen 10° und 120°, bevorzugt zwischen 20° und 100°, noch mehr bevorzugt zwischen 30° und 80°, am meisten be vorzugt zwischen 40° und 60° beträgt. Die beschriebenen Anord nungen ermöglichen es, mehrere Zwangsfördereinrichtungen auf ef fiziente Art und Weise gleichzeitig zu betreiben und das Trenn gut von jeder Zwangsfördereinrichtung in die sich im ZKS ausbil dende Luftsäule einzutragen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrich tung sind für die Trennung unterschiedlichster Arten von Trenn gut, beispielsweise von Mineralien, Kohle und Abfällen jeglicher Art, insbesondere post-consumer Abfall oder postindustrieller Abfall, geeignet. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des er findungsgemäßen Verfahrens für Kunststoffabfälle, bzw. Altplas tik. Abfälle, insbesondere Altplastik, führen aufgrund ihrer Form, ihres Volumens und geringen Gewichtes sehr leicht zu Blo ckaden in ZKS, wie sie im Stand der Technik eingesetzt werden. Insbesondere flächige Partikelkollektive, z.B. Plastikfolien, können sich leicht verhaken und agglomerieren. In einer bevor zugten Ausführungsform umfasst das Trenngut daher Kunststoffe. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrich tung sind hervorragend für die Trennung derartiger Materialien geeignet, da die Zwangsförderung Blockaden verhindert, bzw. er heblich reduziert.

Vorzugsweise beträgt der Anteil von Kunststoffen am Trenngut mindestens 5 Gew.-%, bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 75 Gew.-%. Der Anteil von Kunststoffen am Trenngut kann vorzugsweise bis zu 90 Gew.-%, be vorzugt bis zu 100 Gew.-% betragen. Die Kunststoffe sind vor zugsweise ausgewählt aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET) und Poly styrol (PS), oder Mischungen derselben. Vorzugsweise sind die Kunststoffe Polyolefine, insbesondere PE und/oder PP. Polyole fine eignen sich besonders gut für das Kunst _S toffrecycling in thermisch-chemischen Konversionsanlangen. Es ist daher bevor zugt, wenn der Anteil an Polyolefinen, insbesondere der Anteil an PE und/oder PP, am Trenngut mindestens 1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 5 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 10 Gew.-%, insbe sondere mindestens 20 Gew.-% beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird das Trenngut vor dem Einbringen in den ZKS ange feuchtet. Es hat sich gezeigt, dass der Einsatz von nassem bzw. feuchtem Trenngut zu einem besonders effizienten Trennprozess führen kann, da der Übertritt von Material von der Luftsäule ins Trennmedium erleichtert werden kann. Beispielsweise kann so der Übertritt von im Trenngut enthaltenen hydrophoben Kunststoffen vom Luftkern in Wasser als Trennmedium erleichtert werden. Das Trenngut wird dabei vorzugsweise mit derselben Flüssigkeit ange feuchtet, welche auch als Trennmedium eingesetzt wird. Vorzugs weise enthält das in den ZKS eingebrachte Trenngut mindestens 0,1 Gew.-% Trennmedium, bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 1 Gew.-%, insbesondere mindestens 5 Gew.-%. Vorzugsweise enthält das in den ZKS eingebrachte Trenn gut allerdings weniger als 80 Gew.-% Trennmedium, bevorzugt we niger als 50 Gew.-%, noch mehr bevorzugt weniger als 25 Gew.-%, insbesondere weniger als 15 Gew.-%. Vorzugsweise enthält das in den ZKS eingebrachte Trenngut zwischen 0,1 und 80 Gew.-% Trenn medium, bevorzugt zwischen 0,2 und 50 Gew.-%, noch mehr bevor zugt zwischen 0,5 und 25 Gew.-%, noch mehr bevorzugt zwischen 1 und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 5 und 15 Gew.-% Trennme dium.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform besteht das Trenngut aus einer Mischung aus Feststoffpartikeln und Flüssig keiten, insbesondere aus Öl und Feststoffen, beispielsweise Me tallspäne. Metallspäne weisen oftmals einen ölhaltigen schmieri gen Belag auf, welcher aufgrund von Metallverarbeitungsvorgängen auf Metallbauteilen und entsprechend daraus entstehende Metall spänen aufgetragen ist. In dem Zentrifugalscheider werden die Metallspäne von dem ölhaltigen Belag getrennt und sozusagen ge waschen. Die schwereren Metallspäne werden entlang der Innen seite des Gehäusemantels des ZKS mittels des Trennmediums zu dem Trennmediumauslass und das abgeschiedene Öl zentral zu dem Leichtgutauslass befördert. Es ist bei der Trennung mit Wasser oder wässrigen Lösungen somit auch ein Wascheffekt inkludiert.

Es gibt auch Anwendungen, wo nicht nur die Trennung der Partikel nach ihrer Dichte, sondern rein oberflächliche Verunreinigungen abgewaschen werden sollen z.B. Späne, die mit Öl versetzt sind.

Im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält das Trennmedium vorzugsweise Wasser, insbesondere besteht das Trenn medium aus Wasser vor allem wenn das Trenngut Kunststoffe, ins besondere Polyolefine, aufweist. Polyolefine mit geringerer Dichte als Wasser können so effizient von anderen Materialien mit höherer Dichte abgetrennt werden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform enthält das Trennmedium zumindest Öl (z.B. in einer Emulsion), bzw. besteht vorzugsweise aus Öl.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform enthält das Trennmedium zumindest Methanol, Ethanol und/oder Isopropanol.

Entsprechend kann das Trennmedium wässrige Lösungen aufweisen, welche mit Salzen bzw. Suspensionen (Wasser mit feinen Partikeln wie z.B.: Kalkpulver o. Ferrosilizium) versehen sind. Ferner können für die Trennung von Trenngütern bei einer Dichte insbe sondere kleiner 1 g/cm ³ Wasser/Alkoholmischungen oder Öle als Trennmedium eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist das Trennmedium zumindest Fettlöser, wie beispielsweise Tenside, insbesondere kationische, anionische und/oder amphotere Tenside, auf. Somit können beispielsweise ölhaltige Beläge, welche auf dem Trenngut anhaften, gespült bzw. von dem Trenngut besser ge löst werden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung weist der Zentrifugalkraftscheider ein (zylindrisches) Ge häuse mit einer Stirnseite auf, an welchem ein Trennguteinlass vorgesehen ist. Das Gehäuse ist insbesondere gegenüber einer Bo denfläche geneigt (beispielsweise in einem Winkel zwischen Mit telachse des zylindrischen Gehäuses und der Bodenebene von 20 bis 70, insbesondere 45 Grad) und die Stirnfläche, an welchem der Trennguteinlass vorgesehen ist, ist die obere Stirnseite.

Die Zwangsfördereinrichtung ist derart an der Stirnseite gekop pelt, dass das Trenngut durch den Trennguteinlass zwangstörder- bar ist. Das Trenngut wird somit mindestens bis zu dem Eintritt in das Gehäuse durch den Trennguteinlass geführt und entspre chend zwangsgefördert. Es findet somit kein unkontrolliertes und ungeführtes Einbringen von Trenngut statt, wie beispielsweise über einen reinen Schwerkrafttransport. Eine Zwangsförderein richtung ist beispielsweise ein Schneckenförderer, dessen För derschnecke sich bis zu dem Trennguteinlass erstreckt bzw. bei spielsweise durch den Trennguteinlass in das Innere des Gehäuses ragt.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung weist die Zwangsfördereinrichtung einen Auslassbereich auf, aus welchem das Trenngut in das Gehäuse zwangsförderbar ist. Beispielsweise kann die Zwangsfördereinrichtung ein zylinderför mige Außengehäuse aufweisen, in dessen Inneren eine Förderein richtung, wie beispielsweise eine Förderschnecke, angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung ist der Auslassbereich an einem freien Ende der Zwangsför dereinrichtung ausgebildet, wobei die Zwangsfördereinrichtung derart angeordnet ist, dass der Auslassbereich an dem Trenn guteinlass oder innerhalb des Gehäuses vorliegt.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung weist der Auslassbereich eine Auslassöffnung an einer Stirnseite an dem freien Ende der Zwangsfördereinrichtung auf. Somit kann das Trenngut in Axialrichtung bzw. in Förderrichtung in das Gehäuse abgegeben werden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung weist der Auslassbereich eine Auslassöffnung an einer Man- telfläche der Zwangsfördereinrichtung auf. Somit kann das Trenn gut quer zur Axialrichtung bzw. zur Förderrichtung in das Ge häuse abgegeben werden. Ein Austrag quer zur Axialrichtung kann insbesondere Vorteile bei der Trennung dahingehend aufweisen, dass das Trenngut bereits mit Einbringrichtung zu dem Rand des Gehäuses eingeführt wird und somit ein schneller Abtrag der Schwerfraktion mittels der Randströmung des Trennmediums ermög licht wird. Somit kann das Trenngut primär über die offene Stirnseite des Schneckenförderers oder Spiralförderers einge bracht werden, aber auch eine Einbringung über die Mantelfläche ist möglich. An der Auslassöffnung können z.B. Bohrungen oder Längsschlitze, oder ein Sieb/Lochblech vorgesehen werden, um die Partikel bzw. das Trenngut gleichförmiger zu dispergieren, um punktuelle Überladungen durch größere Agglomerate zu vermeiden.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung liegt der Auslassbereich der Zwangsfördereinrichtung im In neren des Gehäuses vor.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung, ist die Zwangsfördereinrichtung verschiebbar relativ zu dem Gehäuse angeordnet, derart, dass eine Position des Auslass bereichs im Inneren des Gehäuses entlang der Längsachse des (zy linderförmigen) Gehäuses einstellbar ist. Mit anderen Worten weist die Zwangsfördereinrichtung eine Längsachse auf, welche durch den Trennguteinlass verläuft, wobei die Zwangsförderein richtung verschiebbar entlang der Längsachse (Mittelachse) rela tiv zu dem (z.B. zylindrischen) Gehäuse ist. In diesem Falle kann die Zwangsfördereinrichtung verschoben werden und die Ei schubtiefe der Zwangsfördereinrichtung in das Gehäuse wird geän dert. Dadurch lässt sich die Verweilzeit des Trennguts, d.h. z.B. der Partikel, im ZKS verändern. Dies kann für bestimmte Trennaufgaben von Vorteil sein, wenn man die Verweilzeit z.B. erhöht.

Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Vorrich tung weist die Vorrichtung eine Sicherheitsvorrichtung auf, wel che eingerichtet ist, einen unzulässigen Innendruck des Zentri fugalkraftscheiders und/oder eine Betriebsstörung der Zwangsför dereinrichtung festzustellen, wobei die Sicherheitsvorrichtung mit der Antriebseinheit derart gekoppelt ist, dass bei festge stellten unzulässigem Innendruck des Zentrifugalkraftscheiders und/oder einer Betriebsstörung der Zwangsfördereinrichtung ein Betriebsstopp der Antriebseinheit einstellbar ist. Am Ende der Fördererstrecke, beispielsweise im Inneren des Gehäuses befindet sich der Auslassbereich mit dortigen Auslassöffnungen, sodass an einer gewünschten Position das Trenngut in dem Gehäuse ausgege ben werden kann. Somit kann eine exakte Trennung vorbestimmt und definiert werden, da beispielsweise an der gewünschten Position, an welcher das Trenngut die Zwangsfördereinrichtung verlässt, einen vorbestimmten Weg zu dem Trennmediumauslass der Schwer fraktion und einem Leichtgutauslass der Leichtfraktion einstell bar ist.

Aufgrund der Zwangsführung des Trennguts kann bei Überlastung ein Überdruck im Zylinder entstehen. Der Überdruck oder das Ver klemmen kann über die Rotation der Zwangsfördereinrichtung, de ren Elektromotor, oder mittels eines Drucksensors gemessen wer den und ein Notstopp initiiert werden.

Im Folgenden werden bevorzugte, nicht einschränkende Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnun gen näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß einem exempla rischen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweisend eine Zwangsfördereinrichtung .

Figur 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweisend meh rere Zwangsfördereinrichtungen.

Figur 3 zeigt schematisch eine Vorrichtung gemäß einem exempla rischen Ausführungsbeispiel der Erfindung aufweisend eine Zwangsfördereinrichtung, deren Auslassbereich im Inneren des Ge häuses des Zentrifugalscheiders vorliegt.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem exemplarischen Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Die Vorrichtung weist einen ZKS 1 mit einem zylindrische Gehäuse 4 auf, bei welchem eine Stirn- seite 2 und eine gegenüberliegende Rückseite 3 über einen im We sentlichen zylindrischen Gehäusemantel 4' miteinander verbunden sind. Der ZKS 1 weist weiters einen im Wesentlichen zentral an der Stirnseite 2 angeordneten Trennguteinlass 5 sowie einen im Wesentlichen zentral an der Rückseite angeordneten Leichtgutaus- lass 6 auf. Der im Wesentlichen zylindrische Gehäusemantel 4' weist einen an die Rückseite 3 des ZKS angrenzenden evolventen förmigen Trennmediumeinlass 7 und einen an die Stirnseite 2 des ZKS 1 angrenzenden evolventenförmigen Trennmediumauslass 8 auf. Die gezeigte Vorrichtung weist weiters eine mit dem Trenngutein lass 5 verbundene Zwangsfördereinrichtung 9 auf. In der gezeig ten Ausführungsform ist die Längsachse 10 des ZKS 1 im Wesentli chen fluchtend mit der Längsachse 11 der Zwangsfördereinrichtung

9 ausgerichtet. Die Zwangsfördereinrichtung 9 ist mit einem Vor lagebehälter 12 verbunden, welcher ein Rührwerk 13 aufweist.

Im Zusammenhang mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung Trennmedium 14 in den Trennme diumeinlass 7 eingeleitet, vorzugsweise durch eine Pumpe mit re gelbarer Geschwindigkeit (nicht gezeigt), sodass eine Wirbel strömung mit einem Luftkern entlang der Längsachse 10 des ZKS 1 erzeugt wird und das Trennmedium durch den Trennmediumauslass 8 wieder aus dem ZKS austritt. Trenngut wird vom Vorlagebehälter 12 durch die Zwangsfördereinrichtung 9 in den Trennguteinlass 5 an der Stirnseite 2 des ZKS 1 zwangsgefördert und so im Wesent lichen in Richtung der Längsachse 10 des ZKS 1 eingebracht. Ma terial niedriger Dichte schwimmt an der Grenzfläche zwischen dem Trennmedium und dem Luftkern auf und wird entlang der Längsachse

10 des ZKS 1 zum Leichtgutauslass 6 an der Rückseite 3 beför dert, wo es als Leichtgutfraktion 16 austritt. Während des Be triebs wird die Längsachse 10 des ZKS 1 vorzugsweise in einem Winkel von 20° bis 40° zur Horizontalen ausgerichtet, sodass der Transport des Materials niedriger Dichte vom Trennguteinlass 5 zum Leichtgutauslass 6 durch die Schwerkraft gewährleistet wird. Material höherer Dichte tritt im Gegensatz dazu aus dem Luftkern in das Trennmedium über, wird durch die Zentrifugalkraft radial nach außen gedrückt und verlässt den ZKS 1 gemeinsam mit dem Trennmedium durch den Trennmediumauslass 8 als Schwergutfraktion 15. Die Bewegungsrichtung des Trennmediums und des Trenngutmate rials niedrigerer Dichte sind in der gezeigten Ausführungsform also entgegengesetzt. Das Trennmedium strömt in einer Wirbelbahn von der Rückseite 3 des ZKS 1 in Richtung der Stirnseite 2, wo hingegen sich Partikel mit niedriger Dichte vom Trennguteinlass 5 an der Stirnseite 2 zum Leichtgutauslass 6 an der Rückseite 3 des ZKS bewegen.

Fig. 2 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Vorrichtung. Der ZKS 1 entspricht dabei im Wesent lichen dem ZKS 1 der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform. Aller dings weist die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform drei Zwangs fördereinrichtungen 9, 9‘, 9'' auf, welche mit dem Trenngutein lass 5 des ZKS 1 verbunden sind. Die Längsachsen 11, 11', 11'‘ der Zwangsfördereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ sind winkelig zueinan der sowie zur Längsachse 10 des ZKS angeordnet. Die Zwangsför dereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ können wiederum mit Vorlagebehältern (nicht gezeigt), vorzugsweise aufweisend Rührwerke oder Aus tragsböden, verbunden sein.

Beispielsweise können die Zwangsfördereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ in einem gemeinsamen Zwangsförderabschnitt münden, in welchem eine weitere Zwangsförderung, beispielsweise mittels einer wei teren Zwangsfördereinrichtung (z.B. mit Förderschnecke), statt findet, sodass das Trennmedium in das Innere des Gehäuses 4 zwangsgeführt wird. Der gemeinsame Zwangsförderabschnitt kann mit einer weiteren Zwangsfördereinrichtung ausgebildet sein und kann entsprechend den Ausführungsformen der Zwangsfördereinrich tung 9 aus Figuren 1 oder 3 ausgebildet sein.

Im Zusammenhang mit der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform kann das Verfahren gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung im Wesentlichen analog zu dem oben in Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Verfahren durchgeführt werden. Allerdings wird das Trenngut in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform über drei separate Zwangsfördereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ in den ZKS 1 ein gebracht. Vorteilhafterweise kann unterschiedliches Trenngut, z.B. in Bezug auf die Zusammensetzung oder die Größenverteilung, über die separaten Zwangsfördereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ einge bracht werden. Die Zwangsfördereinrichtungen 9, 9‘, 9‘‘ können dabei mit unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten betrieben werden, die an das jeweilige Trenngut angepasst sind.

Figur 3 zeigt eine Zwangsfördereinrichtung 9, deren Auslassbe reich 19 im Inneren des Gehäuses 4 des Zentrifugalkraftscheiders 1 vorliegt. Der Zentrifugalkraftscheiders 1 ist ähnlich zu der Ausführungsform aus Figur 1 ausgebildet, wobei die Zwangsförder einrichtung 9 verschiebbar innerhalb des Gehäuses 4 angeordnet ist.

Der Zentrifugalkraftscheider 1 weist insbesondere ein zylindri sches Gehäuse 4 auf, welches entlang seiner Längsachse (Mittel achse) 10 eine Stirnseite 2 hat, an welchem ein Trennguteinlass 5 vorgesehen ist. Das Gehäuse 4 ist insbesondere gegenüber einer Bodenebene 21 geneigt (beispielsweise in einem Winkel zwischen Mittelachse des zylindrischen Gehäuses und der Bodenebene 21 von 20 Grad bis 70 Grad und die Stirnfläche 2, an welchem der Trenn guteinlass 5 vorgesehen ist, ist die obere Stirnseite. Die Zwangsfördereinrichtung 9 ist derart an der Stirnseite 2 gekop pelt, dass das Trenngut durch den Trennguteinlass 5 zwangsför- derbar ist. Das Trenngut wird somit mindestens bis zu dem Ein tritt in das Gehäuse 4 durch den Trennguteinlass 5 geführt und entsprechend zwangsgefördert.

Die Zwangsfördereinrichtung 9 weist einen Auslassbereich 19 auf, aus welchem das Trenngut in das Gehäuse 4 zwangsförderbar ist. Beispielsweise kann die Zwangsfördereinrichtung 9 ein zylinder förmige Außengehäuse aufweisen, in dessen Inneren eine Förder einrichtung, wie beispielsweise eine Förderschnecke, angeordnet ist. Der Auslassbereich 19 ist an einem freien Ende der Zwangs fördereinrichtung 9 ausgebildet, wobei die Zwangsfördereinrich tung 9 derart angeordnet ist, dass der Auslassbereich 19, wie in Fig. 3 dargestellt, innerhalb des Gehäuses 4 vorliegt.

Der Auslassbereich 19 weist eine Auslassöffnung 20 an einer Man telfläche der Zwangsfördereinrichtung 9 auf. Somit kann das Trenngut quer zur Axialrichtung 11 bzw. zur Förderrichtung in das Gehäuse 4 abgegeben werden. Ein Austrag quer zur Axial- /Längsrichtung 11 kann insbesondere Vorteile bei der Trennung dahingehend aufweisen, dass das Trenngut bereits mit Einbring richtung zur Mantelinnenfläche des Gehäuses 4 eingeführt wird und somit ein schnellerer Abtrag der Schwerfraktion mittels der Randströmung des Trennmediums ermöglicht wird.

Der Auslassbereich 19 der Auslassöffnung 20 liegt somit im Inne ren des Gehäuses 4 vor. Die Zwangsfördereinrichtung 9 ist ferner entlang der Längsachse 11 verschiebbar entlang einer (insbeson dere translatorischen) Bewegungsrichtung 18 relativ zu dem Ge häuse 4 angeordnet, derart, dass eine Position des Auslassbe reichs 19 im Inneren des Gehäuses 4 entlang der Längsachse 11 des zylinderförmigen Gehäuses 4 einstellbar ist. Somit kann die Position der Auslassöffnung 20 beliebig im inneren des Gehäuses 4 eingestellt werden. Ein Außenrohr (Rohrstück (Futterrohr)) der Zwangsfördereinrichtung 9 kann beispielsweise mittels einer Dichtung 17, z.B. einer Flachdichtung, flexibler Dichtmasse oder einem O-Ring versehen werden und angezogen werden, wodurch eine dichte Verbindung erreicht werden kann. Ferner kann die Dichtung 17 beispielsweise über eine Manschette mit Dichtlippen oder bei Ausgestaltung des Trennguteinlasses als Rohrstück (Futterrohr) über eine Ringraumdichtung oder Pressringdichtung ausgebildet sein.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend" keine ande ren Elemente oder Schritte ausschließt und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombina tion mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschrie bener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszei chen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.