AT510870B1 - Vorrichtung zum herstellen von presslingen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Herstellen von Presslingen in einer Presse (7) weist einen Verbrennungsmotor (4) zum Antreiben der Presse (7) auf. Eine Einheit (6) zur Vorwärmung für das zu pressende Material weist eine erste, von der Abwärme des Verbrennungsmotors (4) beheizte Vorwärmstufe (12) und eine zweite, von den Abgasen des Verbrennungsmotors (4) beheizte Vorwärmstufe (13) auf.

Description

österreichisches Patentamt AT510 870 B1 2012-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Presslingen in einer Presse mit einem Verbrennungsmotor zum Antreiben der Presse und mit einer Einheit zur Vorwärmung für das zu pressende Material mit einer ersten, von der Abwärme des Verbrennungsmotors beheizten Vorwärmstufe.

[0002] Die Herstellung von Presslingen, beispielsweise Pellets, aus ligninhaltigem Material wie Stroh, Holz oder dergleichen benötigt sehr viel Energie, unter anderem auch deswegen, weil das Material zum Pressen auf eine Temperatur von circa 80° bis 90° erwärmt werden muss, damit das Lignin, das als Bindemittel für die Presslinge benötigt wird, in ausreichender Menge freigesetzt wird. Selbst wenn daher für den eigentlichen Pressvorgang weniger Energie erforderlich wäre, muss zusätzlich Energie aufgewendet werden, um die nötige Erwärmung zu erzielen.

[0003] Aus der DE 1212341 B ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt. Aus der WO 199322132 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der sowohl die Abwärme einer Verbrennungskraftmaschine als auch jene der Auspuffgase zur Vorwärmung von Teilen der Presse verwendet wird.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der der Energieaufwand zum Herstellen der Presslinge verringert werden kann.

[0005] Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art durch eine zweite, von den Abgasen des Verbrennungsmotors beheizte Vorwärmstufe.

[0006] Bei der Erfindung wird nicht nur die vom Motor erzeugte Abwärme, das heißt die Wärme der üblichen Motorkühlung und gegebenenfalls auch die Wärme, die der Motor in seine Umgebung abstrahlt, sondern auch die in den Abgasen des Motors enthaltene Wärme genutzt, um das Material vorzuwärmen. Diese Wärme muss in weiterer Folge nicht mehr durch eine erhöhte Leistung in der Presse aufgebracht werden, so dass die Presse mit einem geringeren Energieaufwand betrieben werden kann, als dies ohne die erfindungsgemäße Vonwärmung möglich wäre.

[0007] Die Erfindung ist auch bei nicht ligninhaltigem Material, wie z.B. Trester, Rapskuchen oder Klärschlamm, einsetzbar, bei dem erhöhte Verarbeitungstemperaturen zum Pressen erforderlich ist.

[0008] Da die Abgase des Motors in der Regel nicht unmittelbar zum Vonwärmen des Materials verwendet werden können, indem diese durch das Material geblasen werden, ist eine Trennung der Strömungskanäle der Abgase von dem Bereich, in dem sich das Material befindet, erforderlich.

[0009] Um diese Notwendigkeit möglichst einfach erfüllen zu können, weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die zweite Vorwärmstufe wenigstens eine Heizplatte mit Strömungskanälen auf, durch welche Abgase des Verbrennungsmotors strömen. Auf dieser Heizplatte kann das Material unmittelbar aufliegen, so dass eine sehr unmittelbare Erwärmung ohne großen technischen Aufwand und ohne große Wärmeverluste möglich ist.

[0010] Aus praktischen Gründen weist bevorzugt auch die erste Vorwärmstufe wenigstens eine Heizplatte mit Strömungskanälen auf, welche von einem Wärmeträger durchströmt werden, welcher von der Abwärme des Verbrennungsmotors erwärmt wurde. Der Vorteil liegt nicht nur in der baugleichen Ausführung der ersten und der zweiten Vorwärmstufe, was den Fertigungsaufwand verringert, sondern auch darin, dass wie erwähnt eine sehr effiziente Vonwärmung des Materials durch die Heizplatten möglich ist.

[0011] Wenn in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Strömungskanäle von wenigstens zwei Heizplatten über Verbindungskanäle miteinander verbunden sind, dann können die Heizplatten im Gegenstrom der Materialförderung vom jeweiligen Heizmedium durchströmt werden. 1 /7 österreichisches Patentamt AT510 870 B1 2012-09-15 [0012] Dabei bietet sich eine Weiterentwicklung dahingehend an, dass in den Verbindungskanälen Regel- oder Absperrklappen angeordnet sind. Durch diese Regel- oder Absperrklappen kann die Vorwärmung des Materials sehr einfach geregelt werden. Gleichermaßen können in Zufuhrkanälen zu den Heizplatten Regel- oder Absperrklappen angeordnet sein.

[0013] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt: [0015] Fig. 1 ein Fahrzeug in Form eines Anhängers, in den eine erfindungsgemäße Vorrich tung eingebaut ist, [0016] Fig. 2 schematisch eine erfindungsgemäße Einheit zur Vorwärmung, [0017] Fig. 3 die Einheit von Fig. 2 schematisch von links gesehen und [0018] Fig. 4 einen Schnitt durch die Einheit von Fig. 2 entlang der Linie IV-IV.

[0019] In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 in Form eines Anhängers dargestellt, das über eine Kupplung 2 an ein nicht dargestelltes Zugfahrzeug angehängt werden kann. Das Fahrzeug 1 weist eine Antriebseinheit 3 auf, welche einen lediglich symbolisch dargestellten Verbrennungsmotor 4, zum Beispiel einem Dieselmotor, und einen Generator 5 aufweist. Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 eine Einheit 6 zur Vorwärmung, eine Presse 7 zur Erzeugung von Presslingen, beispielsweise Pellets, und einen Bunker 8 zum Speichern und Kühlen der hergestellten Presslinge auf. Um das der Vorwärmung 6 zuzuführende Material zu entstauben, kann vor der Vorwärmung 6 ein Zyklon 9 angeordnet sein. Schließlich können noch eine Förderschnecke 10, mit welcher das zu pressende Material von der Vorwärmung 6 zur Presse 7 gefördert wird, und ein oder mehrere Tanks oder Behälter 11 für Additive vorgesehen sein, welche dem zu pressenden Material bevorzugt im Bereich der Förderschnecke 10 beigemengt werden können. Derartige Additive können z.B. auch Bindemittel sein, falls das Material nicht selbst die nötigen Bindeeigenschaften bzw. Bindemittel (z.B. Lignin) aufweist bzw. enthält.

[0020] Die Einheit 6 zur Vorwärmung weist zwei Vorwärmstufen 12, 13 auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 bis 4 jeweils wenigstens eine Heizplatte 14 aufweisen. Konkret weist im Ausführungsbeispiel die erste Vorwärmstufe 12 zwei Heizplatten 14 und die zweite Vorwärmstufe 13 fünf Heizplatten 14 auf. Jede Heizplatte 14 weist Strömungskanäle 15 auf, die sich quer zur Förderrichtung (Pfeile 16) des unmittelbar auf den Heizplatten 14 aufliegenden Materials erstrecken. Die Strömungskanäle 15 der beiden oberen Heizplatten 14 der ersten Vonwärmstufe 12 werden von einem Wärmeträger, beispielsweise Luft oder Wasser, durchströmt, der von der Abwärme des Verbrennungsmotors 4 erwärmt wurde. Diese Abwärme des Verbrennungsmotors 4 ist in erster Linie Abwärme aus dessen normaler Motorkühlung, gegebenenfalls zusätzlich noch die vom Verbrennungsmotor 4 nach außen abgegebene Strahlung-und Konvektionswärme. Die Strömungskanäle 15 der fünf unteren Heizplatten 14 werden bevorzugt direkt von den Abgasen des Verbrennungsmotors 4 durchströmt, wobei es grundsätzlich denkbar wäre, dass die Abgase über einen Wärmetauscher einen weiteren gasförmigen oder flüssigen Wärmeträger erwärmen, der dann durch die Heizplatten 14 geleitet wird.

[0021] Ein Vorteil der vorliegenden Konstruktion mit Strömungskanälen 15 in den Heizplatten 14 liegt allerdings darin, dass das zu erwärmende Material nicht unmittelbar mit dem Wärmeträger in Berührung kommt und somit von diesem auch nicht verunreinigt werden kann, so dass die Motorabgase unmittelbar durch die zweite Vorwärmstufe und der Wärmeträger der Motorkühlung unmittelbar durch die erste Vonwärmstufe geleitet werden kann, was nicht nur wärmetechnisch sehr effizient ist sondern auch den konstruktiven Aufbau vereinfacht.

[0022] Die einzelnen Heizplatten 14 können von ihrem jeweiligen Wärmeträger entweder parallel oder seriell durchströmt werden. Wenn die einzelnen Heizplatten 14 seriell durchströmt werden, können sie, wie dies in den Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt ist, mit Hilfe von Ver- 2/7 österreichisches Patentamt AT510 870 B1 2012-09-15 bindungskanälen nacheinander miteinander verbunden sein.

[0023] Um die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu verbessern und eine möglichst konstante Vorwärmung des zu pressenden Materials zu ermöglichen, können Temperaturfühler 18 vorgesehen sein, die wie Fig. 2 angedeutet entweder direkt an den Heizplatten 14 angeordnet sind oder an Leisten 19, mit welchen das Material auf den Heizplatten 14 gefördert wird, oder beispielsweise im Zwischenraum zwischen den Heizplatten 14 oder in den Verbindungskanälen 17. Zusätzlich können in den nicht dargestellten Zufuhrkanälen und/oder den Verbindungskanälen 17 in den Zeichnungen nicht dargestellte Regel- und/oder Absperrklappen angeordnet sein, um die Wärmezufuhr in die einzelnen Heizplatten 14 zu regeln und gegebenenfalls ganz abzusperren.

[0024] Das zu pressende Material wird über den in Fig. 1 dargestellten Zyklon 9 und eine Verbindungsleitung 20 in Richtung des Pfeils 21 auf die oberste Heizplatte 14 gefördert, auf welcher das Material vorzugsweise unmittelbar aufliegt, da auf diese Weise der beste Wärmeübergang von der Heizplatte 14 auf das Material erfolgt. Das Material fällt anschließend sukzessive auf die jeweils darunter liegende Heizplatte 14, wobei die Temperatur der Heizplatten 14 von oben nach unten zunimmt, da die Heizplatten 14 bevorzugt im Gegenstrom, das heißt von unten nach oben vom Wärmeträger durchströmt werden.

[0025] Das Fördern des Materials auf den einzelnen Heizplatten 14 erfolgt wie bereits vorstehend erwähnt mit Hilfe von Leisten 19, die in regelmäßigen Abständen quer zur Förderrichtung 16 ausgerichtet beispielsweise mit Hilfe von Ketten 22 oder dergleichen in Richtung der Pfeile 16 gezogen werden. Die Ketten 22 laufen endlos um die jeweiligen Heizplatten 14, so dass auch die Leisten 19 und die Heizplatten 14 herum gefördert werden. Zum Antrieb der Ketten 22 ist eine endlos umlaufende, von einem motorgetriebenen Antriebsritzel 28 angetriebene Antriebskette 23 vorgesehen, welche um Antriebsräder 24 geführt ist, welche in weiterer Folge die Ketten 22 antreiben. Um einen ausreichend großen Umschlingungswinkel um die Antriebsräder 24 zu schaffen, sind Umlenkräder 25 vorgesehen, so dass die Antriebskette 23 zickzackförmig um die Antriebsräder 24 und die Umlenkräder 25 herum geführt wird.

[0026] Die Heizplatten 14 sind, wie die Fig. 3 und 4 zeigen, am auslaufseitigen Ende 26 gegenüber der darunter liegenden Heizplatte 14 zurück versetzt, so dass das von einer oberen Heizplatte 14 herabfallende Material auf eine darunter liegende Heizplatte 14 fällt und von den dortigen Leisten 19 in die Gegenrichtung weiter gefördert wird, bis es auch dort wieder von der Heizplatte 14 hinunter und auf die darunter liegende Heizplatte 14 fällt. Nach der untersten Heizplatte 14 fällt das Material in eine V-förmige Wanne 27, aus der es mit Hilfe der Förderschnecke 10 abgefördert wird.

[0027] Mit Hilfe der Temperaturfühler 18 und der Regel- und/oder Absperrklappen wird die Temperatur in der Einrichtung 6 so eingestellt, dass das Material die optimale Temperatur für das Pressen in der Presse 7 aufweist, beispielsweise eine Temperatur zwischen 80° und 90°.

[0028] Die Presse 7 kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung jede beliebige Vorrichtung sein, mit der loses Material kompaktiert werden kann, beispielsweise eine Pelletiervorichtung, ein Extruder mit einer Düse oder eine Kolbenverdichtungsmaschine.

[0029] Die Einheit 6 zur Vorwärmung ist bevorzugt so wie in Verbindung mit den Fig. 2 bis 4 dargestellt und beschrieben ausgeführt. Es könnte allerdings auch eine anders gestaltete Einheit verwendet werden, in welcher sowohl die Abwärme des Verbrennungsmotors in einer Vorwärmstufe als auch die Abgase des Verbrennungsmotors in einer weiteren Vorwärmstufe zum Vorwärmen des zu pressenden Materials verwendet werden.

[0030] Falls zu Beginn der Arbeit mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung oder beispielsweise bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen die vom Verbrennungsmotor 4 gelieferte Wärme nicht ausreicht, um das Material auf eine ausreichend hohe Temperatur vorzuwärmen, kann eine zusätzliche Heizeinrichtung vorgesehen sein, mit welcher der oder die durch die Kanäle 15 strömende(n) Wärmeträger zusätzlich erwärmt werden.

[0031] Die verschiedenen Antriebe für die Förderschnecke 10, die Antriebskette 23, die Presse 3/7

Claims (20)

1. österreichisches Patentamt AT 510 870 B1 2012-09-15 7 usw. können über zwischengeschaltete Getriebe direkt vom Verbrennungsmotor 4 angetrieben werden. Einfacher und günstiger ist es jedoch, wenn der Verbrennungsmotor 4 einen Generator 5 wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben antreibt, von dem elektrischer Strom für Elektromotoren zum Antrieb der vorgenannten Antriebe erzeugt wird. [0032] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, wie in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben, auf einem gezogenen Anhänger montiert sein. Sie kann aber ebenso auf einem selbstfahrenden Fahrzeug montiert oder stationär angeordnet sein. Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Herstellen von Presslingen in einer Presse (7) mit einem Verbrennungsmotor (4) zum Antreiben der Presse (7) und mit einer Einheit (6) zur Vorwärmung für das zu pressende Material mit einer ersten, von der Abwärme des Verbrennungsmotors (4) beheizten Vorwärmstufe (12), gekennzeichnet durch eine zweite, von den Abgasen des Verbrennungsmotors (4) beheizte Vorwärmstufe (13).
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorwärmstufe (13) wenigstens eine Heizplatte (14) mit Strömungskanälen (15) aufweist, durch welche Abgase des Verbrennungsmotors (4) strömen.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorwärmstufe (12) wenigstens eine Heizplatte (14) mit Strömungskanälen (15) aufweist, welche von einem Wärmeträger durchströmt werden, welcher von der Abwärme des Verbrennungsmotors (4) erwärmt wurde.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Heizplatten (14) vorgesehen sind, welche vertikal übereinander angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungskanäle (15) von wenigstens zwei Heizplatten (14) über Verbindungskanäle (17) miteinander verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungskanälen (17) Regel- und/oder Absperrklappen angeordnet sind.
7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Zufuhrkanälen zu den Heizplatten (14) Regel- oder Absperrklappen angeordnet sind.
8. 8. Vorrichtung einen der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Verbindungskanälen (17) oder in den Zufuhrkanälen Temperaturfühler angeordnet sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an den Heizplatten (14) Temperaturfühler (18) angeordnet sind.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch eine Fördereinrichtung (19, 22), durch welche auf der Heizplatte (14) aufliegendes, zu pressendes Material auf der Heizplatte (14) vorwärts geschoben wird.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung Leisten (19) aufweist, welche mit Hilfe von Ketten (22), Riemen oder dergleichen auf der Heizplatte (14) verschoben werden.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Fördereinrichtungen (19, 22) ein gemeinsamer Antrieb in Form von wenigstens einer umlaufenden Antriebskette (23) oder dergleichen vorgesehen ist.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine obere Heizplatte (14) gegenüber einer darunter liegenden Heizplatte (14) mit ihrem auslaufseitigen Ende (26) zurück versetzt ist. 4/7 österreichisches Patentamt AT510 870B1 2012-09-15
14. 14. Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbrennungsmotor (4) einen Generator (5) antreibt und dass Antriebe für die Presse (7), die Fördereinrichtungen (19, 22, 23) usw. elektrische Antriebe sind.
15. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in Fördereinrichtung des zu pressende Materials vor der Einheit (6) zur Vorwärmung ein Zyklon (9) zu Entstaubung des Materials vorgesehen ist.
16. 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Einheit (6) zur Vorwärmung und der Presse (7) eine Transportschnecke (10) angeordnet ist.
17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Behälter (11) für Additive, der über eine Verbindungsleitung mit der Transportschnecke (10) verbunden ist.
18. 18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Heizeinrichtung für die Einheit (6) zur Vorwärmung.
19. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem Fahrzeug (1) montiert ist.
20. 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie stationär angeordnet ist. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 5/7