DE3853954T2

DE3853954T2 - Vorrichtung und verfahren zur trennung mittels eines wirbelbettes.

Info

Publication number: DE3853954T2
Application number: DE3853954T
Authority: DE
Inventors: Delton Albert; Lynn Johnson; Max Ririe
Original assignee: SORTING TECHNOLOGY Inc
Current assignee: SORTING TECHNOLOGY Inc
Priority date: 1987-09-01
Filing date: 1988-04-25
Publication date: 1996-02-08
Anticipated expiration: 2008-04-26
Also published as: EP0377563B1; AU1713388A; CA1309061C; ATE123423T1; WO1989001826A1; US4865722A; DE3853954D1; EP0377563A4; EP0377563A1; AU608612B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen, welche Wirbelbettprinzipien zur Trennung von Mischungen fester Gegenstände unterschiedlicher Dichten verwenden, insbesondere auf solche Verfahren und Vorrichtungen, welche für die Klassierung von landwirtschaftlichen Produkten oder die Trennung von landwirtschaftlichen Produkten von begleitenden Abfallprodukten anwendbar sind.
Der Einsatz von Dichteänderungen als Mittel zur Trennung von Gegenständen ist weitverbreitet. In der Landwirtschaft wird das Trennen und Sortieren von Erzeugnissen sowohl durch nasse als auch durch trockene Verfahren auf dieser Basis erreicht.
Nasse Verfahren verwenden eine Flüssigkeit als Medium, mit welchem dichtere Gegenstände, die in der gegebenen Flüssigkeit absinken, von den leichteren, die aufschwimmen, getrennt werden. Wegen des Gebrauchs von Flüssigkeiten weisen allerdings diese Methoden Nachteile auf, welche ihre Anwendung für landwirtschaftliche Produkte beschränken. Einige verwendete Flüssigkeiten sind kostspielig oder stellen ein Feuerrisiko und ein Risiko für die Gesellschaft dar, wenn sie in grösseren Mengen verwendet werden. Einige Landwirtschaftsprodukte benötigen ferner ein Vorbenetzen zur Entfernung von Luftblasen, damit eine wirkungsvolle Sortierung in Flüssigkeiten gewährleistet ist. Andere Produkte sind zur Verarbeitung in Flüssigkeiten üerhaupt nicht geeignet, da die Absorption von Flüssigkeit die Eigenschaften des Produkts nachteilig beeinflusst. Schliesslich werden die beteiligten Flüssigkeiten häufig während des Sortierverfahrens mit Fremdmaterial kontaminiert, welches bewirkt, dass ihre Dichte beeinträchtigt und ein periodischer Austausch oder ein Filtrieren nötig wird.
Trockenverfahren zur Sortierung oder Reinigung von landwirtschaftlichen Produkten sind nicht durch die obenbeschriebenen Nachteile beeinträchtigt. Einige Trockenverfahren zur Sortierung verwenden eine Form pneumatischer Trennung, die auf einer Kombination verschiedener Dichten und unterschiedlicher aerodynamischen Eigenschaften, die mit den zur Sortierung bestimmten Komponenten verbunden sind, basiert. Bei solchen Trennungskonzepten wird ein Gas, z.B. Luft, durch ein sich bewegendes Bett der zur Trennung bestimmten Mischung aufwärts gepresst. Dieser Gasdurchfluss durch die Zwischenräume der Teilchen der Mischung führt dazu, dass sich die Teilchen voneinander lösen, wodurch der Gasfluss wenigstens einen Teil von deren Gewicht tragen kann. Als Resultat gleicht das Bett der Mischung einer Flüssigkeit hoher Viskosität, und die Teilchen der Mischung sind zu einem gewissen Grad frei, innerhalb des Bettes unter dem Einfluss physikalischer Kräfte, welche eine Trennung der konstituierenden Komponenten induzieren können, zu migrieren. In dieser Hinsicht verwenden solche Verfahren Wirbelbettprinzipien.
Die Trennung, die erfolgt, wenn eine zur Trennung bestimmte Mischung selbst fluidisiert wird, entspricht nicht einer solchen, welche auschliesslich aufgrund der verschiedenen Dichten der Komponenten der Mischung stattfindet. Die aerodynamischen Eigenschaften der Teilchen der Mischung haben vielmehr ebenfalls eine wesentliche Wirkung auf die Geschwindigkeit und die Qualität der daraus resultierenden Trennung. Der durch die Mischung aufwärtsgerichtete Gasfluss hat die Tendenz, die weniger kompakten Teilchen der Mischung mit sich zu ziehen, unabhängig von deren Dichte.
Typischerweise, wird die Fluidisierung einer solchen Mischung erzeugt, während sie durch einen geneigten Trog hinunterfliesst. Am Entladeende des Trogs ist die Mischung der Stoffe etwas geschichtet, entsprechend der Kombination aus Dichte- und aerodynamischen Eigenschaften der Komponententeilchen. Nichtsdestoweniger haben solche Vorrichtungen mehrere inhärente Nachteile, welche sie angesichts des breiten Bereichs von Umständen, unter welchen landwirtschaftliche Separatoren der trockenen Art eigentlich gewünscht wären, weniger wünschenswert erscheinen lassen.
Zunächst weisen Separatoren, welche die eigentliche zum Trennen bestimmte Mischung pneumatisch fluidisieren, eine beschränkte Trennwirkung auf. Während die oberen und unteren Schichten der geschichteten Mischung, welche aus dem Ende des Separators ausgeladen wird, relativ rein sein können, umfassen die dazwischenliegenden Schichten weiterhin eine Mischung von Teilchen beider Dichten. Dieses Problem wird zu einem gewissen Grad durch eine horizontale Verengung des Abstandes zwischen den senkrechten Wänden des Trogs in der Nähe von dessen Entladeende gemildert. Dies bewirkt eine Erhöhung der Flusstiefe an jener Stelle, so dass ein zusätzlicher senkrechter Abstand zwischen den getrennten oberen und unteren Schichten der Mischung gewährleistet wird. Allerdings bleiben an irgendeiner Stelle zwischen diesen zwei extremen Schichten die zwei Substanzen verschiedener Dichten im wesentlichen in einer Zwischenschicht vermischt. Diese Tatsache schliesst die Erreichung optimaler Trennwirkung aus.
Ein zweiter, wesentlicherer Nachteil von Trennungsverfahren, in denen die zur Trennung bestimmte Mischung selber pneumatisch fluidisiert ist, geht aus der Tatsache hervor, dass eine Fluidisierung der Mischung nicht möglich ist, wenn die Teilchen der Mischung Durchmesser aufweisen, die grösser als drei oder vier Millimeter sind. Demgemäss sind solche Verfahren nur zur Trennung von kleinen Produkten, z.B. Getreidecerealien, wirksam. Sie können nicht zur Trennung oder Sortierung von grossen Erzeugnissen verwendet werden.
Um dieses Ziel zu erreichen, hat man auf die Benützung von Wirbelbetten zurückgegriffen, die aus einem Material zusammengesetzt sind, welches sich von der zur Trennung bestimmten Mischung unterscheidet. Zum Zweck der Trennung von Mischungen grösserer Festkörper unterschiedlicher Dichten verhält sich ein Wirbelbett, welches aus einem solchen Fliessbettmedium gebildet wird, analog einer Flüssigkeit, ohne jedoch die Bestandteile der Mischung, für welche es zur Trennung benützt wird, zu benetzen. Stücke aus festem Material, welche weniger dicht als die scheinbare Dichte des Wirbelbetts sind, schwimmen auf dessen Oberfläche auf. Diese werden nachfolgend die "Schwimmfraktion" einer solchen Mischung gennant. Stücke von festem Material, die dichter als die scheinbare Dichte des Wirbelbetts sind, sinken anderseits zum Boden des Betts ab. Diese werden nachfolgend als die "Sinkfraktion" einer solchen Mischung bezeichnet.
Damit eine solche Trennung stattfinden kann, muss die scheinbare Dichte des Wirbelbetts zwischen den Dichten der Schwimm- und Sinkfraktionen der Mischung liegen. Zusätzlich muss die Teilchengrösse des Fliessbettmediums mehrere Grössenordnungen kleiner sein als die Grösse der Körper, welche die Mischung enthält.
Die Verwendung eines Fliessbettmediums, welches sich von der zur Trennung bestimmten Mischung unterscheidet, reduziert in vorteilhafter Weise den Einfluss anderer Trennfaktoren auf das Verfahren, z.B. aerodynamischer Eigenschaften, und reduziert das Verfahren darauf, dass die Trennung im wesentlichen nur auf Basis unterschiedlicher Dichten erreicht wird. Ferner erlaubt die Gegenwart einer Schicht des Fliessbettmediums, welche sich zwischen der Schwimmfraktion der Mischung an der Oberseite des Wirbelbetts und der Sinkfraktion der Mischung an dessen Boden befindet, eine saubere Trennung der Schwimm- und Sinkfraktion. Dies wird durch die Trennung des oberen Teils des Wirbelbetts mit der darin mitgeführten Schwimmfraktion von dessen unterem Teil mit der darin mitgeführten Sinkfraktion erreicht. Die zwei Komponenten werden danach separat gereinigt, so dass eventuelles Fliessbettmedium entfernt wird, und so kann eine beinahe einhunderprozentige Trennwirkung zwischen der Schwimmund Sinkfraktionen der Mischung erreicht werden.
Ein Trockenverfahren-Separator dieser Art, welcher besonders für die Sortierung und Reinigung von landwirtschaftlichen Produkten ausgelegt ist, ist im U.S. Patent Nr. 4861464 offenbart, welches im United States Patent and Trademark Office am 29. Mai 1987 eingereicht wurde. In jener Vorrichtung wird ein Fliessbettmedium, z.B. Sand, dazu verwendet, ein sich bewegendes Wirbelbett mit einer Dichte zwischen der Dichten der Komponenten einer Mischung landwirtschaftlicher Produkten zu bilden. Dies wird in einem geneigten Trog erreicht, dessen vertikale Seitenwände sich gegen das Entladeende verengen, um die Tiefe des Wirbelbetts zu erhöhen, während es den Trog verlässt. Die zur Trennung bestimmte Mischung wird an einem Anfangspunkt ihrer Strömung nahe dem oberen Ende des Trogs dem Wirbelbett zugegeben. Die Trennung der Komponenten der Mischung wird bewirkt, während diese sich mit dem Wirbelbett durch den Trog hindurch bewegen.
Weniger dichte Kompenenten der Mischung, welche deren Schwimmfraktion bilden, steigen an die Oberfläche des Wirbelbetts und werden damit entlang der Länge des Trogs unter dem Einfluss der dynamischen Kräfte der sich bewegenden Strömung bewegt. Dichtere Komponenten, welche die Sinkfraktion der Mischung bilden, setzen sich am Boden ab und werden in ähnlicherweise entlang des Troges vorgeschoben. Am Entladeende des Trogs wird der obere Teil des Wirbelbetts, welcher die Schwimmfraktion der Mischung mitführt, separat von der Unterströmung des Wirbelbetts, welche die Sinkfraktion der Mischung mitführt, entladen. Geeignete Mittel werden dann zur Reinigung des Fliessbettmediums von den Sink- und Schwimmfraktionen der Mischung benützt. Das Fliessbettmedium wird dann durch ein Förderbändersystem dem oberen Ende des Trogs wieder zugeführt. Die resultierende Vorrichtung und das Verfahren weisen zwar eine sehr hohen Trennwirkung auf, jedoch verbleiben einige Probleme.
Zunächst verursacht der Gebrauch von Förderbändern, welche das Fluiessbettmedium wieder an das obere Ende des Trogs zurückführen, während des Rückführungsumlaufs erhebliche nichtwiederbringliche Verluste an Fliessbettmedium. Das Fliessbettmedium neigt dazu, von den Rändern der beteiligten Förderbändern zu fallen, und kann dem System nicht zurückgegeben werden. Folglich findet ein allmählicher Verbrauch des Fliessbettmediums statt, so dass ein häufiges Nachfüllen aus einer Reserve nötig ist. Da das Fliessbettmedium notwendigerweise einen relativ gleichmässigen Grad von Sauberkeit und einheitlicher Teilchengrösse aufweisen muss, kann es nur gelegentlich vor Ort erhalten werden. Dies macht seinen Verbrauch bei der Verwendung des Separators zu einem wesentlichen Problem.
Die Verwendung konventioneller Förderbänder, welche das Fliessbettmedium zurückführen, führt ferner zu einer Trennvorrichtung von übermässiger Grösse. Längen, welche 65 Fuss überschreiten, wurden bisher zur adäguaten Rückführung des Fliessbettmediums benötigt. Dies hatte natürlich einen Einfluss auf den Preis und die Mobilität von Separatoren, welche in solcher Weise gebaut wurden.
Es wurde weiter festgestellt, dass das Fliessbettmedium, welches in solchen Vorrichtungen verwendet wird, zur Ansammlung von Feuchtigkeit neigt, entweder von Wasser, welches sich in der Mischung der zur Trennung bestimmten Gegenstände befindet, oder aus dem Niederschlag von Umgebungsfeuchtigkeit in Form von Regen oder Tau auf der Vorrichtung, wenn sie sich nicht im Gebrauch befindet. Feuchtigkeit im Fliessbettmedium führt zu einem Wirbelbett übermässiger Viskosität, was die Trennwirkung reduziert, sowie zu einem Verstopfen und Rosten der beteiligten Maschinerie. Das Letztere kann signifikante Ausfallzeiten verursachen und einen kompletten Ersatz des Fliessbettmediums erforderlich machen.
Auf Schwierigkeiten stiess man ausserdem bei der Erstellung eines adäquat tiefen Wirbelbetts, welches eine leichte Trennung der darin mitgeführten Sink- und Schwimmfraktion erlaubt. Häufig benötigt der Vorgang der Vertiefung des Wirbelbetts eine längere Anlaufperiode. Je nach den Parametern der Troggrösse, -Neigung oder des Luftflusses war es manchmal unmöglich, genügend Tiefe zu erzielen. Im Falle verzögerter Tiefenerreichung wird die Betriebsdauer unerwünscht verlängert. Wo die erwünschte Tiefe nicht erreicht werden kann, wird der Wirkungsgrad der Trennung geopfert.
Ein zweites Problem, welchem man bei der Erhaltung einer gewünschten Tiefe im Wirbelbett begegnet, wurde durch eine Störung in der Tiefe des Betts verursacht, welche erzeugt wird, wenn die zur Trennung bestimmte Mischung hinzugefügt wird. Unter praktisch allen Umständen kann die Konstanz der Zuführungsrate der Mischung an den Separator nicht garantiert werden. Die Grösse der Teilchen in der Mischung trägt zu dieser Schwierigkeit bei. Ferner muß die Mischung durch Lastwägen chargenweise an den Separator gebracht werden. Das Einleiten und die Beendigung der Zufuhr jeder Charge in den Separator ändert dramatisch das Volumen der Mischung, welche dem Wirbelbett zugefügt ist. Dies beeinträchtigt entsprechend die Tiefe des Betts, so dass Instabilitäten und in vielen Fällen eine Reduktion in der Trennwirkung entstehen. Sehr häufig ändern unterschiedliche Schwimm- oder Sinkfraktions-Dichten in unterschiedlichen Chargen von Mischungen die Geschwindigkeit, mit welcher die Sinkund Schwimmfraktionen aus dem Trog entfernt werden, aus welchem das Wirbelbett fliesst. Jegliche Änderung in der Leerungsgeschwindigkeit einer oder beider Fraktionen der Mischung beeinträchtigt zusätzlich das Volumen des Materials, welches im Trog enthalten ist, und entsprechend die Tiefe des Wirbelbetts.
Die Fluidisierung in solchen Vorrichtungen wird durch Aufwärtspressen eines Gases, z.B. Luft, durch das Fliessbettmedium bewirkt. Dies wird durch den Gebrauch eines perforierten Luftverteilerblechs erreicht, welches als Boden des Trogs dient. In einem Verteilerkanal auf der Unterseite des Luftverteilerblechs wird Druckluft zugeführt, welche durch das daraufliegende Fliessbettmedium aufwärts durchdringt. Die Grösse der Perforation und Dichte des Luftverteilerblechs muss sorgfältig bestimmt werden. Die Perforierungen müssen klein genug sein, um zu verhindern, dass Fliessbettmedium, welches sich in dem Trog über dem Blech befindet, in die Luftdurchgänge eintritt oder diese verstopft. Der Gebrauch des Separators allerdings erzeugt viel Staub. Folglich ist die Luft, welche durch das Luftverteilerblech gepresst wird, häufig mit Teilchen schwer beladen, die genügend gross sind, um dessen Perforierungen zu verstopfen. Eine solche Verstopfung reduziert das Luftvolumen, welches durch das Fliessbettmedium über dem Luftverteilerblech hindurchfliesst, wodurch die resultierende Dichte des gebildete Wirbelbetts geändert wird. Wenn diese Dichte nicht mehr zwischen den Dichten der Schwimm- und Sinkfraktionen der beteiligten Mischung liegt, funktioniert der Separator nicht mehr wirkungsvoll. Eine Stillstandszeit der Maschinen wird erforderlich, um die Entfernung solcher Fremdkörper zu ermöglichen.
Das US-Patent 2007190 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Trennung gemischter Substanzen. Die offenbarte Vorrichtung beschreibt einen Kanal, bei welchem eine Vielzahl von Öffnungen in dem Boden des Kanals gebildet ist, durch welche die getrennten Objekte an verschiedenen Punkten gesammelt werden.
Das US-Patent 2093470 offenbart einen Mechanismus zur Trennung vermischter, fein zerteilter Substanzen und einen Mechanismus zur Reinigung ungesiebter Minenkohle. Der hier offenbarte Mechanismus verwendet ein trockenes Fliessmedium, welches auf einen Tisch gebracht wird und in welches Luft eingeströmt wird, so dass ein Fluss mit der erwünschten oder benötigten Tiefe in Geschwindigkeit und Richtung erzeugt wird, welcher die spezifischen Schwerkraft-Erfordernisse zur wirksamsten Trennung einer besonderen zur Reinigung bestimmten Kohle aufweist.
Im Lichte der obenbeschrieben Mängel in den bisherigen Sortiermaschinen werden die Ziele der vorliegenden Erfindung kurz erklärt.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur wirksamen Trennung und Sortierung landwirtschaftlicher Produkte, bei welchen ein Trockenverfahren zur Trennung verwendet wird, welches Wirbelbettprinzipien anwendet und ein Fliessbettmedium, welches von der zur Trennung bestimmten Mischung verschieden ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung schaffen, welche den Verlust von Fliessbettmedium während dessen Rückführung minimiert.
Es ist ausserdem ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Gesamtgrösse der zur Trennung und Sortierung landwirtschaftlicher Produkte nach oben beschriebener Art benötigten Vorrichtung zu reduzieren.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung bzw. Verhinderung der Ansammlung von Flüssigkeit im Fliessbettmedium, welches mit solchen Verfahren und Vorrichtungen verbunden ist.
Es ist auch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, wie sie oben beschrieben sind, in denen rasch ein Wirbelbett akzeptabler Tiefe erstellt und konsistent erhalten werden kann.
Ein letztes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Unzulänglichkeiten, welche mit der Anwesenheit bedeutender Luftverschmutzungspegel in der Nähe des Separators verbunden sind, zu reduzieren.
Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargestellt und werden zum Teil aus der Beschreibung deutlich oder können durch die Praktizierung der Erfindung gelernt werden. Die Ziele und Vorteile der Erfindung können durch die Mittel und Kombinationen, welche in den anliegenden Ansprüchen speziell vermerkt sind, realisiert und erreicht werden.
Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung, wird eine Vorrichtung geschaffen, bei welcher ein Wirbelbett zur Trennung von Gegenständen in eine Schwimmfraktion einer Mischung, die aus Gegenständen besteht, welche allgemein eine erste Dichte haben, und eine Sinkfraktion der Mischung, die aus Gegenständen besteht, welche allgemein eine zweite Dichte haben, die grösser ist als die erste Dichte, benutzt wird, wobei die Vorrichtung umfasst:
a) eine Kanalisierungseinrichtung, welche das Wirbelbett aufnimmt und das Fliessen des Wirbelbetts vom Eingangs- zum Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung ermöglicht, die geneigt ist, ein Eingangsende und ein Ausgangsende hat und im übrigen entlang der Längsabmessung der Seiten und entlang des Bodens umschlossen ist, so dass ein ununterbrochener Kanal gebildet wird, welcher das Wirbelbett enthält und in dem das Wirbelbett unter dem Einfluss der Schwerkraft ohne Unterbrechung fliessen kann;
b) eine Mischungszuführeinrichtung, welche die Mischung der Gegenstände dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zur Mitführung im Wirbelbett zuführt;
c) pneumatische Einrichtungen, welche Luft aufwärts durch das Fliessbettmedium in der Kanalisierungseinrichtung pressen und so das Wirbelbett aus dem Fliessbettmedium bilden; und
d) eine Medium-Rückführungseinrichtung, welche das Fliessbettmedium dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zuführt,
dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Rückführungseinrichtung einen wesentlichen Teil der Kanalisierungseinrichtung einschliesslich deren Ausgangsende seitlich so umfasst, dass das Fliessbettmedium gesammelt wird, während das Wirbelbett aus dem Ausgangsende austritt, und dass die Medium-Rückführungseinrichtung das so gesammelte Fliessbettmedium anhebt und zum Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zurückführt, wobei die Medium-Rückführungseinrichtung eine horizontal angeordnete und das Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung seitlich umfassenden Rückführungstrommel umfasst, die sich um die longitudinale Achse dreht und die auf beiden Seiten der longitudinalen Achse durch Treibräder gestützt ist, wobei die Rückführungseinrichtung weiter Antriebseinrichtungen umfasst, welche umfassen:
eine pneumatischen Anlage; und
erste und zweite pneumatische Motoren, welche mit der pneumatischen Pumpe parallel zueinander verbunden sind und entsprechende einzelne Treibräder in einer gemeinsamen Richtung drehen, wodurch die Rückführungstrommel gedreht wird.
Eine Medium-Rückführungseinrichtung gemäss den Prinzipien der vorliegenden Erfindung reduziert den Verlust von Fliessbettmedium während dessen Rückführung und dient dazu, das Fliessbettmedium gegen Ausfällungen und Feuchtigkeitsansammlungen zu schützen, wenn der Sortierer nicht in Gebrauch ist. Zusätzlich wird die benötigte Länge des Sortierers wegen der Abwesenheit konventioneller Förderbänder zur Rückführung des Fliessbettmediums wesentlich verkürzt.
Zweckdienlicherweise wird eine Luftvorbehandlungseinrichtung zur Produktion konditionierter Luft, welche sich zur Bildung eines Wirbelbetts eignet, aus der Umgebungsluft verwendet. Die Luftvorbehandlungseinrichtung kann einen Teilchenfilter zum Entfernen von Teilchen aus der Umgebungsluft, welche eine vorbestimmte Teilchengrösse übersteigen, einschliessen, oder auch eine Luftheizung zur Heizung der Umgebungsluft auf eine Temperatur, die genügend hoch ist, um Feuchtigkeit aus dem Wirbelbett zu entfernen, durch welches sie gepresst wird. Sie kann auch beides enthalten. Luft, welche durch Filtrierung rekonditioniert ist, verstopft die Luftverteilerplatte nicht. Geheizte Luft treibt Feuchtigkeit aus dem Wirbelbett.
Vorzugsweise werden Steuereinrichtungen eingesetzt, welche die Tiefe des Wirbelbetts abfühlen und in Bezug dazu die Geschwindigkeit steuern, mit welcher das Fliessbettmedium dem Eingangsende des Trogs zugeführt wird. Auf diese Weise kann eine optimale Tiefe im Wirbelbett automatisch beibehalten werden, unabhängig von Schwankungen im Volumen der darin befindlichen zur Trennung bestimmten Mischung.
Vorteilhafterweise sind Beschränkungseinrichtungen zur Unterstützung der Aufrechterhaltung des Wirbelbetts vorgesehen, welche temporär die Strömung des Wirbelbetts am Ausgangsende des Trogs verlangsamen, ohne das Volumen des Trogs im wesentlichen zu ändern. Beispielsweise kann die Beschränkungseinrichtung die Gestalt eines Hindernisses annehmen, z.B. eines Dämpfers, welcher am Ausgangsende des Trogs angebracht und temporär und regulierbar der Strömung an einem Teil des Querschnitts des Wirbelbetts in den Weg gestellt werden kann. Sobald die erwünschte Tiefe im Wirbelbett erzielt worden ist, kann die Verlangsamungswirkung der Beschränkungseinrichtung reduziert oder beendet werden.
Gemäss einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird ein Verfahren geschaffen zur Trennung einer Mischung von Gegenständen in eine Schwimmfraktion der Mischung, die aus Gegenständen besteht, die allgemein eine erste Dichte haben, und in eine Sinkfraktion der Mischung, die aus Gegenständen besteht, die allgemein eine zweite Dichte haben, die grösser ist als die erste Dichte, mit folgenden Schritten:
a) ein Fliessbettmedium wird dem oberen Ende eines geneigten Trogs zugeführt, der ein Eingangsende und ein Ausgangsende hat und der im übrigen entlang der Längsabmessung seiner Seite und seines Bodens umschlossen ist, so dass ein kontinuierlicher Kanal gebildet wird, aus welchem ein Wirbelbett produziert wird, welches ununterbrochen unter dem Einfluss der Schwerkraft durch die ganze Länge des Trogs fliesst;
b) Luft wird aufwärts durch das Fliessbettmedium im Trog gepresst, um daraus das Wirbelbett zu erzeugen;
c) der Fluss des Wirbelbetts am Ausgangsende des Trogs wird temporär verlangsamt, ohne das Volumen des Trogs wesentlich zu ändern, bis eine vorbestimmte Tiefe des Wirbelbetts im Trog erzeugt ist;
d) die Mischung der Gegenstände wird dem oberen Ende des Trogs zur Mitführung im Wirbelbett zugespeist, wobei die Schwimmfraktion und die Sinkfraktion der Gegenstände der Mischung in ein obere bzw. eine tiefere Schicht des Wirbelbetts wandern, während das Wirbelbett durch den Trog fliesst; und
e) die obere Schicht des Wirbelbetts mit der Schwimmfraktion der darin mitgeführten Mischung wird von der tieferen Schichte des Wirbelbetts mit der Sinkfraktion der darin mitgeführten Mischung derart getrennt, dass die obere Schicht des Wirbelbetts gemeinsam mit der Schwimmfraktion der Mischung abgetrennt wird, wenn das Wirbelbett und die Schwimmund Sinkfraktionen durch das Ausgangsende des Trogs austreten;
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst:
f) das Fliessbettmedium wird am Ausgangsende des Trogs durch eine Rückführungstrommel gesammelt, die horizontal angeordnet ist, seitlich einen wesentlichen Teil des Trogs einschliesslich dessen Ausgangsende umschliesst, auf beiden Seiten ihrer longitudinalen Achse durch Treibräder gestützt ist und durch Antriebseinrichtungen angetrieben wird, welche umfassen:
eine pneumatische Anlage; und
erste und zweite pneumatische Motoren, welche mit der pneumatischen Pumpe parallel zueinander verbunden sind, die entsprechenden einzelnen Treibräder in einer gemeinsamen Richtung drehen und so die Rückführungstrommel drehen;
g) die Rückführungstrommel wird um ihre longitudinale Achse verdreht, so dass das Fliessbettmedium, welches am Ausgangsende des Trogs gesammelt wird, angehoben wird; und
h) das Fliessbettmedium wird zum Eingangsende des Trogs zurückgeführt.
Zweckmässigerweise wird die Luft, die durch das Fliessbettmedium aufwärts gepresst wird, filtriert, um daraus Gegenstände, welche eine vorausbestimmte Teilchengrösse übersteigen, zu entfernen. Gegebenenfalls kann die selbe Luft auf eine adäquat erhöhte Temperatur erwärmt werden, um Feuchtigkeit aus dem Fliessbettmedium zu entfernen.
Während der Zufuhr von Fliessbettmedium zum Eingangsende des Trogs wird Fliessbettmedium am Ausgangsende des Trogs in Aufnahmetaschen auf der aufnehmenden Fläche einer Rückführungstrommel gesammelt, welche horizontal angeordnet ist und welche das Ausgangsende des Trogs seitlich umfasst. Die Rückführungstrommel wird um ihre longitudinale Achse gedreht, so dass das Fliessbettmedium, welches so gesammelt wird, über den Trog angehoben wird, wo es in einem Trichter, welcher über dem Trog innerhalb der Rückführungstrommel angeordnet ist, aufgefangen wird. Das Fliessbettmedium wird von hier auf einem Förderband zum Eingangsende des Trogs gefördert.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich den Schritt einschliessen, das Wirbelbett auf einer vorherbestimmten Tiefe durch die Verwendung einer Vorrichtung zu halten, welche dessen Tiefe abfühlt und darauf basierend die Geschwindigkeit, mit welcher das Fliessbettmedium zum Eingangsende des Trogs zugeführt wird, kontrolliert.
Durch die Verwendung der Vorrichtung und des Verfahrens der oben kurzbeschriebenen vorliegenden Erfindung, resultiert eine Vorrichtung reduzierter Grösse, in welcher Verluste von Fliessbettmedium bei der Rückführung minimiert sind. Der Gebrauch einer Rückführungstrommel, welche seitlich das Ausgangsende des Wirbelbetttrogs umfasst, verhindert zusätzlich, dass das Fliessbettmedium Feuchtigkeit aufnimmt, wenn die Vorrichtung nicht gebraucht wird. Eine Vorbehandlung der Luft, die zur Fluidisierung gebraucht wird, trocknet allfällige Feuchtigkeit aus, welche sich im Fliessbettmedium befindet. Eine Filtrierung der Luft reduziert eine Verstopfung der Luftverteilerplatte, so dass die Betriebsstabilität verbessert und die Stillstandszeiten zur Reinigung reduziert werden. Schliesslich ermöglicht die Erfindung die schnelle Einstellung eines Wirbelbetts der erwünschten Tiefe und die automatische Erhaltung dieser Tiefe trotz Schwankungen im Volumen der Mischung, welche zum Wirbelbett zu Trennungszwecken hinzugefügt wird. Das Verfahren und die Vorrichtung, die nachfolgend genauer offenbart werden, beziehen sich speziell auf die Anwendung zur Trennung von Kartoffeln von Erdklumpen und Steinbrocken nach der Ernte.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Um zu erläutern, wie das Obenerwähnte und andere Vorteile und Ziele der Erfindung erreicht werden, wird eine detailliertere Beschreibung der oben kurz beschriebenen Erfindung anhand spezieller Ausführungsformen, welche in der anliegenden Zeichnungen illustriert sind, gegeben. Mit dem selbstverständlichen Hinweis, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung schildern und daher nicht als eine Beschränkung deren Möglichkeiten betrachtet werden sollen, wird die Erfindung in zusätzlicher Ausführlichkeit und im Detail anhand der folgenden Zeichnungen beschrieben. In diesen sind:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Separators, in welchem die Lehre der vorliegenden Erfindung enthalten ist;
Fig. 2 eine Ansicht von oben im teilweisen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel des in Fig. 1 dargestellten Separators entlang der darin gezeigten Schnittlinie 2-2;
Fig. 3 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht des Trogs des im Fig. 1 dargestellten Separators;
Fig. 4 ein transversaler Schnitt des im Fig. 3 dargestellten Trogs entlang der darin gezeigten Schnittlinie 4-4;
Fig. 5 ein transversaler Schnitt des im Fig. 3 dargestellten Trogs entlang der darin gezeigten Schnittlinie 5-5;
Fig. 5a eine detaillierte Ansicht eines Luftsteuerungsmechanismus, welcher im Separator der Fig. 1 verwendet wird;
Fig. 6 eine Ansicht von oben im teilweisen Schnitt durch den Trog in Funktion und die Förderbänder in dessen Nähe im Separator von Fig.;
Fig. 7 eine detaillierte Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Beschränkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 8 eine transversale Ansicht von oben der Ausführungsform des in Fig. 1 dargestellten Separators, teilweise im Schnitt entlang der darin gezeigten Schnittlinie 8-8; und
Fig. 9 eine Draufsicht, teilweis im Schnitt entlang der Schnittlinie 9-9 der Fig. 8.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Eine allgemeine Übersicht der Hauptfunktionskomponenten eines Wirbelbettseparators, welcher die Lehre der vorliegenden Erfindung enthält, kann bezugnehmend auf Fig. 1 erhalten werden. Dort sieht man einen Wirbelbettseparator 10, welcher einen Rahmen 12 umfasst, der durch die Reifen 14 getragen und mobil gemacht ist.
Ein Ende des Rahmens 12 endet in einer freitragenden, dreieckigen Plattform 16, auf welcher ein säulenförmiges Gehäuse 18 gestützt ist, dessen Funktion unten beschrieben wird. Der Scheitel der dreieckigen Tragplattform 16, welcher vom Separator 10 entfernt ist, enthält eine Kupplungseinrichtung 20, durch welche der Separator 10 an ein Fahrzeug angekuppelt und von einer Arbeitsstelle zur anderen auf den Reifen 14 gezogen werden kann. Zweckdienlicherweise wird das Ende des Separators 10, welches die dreieckige Tragplattform 16 enthält, künftig "Vorderende" des Separators 10 genannt, weil es vor den anderen Teilen liegt, wenn der Separator 10 von einem Fahrzeug gezogen wird. Neben der Kupplungseinrichtung 20 enthält der Rahmen 12 zusätzlich eine regulierbare Standfläche 22 zum Tragen des Vorderendes des Separators 10 und zum Nivellieren des Rahmen 12, wenn die Kupplungseinrichtung 20 nicht an einem Zugfahrzeug angekuppelt ist.
Das Ende des Separators 10, welches dessen Vorderende gegenüberliegt, endet in einer freitragenden, viereckigen Stützplattform 24, auf welcher ein die Mischungs-Aufnahme- Förderband 26 montiert ist, welches Mischungen von Gegenständen aufnimmt, die zur Verarbeitung durch den Separator 10 bestimmt sind, und welches die Mischung in der durch den Pfeil A gezeigten Richtung befördert. Vereinfachungshalber sind die Kraftquelle und die Antriebseinrichtung für das Mischungs-Aufnahme-Förderband 26 und andere, noch zu beschreibende Förderbänder nicht in den Figuren dargestellt. In ähnlicher Weise sind einige Stützstrukturen, z.B. Rahmen, Verstrebungen und Reguliereinrichtungen verschiedener Funktionskomponenten des Separators 10 weggelassen.
Eine typische Mischung 28 zur Verarbeitung durch den Separator 10 wird auf dem Mischungs-Aufnahme-Förderband 26 aufgenommen. Die Mischung 28 enthält eine Schwimmfraktion 30 aus Teilchen, welche allgemein eine erste Dichte haben, und eine Sinkfraktion 32 aus Gegenständen einer zweiten Dichte, die grösser ist als die erste Dichte. Im Falle einer Mischung geernteter Kartoffeln wird die Schwimmfraktion Kartoffeln einer handelsüblichen Grösse enthalten, während die Sinkfraktion aus Erdklumpen und Steinbrocken besteht, welche in der Grösse zwischen ca. 0.25" und ca. 3.00" variieren. Während Teilchen, die kleiner als 0.25" sind, typischerweise eine Mischung geernteter Kartoffeln begleiten, werden diese, wie zu sehen sein wird, vor der Verarbeitung durch das Wirbelbett des Separators 10 entfernt und daher hier nicht als Teil der Sinkfraktion 32 betrachtet.
Die Mechanismen des Separators 10 sind so gestaltet, dass sie Kartoffeln aufnehmen können, welche die handelsübliche Grösse übersteigen; aber es ist möglich, dass übermässig grosse Erdklumpen oder Steinbrocken in der Sinkfraktion einer Mischung an verschieden Stellen in den Verarbeitungseinrichtungen des Separators 10 steckenbleiben. Demgemäss befindet sich in der Nähe des Mischungs-Aufnahme-Förderbands 26, welches auf dem rechteckigen Stützrahmen 24 getragen ist, ein Abschnitt des Bodenteils 34, auf welchem ein Arbeiter stehen kann und unter der Beobachtung der Mischung 28, welche auf dem Mischungs-Aufnahme-Förderband 26 vorbeizieht, Gegenstände der Sinkfraktion entfernt, welche nicht akzeptabel sind.
Alle anderen Gegenstände auf dem Mischungs-Aufnahme-Förderband 26 kommen in einer Reinigungseinfassung 36 an und werden sanft gerührt und auf einem Boden individuell angetriebener, im Abstand gehaltener Reinigungsrollen 38 in die durch den Pfeil B gezeigte Richtung befördert. Die Reinigungsrollen 38 können vorteilhafterweise jeweils in bekannter Weise mit einer Vielzahl kurzer, radial sich erstreckender, schaufelähnlicher Vorsprünge ausgerüstet sein, welche die Gegenstände der Mischung 28 anheben und durcheinanderwerfen, während die Reinigungsrollen 38 gedreht werden. Wie in Fig. 1 und 2 verdeutlicht, ermöglicht diese erste Verarbeitung der Mischung 28 feinen Schmutzstoffen 40, z.B. Sand, Kies und Staub, welche sonst einen Teil der Sinkfraktion 32 der Mischung 28 bilden würden, abwärts aus der Reinigungseinfassung 36 und durch die Abstände zwischen den benachbarten Reinigungsrollen 38 in der durch die Pfeile C angezeigten Richtung hinauszufallen.
Die feinen Schmutzstoffe 40 setzen sich auf ein erstes Feinteilchenförderband 42 zur Beförderung in der durch den Pfeil D angezeigten Richtung zu einem zweiten Feinteilchenförderband 44 und werden aus dem Separator 10 in der durch den Pfeil E angezeigten Richtung entfernt. Die Vorreinigung der Mischung 28 zur Entfernung der Feinschmutzstoffe 34 reduziert das Volumen der Sinkfraktion 32 in der Mischung 28, welche durch den Separator 10 verarbeitet werden muss, wodurch die Menge des feinen Staubs, welcher schließlich mit dem im Separator 10 verwendeten Fliessbettmedium gemischt wird, reduziert wird. Folglich werden die Flugstaubpegel in der Nähe des Separators 10 reduziert.
Zusätzlich zur Stützung der Mechanismen, welche die oben beschriebene Vorreinigung bewirken, trägt die rechteckige Stützplattform 24 andere Förderbänder, welche nachfolgend beschrieben werden. Zweckdienlicherweise wird das Ende des Separators 10, welches die rechteckige Stützplattform 24 einschliesst, künftig das "Hinterende" des Separators 10 genannt, da es hinter anderen Teilen liegt, wenn der Separator 10 von einem Fahrzeug gezogen wird.
Nochmals ausschliesslich auf Fig. 1 bezogen ist zu sehen, dass der Rahmen 12 zwischen der dreieckigen Stützplattform 16 am Vorderende des Separators 10 und der rechteckigen Stützplattform 24 an dessen Hinterende zu einem kastenähnlichen Rahmen 46 geformt ist, in dem durch Wirbelbettprinzipien die eigentliche Trennung der Mischung 28 in die Sinkfraktion 32 und Schwimmfraktion 30 bewirkt wird.
Ein Luftansaugschacht 48, durch welchen die Umgebungsluft in das pneumatische System des Separators 10 gezogen wird, erstreckt sich um eine nennenswerte Strecke über den kastenähnlichen Rahmen 46. Die Höhe des offenen Oberendes 50 des Luftansaugschachts 48 ermöglicht es den Luftgebläsen 52, welche mit dessen unteren Ende in Verbindung stehen, Luft in der durch die Pfeile F gezeigte Richtung in das pneumatische System zu ziehen, welche relativ frei von durch den Separator 10 selber erzeugtem Staub ist. Die Luft aus den Luftgebläsen 52 geht durch den Dukt 56 und die flexible Rohrleitung 58 zur säulenförmigen Einfassung 18, wie durch die Pfeile G gezeigt.
Die weitere Verarbeitung der Luft, welche im pneumatischen System des Separators 10 verwendet wird, wird nachfolgend beschrieben; es sollte jeodch zur Kenntnis genommen werden, dass die Plazierung der Luftgebläse 52 am Eingangsende des pneumatischen Systems des Separators 10 bewirkt, dass die gesamte durchfliessende Luft, mit Ausnahme der Luft, die sich durch den Luftansaugschacht 48 hindurchbewegt, unter positivem Druck steht. Dies verhindert vorteilhafterweise den Eintritt von Luftstaub in das pneumatische System an irgendeinem Punkt stromab der Luftgebläse 52. Demgemäss brauchen die Durchgänge der pneumatischen Systeme, wie der Dukt 56 und die flexible Rohrleitung 58, nicht absolut luftdicht zu sein, um die Reinheit der darin befindlichen Luft zu erhalten. Irgendwelche Risse oder kleine Öffnungen in diesen Durchgängen lassen inhärent ein Entweichen von Luft aus dem pneumatischen System zu. Um den Transport des Separators 10 zu erleichtern und um die Möglichkeit des Windschadens an dem Luftansaugschacht 48 zu reduzieren, wenn sich der Separator 10 nicht in Gebrauch befindet, ist der Boden 54 des Luftansaugschachts 48 mit einer Scharniereinrichtung 60 versehen, welche erlaubt, dass der Luftansaugschacht 48 gegen das Oberteil des kastenähnlichen Rahmens 46 abgesenkt wird, wie in Fig. 2 durch gestrichelte Linien gezeigt.
Das Rauminnere des kastenähnlichen Rahmens 46 ist auf das hintere Ende des Separators 10 zu durch eine horizontal angeordnete Rückführungstrommel 64 besetzt, welche auf mehreren Paaren Treibräder 66, die in den Lagern 68 auf beiden Seiten der Rückführungstrommel 64 montiert sind, um ihre longitudinale Achse drehbar gehalten ist. Die Achsen der Treibräder 66 auf beiden Seiten der Rückführungstrommel 64 sind durch Wellen 70 und Kettenkupplungen 72 miteinander verbunden. Auf diese Weise stützen alle Treibräder 66, welche sich auf einer Seite der Rückführungstrommel befinden, deren Gewicht flexibel und werden trotzdem durch einen einzelnen hydraulischen Motor 74 zusammen angetrieben, um die Rückführungstrommel 64 zu drehen. Die zwei hydraulischen Motoren 74 auf beiden Seiten der Rückführungstrommel 64 sind parallel miteinander verbunden und durch eine einzelne konventionelle hydraulische Hydraulikpumpe angetrieben. Diese Anordnung ermöglicht Veränderungen der Geschwindigkeit, mit welcher die Rückführungstrommel 64 gedreht wird, und kompensiert automatisch die unregelmässige Belastung der beiden Seiten der Rückführungstrommel 64, welche im normalen Betrieb des Separators 10 auftritt. Die Art der asymmetrischen Belastung der Rückführungstrommel 64 wird nachfolgend anhand der Diskussion der Fig. 8 umfassender verständlich werden.
Um die Traktion zwischen den Treibrädern 66 und der Rückführungstrommel 64 zu erhöhen, ist die Aussenseite der letzteren an den Teilen, welche sich gegen die Treibräder 66 stützen, mit Traktionsspuren 76 versehen. Die Rückführungstrommel 64 wird gestützt auf dem Treibrad 66 in Position durch Sätze leerlaufender Räder 78 gehalten, welche die Aussenfläche der Rückführungstrommel 64 oberhalb ihrer und auf beiden Seiten ihrer longitudinalen Achse an den Traktionsspuren 76 berühren. Eine longitudinale Verschiebung der Rückführungstrommel 64 wird durch deren Lagerräder 80 verhindert, welche an seitlichen, ringförmigen Endflächen 82 an beiden Enden der Rückführungstrommel 64 anliegen. Was den Separator 10 angeht, so ist die Rückführungstrommel 64 in der Lage, sich mit Geschwindigkeiten von null bis sechs Umdrehungen/Min., typischerweise ca. vier Umdrehungen/Min., zu drehen.
Das Rauminnere innerhalb des kastenähnlichen Rahmens 46 umschließt am Vorderende des Separators 10 eine OperatorÜberwachungsplattform 84, von welcher Stelle aus das Funktionieren des Separators 10 überwacht und gesteuert werden kann. Noch andere Geräte sind im kastenähnlichen Rahmen 46 eingeschlossen, welche aber anhand anderer Figuren beschrieben werden.
Wie am besten anhand Fig. 2 zu erkennen ist, umfasst der Separator 10 eine Kanalisierungseinrichtung in der Form eines geneigten Trogs 88, welche ein erhöhtes Eingangsende 90 und ein Ausgangsende 92 hat. Der Trog 88 enthält ein Wirbelbett 94 und ermöglicht diesem, unter dem Einfluss der Schwerkraft vom Eingangsende 90 zum Ausgangsende 92 zu fliessen. Das Wirbelbett 94 umfaßt ein Fliessbettmedium 96, z.B. Sand, welches in einer noch zu beschreibenden Weise dem Eingangsende 90 des Trogs 88 zugeführt wird. Die Mischung 28 wird aus der Reinigungseinfassung 36 auf dem Mischungsförderband 98 zur Mitführung im Wirbelbett 94 ebenfalls in der durch den Pfeil H gezeigten Richtung zum Eingangsende 90 des Trogs 88 transportiert.
Die Bildung des Wirbelbetts 94 aus dem Fliessbettmedium 96 resultiert daraus, dass Luft durch das Fliessbettmedium 96 im Trog 88 durch eine pneumatische Einrichtung aufwärts gepresst wird, welche anhand der Gesamtheit der Figuren 3, 4, 5 und 5a besser verständlich ist. Wie darin in diesen zu ersehen, umfasst der Trog 88 die Seitenwände 110, 112, welche gegen das Ausgangsende 92 des Trogs 88 schmaler werden. Das Eingangsende 90 des Trogs 88 ist zu einer geneigten Endwand 114 geformt. Der Boden des Trogs 88 umfasst eine Luftverteilerplatte 116, welche eine Polyethylenplatte oder poröse Metallfolie hoher Perforationsdichte sein kann. Was den Sortierer 10 angeht, so hat sich eine Gasverteilerplatte 116, welche eine durchschnittliche Öffnung von 30 Mikron und eine Fliessgeschwindigkeit von 50 Standard-Kubikfuss pro Minute aufweist, als zufriedenstellend erwiesen. Schliesslich wird Umgebungsluft, welche durch den Luftansaugschacht 48 eingezogen und in einer noch zu beschreibenden Weise vorbehandelt wird, durch die Luftverteilerplatte 116 geführt und durch die im Trog 88 getragene Fliessbettmediumschicht 96 aufwärts gepresst.
Zu diesem Zweck tritt Luft in eine Reihe von Kammern unterhalb des Trogs 88 und der Luftverteilerplatte 116 durch eine Öffnung 118 ein, welche in Fig. 2 und 3 in der unteren Wand einer Luftauf nahmekammer 120 des dreieckigen Querschnitts unterhalb der geneigten Endwand 114 des Trogs 88 gezeigt ist. Danach teilt sich die Luft und fliesst auf beiden Seiten des Trogs 88 durch die rechteckigen Luftkammern 122, 124, welche sich der ganzen Länge des Trogs 88 entlang erstrecken. Unterhalb der Luftverteilerplatte 116 befindet sich eine Reihe von Gasdruckkammern 126, welche sich alle zur einen oder anderen der Luftkammern 122, 124 durch eine Vielzahl von kreisförmigen Lufteinlaßöffnungen 128 öffnen. So fliesst die Druckluft, welche sich in den Luftkammern 122, 124 befindet, durch die Lufteinlaßöffnungen 128 hindurch in die Gasdruckkammern 126 und wird durch die Luftverteilerplatte 116 und das darüberliegende Fliessbettmedium 96 aufwärts gepresst, um das Wirbelbett 94 zu bilden.
Jeder Satz der Luftansaugöffnungen 128 ist durch eine schwenkbare Luftdrucksteuerplatte 130 regulierbar verschliessbar, welche durch ein am einen Ende von ihr befestigtes Steuerkabel 132 gehoben und gesenkt werden kann. Letztendlich beinflusst eine solche Verschliessung die effektive Dichte des Wirbelbetts 94 oberhalb jeder einzelnen Luftdruckkammer 126. Durch das teilweise Zudecken der Einlaßöffnungen 128 durch das Absenken der dortigen Luftdrucksteuerplatte 130 wird der Luftdruck in der zugehörigen Luftdruckkammer 126 gegenüber demjenigen, der sich in den Luftkammern 122, 124 befindet, reduziert. Demzufolge dienen die Lufteinlaßöffnungen 128, in Kombination mit den Luftdrucksteuerplatten 130, als Luftdruck- Reduzierventile für jede der Luftdruckkammern 126.
Die Verengung der Seitenwände 110, 112 gegen das Ausgangsende 92 des Trogs 88 verursacht, dass die Tiefe des Wirbelbetts 94 in Richtung ihrer Strömung erhöht wird. Nichtdestoweniger ist es zur optimalen, wirksamen Trennung der Mischung 28 in die Schwimmfraktion 30 und Sinkfraktion 32 wünschenswert, dass die wirksame Dichte des Wirbelbetts 94 konstant gehalten wird, ungeachtet allfälliger Schwankungen seiner Tiefe. Ein flaches Wirbelbett benötigt weniger Luftströmung als ein tieferes, um die gleiche wirksame Dichte zu erreichen. Eine verminderte Luftströmung in den flacheren Teilen des Wirbelbetts 94 wird daher verwendet, um in diesem eine gleichmässige Dichte zu erhalten. Der Luftdruck in jeder der Luftdruckkammern 126 unmittelbar unterhalb der Luftverteilerplatte 116 wird durch die Manipulation der Luftdruckplatten 130 auf dieses Ende zu individuell justiert. Die Luft in den Luftdruckkammern 126 wird dadurch derart abgestuft, dass der in jeder Kammer vorhandene Luftdruck entsprechend dem Abstand jeder Druckkammer 126 entlang der Verteilerplatte 116 vom Ausgangsende 92 des Trogs 88 reduziert wird. Diese Regulierung des Luftdrucks soll mit der Schwankung der Tiefe des Wirbelbetts 94 entlang der Länge des Trogs 88 grob übereinstimmen.
Die Steuerkabel 132, welche die Luftsteuerplatte 130 manipulieren, enden an der Steuerplattform 84, um die Bedienung des Separators 10 aus einer zentralen Positon zu ermöglichen. Der tiefere Teil jeder Gasdruckkammer 126 ist, um die Wartung zu erleichtern, mit einer Ausräumluke 134 ausgerüstet, während die Aussenwände der Luftkammern 122, 124 an jeder Luftdrucksteuerplatte 130 mit Zugangsluken 136 versehen sind, um die Wartung des pneumatischen Systems an jenen Stellen zu ermöglichen.
Gemäss einem Aspekt der vorliegenden Erfindung stehen Luftvorbehandlungseinrichtungen zur Verfügung, welche aus der Umgebungsluft behandelte Luft produzieren, die zur Bildung eines Wirbelbetts aus dem Fliessbettmedium 96 und zur Zufuhr derartiger behandelter Luft zur obenbeschriebenen pneumatischen Einrichtung geeignet ist. Im hier verwendeten Sprachgebrauch bezieht der Ausdruck "geeignet zur Bildung eines Wirbelbetts", wenn dieser in Bezug auf behandelte Luft im pneumatischen System des Separators 10 gebraucht wird, auf Umgebungsluft, welche entweder einzeln oder kombiniert irgendeiner der folgenden Behandlungen ausgesetzt worden ist: (1) Entfernung von Teilchen, die eine bestimmte Teilchengrösse übersteigen, welche die Löcher in der Luftverteilerplatte 116 verstopf en könnten, (2) Aufwärmen auf eine Temperatur, die genügend hoch ist, um Feuchtigkeit aus dem Wirbelbett 94 zu entfernen, (3) anfängliche Aufnahme für das pneumatische System in wesentlichem Abstand über dem kastenähnlichen Rahmen 46, um zu verhindern, dass Staub mit eingezogen wird, welcher durch den Betrieb des Separators 10 verursacht wird, oder (4) Aufrechterhaltung eines Überdrucks, um unerwünschten Eintritt von Staub in die pneumatische- oder Luftvorbehandlungseinrichtung zu verhindern, welcher sich in der äusseren Umgebungsluft befindet.
Wie beispielhaft und nicht beschränkend gezeigt, und wie bezüglich Fig. 1 und 2 vorstehend diskutiert, erlaubt der Luftansaugschacht 48 die Aufnahme der Umgebungsluft auf einer Höhe über dem kastenähnlichen Rahmen 46, welcher das Einsaugen von Staub minimiert, der durch den Betrieb des Separators 10 verursacht wird. Die Luftgebläse 52 halten die Luft stromabwärts hiervon unter positivem Druck, so dass der Eintritt von Staub verhindert wird. Das säulenförmige Gehäuse 18 umschliesst Luftfilter, die zur Entfernung grosser Mengen feinen Staubs konstruiert sind, welcher bis 3.0 Mikron klein ist. Dadurch wird die Verstopfung der Luftverteilerplatte 116 reduziert. Zu den zu diesem Zweck geeignete Luftfiltern zählen der FT-40- und der FT-140-Luftfilter aus Stoff, welche von Dustkop hergestellt werden.
Anschliessend an die Behandlung im säulenförmigen Gehäuse 18 fliesst die Luft für die pneumatische Einrichtung des Separators 10 durch sekundäre Luftgebläse 140 und 142 hindurch. Diese arbeiten in Serie und führen Luft unter Überdruck an einen Lufterhitzer 144, welcher die Luft vor deren Durchgang durch die Öffnung 118 in die pneumatische Einrichtung des Separators 10 erwärmt. Ein konventioneller Lufterhitzer mit einer Kapazität von 350,000 BTU reicht als Lufterhitzer 114 aus.
Der Betrieb des Wirbelbetts 94 zur Trennung der Schwimmfraktion 30 und Sinkfraktion 32 der Mischung 28 ist am besten anhand von Fig. 6 verständlich. Das Fliessbettmedium 96 wird dem Eingangsende 90 des Trogs 88 auf einem obenliegenden Zuführförderband 150 am Boden eines länglichen Trichters 152 zugeführt, welcher konisch nach aussen erweiterte Seiten hat. Der Trichter 152 ist über dem Trog 88 angeordnet und erstreckt sich mindestens entlang der ganzen Länge der Rückführungstrommel 64. Das Zuführförderband 150 bewegt das Fliessbettmedium 96 in Richtung des Eingangsendes 90 des Trogs 88, wie durch den Pfeil I gezeigt.
Am Ende des Trichters 152, das dem Eingangsende 90 des Trogs 88 am nächsten ist, befindet sich eine Abmesseinrichtung, dargestellt in Fig. 6 als Messtor 154. Das Messtor 154 reguliert die Geschwindigkeit, mit welcher das Fliessbettmedium 96 aus dem Trichter 152 in die Zuführungseinfassung 156 abgezogen und dem Eingangsende 90 des Trogs 88 durch das Zuführförderband 150 zugeführt wird. Das Zuführförderband 150 ist mindestens so breit wie das Eingangsende 90 des Trogs 88, und die seitliche Ausdehnung des Fliessbettmediums 96, welches aus dem Trichter 152 durch das Messtor 154 auf dem Zuführförderband 150 abgezogen wird, gleicht im wesentlichen der Breite des Eingangsendes 90 des Trogs 88. Auf diese Weise trifft das Fließbettmedium 96 in einer einheitlichen Menge von der Seitenwand 110 zur Seitenwand 112 auf die geneigte Endwand 114 des Troges 88, wenn es vom Ende des Zuführförderbands 150 fällt, welches dem Eingangsende 90 des Trogs 88 benachbart ist. Vorteilhafterweise trägt dies früh zur Herstellung des Wirbelbetts 94 während des Durchgangs des Fliessbettmediums 96 durch den Trog 88 bei.
Die Mischung 28, welche dem Eingangsende 90 des Trogs 88 zugeführt wird, wird im Wirbelbett 94 mitgeführt. Die Schwimmfraktion 30 und Sinkfraktion 32 der Mischung 28 migrieren zur Oberseite respektiv zum Boden des Wirbelbetts 94, während dieses durch den Trog 88 fliesst. Am Ausgangsende 92 des Trogs 88 trennt ein Flussteiler 160 die obere Schicht des Wirbelbetts 94 mit der Schwimmfraktion 30 der darin mitgeführten Mischung 28 von der unteren Schicht des Wirbelbetts 94 mit der Sinkfraktion 32 der darin mitgeführten Mischung 28. Das Fliessbettmedium 96 wird zur Rückführung ans Zuführförderband 150 in einer noch zu beschreibenden Weise von der Schwimmfraktion 30 und Sinkfraktion 32 durch perforierte Förderbänder oder eine Serie von Rollen gereinigt.
Die Sinkfraktion 32 der Mischung 28 kommt demgemäss auf ein erstes Sinkfraktionförderband 162 zu liegen, welches die Gegenstände der Sinkfraktion 32 in der durch den Pfeil J gezeigten Richtung zur Entladung auf ein zweites Sinkfraktionförderband 164 bewegt. Wie in Fig. 2 zu sehen, läuft die Schwimmfraktion 30 auf dem oberen Teil des Flussteilers 160 zu einem ersten Schwimmfraktionförderband 166 und wird in Richtung des Pfeils K zum zweiten Schwimmfraktionförderband 168 entfernt.
Es wurde festgestellt, dass für einige Proportionskombinationen und für einige Neigungswinkel einer Kanalisierungseinrichtung wie des Trogs 88 der Aufbau eines genügend tiefen Wirbelbetts 94 nicht stattfindet. Unter solchen Umständen ist die senkrechte Trennung der Schwimmfraktion 30 und Sinkfraktion 32 der Mischung 28 am Ausgangsende 92 des Trogs 88 für eine wirksame Trennung ungenügend. Demzufolge wird ein Wirbelbettseparator gemäss der vorliegenden Erfindung wie der Separator 10 zur Unterstützung des Aufbaus des Wirbelbetts 94 durch die temporäre Verlangsamung des Wirbelbettstroms 94 am Ausgangsende 92 des Trogs 88 mit Beschränkungseinrichtungen versehen, ohne im wesentlichen das Volumen des Trogs 88 zu ändern.
Wie hier im Beispiel gezeigt, welches keine Beschränkung bedeutet, ist ein Hindernis vorgesehen, welches wählbar in den Strom des Wirbelbetts 94 am Ausgangsende 92 des Trogs 88 hineingestellt werden kann. In einer Ausführungsform der Beschränkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die in Fig. 6 gezeigt ist, hat ein solches Hindernis die Form einer Dämpferplatte 174, welche um eine horizontale Achse am Ausgangsende 90 des Trogs 88 schwenkbar montiert ist. Um den Aufbau des Wirbelbetts 94 zu ermöglichen, wird die Dämpferplatte 174 in die Position geschwenkt, welche durch gebrochene Linien in Fig. 6 gezeigt ist. Der zusätzliche Widerstand gegenüber dem Ausfluss des Wirbelbetts 94 am Ausgangsende 90 des Trogs 88 bewirkt, dass das Wirbelbett 94 ansteigt. Sobald eine vorausbestimmte akzeptable Tiefe erreicht ist, wird die Dämpferplatte 174 geschwenkt, um diese Fliessbehinderung zu vermindern oder vollständig zu eliminieren.
Die Dämpferplatte 174 sollte sich nicht bis zur Luftverteilerplatte 116 erstrecken, sodaß sie den Teil des Wirbelbetts 94, welcher auf die Sinkfraktion 32 wirkt, total zurückhält. Dadurch könnte eine Ansammlung von Gegenständen in der Sinkfraktion 32 auf dem Boden des Trogs 88 verursacht werden, welche zu beträchtlich ist, als dass der Fluss des Fliessbettmediums 96 von dort freikommen könnte, selbst wenn die Dämpferplatte 174 in eine nicht behindernde Position bewegt wird.
Da eine wesentliche Tiefe des Wirbelbetts 94 an seinem Austritt aus dem Ausgangsende 92 des Trogs 88 sehr bedeutsam zum Grad der erreichbaren Trennwirkung beiträgt, ist die Einrichtung einer Dämpferplatte 174 wichtig. Für einige Fliessbettmedien oder Trogkonfigurationen wird eine Dämpferplatte 174 zum Aufbau eines Wirbelbetts akzeptabler Tiefe möglicherweise nicht benötigt. NIchtsdestoweniger ist es wünschenswert, eine Dämpferplatte, wie die Dämpferplatte 174, in den Sortierer einzubeziehen, da die Neigung eines solchen Trogs normalerweise variabel ist, z.B. durch das Anheben und Absenken seines Eingangsendes 90, oder da die Dichte des verwendeten Fliessbettmediums, z.B. durch Feuchtigkeitsaufnahme, variieren kann.
Alternativ kann die Beschränkungseinrichtung der vorliegenden Erfindung die Form einer Vielzahl von Dämpferplatten, oder einer Dämpferplatte oder Platten, die senkrecht schwenkbar sind, annehmen. Ein Beispiel einer solchen alternativen Beschränkungseinrichtung ist in Fig. 7 gezeigt, in welcher sie Dämpferplatten 176, 178 umfasst, welche auf den jeweiligen Seitenwänden 110 bzw. 112 des Trogs 88 an dessen Ausgangsende 92 montiert sind. Die Dämpferplatten 176, 178 sind um eine senkrechte Achse schwenkbar und z.B. durch hydraulische oder elektrische Steuerungen 180 bewegbar.
Wenn Dämpferplatten wie die Dämpferplatten 176, 178 angewandt werden, wird es notwendig sein, den in Fig. 6 gezeigten Flussteiler 160 in einem gewissen Abstand vom Ausgangsende 92 des Trogs 88 aufzustellen, um dazwischen einen Freiraum zur Bewegung der Dämpferplatten 176, 178 zu schaffen. Wenn dies gemacht wird, hat es sich als notwendig herausgestellt, zusätzlich die Lage des Flussteilers 160 aus der in Fig. 6 gezeigten abzusenken, so dass er weiterhin eine obere Schicht des Wirbelbetts 94 mit der darin mitgeführten Schwimmfraktion 30 von einer darunterliegenden Schicht des Wirbelbetts, welche die Sinkfraktion 32 mitführt, trennt. Während das Wirbelbett 94 über die Kante der Luftverteilerplatte 116 hinausfliesst, beginnt die Wirkung der Schwerkraft das Wirbelbett 94 in einem Bogen nach unten zu ziehen, so dass der Flussteiler 160, je weiter entfernt er sich vom Trog 88 befindet, auch desto tiefer sein sollte.
Es ist auch wichtig, dass die Dämpferplatten 176, 178 nicht so weit ausgedehnt sind, daß sie das Ausgangsende 92 des Trogs 88 gänzlich abschliessen. Dies hat im wesentlichen die gleiche Begründung, welche im Bezug auf die bevorzugte Grösse der Dämpferplatte 174 gegeben wurde.
Einmal aufgebaut, ist es wünschenswert, das Wirbelbett 94 auf gleichbleibender Tiefe zu halten. Diese Stabilität wird allerdings durch den Zusatz der Mischung 28 vom Mischungsförderband 98 zum Wirbelbett 94 wiederholt gestört. Gemäss der vorliegenden Erfindung sind daher Steuerungseinrichtungen vorgesehen, welche die Tiefe des Wirbelbetts 94 erfassen und darauf basierend die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher das Zuführförderband 150 das Fliessbettmedium 96 an das Eingangsende 90 des Trogs 88 führt. Auf diese Weise kann die Tiefe des Wirbelbetts 94 automatisch auf einem vorgewählten Wert gehalten werden. Wie als Beispiel gezeigt, welches keine Beschränkung bedeutet, kann eine Form einer solchen Steuereinrichtung die Gestalt eines Ultraschallsensors 188 annehmen, welcher über dem Trog 88 montiert ist und den Abstand der oberen Fläche 190 des Wirbelbetts 94 von diesem erfaßt. Zylindrische Ultraschall-Abstandsmelder, wie zum Beispiel jene der Serie PCU Ultrasonic Proximity Sensors, welche durch die Agastat Corporation vermarktet werden, erfüllen diesen Zweck. Signale vom Ultraschallsensor 188 werden dann zur Steuerung der Antriebseinrichtung benutzt, welche in Bezug auf das Zuführförderband 150 verwendet wird.
Nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind Medium-Rückführungseinrichtungen vorgesehen, welche das Fliessbettmedium 96 ans Eingangsende 90 des Trogs 88 bringen. Die Medium-Rückführungseinrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst das Ausgangsende 92 des Trogs 88 seitlich und sammelt das Fliessbettmedium 92 vom Trog 88 unter dem Ausgangsende 92 und hebt das so gesammelte Fliessbettmedium 96 zum Trog 88 zurück.
Wie am Beispiel gezeigt, welches keine Beschränkung bedeutet, ist die Rückführungstrommel 64 zur Rotation um ihre eigene longitudinale Achse horizontal angeordnet und umfasst seitlich das Ausgangsende 92 des Trogs 88. Die innere Fläche 198 der Rückführungstrommel 64 ist mit einer kontinuierlichen Vielzahl von Transporttaschen 200 versehen, welche am besten in Fig. 8 erkannt werden können. Die Transporttaschen 200 nehmen das Fliessbettmedium 96 unter dem Ausgangsende 92 des Trogs 88 auf und entladen das Fliessbettmedium 96 über dem Trog 88 durch Rotation der Rückführungstrommel 94. Jede Transporttasche wird durch benachbarte Paare einer kontinuierlichen Serie von radial ausgerichteten Schaufeln 102 gebildet, welche an der inneren Fläche der Rückführungstrommel 64 angebracht sind. Die von der inneren Fläche 198 der Rückführungstrommel 64 entfernten Enden der Schaufeln 102 sind in Richtung der Rotation der Rückführungstrommel 64 geneigt.
Wie in den Fig. 2 und 8 erkennbar ist, fällt das Fliessbettmedium 86, welches aus dem Ausgangsende 92 des Trogs 88 austritt, auf den Boden der Rückführungstrommel 64, woduch die Transporttaschen 200 gefüllt werden. Durch Rotation der Rückführungstrommel 64 in der in Fig. 8 durch die Pfeile L gezeigten Richtung heben sie das Fliessbettmedium 96 zur Entladung in den Trichter 152 an. Der Trichter 152, in Kombination mit dem Zuführförderband 150, fungiert als Medium-Übertragungseinrichtung zur Aufnahme des Fliessbettmediums 96, welches aus den Transporttaschen 200 entladen wird, und dient zur Übertragung des Fliessbettmediums 96 ans Eingangsende 90 des Trogs 88 in einer schon beschriebenen Weise.
Es wurde allerdings festgestellt, wie in Fig. 2 angedeutet, dass die longitudinale Verteilung des Fliessbettmediums 96 innerhalb der Rückführungstrommel 64 nicht einheitlich sondern ziemlich stark an deren mittlerem Teil konzentriert ist, welcher der Position des Ausgangsendes 92 des Trogs 88 entspricht. Demgemäss sind die Transporttaschen 200 in dieser longitudinalen Position auf der Rückführungstrommel 64 überfüllt. Wenn sie durch die Rotation der Rückführungstrommel 64 auf dem Weg zum obersten Teil der Rückführungstrommel 64 angehoben und seitlich gedreht werden, laufen daraus gewisse Mengen des Fliessbettmediums 96 über, bevor sie oberhalb der geneigten Seiten 204 des Trichters 152 ankommen.
Um diesen Überschuss des Fliessbettmediums 96 longitudinal in der Rückführungstrommel 64 zu verteilen, sind senkrechte Säume 210 an den Aussenkanten der geneigten Seiten 153 des Trichters 152 befestigt und an der Seite, welche der Fluidisierungstrommel 64 gegenüberliegt, mit Fliessbettmedium- Verteilungsrampen 208 versehen, welche sich in Bezug auf die Längsrichtung der Rückführungstrommel 64 nach unten und aussen neigen. Diese Beziehung wird am besten anhand Fig. 9 verständlich. Das Fliessbettmedium 96, welches aus den Transporttaschen 102 ausserhalb des Trichters 152 fällt, wird demzufolge durch die Fliessbettmedium-Verteilungsrampen 208 zum Boden der Rückführungstrommel 64 an Orten, welche von deren Mitte entfernt sind, zurückgeführt.
Die Verwendung einer Rückführungseinrichtung wie jene der vorliegenden Erfindung führt zu einem Sortierer 10, welcher um ca. 30% seitlich kürzer ist als ein Sortierer, welcher konventionelle Förderbänder verwendet, um das Fliessbettmedium in die Kanalisierungseinrichtung der Vorrichtung zurück zu hieven. Die Rückführungstrommel 64 bildet zusätzlich eine Abdeckung, welche das darin befindliche Fliessbettmedium gegen Wasser, z.B. Regen und Tau, schützt, wenn sich die Vorrichtung nicht in Gebrauch befindet. Da im wesentlichen alle Trenn- und Reinigungsvorgänge in der Rückführungstrommel 64 stattfinden, wird die Staubverbreitung aus diesem Verfahren durch die Umfassung, welche die Rückführungstrommel 64 bildet, beträchtlich reduziert. Es wurde ausserdem festgestellt, dass eine solche Rückführungseinrichtung weniger Fliessbettmedium als entsprechende bekannte Wirbelbettseparatoren benötigt.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung erlauben außerdem den schnellen Aufbau eines Wirbelbetts und die automatische Erhaltung eines solchen auf einer gewünschten Tiefe. Das Feuchtigkeitsproblem im Fliessbettmedium wird im wesentlichen durch die Vorbehandlung der Luft, welche zur Fluidisierung dieses Mediums verwendet wird, und durch die Einschliessung des Sortiererteils der Vorrichtung in eine Rückführungstrommel 64 eliminiert. Die Filtration der Luft, welche in der pneumatischen Einrichtung der Vorrichtung verwendet wird, reduziert die Stillstandszeit, welche durch um die Vorrichtung herum in der Luft gebildeten Staub verursacht wird.

Claims

1. Vorrichtung (10, mit welcher ein Wirbelbett (94) zur Trennung von Gegenständen in eine Schwimmfraktion (30) einer Mischung (28), die aus Gegenständen besteht, welche allgemein eine erste Dichte haben, und eine Sinkfraktion (32) der Mischung, die aus Gegenständen besteht, welche allgemein eine zweite Dichte haben, die grösser ist als die erste Dichte, benutzt wird, wobei die Vorrichtung umfasst:

a) eine Kanalisierungseinrichtung (88), welche das Wirbelbett (94) aufnimmt und das Fliessen des Wirbelbetts vom Eingangs- zum Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung ermöglicht, die geneigt ist, ein Eingangsende (90) und ein Ausgangsende (92) hat und im übrigen entlang der Längsabmessung der Seiten (110, 112) und entlang des Bodens umschlossen ist, so dass ein ununterbrochener Kanal gebildet wird, welcher das Wirbelbett enthält und in dem das Wirbelbett unter dem Einfluss der Schwerkraft ohne Unterbrechung fliessen kann;

b) eine Mischungszuführungseinrichtung (26), welche die Mischung der Gegenstände dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zur Mitführung im Wirbelbett zuführt;

c) pneumatische Einrichtungen (116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 134, 136), welche Luft aufwärts durch das Fliessbettmedium in der Kanalisierungseinrichtung pressen und so das Wirbelbett aus dem Fliessbettmedium bilden; und

d) eine Medium-Rückführungseinrichtung (64), welche das Fliessbettmedium (96) dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zuführt,

dadurch gekennzeichnet, dass die Medium-Rückführungseinrichtung einen wesentlichen Teil der Kanalisierungseinrichtung einschliesslich deren Ausgangsende seitlich so umfasst, dass das Fliessbettmedium gesammelt wird, während das Wirbelbett aus dem Ausgangsende austritt, und daß die Medium-Rückführungseinrichtung das so gesammelte Fliessbettmedium anhebt und zum Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung zurückführt, wobei die Medium-Rückführungseinrichtung eine horizontal angeordnete und das Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung seitlich umfassenden Rückführungstrommel (164) umfaßt, die sich um die longitudinale Achse dreht und die auf beiden Seiten der longitudinalen Achse durch Treibräder (66) gestützt ist, wobei die Rückführungseinrichtung weiter Antriebseinrichtungen (74, 70, 72) umfasst, welche umfassen:

eine pneumatischen Anlage; und

erste und zweite pneumatische Motoren (74), welche mit der pneumatischen Pumpe parallel zueinander verbunden sind und entsprechende einzelne Treibräder in einer gemeinsamen Richtung drehen, wodurch die Rückführungstrommel gedreht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Medium- Rückführungseinrichtung eine endlose Sequenz von Transporttaschen (200) umfasst, welche sich kontiniuierlich zwischen einer Ladeposition unterhalb des Ausgangsendes der Kanalisierungseinrichtung und einer Entladeposition darüber bewegen lassen, wobei die Transporttaschen das Fliessbettmedium aus der Kanalisierungseinrichtung in der Ladeposition aufnehmen und das Fliessbettmedium in der Entladeposition entladen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher die Medium-Rückführungseinrichtung weiterhin Medium-Übertragungseinrichtungen (150, 152) umfasst, welche das Fliessbettmedium aufnehmen, das von den Transporttaschen in der Entladungsposition entladen wird, und das Fliessbettmedium an das Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung überführen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei welcher die Medium- Übertragungseinrichtung umfasst

a) einen Trichter (152), welcher über der Kanalisierungseinrichtung unterhalb der Entladeposition der Transporttaschen angeordnet ist; und

b) ein Zuführförderband (150) am Boden des Trichters zur Fortbewegung des darin befindlichen Fliessbettmediums in Richtung zum Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die MediumÜbertragungseinrichtung weiterhin eine Abmesseinrichtung (154) am Ende des Trichters sehr nahe dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung umfaßt, welche die Geschwindigkeit, mit welcher das Fliessbettmedium aus dem Trichter abgezogen und dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung durch das Zuführförderband zugeführt wird, reguliert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die innere Fläche der Rückführungstrommel (64) mit einer kontinuierlichen Vielzahl von Transporttaschen (200) versehen ist, welche das Fliessbettmedium aus der Kanalisierungseinrichtung unterhalb von deren Ausgangsende aufnehmen und das Fliessbettmediums durch Drehung der Rückführungstrommel oberhalb der Kanalisierungseinrichtung entladen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die innere

Fläche der Rückführungstrommel mit einer kontinuierlichen Serie von radial ausgerichteten Schaufeln (102) versehen ist, wobei aufeinanderfolgende Paare der Schaufeln zwischen sich Fliessbettmedium vom Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung aufnehmen und durch Rotation der Rückführungstrommel Fliessbettmedium oberhalb der Kanalisierungseinrichtung entladen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher die von der inneren Fläche der Rückführungstrommel entfernten Enden der Schaufeln (102) relativ zu den Schaufeln in der Rotationsrichtung der Rückführungstrommel geneigt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiter Medium-Übertragungseinrichtungen (150, 152) umfasst, welche das Fliessbettmedium aufnehmen, das von den Transporttaschen entladen wird, und das Fliessbettmedium an das Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung transferieren.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher die MediumÜbertragungseinrichtung umfasst:

a) einen Trichter (152), welcher oberhalb der Kanalisierungseinrichtung innerhalb der Rückführungstrommel angeordnet ist; und

b) ein Zuführförderband (150) am Boden des Trichters zum Fortbewegen des Fliessbettmediums in Richtung zum Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei welcher die MediumÜbertragungseinrichtung weiterhin eine Abmesseinrichtung (154) am Ende des Trichters sehr nahe dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung umfasst, welche die Geschwindigkeit, mit der das Fliessbettmedium aus dem Trichter abgezogen und dem Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung durch das Zuführförderband zugeführt wird, reguliert.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher das Zuführförderband (150) mindestens so breit wie das Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung ist und bei welcher die laterale Erstreckung des dem Trichter durch die Messeinrichtung entzogenen Fliessbettmediums auf dem Zuführförderband im wesentlichen gleich der Breite des Eingangsendes der Kanalisierungseinrichtung ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Rückführungstrommel auf den Treibrädern durch leerlaufende Räder (78) in Position gehalten ist, welche Kontakt mit der äusseren Fläche der Rückführungstrommel oberhalb und auf beiden Seiten von deren longitudinalen Achse haben.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Steuereinrichtung (188) umfasst, die die Tiefe des Wirbelbetts abfühlt und in Bezug dazu die Geschwindigkeit steuert, mit der die Medium-Zuführeinrichtung das Fliessbettmedium an das Eingangsende der Kanalisierungseinrichtung liefert, so dass die Tiefe des Wirbelbetts auf einem vorbestimmten Wert gehalten wird.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin eine Beschränkungseinrichtung (174) umfasst, welche die Aufrechterhaltung des Wirbelbetts unterstützt, indem sie temporär den Fluss des Wirbelbetts am Ausgangsende der Kanalisierungseinrichtung verlangsamt, ohne das Volumen der Kanalisierungseinrichtung im wesentlichen zu ändern.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Luftvorbehandlungeinrichtung umfasst

a) ein Teilchenfilter (52) zum Entfernen von Teilchen aus der Umgebungsluft, welche eine vorbestimmte Teilchengrösse übersteigen;

b) eine Luftheizung (144) in Serie mit dem Teilchenfilter zur Heizung der Umgebungsluft auf eine Temperatur, die genügend hoch ist, um Feuchtigkeit aus dem Wirbelbett zu entfernen; und

c) ein Luftgebläse (140, 142) zur Zufuhr von Druckluft durch den Teilchenfilter und die Luftheizung an die pneumatische Einrichtung.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei welcher die Luftvorbehandlungseinrichtung weiterhin einen Luftansaugschacht (48) umfasst, welcher sich wesentlich über die Oberseite der Kanalisierungseinrichtung hinaus erstreckt, und bei welcher das Luftgebläse Luft aus dessen unterem Ende ansaugt.

18. Verfahren zur Trennung einer Mischung von Gegenständen in eine Schwimmfraktion der Mischung, die aus Gegenständen besteht, die allgemein eine erste Dichte haben, und in eine Sinkfraktion der Mischung, die aus Gegenständen besteht, die allgemein eine zweite Dichte haben, die grösser ist als die erste Dichte, mit folgenden Schritten:

a) ein Fliessbettmedium (96) wird dem oberen Ende eines geneigten Trogs zugeführt, der ein Eingangsende und ein Ausgangsende hat und der im übrigen entlang der Längsabmessung seiner Seite (110. 112) und seines Bodens umschlossen ist, so dass ein kontinuierlicher Kanal (88) gebildet wird, aus welchem ein Wirbelbett (94) produziert wird, welches ununterbrochen unter dem Einfluss der Schwerkraft durch die ganze Länge des Trogs fliesst;

b) Luft wird aufwärts durch das Fliessbettmedium im Trog gepresst, um daraus das Wirbelbett zu erzeugen;

c) der Fluss des Wirbelbetts am Ausgangsende des Trogs wird temporär verlangsamt, ohne das Volumen des Trogs wesentlich zu ändern, bis eine vorbestimmte Tiefe des Wirbelbetts im Trog erzeugt ist;

d) die Mischung der Gegenstände wird dem oberen Ende des Trogs zur Mitführung im Wirbelbett zugespeist, wobei die Schwimmfraktion und die Sinkfraktion der Gegenstände der Mischung in ein obere bzw. eine tiefere Schicht des Wirbelbetts wandern, während das Wirbelbett durch den Trog fliesst; und

e) die obere Schicht des Wirbelbetts mit der Schwimmfraktion der darin mitgeführten Mischung wird von der tieferen Schichte des Wirbelbetts mit der Sinkfraktion der darin mitgeführten Mischung derart getrennt, dass die obere Schicht des Wirbelbetts gemeinsam mit der Schwimmfraktion des Wirbelbetts der Mischung abgetrennt wird, wenn das Wirbelbett und die Schwimm- und Sinkfraktionen durch das Ausgangsende des Trogs austreten;

dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin die folgenden Schritte umfasst:

f) das Fliessbettmedium wird am Ausgangsende des Trogs durch eine Rückführungstrommel gesammelt, die horizontal angeordnet ist, seitlich einen wesentlichen Teil des Trogs einschliesslich dessen Ausgangsende umschließt, auf beiden Seiten ihrer longitudinalen Achse durch Treibräder (66) gestützt ist und durch Antriebseinrichtungen (74, 70, 72) angetrieben wird, welche umfassen

eine pneumatische Anlage; und

erste und zweite pneumatische Motoren (74), welche mit der pneumatischen Pumpe parallel zueinander verbunden sind, die entsprechenden einzelnen Treibräder in einer gemeinsamen Richtung drehen und so die Rückführungstrommel drehen;

g) die Rückführungstrommel wird um ihre longitudinale Achse verdreht, so dass das Fliessbettmedium, welches am Ausgangsende des Trogs gesammelt wird, angehoben wird; und

h) das Fliessbettmediums wird zum Eingangsende des Trogs zurückgeführt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, welches weiter den Schritt umfasst, die Luft zu filtrieren, welche durch das Fliessbettmedium aufwärts gepresst wird, um aus der Luft Teilchen zu entfernen, welche eine vorausbestimmte Teilchengrösse übersteigen.

20. Verfahren nach Anspruch 18, welches ausserdem den Schritt umfasst, die Luft, die durch das Fliessbettmedium aufwärts gepresst wird, auf eine genügend hohe Temperatur zu heizen, so dass Feuchtigkeit dem Fliessbettmedium entzogen wird.

21. Verfahren nach Anspruch 18, welches ausserdem den Schritt umfasst, die Tiefe des Fliessbetts zu erfassen, und, darauf basierend, die Geschwindigkeit zu steuern, mit welcher das Fliessbettmedium dem oberen Ende des Trogs zugeführt wird, und so die Tiefe des Fliessbetts auf einem vorbestimmten Wert zu halten.

22. Verfahren nach Anspruch 18, bei welchem der Schritt, in dem das Fliessbettmedium gesammelt wird, das Sammeln des Fliessbettmediums vom Ausgangsende des Trogs in Transporttaschen auf der inneren Fläche der Rückführungstrommel umfasst; und

der Schritt, in welchem das Fliessbettmedium zurückgeführt wird, die folgenden Schritte umfasst:

a) das Fliessbettmedium wird aus den Transporttaschen in einem Trichter aufgenommen, der innerhalb der Rückführungstrommel nach Drehung der Rückführungstrommel oberhalb des Trogs angeordnet ist; und

b) das Fliessbettmedium wird aus dem Trichter auf einem Zuführungsförderband zum Eingangsende des Trogs hin entfernt.