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Title:
DEVICE FOR ELECTROSTATICALLY SORTING MIXTURES OF PARTICLES OF DIFFERENT PLASTIC MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/028080
Kind Code:
A1
Abstract:
A device has a cylinder (41) upon which the charged particle mixture is applied. An inner electrode (41) is arranged inside the cylinder (41) along an angular area next to the inner wall of the cylinder. An outer electrode (48) is provided opposite to the inner electrode (42) outside the cylinder. The high voltage electrostatic field is generated between these electrodes. Several collecting compartments (61, 62, 63) for collecting the sorted plastics are provided below this separator (4). Plastic materials (102) in excess can also be tribo-electrically charged by a corresponding polarisation in a mixing drum (101).

Inventors:
KOEHNLECHNER RAINER (DE)
Application Number:
PCT/DE1996/002510
Publication Date:
July 02, 1998
Filing Date:
December 23, 1996
Export Citation:
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Assignee:
HAMOS GMBH RECYCLING UND SEPAR (DE)
KOEHNLECHNER RAINER (DE)
International Classes:
B03B9/06; B03C7/00; B03C7/06; B29B17/02; (IPC1-7): B03C7/00; B03B9/06; B03C7/06; B29B17/02
Foreign References:
GB1021800A1966-03-09
EP0649681A11995-04-26
DE19522147A11997-01-02
Attorney, Agent or Firm:
Haft, Uwe M. (M�nchen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum elektrostatischen Sortieren von Gemi schen aus Teilchen unterschiedlicher Kunststoffe in einzelne Gemenge aus möglichst gleichen Kunststoffen, mit einer Einrichtung zum positiven bzw. negativen Auf laden der Teilchen im wesentlichen durch Kontaktelek trifizierung sowie mit einer Einrichtung zur elektro statischen Trennung der unterschiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen, dadurch gekennzeichnet, da die Trenneinrichtung (4) eine um ihre horizontal gelegene Mittelachse (WA) drehende Walze aus elektrisch isolie rendem dielektrischen Material aufweist, auf die die unterschiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen aufge bracht werden, und die eine Elektrodenanordnung mit Elektroden unterschiedlicher Polarität aufweist, da die Elektroden (42) mit der einen Polarität im Inneren der Walze (41) nahe an deren Innenumfang angeordnet sind und dem Innenumfang über einen bestimmten Winkel bereich in Drehrichtung der Walze folgen, beginnend et wa in dem Walzenbereich, auf den die Teilchen aufge bracht werden, und da die Elektroden (48) der anderen Polarität au erhalb der Walze (41) im Abstand von die ser so angeordnet sind, da sich ein im wesentlichen nach unten gerichteter Ausla (50) zwischen Walze (41) und dieser Elektrode (48) ergibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da die innerhalb der Walze angeordneten Elektroden (42) einen Winkelbereich überdecken, der zumindest bis zur horizontalen Ebene durch die Walzenachse (WA) reicht und vorzugsweise zwischen 90" und 180 beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, da die au erhalb der Walze (41) angeordneten Elektroden (48) der anderen Polarität sich bis in einen Bereich erstrecken, der etwa auf der Höhe der durch die Walzenachse (WA) laufenden horizontalen Ebene liegt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die au erhalb der Walze an geordneten Elektroden (42) etwa einem Kreisbogen fol gen, wobei der Abstand zwischen den Elektroden (48, 42) unterschiedlicher Polarität sich in Richtung auf den Ausla (50) vergrö ert.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Lage der Elektroden (42, 48) einstellbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da zumindest ein Teil der Elektroden (42, 48) zur Verstärkung des elektrostati schen Feldes zwischen diesen Elektroden mit einem Die lektrikum (53) belegt ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da unterhalb des Auslasses (50) der Trenneinrichtung (4) mehrere, durch verstell bare Trennklappen (64, 65) voneinander abgetrennte Sam melabteile (61, 62, 63) vorgesehen sind, die zum Ein stellen der Auffangbereiche der Teilchen unterschiedli cher Kunststoffarten verstellbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da zum Abstreifen etwaiger an der Walze anhaftender Kunststoffteilchen ein Schaber (71) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, da bei Vorliegen eines Überschusses von Teilchen eines sich mit einer Polarität aufladenden Kunststoffes die Einrichtung (3) zum Aufladen der Kunststoffteilchen einen Mischer aufweist, der zumin dest teilweise aus einem elektrisch isolierenden die lektrischen Material besteht, das geeignet ist, die in Überschu vorliegenden Kunststoffteilchen in der ge wünschten Polarität kontaktelektrisch aufzuladen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da zumindest einige Segmente (S2) des Mischers (31) auswechselbar sind und durch Segmente aus einem Materi al gemä Anspruch 10 ersetzbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da in den Mischer (31) einzelne Segmente (91) aus ei nem Material gemä Anspruch 10 einsetzbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, da der Mischer eine Mischtrommel (31) ist, die eine unter einem spitzen Winkel (a) gegen die horizontale geneigte Trommelachse (TA) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, da in der Mischtrommel (101) eine Polarisationsein richtung (115, 116, 117; 130; 150) zum Beeinflu en der elektrischen Ladung des Materiales der Mischtrommel (101) bzw. des in der Mischtrommel (101) vorhandenen Kunststoffmateriales (112) vorgesehen ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da die Neutralisierungseinrichtung eine metallische 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da die Neutralisierungseinrichtung eine metallische Bürste (117) aufweist, die an der Innenwand der Misch trommel (101) au erhalb des Kontaktbereiches mit dem zu trennenden Kunststoffmaterial (112) anliegt und elek trisch auf einem Referenzpotential (118) liegt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da die Polarisationseinrichtung Elemente (130) zur Herstellung einer Coronaentladung zur Innenwand der Mischtrommel (101) aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, da die Polarisationseinrichtung Coronaelemente (130) zur Herstellung einer Coronaentladung zu den in der Mischtrommel (101) enthaltenden zu trennenden Kunst stoffmateralien (112) aufweist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn zeichnet, da die Polarisationseinrichtung (116) zu sätzlich zu den Coronaelementen (119) eine Einrichtung (140, 141, 142, 143) aufweist, um eine Druckluftströ mung in Richtung der Coronaentladung (131) einzustel len.
18. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, da bei Vorliegen eines Überschusses von Teilchen eines sich mit einer Polarität aufladenden Kunststoffes die Einrichtung (3) zum Aufladen der Kunststoffteilchen einen Mischer aufweist,der aus elek trisch leitendem Material ist und mit einer Potential quelle verbunden ist, und dass die Lager des Mischers elektrisch isolierend sind.
Description:
Vorrichtung zum elektrostatischen Sortieren von Gemischen aus Teilchen unterschiedlicher Kunststoffe Im Rahmen der Wiederverwendung von Kunststoffen werden mehr und mehr gebrauchte Kunststoffprodukte recycelt, wobei es jedoch notwendig ist, hierbei anfallende Kunststoffe unter- schiedlicher Art zu trennen. Im allgemeinen werden Kunst- stoffabfälle zerkleinert, wobei sich kleine Teilchen bzw.

Granulate mit Teilchendurchmessern um einige Millimeter er- geben, die anschlie end sortiert werden. Dieses Sortieren erfolgt dadurch, da die Kunststoffteilchen der einzelnen Kunststoffarten mit unterschiedlicher Polarität aufgeladen werden, was z.B. im Ionenstrom einer Coronaentladung durch Polarisation im elektrischen Feld (vgl. W085/02355) oder durch gegenseitige Berührung, d.h. im wesentlichen durch Kontaktelektrizität erfolgt (vgl. DE-PS 3035649 oder JP-A- 07178351). . Die unterschiedlich aufgeladenen Teilchen werden dann durch ein elektrostatisches Feld geführt, in dem sie entsprechend ihrer Aufladungen auf unterschiedlichen Wegen geführt und anschlie end entsprechend gesammelt werden kön- nen.

Die Trenneinrichtung ist z.B. gemä der DE-PS 30 35 649 oder der JP-A-07178351 ein Freifallscheider, zwischen des- sen Elektroden ein elektrostatisches Feld von 3 bis 5 kV/cm aufrechterhalten wird, aus dem die zwischen den Elektroden herabfallenden Teilchen als Gemenge aus jeweils gleich auf- geladenen Kunststoffteilchen und einem Mischgut aus unter- schiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen abgezogen wer- den. Bei dem Verfahren gemä der W085/02355 werden die Kunststoffteilchen einem Walzenscheider zugeführt, in dem sie mit Hilfe einer Coronaentladung zwischen der Wal- zenoberfläche und einer dieser über einen gewissen Winkel- bereich in Abstand folgenden und mehrere Drähte aufweisen- den Elektrodenanordnung unterschiedlich aufgeladen und die Teilchen der einen Polarität von der Walze mitgenommen und durch Abstreifen in einem ersten Behälter gesammelt werden, während die Teilchen der anderen Polarität durch die Drah- telektroden abgezogen und in einem anderen Behälter gesam- melt werden.

Mit derartigen Verfahren ist es nicht nur möglich, zwei un- terschiedliche Kunststoffarten zu trennen; vielmehr können dies auch mehrere Kunststoffarten sein, wobei dann in einem ersten Schritt die Kunststoffarten voneinander getrennt werden, die sich in dem Proze unterschiedlich aufladen, und dann die erzielten Gemenge jeweils nochmals mit dem gleichen Verfahren behandelt werden: Wenn die Dielektrizi- tätskonstante der einzelnen Kunststoffarten sich ausrei- chend voneinander unterscheiden, so können in diesem zwei- ten Schritt die Teilchen der einzelnen Kunststoffarten wie- derum unterschiedlich aufgeladen und getrennt werden.

Ein Problem bei dem elektrostatischen Sortieren mit tribo- elektrischer Aufladung der Teilchen liegt darin, da in dem Ausgangsgemisch die verschiedenen Kunststoffe oft nicht in im wesentlichen gleichen Anteilen vorliegen. Bei der tribo- elektrischen Aufladung durch Reibung der einzelnen Teilchen aneinander reicht die Anzahl der in Minderheit vorliegenden Teilchen einer Kunststoffart dann nicht aus, sämtliche Teilchen der anderen Kunststoffart aufzuladen, so da in dem Gemisch, das dem elektrostatischen Feld zugeführt wird, unter Umständen eine erhebliche Anzahl von nicht aufgelade- nen Teilchen vorliegt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der in Rede stehenden Art so zu modifizieren, da je nach Vorliegen der Ausgangsmischung im wesentlichen sämtliche Teilchen dieser Mischung zuverlässig aufgeladen werden, auch dann , wenn Teilchen einer Kunststoffart in Überzahl vorliegen. Au er- dem soll die Vorrichtung kompakt und insbesondere kleiner als Vorrichtungen mit Freifallscheidern aufgebaut sein.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, als Trenneinrichtung eine um ihre horizontal gelegene Mittelachse drehende Walze aus einem elektrisch isolierenden Dielektrikum mit einer Elektrodenanordnung zu verwenden, bei der die Elektroden der einen Polarität innerhalb der Walze längs deren Umfan- ges über einen gewissen Winkelbereich und die Elektroden der anderen Polarität gegenüberliegend au erhalb der Walze angeordnet sind, wobei die unterschiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen im oberen Bereich der Walze auf diese aufgebracht werden und dann entsprechend ihrer Polarität entweder auf der Walze haften und von dieser in ein Samme- labteil geführt werden oder durch die au erhalb der Walze gelegene Elektrode von der Walzenoberfläche abgezogen und in ein anderes Sammelabteil geleitet werden. In einem da- zwischengelegenen Sammelabteil wird das Mischgut aufgefan- gen. Die gesamte Trenneinrichtung weist nur eine Höhe auf, die notwendig ist, um die horizontal gelagerte Walze und die einzelnen Sammelabteile einzurichten. Die Sammelabteile sind hierbei durch einstellbare Trennklappen voneinander getrennt, so da die Qualität der Gemenge aus im wesentli- chen einer Kunststoffart und des Mischgutes eingestellt werden kann.

Au erdem wird vorgeschlagen, den zum Aufladen verwendeten Mischer zumindest teilweise aus einem elektrisch isolieren- den dielektrischen Material zu fertigen oder mit einem sol- chen Material auszukleiden, das sich elektrostatisch gleich oder ähnlich wie das in Minderheit vorliegende Material, das somit geeignet ist, die in Überzahl vorliegenden Teil- chen einer Kunststoffart mit bestimmter Polarität kontakte- lektrisch aufzuladen. Da in der Regel der Anteilsfaktor der einzelnen Kunststoffarten bekannt ist, kann der Mischer entweder insgesamt aus einem derartigen Material gefertigt werden; es ist ebenfalls möglich, einzelne Segmente des Mi- schers durch Segmente aus dem gewünschten Material zu er- setzen oder Segmente aus dem gewünschten Material in den vorhandenen Mischer einzusetzen. Vorzugsweise ist hierbei der Mischer eine Mischtrommel, deren Trommelachse unter ei- nem geringen spitzen Winkel gegen die Horizontale geneigt ist. Das noch nicht aufgeladene Gemisch wird der höhergele- genen Stirnseite zugeführt, während das aufgeladene Gemisch an der tiefergelegenen Trommelstirnseite abgezogen und z.B.

über einen Vibrationsförderer der Trenneinrichtung zuge- führt wird.

Bei einer solchen Aufladung der in Überzahl vorliegenden Teilchen durch entsprechendes Material der Mischt rommel wird sich auch die Trommel bzw. die Auskleidung der Trommel aufladen. Diese Aufladung kann dabei positiv oder negativ sein, je nachdem welches Material im Überschu vorliegt und welches Material die Trommel bzw. deren Auskleidung auf- weist.

Dies sei der Einfachheit halber im Rahmen der Separation von PVC-Teilchen aus PET-Flocken erläutert. Diese Erläute- rungen gelten jedoch sinngemä auch für andere Mischungen in entsprechender Weise.

Bei einer Mischung aus PVC in PET-Flocken erfolgt die ent- scheidende Aufladung der im Überschu vorliegenden PET- Teilchen nicht durch die in Minderheit vorliegenden PVC- Teilchen, sondern durch die Wandung der Mischtrommel. Das Material der Trommelauskleidung, d.h., der Werkstoff, der mit den aufzuladenden Kunststoffteilchen in Berührung kommt, ist ein nichtleitendes Material, das von seinen tri- boelektrischen Eigenschaften die in Minderheit vorliegenden Teilchen optimal ergänzt und z.B. ebenfalls aus PVC be- steht. Während die sich im Überschu vorliegenden PET- Teilchen z.B. positiv aufladen, lädt sich die PVC-Wandung der Mischtrommel mit umgekehrter Polarität, also negativ auf.

Nach Durchsatz einer bereits relativ geringen Materialmenge entsteht im Inneren der mit PVC ausgekleideten Mischtrommel ein so starker Elektronenüberschu , da praktisch keine weitere Aufladung mehr möglich ist. Die im Überschu vor- liegenden Teilchen werden dadurch in immer geringerem Um- fang aufgeladen, so da infolgedessen auch die Separation der beiden Kunststoffarten in der folgenden elektrostati- schen Trennung immer schlechter wird.

Um dieses zu verhindern, wird gemä der Erfindung vorge- schlagen, da in der Mischtrommel eine Polarisationsein- richtung zur Beeinflu ung der elektrischen Ladung des Mate- riales der Mischtrommel bzw. deren Auskleidung oder der in der Mischtrommel vorhandenen Kunststoffmateriales vorgese- hen ist. Hiermit ist es möglich, die im Inneren der Misch- trommel befindliche elektrische Ladung positiver oder nega- tiver Art - je nach Art des Materiales der Trommel bzw. de- ren Auskleidung und Art der im Überschu vorliegenden Kunststoffteilchen - zu neutralisieren. Mit der Polarisati- onseinrichtung wird entweder ein Potentialausgleich herbei- geführt oder das Innere der Aufladetrommel auf ein zur Neu- tralisierung beitragendes Potential aufgeladen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Un- teransprüchen hervor. Die Erfindung ist in Ausführungsbei- spielen anhand der Zeichnung näher erläutert.

In dieser stellen dar: Fig. 1 ein Prinzipbild einer Vorrichtung zum Sortieren von Teilchen unterschiedlicher Kunststoffarten gemä der Erfindung; Fig. 2 ein schematisches Ausführungsbeispiel einer Vor- richtung gemä der Erfindung; Fig. 3 eine in der Vorrichtung verwendete Einrichtung zum elektrostatischen Trennen unterschiedlich aufgeladener Kunststoffteilchen; Fig. 4 eine Variante einer Trenneinrichtung gemä der Erfindung; Fig. 5 einen Querschnitt durch eine in der Vorrichtung verwendete Mischtrommel zur kontaktelektrischen Aufladung von Kunststoffteilchen; Fig. 6 ein Prinzipbild zur Darstellung der Aufladung von in Überschu vorliegenden Kunststoffteilchen in einer Mischtrommel; Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Mischtrommel mit ei- ner Neutralisierungseinrichtung zum Ausgleich der in der Mischtrommel vorliegenden elektrischen La- dungen; Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Mischtrommel mit ei- ner Einrichtung zur Erzeugung einer Coronaladung zum Aufladen des Materiales der Mischtrommel bzw.

deren Auskleidung; Fig. 9 eine Neutralisierungseinrichtung, mit der eine Coronaentladung erzeugt und diese durch einen Druckluftstrom verstärkt wird; Fig. 10 eine Neutralisierungseinrichtung in einer Misch- trommel, bei der eine Coronaentladung direkt auf die zu trennenden Kunststoffteilchen wirkt; und Fig. 11 eine weitere Ausführungsform zur gezielten Auf- bzw. Entladung der Mischtrommel.

Im Prinzipbild gemä Fig. 1 werden in einer ersten Stufe 1 die Ausgangsstoffe, z.B. Kunststoffprodukte, die gegebenen- falls noch mit anderen Materialien verunreinigt sind, vor- behandelt, d. h. gemahlen, entmetallisiert, entstaubt, ge- siebt, gegebenenfalls klassifiziert etc.. Im folgenden wird davon ausgegangen, da das dieser Stufe 1 entnommene Pro- dukt Teilchen zweier verschiedener Kunststoffe A und B auf- weist. Diese Teilchen werden im Block 2 auf etwa einheitli- che Temperatur zwischen 30"C und 60"C gebracht und gegebe- nenfalls noch oberflächenbehandelt.

Im anschlie enden Block 3 werden die Teilchen triboelek- trisch aufgeladen, wobei hier davon ausgegangen wird, da die Teilchen der beiden unterschiedlichen Kunststoffe mit gegensätzlicher Polarität, d.h. positiv bzw. negativ aufge- laden werden.

In der anschlie enden Trenneinrichtung 4 werden die unter- schiedlich aufgeladenen Kunststoffteilchen einem elektro- statischen Feld ausgesetzt und auf unterschiedlichen Wegen so geführt, da in einer anschlie enden Sammeleinrichtung 5 Teilchen des einen Kunststoffes A und Teilchen des anderen Kunststoffes B sowie ein Mischgut aus Teilchen beider Kunststoffe A und B separat voneinander gesammelt werden.

Wie in dieser Figur angedeutet, kann das Mischgut wieder in den Proze zum Block 2 rückgeführt werden, um die Trennef- fizienz zu erhöhen. Ebenso wäre eine zusätzliche Nachsepa- rierung der bereits getrennten Kunststoffe A und B möglich, um die Qualität des Endproduktes zu verbessern, falls sich in den einzelnen Gemengen noch Teilchen der anderen Kunst- stoffart befinden.

Eine praktische Ausführung der geschilderten Vorrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. In einem Vorratsbehälter 10 liegt das in der Stufe 1 vorbehandelte Ausgangsprodukt vor.

Dieses Gemisch wird z.B. über einen Saugförderer, eine Schnecke, ein Förderband oder dergleichen einem Aufheizbe- hälter 11 im Block 2 zugeführt, wobei diese Zufuhr über ei- ne Füllstandssteuerung 12 erfolgt, durch die dem Aufheizbe- hälter 11 gerade so viel Material zugeführt wie aus ihm ab- gezogen wird. Der Transport des Materialgemisches durch den Aufheizbehälter erfolgt durch die Schwerkraft, wobei das Material über einen Auslauftrichter 13 abgeführt wird. Im Bereich des Auslauftrichters 13 mündet in den Aufheizbehäl- ter die Leitung eines Druckgebläses 14, wobei in der Lei- tung eine Heizung 15 vorgesehen ist. Die Temperatur der aufgeheizten Luft wird über eine Temperatureinstellung 16 bestimmt. Die aufgeheizte Luft durchströmt das Gemisch in dem Aufheizbehälter 11 und erwärmt dieses auf eine konstan- te Temperatur zwischen 30"C und 60"C und verlä t den Behäl- ter durch eine Entlüftung 17.

Das aufgeheizte und gegebenenfalls noch oberflächenbehan- delte Gemisch fällt aus dem Auslauftrichter 13 auf einen Vibrationsförderer 21 oder dergleichen und wird von diesem in eine Mischtrommel 31 geleitet. Es ist möglich, das auf dem Vibrationsförderer 21 gelegene Gut über einen Infrarot- strahler 32, der an einer Abdeckung 33 befestigt ist, zu beheizen, um die Temperatur des Materialgemisches weiterhin konstant zu halten.

Die Mischtrommel 31 ist mit ihrer Trommelachse TA unter ei- nem spitzen Winkel a gegen die Horizontale geneigt und wird mit einem Antriebsmotor 34 in Drehung versetzt. Bei dieser Drehung kommen die Kunststoffteilchen der beiden unter- schiedlichen Kunststoffarten miteinander in Kontakt und entfernen sich wieder, wodurch sie positiv bzw. negativ aufgeladen werden. An der tiefergelegenen Stirnseite der Mischtrommel befindet sich symmetrisch um die Trommelachse TA eine Öffnung 35 mit dem lichten Durchmesser D, über dem das aufgeladene Kunststoffgemisch austritt und über einen Auslauftrichter 36 auf einem kurzen Vibrationsförderer 37 abgelegt wird. Mit diesem Vibrationsförderer 37 wird das Kunststoffgemisch zur Trenneinrichtung 4 geführt. Zur Ein- stellung der Förderrate können ggf. der Anstellwinkel der Trommelachse und der Durchmesser D der Öffnunug 35 variiert werden.

In der Trenneinrichtung ist eine Walze 41 vorgesehen, die mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Antriebsmotors um ihre horizontal ausgerichtete Walzenachse WA, in diesem Falle im Gegenuhrzeigersinn, angetrieben wird. Die unter- schiedlich aufgeladenen und in den Figuren entweder schwarz oder wei dargestellten Kunststoffteilchen werden über den Vibrationsförderer 37 etwas jenseits des höchsten Walzen- punktes auf der Walze 41 abgelegt. Innerhalb der Walze be- findet sich eine feststehende Innenelektrode 42, die sich längs des inneren Zylindermantels der Walze 41 in deren Drehrichtung über einen bestimmten Winkelbereich von in diesem Falle etwa 1500 erstreckt, und zwar etwa beginnend von der Mantellinie 43 der Walze 41, an der die Teilchen von dem Vibrationsförderer 37 abgelegt werden. Die Innene- lektrode reicht in diesem Falle etwa bis zu dem tiefsten Punkt der Walze 41. Die Innenelektrode 42 ist mit einem Ka- bel 44 verbunden, das über die Walzenachse WA nach au en geführt und mit einer Hochspannungsquelle 45 verbunden ist.

Die Spannung der Hochspannungsquelle 45 kann mit einer Ein- stellung 46 festgelegt werden.

Die einem Zylindersegment folgende Innenelektroden 42 ist mit einem auf der Walzenachse WA abgestützten Träger 47 verbunden und kann, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet, um die Walzenachse WA verschwenkt werden, um in der für den Trennproze günstigsten Lage fest eingerichtet zu werden.

Au erhalb der Walze 41 ist eine feststehende Au enelektrode 48 vorgesehen, die in Abstand von der Walzenoberfläche über einen Winkelbereich von etwa 90C geführt wird, so da die auf der Oberfläche der Walze 41 abgelegten Kunststoffteil- chen an einem oberen Einla 49 in den Raum zwischen der Walzenoberfläche und der Au enelektrode 48 eintreten, und zwischen der Walzenoberfläche und der Au enelektrode 48 am unteren Bereich sich ein nach unten weisender Ausla 50 bildet. Dieser Ausla liegt in seiner horizontalen Lage et- wa im Bereich der Walzenachse A.

Der Raum zwischen der Walzenoberfläche und der feststehen- den Au enelektrode 48 erweitert sich kontinuierlich zwi- schen dem Einla 49 und dem Ausla 50. Die angegebene Form der Au enelektrode als Zylindersegment ist beispielhaft; die Elektrode könnte auch gerade oder anders wie gekrümmt sein.

Die Au enelektrode 48 ist an eine Hochspannungsquelle 51 angeschlossen, die unterschiedliche Polarität zu der Hoch- spannungsquelle 45 für die Innenelektrode 42 aufweist und deren Spannung über eine Einstellung 52 bestimmt werden kann. Auf der der Walzenoberfläche zugewandten Seite der Au enelektrode 48 kann noch eine Schicht eines zusätzlichen Dielektrikums 53 aufgebracht sein, um die elektrostatische Feldstärke zwischen Au en- und Innenelektrode zu erhöhen.

Das elektrisch isolierende, dielektrische Material der Wal- ze 41 trägt ebenso wie die Beschichtung 53 zur Verstärkung des elektrostatischen Feldes bei; durch geeignete Wahl des Materiales und der Dicke des Materiales kann die Feldstärke des elektrostatischen Feldes entsprechend beeinflu t wer- den.

Unterhalb des Auslasses 50 ist die Sortiereinrichtung 5 vorgesehen, die in diesem Falle drei Sammelabteile 61, 62 und 63 aufweist, die durch einstellbare Trennklappen 64 und 65 voneinander getrennt sind und denen jeweils ein Sammel- behälter 66, 67 bzw. 68 zugeordnet ist, wobei in den beiden au en gelegenen Sammelbehältern im wesentlichen Teilchen jeweils einer Kunststoffart A bzw. B und in dem mittleren Sammelbehälter 47 eine Mischung aus beiden Kunststoffen aufgefangen wird.

Die Separation der Kunststoffteilchen in der Trenneinrich- tung 4 erfolgt durch das elektrostatische Feld zwischen den beiden Elektroden 42 und 48, wobei die hier schwarz ge- zeichneten Kunststoffteilchen auf der Walzenoberfläche ge- halten und die wei gezeichneten Kunststoffteilchen mit ei- ner Aufladung entgegengesetzter Polarität von der Wal- zenoberfläche abgezogen und in Richtung auf das in der Fi- gur linke Sammelabteil 61 und in den dortigen Sammelbehäl- ter 66 geleitet werden. Die auf der Walzenoberfläche ver- bleibenden Teilchen fallen nach einer gewissen Strecke von der Walze in das in diesem Falle rechts au en gelegene Sam- melabteil 63 und den zugeordneten Sammelbehälter 68. Um die Abtrennung zu verbessern, kann in Drehrichtung der Walze hinter der Innenelektrode 42 eine Neutralisierungselektrode 69 vorgesehen werden, die an eine Wechselspannungsquelle 70 angeschlossen und auf die Oberfläche der Walze 41 gerichtet ist. Im Bereich der Neutralisierungselektroden 69 werden die noch an der Walze haftenden Kunststoffteilchen entladen und fallen in den Sammelbehälter 68. Etwaige trotzdem noch an der Walze haftenden Teilchen werden mit Hilfe eines wei- chen Schabers 71 von der Walzenoberfläche abgebürstet und fallen in den Sammelbehälter 68. Diese Schaber 71, vorzugs- weise ein elektrisch auf Neutralpotential liegender metal- lisches Schabemesser, neutralisiert die an der Walze haf- tenden Teilchen, so da diese leicht von der Walzenoberflä- che abfallen.

Das Entfernen der Teilchen von der Walzenoberfläche kann noch durch eine Absaugeinrichtung 72 unterstützt werden.

Der Vorteil eines neutralen Schabers gegenüber einer anson- sten verwendeten rotierenden Bürste liegt darin, da durch den Schaber keine Aufladung des Walzenmaterials erfolgt.

In dem mittleren Sammelabteil 62 mit dem Sammelbehälter 67 wird ein Mischgut aus Teilchen beider Kunststoffarten auf- gefangen. Um den Mischanteil in den einzelnen Kunststoffge- mengen in den Sammelbehältern 66, 67 und 68 einstellen zu können, sind die Trennklappen 64 und 65 um Schwenkachsen parallel zu der Walzenachse WA verschwenkbar, wie durch Doppelpfeile angedeutet.

Wie in dieser Figur angedeutet, wird etwaiges im Proze rückgeführtes Mischgut über eine weitere Füllstandssteue- rung 12' in den Aufheizbehälter 11 eingeleitet.

In Fig. 4 ist eine Trenneinrichtung 4' mit einer entspre- chenden Sortiereinrichtung 5' dargestellt, mit denen pro Zeiteinheit grö ere Mengen von Kunststoffgemischen sepa- riert werden können. Die Trenneinrichtung 4' besteht im we- sentlichen aus zwei gegenüber angeordneten Trenneinrichtun- gen gemä Fig. 3, wobei dann das Material aus der Misch- trommel über einen Vorratsbehälter 81 mehr oder minder gleichmä ig über kurze Förderer 37' auf die beiden Walzen 41 aufgeteilt wird.

Generell kann die Kapazität der beschriebenen Vorrichtung natürlich auch durch eine entsprechende Anpassung der Wal- zenlänge an die gewünschte Kapazität angepa t werden.

Wie oben erwähnt, kann es bei Überschu einer Kunst- stoffkomponente zu Schwierigkeiten bei der Aufladung der Kunststoffteilchen führen. Um auch die in Überzahl vorlie- genden Teilchen sicher aufzuladen, können verschiedene Lö- sungen gewählt werden: Wie in Fig. 2 angedeutet, kann die Mischtrommel 31 in meh- rere Segmente, z.B. in drei Segmente S1, S2 und S3 aufge- teilt werden, wobei die au enliegenden Segmente S1 und S3 das mittlere Segment S2 halten, in dem der eigentliche Misch- und damit auch Aufladungsproze der Kunststoffteil- chen erfolgt. Das mittlere Segment S2 kann ausgetauschtwer- den und besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, durch das bei Berührung die in Überzahl vorliegenden Kunst- stoffteilchen aufgeladen werden. Weist z.B. der im Über- schu vorliegende Kunststoff Teilchen auf, die sich an sich positiv aufladen, so wird für das Material des mittleren Segmentes ein elektrisch isolierendes Dielektrikum gewählt, das eine niedrigere Dielektrizitätskonstante aufweist: für kommerzielle zu trennende Kunststoffe ist ein geeignetes Material hierfür z.B. Polytetrafluorethylen. Wenn sich die im Überschu vorliegenden Teilchen an sich negativ aufla- den, so wird man ein Material mit relativ hoher Dielektri- zitätskonstante wählen, z.B. Glas. Die Wahl des geeignet- sten Materiales kann nach einer "elektrostatischen Span- nungsreihe" gewählt werden, die besagt, da der Stoff mit der grö eren Dielektrizitätskonstante sich positiv auflädt und die Aufladungshöhe proportional der Differenz der Die- lektrizitätskonstante der beteiligten Stoffe ist. Eine sol- che elektrostatische Spannungsreihe ist beispielhaft vom "positiven" zum "negativen" Ende im folgenden aufgeführt: Glas, Wolle, Polyamid, Phenolformaldehyd, Polyacrylamid, Celluloseacetat, Polyvinylacetat, ABS-Polymere, Polymethyl- methacrylat, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyethylen- therephthalat, Polyvinylbutyrat, Epoxyharze, Polyacrylni- tril, Polycarbonat, Polystyrol, Gummi, Polytetrafluorethy- len.

Dabei lädt sich ein Stoff gegen jeden in der Reihe folgen- den positiv auf, und zwar um so stärker, je grö er der "Abstand" beider Stoffe in der Reihe ist.

Diese beispielhafte Spannungsreihe beruht auf empirischen Ermittlungen; jedoch ist die Korrelation zwischen Dielek- trizitätskonstante und Aufladung relativ gut.

Anstatt das gesamte mittlere Segment S2 der Mischtrommel 31 auszutauschen, können natürlich auch Einzelteile ausge- tauscht werden. Eine weitere Möglichkeit ist in Fig. 5 dar- gestellt. In die Mischtrommel 31 können Segmente, in diesem Fall sind es Platten 91, in nicht gezeigten Führungen ein- geschoben werden, wobei durch diese Platten 91 der eigent- liche Mischraum 92 begrenzt wird. In dem Beispiel gemä Fig. 5 hat der Mischraum einen Querschnitt eines regelmä i- gen Sechseckes. Die Platten sind wiedereum aus einem Die- lektrikum entsprechend der obigen Spannungsreihe ausge- wählt, um die gewünschte Aufladung zu erreichen. Sie können Stege 93 aufweisen, um das Kunststoffgemisch besser zu durchmischen und sowohl die Kunststoffteilchen untereinan- der als auch diese mit den Platten 91 häufig in Kontakt zu bringen.

In Fig. 6 ist nochmals schematisch der Vorgang bei der Auf- ladung von im Überschu vorliegenden Kunststoffteilchen 102 z.B. aus PET im Inneren einer Aufladetrommel 101 darge- stellt, die beispielsweise aus PVC besteht. Zwischen den im Überschu vorliegenden Kunststoffteilchen 102 befinden sich noch in Minderheit vorliegende Kunststoffteilchen 103, z.B.

PVC-Teilchen.

Die Mischtrommel 101 rotiert in diesem Falle im Uhrzeiger- sinn. Die Drehzahl der Mischtrommel wird so eingestellt, da die in der Mischtrommel befindlichen Teilchen längs der Innenwand der Trommel mitgeführt werden, bis sie in einer Position zwischen "9 und 11 Uhr" von der Trommel wieder nach unten abfallen.

In Fig. 7 ist die Mischtrommel 101 schematisch dargestellt, die auf Rollenböcken 113 und 113' gelagert ist und durch eine Antriebseinrichtung 114 in Drehung versetzt wird. Die- se Antriebseinrichtung 114 ist mit einer Drehzahlregelung 120 verbunden, so da die Mischtrommel 101 mit einstellba- rer Drehzahl betrieben werden kann. In dieser Figur ist der optimale Bewegungsablauf des zu mischenden Gutes 112 aus den unterschiedlichen Kunststoffteilchen 102 und 103 sche- matisch dargestellt.

Die im Inneren der Mischtrommel 101 befindlichen negativen oder positiven elektrischen Ladungen, die sich durch eine Reibung der Teilchen an der Trommelwand ergeben, werden über eine elektrisch leitende elastische Bürste 117 abge- leitet. Diese Bürste 117 ist an einer Halterung 16 angeord- net, die um eine feste Achse 115 drehbar ist. Der Winkel a zwischen der Vertikalen und der Halterung bzw. der Bürste 117 wird hierbei so gewählt, da das in der Trommel ver- mischte Kunststoffgemisch 112 vor der Bürste 117 von der Innenwand der Mischtrommel nach unten abfällt. Ein direkter Kontakt der einzelnen Kunststoffteilchen mit der Bürste 117 wird verhindert, da eine Kontaktentladung der einzelnen Kunststoffteilchen nicht stattfindet und die Verschmutzung der gesamten Neutralisierungseinrichtung gering bleibt.

Die Neutralisierungseinrichtung aus den Komponenten 115, 116 und 117 ist über eine leitende Verbindung 122 mit einem bestimmten Potential 118, z.B. mit Erde verbunden. Es sei noch darauf hingewiesen, da die Bürste 117 an der Misch- trommel 101 über deren gesamte Breite an dieser anliegt.

In der Fig. 8 ist eine Mischtrommel 101 mit einer Polarisa- tions- bzw. Neutralisierungseinrichtung dargestellt, die sinnvollerweise dann angewendet wird, wenn die Aufladung der Mischung 112 durch Zugabe bzw. Abgabe von Elektronen verbessert werden kann. Hierzu wird eine Sprühelektrode 130, eine sog. Coronaelektrode verwendet, die als dünner Draht, Kamm oder Schneide ausgebildet ist. Wird diese Sprühelektrode 130 je nach dem zu separierendem Kunststoff- material und dem Material der Mischtrommel mit positiver oder negativer Hochspannung aus einer Spannungsquelle 132 beaufschlagt, so bildet sich eine Coronaentladung 131 mit entsprechender Polarität aus. Die Auskleidung 133 der Mischtrommel 101 ist zur Verbesserung der Durchmischung des Trommelinhaltes 112 als mehreckiges Polygon ausgebildet und wird durch die Coronaentladung 131 entsprechend polari- siert. Dadurch kann die Aufladung der Kunststoffmischung 112 in gewünschter Weise beeinflu t werden.

Um die Neutralisierung der Oberfläche im Inneren der Misch- trommel zu erzielen, kann es sinnvoll sein, die Neutrali- sierungseinrichtung mit alternierender Hochspannung be- stimmter Frequenz und Amplitude zu beaufschlagen. Hierdurch kann der Entladevorgang entscheidend verbessert werden.

In Fig. 9 ist eine modifizierte Neutralisierungseinrichtung dargestellt, bei der ebenfalls eine Coronaentladung ange- wendet wird. Hierzu ist ein Elektrodenstab 140 an einem Be- festigungsarm 116 ählich wie in Fig. 7 befestigt. Der Elek- trodenstab 140 trägt Coronaelemente 130, z.B. Drähte, Kämme etc., wobei um diese Coronaelemente kreis- oder schlitzför- mige Löcher bzw. Öffnungen 142 angeordnet sind. Diese Öff- nungen 142 sind mit einem Druckluftkanal 141 in den Befe- stigungsarm 116 verbunden, der seinerseits mit einer Druck- luftquelle 143 mit regelbarem Druck und regelbarem Durch- flu in Verbindung steht. Bei Beaufschlagung des Kanales 141 mit Druckluft tritt aus den düsenförmigen Öffnungen 142 ein Luftstrom aus, der von der Oberfläche der Coronaelemen- te 130 ionisiert wird. Auf diese Weise wird das Coronafeld 131 zusätzlich verstärkt und erreicht dadurch eine grö ere Reichweite.

In Fig. 10 ist ein Teil einer Mischtrommel 101 mit dem dar- in enthaltenen Kunststoffmaterial 112 sowie wiederum Coro- naelementen 130 gezeigt. Die Coronaelemente 130 sind hier- bei jedoch auf die Kunststoffmischung 112, z.B. in einer "7-Uhr-Stellung" gerichtet, wobei die Coronaelemente 130 so weit von der Wand der Mischtrommel zurückgezogen sind, da das Coronafeld direkt auf die Oberfläche der Kunststoff- mischung 112 wirkt. Werden die Coronaelemente 130 mit einer Spannung versorgt, die von ihrer Polarität her der zu er- wartenden Spannungspolarität der im Überschu vorliegenden Teilchen entspricht, wird die Aufladung dieser Teilchen ebenfalls unterstützt. Dadurch verringern die sich zur Auf- ladung erforderlichen Misch- bzw. Verweilzeiten in der Mischtrommel.

In Fig. 11 ist eine weitere Ausführungsform zur gezielten Auf- bzw. Entladung der Innenwand der Mischtrommel 101 dar- gestellt. Hierbei wird eine rotierende Bürste 150 verwen- det, deren Drehachse 152 parallel zur Mittelachse der Mischtrommel 101 angeordnet ist. Die rotierende Bürste 150 wird über ein Getriebe, z.B. Zahnriemen 151 oder dgl. von einer Antriebseinrichtung 153 angetrieben. Um eine mög- lichst hohe Reibung zwischen Bürste 150 und Mischtrommel 101 zu erzielen, wird die Drehrichtung der Bürste 150 so gewählt, da sich eine möglichst hohe Relativgeschwindig- keit zwischen diesen beiden Teilen einstellt.

Das Material der Bürste 150 wird so ausgewählt, da die In- nenwand der Mischtrommel 101 mit der gewünschten Polarität aufgeladen wird. So kann z.B. eine Trommel aus PVC durch eine Bürste aus Polyamid negativ aufgeladen werden. Die Ma- terialauswahl kann z.B. anhand der oben aufgeführten elek- trostatischen Spannungsreihe erfolgen.

Im übrigen kann auch einer aus elektrisch leitendem Materi- al hergestellte Mischtrommel in gewünschter Weise aufgela- den werden, wenn ein Potential von au en auf die Mischtrom- mel gelegt wird. Dazu müssen natürlich die Lager der Trom- mel entsprechend isolierend ausgeführt werden.