Способ для не загрязняющего окружающую среду разделения по плотности смеси материалов и устройство для его осуществления

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(54) СПОСОБ ДЛЯ НЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩЕГО ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ РАЗДЕЛЕНИЯ ПО(51) 5 ВОТВ 13 ОО ПЛОТНОСТИ СМЕСИ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к разделению различных смесей, например, бытового мусора. Сущность: исходный материал подают на шеточный барабан 2. Тяжелые тела опускаются внутрь барабана 2 и разгружаются на транспортерную ленту 7. Легкие тела вращающимся барабаном относятся на ленту 10 на уровне оси барабана 2. Материал подают на верх - нюю точку барабана 2 в направлении его вращения. Перед барабаном 2 может быть установлена со-. ртировочная система из например цепного конвейера 12, 11 зл. ф-лы,Зил.Изобретение касается способа, устройства, а также использования устройства для незагрязняющего окружающую среду разделения смеси, например, смеси полезных материалов (рециркулирующих материалов), на отдельные компоненты различного свойства.При незагрязняющей окружающую среду переработке, например, смеси полезных материалов, контейнерного мусора, аналогичных бытовому мусору составных частей, возникает проблема по возможности безупречного разделения специфических категорий полезных материалов. Как техника просеивания, так и техника пневматического разделения имеют свои пределы, Так как в случае с указанными полезными материалами часто появляются также органические, сильно прилипающие компоненты или составляющие тонкодисперсной пыли, разделение с помощью воздуха или сит связано с соответствующими недостатками.В отдельных случаях невозможно избежать того, чтобы можно было рассортировать очень различный сборный материал, например, скиповый материал, на пригод. ные для повторного использования легкие органические компоненты и предназначенные для восстановления или захоронения тяжелые фракции.В последнее время предпринимаются дополнительные усилия для, по возможности, полной рециркуляции по меньшей мере в случае со стеклянными сосудами, консервными банками, алюминиевыми банками, пластмассовыми бутылками и т,д. Образующиеся при этом новые потоки материалов должны рационально разделяться, чтобы можно было возвращать такие основные материалы, как стекло и алюминий, с минимумом затрат в другие перерабатывающие центры. В случае со стеклом требуется незначительный стеклянный бой. Это исключает большое накопление. Последствиями этого являются многие небольшие установки, по возможности вблизи потребителей,Общеупотребительной практикой является сортировка на различные категории материалов вручную, Типичными признаками всех высокоиндустриальных обществ являются высокие затраты на все ручные работы, Однако необходимые высокие затраты, связанные с ручной работой, часто стоят на пути решающего успеха для подлинной рециркуляции.Наиболее близкими к предложенным способу и устройству являются способ и устройство 1), В известном способе разделяемый материал непрерывно подают на вращающийся цилиндрический барабан с сортирующей поверхностью из гибких элементов. Известное устройство включает подающий транспортер, сортирующийбарабан с гибкими элементами и приспособления для вывода разделенных материалов,Предложенный способ отличается тем,что подачу. материала на барабан осуществляют в первый квадрант,. С помощью перво 10 го, очень просто построенного опытногоустройства удалось достичь неожиданно высокого качества сортировки, Например, после нескольких пробных пусков было можнопочти на 100 правильно разделить смесь15 из стеклянных бутылок, пластмассовых иалюминиевых банок, накапливаются в соответствующих сборных пунктах США, настекло и прочие компоненты. Для опыта была использована известная в установках для20 мойки автомобилей центржобежная барабанная щетка, Расход энергии для сортировки составил по сравнению своздушными сортировочными разделяющими насадками лишь несколько процентов.25 При первом рассмотрении наблюдателю недостаетдаже спонтанного понимания, почему без, непосредственно заметнойвизуально причины стеклянная бутылка опускается в направлении вращения сортироЗ 0 вочного барабана и выходит внизу, Однакопластмассовая бутылка с полной точностьюотклоняется и бросается в примыкающийприемный резервуар или на соответствующий отводящий элемент. Лишь с помощьюЗ 5 изобретения было обнаружено, что параметр удельного давления допускает длямногих проблем сортировки, в частности, вслучае с телами, которые с самого началаимеют неопределенную форму, использова 40 ние новой отличной сортировочной техники,если тяжелые тела опускаются в основномрадиально, а не тангенциально.Сам по себе вес, также как и размериграет для основанной на использовании46 давления на единицу поверхности сортировочной техники только второстепеннуюроль. Удельное давление или центробежная, препятствующая проникновению, силасозданной вращением сортировочного ба 50 рабана динамики с одной стороны, а также. динамические переменные зазоры междущетиной и сортируемыми телами с другойстороны прежде всего являются ответственными за успех сортировки, Разделение ком 56 понентов смеси должно происходить настороне выброса в направлении выбросащетины центробежного барабана, поэтомутолько таким образом большое количествощетины действительно селективно вовлекается в цикл нагружения разделительной си 200338651015 20 30 40 45 50 дующим образом лой с каждой частицей смеси. Непосредственное разделение происходит между легкими и тяжелыми с точки зрения удельного поверхностного давления телами.В другом опыте предварительно рассортированную с помощью сит смесь необходимо было разделить на механическую фракцию, а также органическую фракцию. В данном случае также удалось добиться удивительно хорошего качества разделения, особенно если до этого смесь содержала только части меньше размера донной части, например, менее 250-300 мм,Изобретение допускает различные, особенно предпочтительные идеи исполнения.Особенно. предпочтительно сортировочный барабан выполняется в виде центробежной барабанной щетки и упругость или продавливаемость сортировочного барабана или вытекающие отсюда удельное давление определяется путем соответствующего выбора частоты вращения и/или оснащения сортировочного барабана щетиной. С помощью длины щетины может определяться максимально возможный размер отделяемого тела.Кроме того, сырье с помощью питающего приспособления предпочтительно непрерывно подается на цилиндрическую оболочку сортировочного барабана, При этом предлагается подавать сырье в расположенной вверху зоне сортировочного барабана, особенно предпочтительно в расположенной в самом верху зоне.В зависимости от материальной смеси качество сортировки повышается благодаря тому, что разделяемый матерал подается с более тангенциальными компонентами относительно сортировочного барабана или с более радиальными компонентами. Прежние опыты показали, что сырье на подающем агрегате должно ускоряться на 10 - 30, предпочтительно на 10-25, окружной скорости сортировочного барабана.Кроме того, было обнаружено, что сортировочный барабан создает сильный ориентируемый воздушный поток, Этот поток может использоваться для отделения другой легкой фракции, как например куски бумаги, нити, веревки и т.д. Одновременно воздушный поток с высокой надежностью предотвращает обматывание сортировочного барабана веревками и им подобными, так что может достигаться очень высокая эксплуатационная надежность.Кроме того, изобретение касается устройства для разделения смеси на отдельные компоненты, как это описано выше, Устройство в соотвествии с изобретением отличается тем, что оно имеет питающее приспособление для непрерывной подачи смеси в верхний сектор, предпочтительно соответственно в первый квадрант. Предпочтительно отвод легких частей располагается примерно на уровне оси вращения барабана на стороне сброса и отвод тяжелых частей - в примыкающем внизу квадранте.Предпочтительно гибкие элементы сортировочного барабана выполнять в виде упругой щетки, например, в случае использования моечной щетки от установки для мойки автомобилей барабанный эффект образуется только в рабочем состоянии, В положении покоя щетки отвисают вниз. Благодаря возникающей при вращении центробежной силе, а также выбору количества и качества щеток определяется характеристика сопротивления для проникновения тел внутрь барабана. Направляющая сила каждой вращающейся щетки, а также устанавливающийся воздушный поток дают импульс для направления более легких с точкизрения удельного давления частей.Особенно предпочтительно выполнять устройство для подачи смеси в виде ленточного конвейера, особенно предпочтительно с подключенной сортировочной системой или в виде стержневого цепного колосникового конвейера, или в виде стационарного колосникового грохота.Кроме того предлагается то, что скорость транспортировки питающего приспособления составляет от 0,5 до 2 м/с, предпочтительно от 1,2 до 1,5 м/с, и окружная скорость барабана составляет от 5 до 15 м/с, предпочтительно от 7 до 10 м/с при диаметре от 1 до 1,5 м,Изобретение кроме того касается использования центробежной барабанной щетки для сортировки предварительно рассортированных с помощью сит смесей, как например, контейнерный мусор, так например; смещенные отходы строительных площадок, дорожный бой и аналогичный бытовому мусору сборный материал, причем тяжелая фракция содержит в основном минеральные составные части, а легкая фракция в основном органические материалы.На фиг.1 показана схема первого примера исполнения; на фиг,2 - схема второго примера исполнения для контейнерного мусора; на фиг.З - пример исполнения для дополнительного отсасывания легкой фракции, как например, пленка, бумага и т.д.Способ осуществляют в устройстве слеСмесь 11 фиг.1) с помощью питающегоприспособления 1 передается непосредст 2003386вен но к сортировочному барабану 2. Сортировочный барабан 2 приводится в действие с помощью вала 3. На валу закреплены щетки 4, которые в результате вращения вала 3 или под действием центробежной силы приобретают цилиндрическую форму 5. По причине намного более высокого удельного давления стеклянные бутылки 6 опускаются внутрь барабана, как это изображено с помощью бутылок 6, а также 6", Бутылка 6" под сортировочным барабаном 1 передается на отводящую транспортерную ленту 7 для тяжелого материала 15 и подается к соответствующему сборнику. Тела, которые при попадании на сортировочный барабан 1 оказывают лишь незначительное удельное давление, как например, алюминиевые банки, пластмассовые бутылки при попадании с поверхности барабана на щетки 4 отводятся от них тангенциально (алюминиевые банки 8, 8 и 8" и пластмассовые бутылки 9, 9). Эти тела с помощью отводящей транспортерной ленты 10 передаются к сборнику для материалов 16 средней крупности.В соответствии с фиг,1 смесь разделяется на три фракции, Тяжелый материал 15 содержит все тела, которые оказывают большое удельное давление на сортировочнь 1 й барабан 2, как например, стеклянные бутылки, целые металлические тела или, например, отделялись бы более крупные камни в смеси с тяжелым материалом 15, Материалы 16 средней крупности содержат все легкие полые тела, как например, алюминиевые банки и пластмассовые бутылки. При этом консервные банки из черных металлов могут отделяться с помощью магнитного отделителя перед сортировочным барабаном или после него.Любая мелкая часть в смеси, в частности также стеклянный бой, отсеивается с помощью выполненного в виде цепного колосникового конвейера 12 питающего приспособления 1 перед сортировочным барабаном 2 и подается через воронку 13, а также с помощью ленточного конвейера 14 к сборнику для мелкого материала 17.Фиг,1 схематически показывает сортировочное устройство для контейнерного мусора с аналогичными бытовому мусору компонентами. Важным в случае с контейнерным мусором является предварительная сортировка сырьевой смеси, Сырьевая смесь с помощью подающего конвейера 2020 25 ЗО 40 50 мельчайшие куски пластмассы и им подобные,5 10 15 непрерывно передается на сортировочную систему или каскад 21. Верхнее или предварительное сито 22 с крупными отверстиями удаляет все части, например, крупные размеры отверстий, или крупнее 250-350 мм, например крупные каменные куски, крупные деревянные куски и т.д, Фракция сита 22 с крупными отверстиями отделяется в виде крупного материала 23 непосредственно с помощью транспортерной ленты 24, Мелкий материал 17 падает как через сито 22 с крупными отверстиями, так и через расположенное под ним сито 25 с мелкими отверстиями и выводится через воронку 13 и с помощью ленточного транспортера 14.Средняя фракция сырьевой смеси передается в виде схода сортировочного каскада 21 к транспортерной ленте 26, В зависимости от случая применения предусмотрено оснащение ускоряющей транспортерной. ленты 26 не показанным на чертеже регулируемым приводным двигателем, чтобы можно было специфически выбирать скорость транспортировки смеси в зоне попадания на сортировочный барабан 2. Независимо от предварительной обработки эксплуатируемой ускоряющей транспортерной ленты 26 в любомслучае имеется возможность определенной подачи смеси на сортировочный барабан 2. Можно также на ускоряющей транспортерной ленте 26 располагать дополнительные направляющие средства, чтобы трудносортируемые части попадали на сортировочный барабан 2 в оптимальном направлении и положении, Камни и им подобные компоненты опускаются в виде тяжелого материала 15 с большим удельным давлением в сортировочный барабан 2 и отводятся вниз с помощью отводящей транспортерной ленты 7, Предметы средней крупности 16, которые содержат преимущественноо органические компоненты,выводятся с помощью отводящей транспортерной ленты 10. Фиг,З показывает другую идею выполнения изобретения. В отличие от фиг.1 и 2 в соответствии с фиг.З с помощью аспирации 31 отсасываются дополнительно легкие материалы 30, как например, куски бумаги,(56) Заявка Франции й 2481617,кл. В 07 В 13/00, 1981, 2003386Формула изобретения1. Способ для не загрязняющего окружающую среду разделения по плотностисмеси материалов, включающий непрерывную подачу исходного материала на непрерывно вращающийся цилиндрическийбарабан с сортирующей поверхностью нагибких элементах в направлении вращениябарабана, тангенциальный отвод легкойфракции, отвод тяжелой фракции из-подбарабана, отличающийся тем, что подачуматериала осуществляют на первый квадрант сортировочного барабана,2. Способ по п.1, отличающийся тем,что упругость сортирующей поверхностиопределяют выбором скорости вращенияили оснащением сортировочного барабанащетинообразным покрытием,3. Способ по пп.1 и 2, отличающийсятем, что исходный материал перед подачейсортируют по размеру для отделения фракций размером более или менее номинального,4, Способ по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что исходный материал подают насортировочный барабан в самую верхнюючасть сортировочного барабана со скоростью, на 10 - 30%, предпочтительно 10 -25 О, большей окружной скорости вращения сортировочного барабана.5. Способ по пп. 1 - 4, отличающийсятем, что разделению подвергают предпочтительно рассортированные с помощьюсит смеси типа контейнерного мусора,смешанных отходов строительных площадок, дорожного боя, остатков строительных материалов и аналогичного бытовомумусору сборного материала, причем тяжелая фракция содержит в основном минеральные составные части, а легкаяфракция содержит в основном органические материалы.б. Способ по п,1, отличающийся тем,что воздушный поток, образующийся при вращении сортировочного барабана, используют для отделения другой легкойфракции,7. Устройство для не загрязняющегоокружающую среду разделения по плотности смеси, материалов по пп, 1 - б, отличающееся тем, что . гибкие элементысортировочного барабана выполнены в ви 10 де упругой щетки, при этом подающее приспособление расположено над высшейточкой сортировочного барабана,8, Устройство по пп. 1 - 7, отличающееся тем, что приспособления для отвода легкой и тяжелой фракций выполнены в виделенточных конвейеров, при этом ленточный конвейер для отвода легкой фракциирасположен на уровне оси вращения барабана, а ленточный конвейер для отвода тяжелой фракции расположенпримыкающем к нему квадранте.9, Устройство по пп,7 и 8, отличающееся тем, что оно снабжено расположеннойперед барабаном сортировочной системой,10, Устройство по пп, 7 - 9, отличающееся тем, что приспособление для подачиисходного материала выполнено с возможностью регулирования скорости подачи ис 30 ходного материала на барабан инаправления подачи.11. Устройство по пп,7 - 9, отличающееся тем, что приспособление для подачи ис 35ходного материала выполнено в виделенточного конвейера, или колосниковогоцепного конвейера, или стационарного колосникового грохота.12. Устройство по пп. 7 - 10, отличаю 40 щееся тем, что ленточный конвейер дляподачи исходного материала выполнен свозможностью подачи со скоростью 0,5 - 2м/с, предпочтительно 1,2 - 1,5 м/с, а бара- .бан выполнен с диаметром 1 - 1,5 м и с45 воэможностью вращения окружной скоростью 5 - 15 м/с, предпочтительно 7 - 10м/с.