AT15699U1 - Vorrichtung zur Zerkleinerung von Rundholz, Schwarten, Spreißeln oder sonstigen Schüttgütern auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Rundholz, Schwarten, Spreißeln oder sonstigen Schüttgütern wie Holz, Stroh, Miscanthus, etc. auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße, bestehend aus zwei innerhalb einer Maschine integrierten Zerkleinerungsstufen, der Grobzerkleinerungsstufe und der Feinzerkleinerungsstufe. Durch diesen erfindungsgemäßen Aufbau können zusätzliche, nachgeschaltete Korngrößenreduzier-Prozesse zur Erzeugung der gewünschten agglomerationsfähigen Korngröße entfallen.

Description

Beschreibung

VORRICHTUNG ZUR ZERKLEINERUNG VON RUNDHOLZ, SCHWARTEN, SPREIßELN ODER SONSTIGEN SCHÜTTGÜTERN AUF TROCKNUNGS- UND AGGLOMERATIONSFÄHIGE KORNGRÖßE

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zerkleinerung von Schwarten, Spreißeln, Rundholz oder sonstigen Schüttgütern und agglomerationsfähigen Stoffen, wie beispielsweise Holz, Stroh, Miscanthus, etc. auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße, innerhalb einer geometrischen Maschinenkontur.

[0002] Zur Erzeugung von Pellets oder sonstigen zylindrischen Presslingen, beispielsweise Briketts, wird feinfaseriges bzw. feinkörniges Material benötigt. Dieses wird innerhalb von Pressmaschinen, bspw. Pellet- oder Brikettpresssen durch definierte Presskanäle in die gewünschte Form, vorzugsweise in Gestalt von Holz- oder Futtermittelpellets, Briketts oder sonstigen zylindrischen Presslingen gebracht.

[0003] Beispielsweise in der Holzpellet erzeugenden Industrie werden, da es prozessbedingt nur schwer umsetzbar ist solch feinfaseriges bzw. feinkörniges Material in einem Verfahrensschritt aus Rundholz, Schwarten oder Spreißeln oder sonstigem stückigen Eingangsmaterialien zu erzeugen, eine Anzahl getrennter Verfahrensschritte zur Grob- und Feinzerkleinerung eingesetzt. Die Trennung dieser Anlagen für die Grobzerkleinerung, vorzugsweise in Gestalt von Trommelhackern, Sch eiben hackern oder sonstigen zerkleinernden Verfahrensprinzipien und für die Feinzerkleinerung, vorzugsweise in Gestalt von Schlag- oder Hammermühlen, Schneidmühlen, oder sonstigen Mahlmaschinen bedarf einer erhöhten Investitionssumme, einem erhöhtem Platzbedarf, einer erhöhten verfahrenstechnischen Begleitinvestition und verfahrenstechnischer Verknüpfung, sowie einem erhöhten Wartungsbedarf.

[0004] Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung „Vorrichtung zur Zerkleinerung von Rundholz, Schwarten, Spreißeln oder sonstigen Schüttgütern auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße“ die Zielsetzung zu Grunde, den Aufwand, welcher durch die Verwendung mehrerer verfahrenstechnischer Zerkleinerungsprozesse entsteht, wie beispielweise Maschinen- und Betriebskosten, Wartungsaufwendungen und Begleitinvestitionen in hierfür erforderliche fördertechnische Anlagen, durch Verringerung der Anzahl benötigter Maschinen auf lediglich eine Maschine bei gleichbleibender Prozesssicherheit zu reduzieren.

[0005] Erfindungsgemäß wird der hohe Zerkleinerungsgrad durch zwei Stufen der Zerkleinerung, einer Grobzerkleinerung in der ersten Stufe und einer weiteren Feinzerkleinerung innerhalb der zweiten Stufe realisiert, auf welcher letztendlich das Material so fein zerkleinert wird, dass es beispielsweise für die Herstellung zylindrischer Presslinge oder sonstiger verfahrenstechnischer Press-, Sinter- oder Granulationsprozesse genutzt werden kann. Erfindungsgemäß werden beide Stufen unmittelbar nacheinander innerhalb einer Maschine durchlaufen. Die Bezeichnungen Grob- und Feinzerkleinerung beziehen sich dabei auf die jeweiligen Korngrößenreduktionsschritte zur Erzielung der gewünschten Endkorngröße, sowie deren geometrischer Abmessungen.

[0006] Die Beschickung der Grobzerkleinerungsstufe mit inhomogenem, stückigem Eingangsmaterial in Form von Holz, Stroh, Miscanthus oder sonstigen agglomerationsfähigen Stoffen, geschieht parallel zur Maschinenstellfläche mittels gegenläufigen, elektrisch oder hydraulisch getriebenen parallel zum Grobzerkleinerungswerkzeug angeordneten, geometrisch untereinander gleich oder voneinander verschieden geformten Profilwalzen den sog. Einzugswalzen (6). Der Abstand zwischen den oberen und unteren Einzugswalzen ist dabei variabel an die geometrischen Abmessungen des einzuziehenden Materials anpassbar. Der Materialtransport des vorzerkleinerten Stoffstroms zwischen der ersten Zerkleinerungsstufe, der sogenannten Grobzerkleinerung (7) mit einer geometrisch geformten Grobvermahlungszone (9), zur Weiterverarbeitung mittels Feinzerkleinerungswerkzeugen erfolgt dabei gravimetrisch, sowie aufgrund der Tangentialbeschleunigung der vorzerkleinerten Partikel. Nach Erzeugung der erwünschten, verfahrenstechnisch agglomerationsfähigen Korngröße, bzw. nach Durchlaufen der Feinzerkleinerungsstufe erfolgt der Materialabtransport (4) durch die rotationsbedingt entstehende Zentrifugalkraft, sowie die durch die Schlag- und Prallzerkleinerung entstehende Tangentialbeschleunigung. Hierbei werden die einzelnen, zu zerkleinernden Partikel durch die zusätzlichen Feinzerkleinerungswerkzeuge sowie die gegenständliche, erfindungsgemäße Feinvermahlungszone auf Endkorngröße zerkleinert. Die Endkorngröße kann dabei variabel auf die jeweiligen Kundenanforderungen und Anwendungszwecke abgestimmt werden.

[0007] Das Prinzip der Grobzerkleinerungsstufe, vorzugsweise eines rotierenden Grobzerkleinerungsrotors (7), ist hinsichtlich seines geometrischen Aufbaus mit einer Anzahl von Schneidwerkzeugen an seinem äußeren Umfang, welche in Wechselwirkung mit einer Anzahl fest am Maschinenständer (1) befestigten Gegenmessern wirken, ausgebildet.

[0008] Die Grobvermahlungszone (9) ist ein Arbeitsbereich, welcher einen definierten Teil des Rotationskreises des Grobzerkleinerungswerkzeuges in einem definierten Abstand abdeckt und durch Perforationen den Stoffstrom und dessen geometrische Zusammensetzung und Struktur beeinflusst.

[0009] Das erfindungsgemäße Prinzip des Feinzerkleinerungsrotors (5) basiert darauf, dass der Rotor der Feinvermahlungsstufe parallel zur Mittelachse des Grobzerkleinerungsrotors (7), welche parallel zur Ebene der Maschinenstellfläche (2) und senkrecht zur Außenwand des Maschinenständers (1) angeordnet ist. Der Feinzerkleinerungsrotor (5) besteht aus einer Anzahl von geometrisch geformten Schlagwerkzeugen, die in einer bestimmten Anzahl und Position entlang des äußeren Umfangs des Rotors befestigt sind. Bedingt durch die Rotation und die dadurch entstehende Fliehkraft richten sich die Schlagwerkzeuge senkrecht zur Rotoroberfläche auf und zerkleinern das aus der Grobvermahlungszone gravimetrisch zu dosierte Material in Wechselwirkung mit der erfindungsgemäßen Feinvermahlungszone zu feinfaserigem bzw. feinkörnigem Material, welches wiederrum in einem späteren Arbeitsschritt in der Lage ist in zylindrische Presslinge oder dergleichen Elemente verarbeitet zu werden.

[0010] Die Feinvermahlungszone (8) ist ein Arbeitsbereich, der einen Teil des Umlaufkreises des Feinzerkleinerungsrotors (5) in einem definierten Abstand abdeckt, bestehend aus einem perforierten Grundkörper, vorzugsweise einem Blech mit einer Anzahl senkrecht auf dem Grundkörper angeordneten, eckigen oder runden Elementen den sog. Feinvermahlungswerkzeugen an deren Umfang das durch den Feinzerkleinerungsrotor tangential- oder radialbeschleunigte Material zu feinvermahlenem Partikeln mit gewünschter Endkorngröße zusätzlich zerkleinert wird.

[0011] Die getriebenen Elemente des Zerkleinerungsmechanismus (5 und 7) verfügen dabei über eine getrennte oder eine gemeinsame Antriebseinheit ggf. auch über unterschiedliche Antriebskonzepte.

[0012] Eine weitergehende Kombination zweier Einzelmaschinen zu einer vorbenannten erfin-dungsgemäßen Vorrichtung bestehend aus Grobzerkleinerung und Feinzerkleinerung zu einer verfahrenstechnischen Maschineneinheit, beispielsweise in Gestalt Stoff- oder kraftschlüssiger Verbindungen oder einer zusätzlichen verfahrenstechnischen Verknüpfung, vorzugsweise in Gestalt einer gravimetrischen, mechanischen oder pneumatischen Fördereinrichtung, ist ebenfalls denkbar.

[0013] Die rotatorischen Elemente des Zerkleinerungsmechanismus werden erfindungsgemäß über einen Riementrieb mit unterschiedlichen Übersetzungen zur Realisierung der unterschiedlichen Drehzahlen innerhalb des Zerkleinerungsmechanismus (5 und 7) sowie erfindungsgemäß durch eine Anzahl an Motoren, vorzugsweise einen Antriebsmotor, nach einem der Antriebskonzepte Synchron- oder Asynchronelektromotor, Verbrennungsmotor oder Hydraulikmotor angetrieben. Optional kann die Drehmomentübertragung auch direkt auf die einzelnen Zerkleinerungsstufen über einen Elektromotor sowie einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung, vorzugsweise in Gestalt einer Kupplung oder beispielweise mittels Zahnradgetriebe realisiert werden.

[0014] Die Einzugswalzen (6) des erfindungsgemäßen Beschickungsmechanismus werden über einen Getriebemotor oder über einen Kettentrieb, nach einem der Antriebskonzepte Synchron- oder Asynchronelektromotor oder Hydraulikmotor, angetrieben. Die Anzahl der Einzugswalzen variiert mit der Maschinenspezifischen Einzugshöhe der Maschine, wobei die hinsichtlich ihrer geometrischen Positionierung obere bzw. oberen Einzugswalzen mittels einer drehbar gelagerten Walzenaufhängung und eines Linearmotors, vorzugsweise in Gestalt eines hydraulischen Zylinders, höhenverstellbar sind.

[0015] Durch die kompakte Aufbereitung der Materialien innerhalb einer Maschine mittels Grobzerkleinerungsrotor (7), Grobvermahlungszone (9), Feinzerkleinerungsrotor (5) und Feinvermahlungszone (8) wird direkt ein feinfaseriges bzw. feinkörniges Material aus Rundholz oder dergleichen, oben genannten Elemente realisiert. Eine wie üblich, zwei- oder dreistufige Aufbereitung kann somit entfallen, zusammen mit der Vorhaltung von zusätzlichen, beispielhaften Vorratsbehältern oder den hiermit verbundenen Brand- und Explosionsschutzmaßnahmen.

[0016] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Hilfe der Figur 1 dargestellt. Es zeigen: [0017] Fig.1: Eine Anordnung des Zerkleinerungsmechanismus (5, 7, 8, 9) und des Beschi ckungsmechanismus (3 und 6) für eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Seitenansicht.

[0018] Figur 1 zeigt die Erfindung „Vorrichtung zur Zerkleinerung von Rundholz, Schwarten, Spreißeln oder sonstigen Schüttgütern auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße“ mit einer Anordnung des Zerkleinerungsmechanismus, bestehend aus der beispielhaften Maschinenkontur, dem sogenannten Maschinenständer (1), der Maschinenstellfläche (2), dem Grobzerkleinerungsrotor (7) mit Grobvermahlungszone (9) und Feinzerkleinerungsrotor (5) mit Feinvermahlungszone (8), des Beschickungsmechanismus, bestehend aus einer Materialzuführung (3), den höhenverstellbaren Einzugswalzen (6), hier beispielhaft mit drei Einzugswalzen dargestellt, sowie der Materialabtransporteinrichtung (4).

Claims (7)

1. Ansprüche

   1. Vorrichtung zur Zerkleinerung von Schwarten, Spreißeln, Rundholz oder sonstigen Schüttgütern und agglomerationsfähigen Stoffen wie beispielsweise Holz, Stroh, Miscanthus, etc. auf trocknungs- und agglomerationsfähige Korngröße, bestehend aus einer Materialzu-führeinrichtung, sowie gezahnten und innerhalb des Maschinenständers angeordneten Einzugswalzen, welche den zu zerkleinernden Stoffstrom in Richtung des Grobzerkleinerungsrotors führen, wonach das vorzerkleinerte Gut mittels gravimetrischer Zuführung und/ oder Tangentialbeschleunigung durch eine Grobvermahlungszone in Richtung des Feinzerkleinerungsrotors zur Feinzerkleinerung gelangt und abschließend durch Interaktion mit der Feinvermahlungszone zu feinfaserigem bzw. feinkörnigem Material zerkleinert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Prozess der Zerkleinerung von stückigen Materialien auf trocknungs-und agglomerationsfähige Korngröße als eine konstruktive Kombination des Grobzerkleinerungsrotors (7) mit umlaufenden Schneidelementen und der Grobvermahlungszone (9), sowie einer nachfolgenden Schlag- und Prallzerkleinerung durch rotierende Zerkleinerungselemente des Feinzerkleinerungsrotors (5) und der Feinvermahlungszone (8), in nebeneinander oder schräg zueinander versetzten Zerkleinerungsstufen innerhalb des Bauraums einer einzigen Maschine bzw. Maschinenständers (1), ohne zusätzliche, nicht gra-vimetrische Materialtransporteinrichtungen, mit Ausnahme von Materialabtransport- (4) und Materialzuführungseinrichtung (3), mit einer gemeinsamen oder Zerkleinerungsstufenspezifischen Antriebseinheit, und einem aufgrund der Rotation und Tangentialbeschleunigung des Feinzerkleinerungsrotors unterstützten Materialauswurfes ausgeführt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerung mittels des rotierenden Grobzerkleinerungsrotors (7) mit umlaufenden, entlang des äußeren Umfangs des Rotationskörpers angeordneten Schneidwerkzeugen und mindestens einem statischen Gegenmesser, sowie der Grobvermahlungszone (9), welche vorzugsweise als perforiertes Blech entlang des Rotationskreises des Grobzerkleinerungsrotors (7) angeordnet ist, sowie dem nachgeschalteten, rotierenden Feinzerkleinerungsrotor (5) und der innerhalb des Maschinenständers (1) entlang des äußeren Umfangs des Feinzerkleinerungsrotors befestigten Feinvermahlungszone (8), mit darauf befestigten, vorzugsweise eckigen, insbesondere rechteckigen oder trapezförmigen, und/oder runden Zerkleinerungselementen sowie einem perforierten Blech innerhalb der Feinvermahlungszone (8), ausgebildet ist.
3. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Zerkleinerungsstufen, wie Grobzerkleinerung (7, 9) und Feinzerkleinerung (5, 8) entlang einer Horizontalebene oder versetzt untereinander bzw. schräg versetzt untereinander innerhalb einer Maschine, beginnend mit der Grobzerkleinerung, angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der getriebenen Elemente des Zerkleinerungsmechanismus (5 und 7) als ein Riementrieb mit unterschiedlichen Übersetzungen für zwei drehrichtungsgleiche Zerkleinerungsstufen ausgeführt ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Grob- (7) und Feinzerkleinerungsrotors (5) jeweils mittels eines eigenen Elektromotors, sowie einer form- oder kraftschlüssigen Verbindung, vorzugsweise in Gestalt einer Kupplung bzw. Riementriebs, zur individuellen Drehmomentübertragung und Antriebssteuerung der beiden Zerkleinerungsstufen, innerhalb einer Maschinenstellfläche (2) realisiert ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinzerkleinerungsrotor (5) als Rotationskörper mit entlang des äußeren Umfangs angeordneten Befestigungsachsen zur Aufnahme der drehbar gelagerten Schlag- und Prall- Zerkleinerungswerkzeuge ausgeführt ist.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erfindungsgemäße Maschinenaufbau durch verfahrenstechnische Verknüpfung vorzugsweise in Gestalt einer gravimetrischen, mechanischen oder pneumatischen Fördereinrichtung oder einer kraft- bzw. stoffschlüssigen Verbindung der beiden Einzelmaschinenelemente, zur Kombination von Grob- und Feinzerkleinerung ausgebildet ist.