CH681784A5

CH681784A5 -

Info

Publication number: CH681784A5
Application number: CH3171/91A
Authority: CH
Inventors: Fukutaro Kataoka; Sadao Iwanami
Original assignee: Fukutaro Kataoka
Priority date: 1990-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-05-28
Also published as: AU8674391A; GB9122998D0; FR2668397B1; ITMI912885A0; CA2054474A1; IT1255067B; FR2668397A1; AU656334B2; FR2668396A1; DE4135230A1; US5263652A; GB2249375A; ITMI912885A1; GB2249375B; SE9103149L; SE9103149D0; KR920008451A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen für die Verwendung in einer Anlage zum Zerkleinern von Industrieabfall, insbesondere von feuchtem Industrieabfall, wobei dieses Material einem mit hoher Geschwindigkeit strömenden Luftstrom ausgesetzt wird, wobei dann nach der endgültigen Behandlung das Material in Form von getrockneten Partikeln oder Pulver anfällt.

Durch die Japanische Patentpublikation 1 290 498 ist eine solche im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen bekannt, die in einer solchen vorerwähnten Anlage verwendet wird. Die bekannte Vorrichtung hat ein turmförmiges Gehäuse, weiterhin eine am Dach des Gehäuses liegende Auslassöffnung für das erhaltene Produkt, welche Auslassöffnung über eine Leitung mit dem Sammelbehälter für das Produkt in Verbindung steht. Weiterhin hat die bekannte Vorrichtung einen Ma-terialeinlass im unteren Bereich des Gehäuses zur Zuführung von Industrieabfall oder dergleichen (im folgenden als Material bezeichnet), welches Material behandelt werden soll, und weiterhin befindet sich im unteren Bereich des Gehäuses ein Einlass für heisse Luft. Weiterhin hat die bekannte Vorrichtung zwei Gebläseräder, die sich entlang des Bodens vom Gehäuse befinden und sich in gegensätzlichen Richtungen drehen.

Das Pulverisieren des Materials bei Verwendung der bekannten Vorrichtung geht folgendermassen vor sich: Das zu behandelnde Material wird fortlaufend über den Materialeinlass zu den beiden Gebläserädern gegeben und wird von diesen in kleinere Brocken oder Klumpen zerteilt, während die heisse Luft zu diesem Material strömt. Dieses zu kleineren Klumpen oder Brocken zerteilte Material wird durch die Zerkleinerungsflügel der Gebläseräder nach oben geworfen, fällt wieder nach unten auf die beiden Gebiäseräder und wird durch dieses erneute Berühren mit diesen in kleinere Teile, Körner oder Partikel zerkleinert. Hierbei verdampft die im Material vorhandene Feuchtigkeit und die erzielten trockenen Partikel oder das erzielte Pulver wird durch einen aufwärts gerichteten Luftstrom zum weiteren Trocknen nach oben getragen. Nur halb behandeltes Gut des Materials, das noch in Form von groben Brocken oder Klumpen vorliegt, kann vom nach oben steigenden Luftstrom nur ein Stück nach oben bewegt werden und fällt dann wieder durch das Eigengewicht nach unten auf die Gebläseräder und wird erneut der Zerkleinerungsbehandlung unterworfen. Durch mehrmaliges Wiederholen dieses Vorgangs wird das zu behandelnde Material schliesslich in kleine Partikel oder Pulver zerkleinert, so dass dann dieses Material fein genug ist, um vom aufsteigenden Luftstrom nach oben mitgenommen zu werden. Diese kleinen Partikel oder das Pulver wird dann über den Auslass des Gehäuses weggeführt und gelangt über eine Leitung in einen Behälter zur Aufnahme des rückgewonnenen Produktes.

Diese bekannte, im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall ist aber hinsichtlich der Leistungsfähigkeit zum Pulverisieren des zu behandelnden Materials nicht zufriedenstellend, und zwar wegen verschiedenen Problemen, die im folgenden erläutert werden.

So werden bei der bekannten Vorrichtung zwei Gebläseräder verwendet. Die Verwendung von zwei Gebläserädern birgt aber die Gefahr in sich, dass das Eingreifen der Räder und damit die Wirkung der Räder beeinträchtigt wird.

Der halb behandelte Teil des Materials in Form von Klumpenkörnern oder Teilen, die noch ein genügend grosses Eigengewicht aufweisen oder Metallstücke sowie andere Rückstände umfassen, die im Material enthalten sind und die mit hoher Geschwindigkeit durch die Gebläseräder im Gehäuse nach oben geworfen werden, fallen oft nicht auf die beiden Gebläseräder zurück und gelangen in die Auslassleitung am oberen Ende des Gehäuses und treten dann über eine daran anschliessende Verbindungsleitung in den erwähnten Behälter für das rückgewonnene Produkt ein.

Weiterhin kann das durch die beiden Gebläseräder nach aussen geworfene und in Klumpen oder Brocken zerteilte Material die Lager für die Gebiäseräder und die benachbarte Innenwandung des Gehäuses beschädigen. Weiterhin können verhältnismässig kleine Körner oder Partikel durch Spalten an den Lagerstellen der Gebiäseräder nach aussen geblasen werden.

Manche der groben Körner oder Partikel, die nicht vom nach oben steigenden Luftstrom mitgenommen werden können, verbleiben unterhalb der Gebiäseräder und erhöhen die Belastung auf diese, so dass hierdurch eine grössere Antriebsleistung für die Gebiäseräder installiert werden muss oder die Antriebseinrichtung überlastet wird. Insbesondere aber lagern sich Kieselsteine, Nägel, Draht und andere Rückstände, die sich im Material befinden, das zur Behandlung dem Gehäuse zugeführt wird, rund um die unteren Hälften der beiden Gebiäseräder ab und verklemmen sich oft zwischen den Schaufeln der Gebiäseräder und der Bodenfläche. Hierdurch werden oft die Schaufeln der Gebiäseräder beschädigt oder die Belastung auf die Gebiäseräder ist zu gross, so dass eine Überbelastung eintritt.

Ein solches Anwachsen der Belastung auf die Gebiäseräder hat eine Erhöhung der Belastung der Antriebseinrichtung zur Folge, so dass plötzlich die Drehung der Gebiäseräder unterbrochen werden kann. Wenn sich ein solcher Vorfall ereignet, ist es notwendig, die Arbeitsweise der Vorrichtung zu unterbrechen und die Rückstände aus dem Gehäuse zu entfernen. Ein solcher Unterbruch in der Arbeitsweise der Vorrichtung hat aber zur Folge, dass sich das gesamte im Gehäuse befindliche Material an der Bodenfläche und auf den Gebläserädern ablagert, also sammelt, so dass also die vorerwähnten groben Rückstände unter schlechten Bedingungen vom übrigen Material ausgesondert werden muss. Um die erwähnten Rückstände zu entfernen ist also ein zeitaufwendiges Vorgehen erforderlich.

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Es wird deshalb die Schaffung einer im Strömungsfluss arbeitenden Vorrichtung zum Zerkleinem und Trocknen von Abfall zur Venwendung in einer Zerkleinerungs- und Trocknungsanlage bezweckt, mit der das zugeführte Material wirkungsvoll zerkleinert werden kann und das zerkleinerte Material in feine Partikel oder Pulver umgeformt werden kann, das dann wiederverwendet werden kann.

Bei der zu schaffenden Vorrichtung soll nur ein einziges Gebläserad vorhanden sein.

Die zu schaffende Vorrichtung soll weiterhin so ausgebildet werden können, dass verhindert wird, dass ein ungenügend behandelter Teil des Abfalls in einen Behälter des richtig aufbereiteten Materials gelangen kann.

Die zu schaffende Vorrichtung soll weiterhin einen solchen Aufbau haben können, dass verhindert wird, dass das vom Gebläserad weggeschleuderte Material die Lager des Gebläserades beschädigen kann, und dass weiterhin verhindert werden soll, dass fertig aufbereitetes Material, zum Beispiel in Pulverform, durch Leckage, z.B. an den Lagerstellen des Gebläserades, aus dem Gehäuse der Vorrichtung austreten kann.

Die Vorrichtung soll weiterhin so beschaffen sein können, dass verhindert wird, dass Kieselsteine, Nägel, Draht und andere Rückstände des der Vorrichtung zugeführten Materials sich unter dem Gebläserad ansammeln können und hier verbleiben.

Die erfindungsgemässe, im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall ist gekennzeichnet durch ein im wesentlichen turmartiges Gehäuse mit vertikal verlaufenden Wänden, einer Decke und einem Boden, wobei die Decke des Gehäuses mit einem Produkteauslass versehen ist, mit einem Materialeinlass im unteren Bereich der Gehäusewände zum Zuführen von Industrieabfall in das Gehäuse, wobei ein Teil der Gehäusewandung eine Rutsche bildet, die vom Materialeinlass zum Boden des Gehäuses nach unten führt, mit zumindest einem Einiasskanal im unteren Bereich der Gehäusewandung zur Zuführung von Heissluft ins Innere des Gehäuses, mit einer gewölbten Bodenfläche mit einem gewölbten Bodenteil, der den Boden des Gehäuses bildet und mit einem einzelnen Gebläserad, das in der Nähe der gewölbten Bodenfläche des Gehäuses angeordnet ist zur Drehung längs dieser gewölbten Bodenfläche in einem nur geringen Abstand davon.

Bei dieser erfindungsgemässen Ausbildung der Vorrichtung fällt dann das dem Gehäuse kontinuierlich zugeführte Material entlang der Rutsche nach unten auf das Gebläserad. Das oft in grossen Brocken vorliegende Material wird hierdurch in kleinere Brocken oder Klumpen durch das Gebläserad zerbrochen, wobei gegen das Gebläserad ein heisser Luftstrom gerichtet wird. Solche etwas zerkleinerten Klumpen oder Brocken werden durch die Fliehkraft vom Gebläserad wiederholt gegen die Rutsche des Gehäuses geworfen und treffen hierbei auf das der Vorrichtung neu zugeführte Material, das über den Materialeinlass des Gehäuses diesem zugeführt wird und entlang der Rutsche nach unten rutscht. Hierdurch ergibt sich, dass dieses neu zugeführte Material teilweise durch die daraufgeworfenen Brocken und Klumpen und teilweise durch das Gebiäserad 4 zerkleinert wird. Während dieses Vorgangs wird ein Teil des Materials in sehr kleine Brocken oder Klumpen zerkleinert und in das Gebläserad hineingezogen, das sich entlang der kreisförmigen Bodenfläche des Gehäuses dreht. Hier wird das Material zu Körnern oder Partikeln gemahlen. Diese Behandlungsweise tritt wiederholt auf, so dass das Material schliesslich in kleine trockene Partikel oder in Pulver zerkleinert worden ist, die so fein, also klein sind, dass sie vom Luftstrom im Gehäuse getragen werden können. Da die erfindungsgemässe Vorrichtung nur ein Gebläserad aufweist, kann der Antriebsmechanismus einfach ausgebildet werden und es ist auch nur ein geringer Platz für dieses eine Gebläserad erforderlich. Wenn zwei oder mehr Einlasskanäle zum Einlassen der heissen Luft in das Gehäuse vorhanden sind, wobei sich diese Einlasskanäle in unterschiedlicher Höhe befinden, so kann das Mass der Pulverisierung und der Trocknung der schliesslich erhaltenen Partikeln oder des Pulvers gesteuert werden, indem die Menge der durch die einzelnen Einlasskanäle strömenden Heissluft gesteuert wird.

Es ist vorteilhaft, wenn das Gebläserad den folgenden Aufbau hat. Das Gebläserad hat eine drehbare Welle, angetrieben durch eine Antriebseinrichtung. Weiterhin sind auf dieser drehbaren Welle Zentrumsplatten sowie Naben befestigt, wobei sich die Naben auf den einander abgewandten Seiten der Zentrumsplatten befinden. Die zum Zerkleinern dienenden Flügel des Gebläserades sind sowohl an den Zentrumsplatten als auch an den Naben befestigt. An den einander abgewandten Enden der drehbaren Welle befinden sich Saugräder mit einer zum Saugen geeigneten Beschaufelung, so dass beim Drehen dieser Saugräder axiale Luftströmungen erzeugt werden, die zu den Zentrumsplatten hin gerichtet sind. Durch die besondere Formgebung des zum Zerkleinern dienenden Gebiäserades und der Saugräder werden durch diese Saugräder axial gerichtete Luftströmungen erzeugt, die nach innen gegen das zum Zerkleinern dienende Gebläserad gerichtet werden, so dass diese Luftströmungen kleine Klumpen, Brocken oder Körner des Materials ins Innere des zum Zerkleinern dienenden Gebläserades gezogen werden. Hierdurch ergibt sich, dass das zu behandelnde Material nicht auf die Lager von Gebläserad und den Saugrädern schlägt und diese somit nicht beschädigen kann. Weiterhin wird verhindert, dass das zu behandelnde Material auch nicht auf die im Bereich dieser Lager liegende Innenwandung des Gehäuses geschleudert wird, so dass auch dieses nicht beschädigt wird. Es wird weiterhin verhindert, dass das zu behandelnde Material an diesen Stellen anhaftet und sich hier ansammeln kann und weiterhin wird auch verhindert, dass sich das Material an den Lagerbohrungen oder an geringen Spalten zwischen Lager und Gehäuse durch Leckage aus dem Gehäuse nach aussen treten kann. Das Wegschleudern des Materials durch das Gebläserad und das Zurückziehen des Materials zum Gebläserad hin

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durch die Wirkung der Saugräder erfolgt ständig im Kreislauf, so dass das Material schliesslich in die gewünschten kleinen trockenen Partikel oder Körner zerteilt wird.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die kreisförmige Bodenfläche des Gehäuses mit einer zu öffnenden Bodenplatte versehen wird, die mittels eines Antriebsmechanismus geöffnet oder geschlossen werden kann, wobei diese Bodenplatte am Gehäuse schwenkbar angelenkt ist. Hierdurch wird verhindert, dass Metallstücke, Kieselsteine oder andere Überreste, die im Material vorhanden waren, unterhalb des zum Zerkleinern dienenden Gebläserades verbleiben und hier das Gebläserad blockieren könnten, so dass eine übermässige Belastung auf das Gebläserad ausgeübt werden würde.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn unterhalb des Gehäuses ein Behälter angeordnet wird, in den dann die vorerwähnten Rückstände fallen können, wenn die Bodenplatte in ihre geöffnete Stellung geschwenkt wird. Es ist vorteilhaft, wenn der vorerwähnte Behälter einen Lufteinlass aufweist, über den Druckluft in den Behälter geleitet werden kann. Durch diese Druckluft mit verhältnismässig hohem Druck wird im Behälter ein einstellbarer Luftdruck aufrecht erhalten, der etwas höher ist als der Luftdruck im Gehäuse, so dass bei geöffneter Bodenplatte nur solche Rückstände mit einem verhältnismässig hohen Eigengewicht vom Gehäuse in den Behälter fallen, dagegen kleinere Körner, Partikel oder Pulver im Gehäuse zurückgehalten werden.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn im oberen Bereich des Gehäuses eine Prailplatte angeordnet wird, die mittels eines Mechanismus in der Vertikalen schwenkbar ist. Diese Prallplatte wird mit Vorteil an der Gehäusewandung schwenkbar angelenkt. Wenn die Prallplatte in die Horizontale geschwenkt worden ist, wird verhindert, dass nur halb-behandeltes Material, Metallstücke, Kieselsteine und andere Rückstände durch das Gebläserad so nach oben geworfen werden können, dass sie den an der Decke des Gehäuses befindlichen Auslass für richtig zerkleinertes Material erreichen können. Dieses noch nicht richtig fertig zerkleinerte Material prallt nämlich auf die Prallplatte und fällt zum Boden des Gehäuses zurück.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall gemäss der Erfindung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den unteren Bereich der Vorrichtung nach Fig. 1, zur deutlichen Darstellung von Gebläserädern, und

Fig. 3 der untere Teil der Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.

Aus Fig. 1 ist die erfindungsgemässe, im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen in einer vertikalen Schnittdarstellung ersichtlich. Diese im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung ist in einem im Strömungsfluss arbeitenden System zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall integriert, wobei zu diesem System eine Materialzuführung gehört zum Zuführen von Industrieabfall oder anderen Materialien, die auf diese Weise behandelt werden sollen. Weiterhin gehört zu diesem System ein Windbläser zur Zuführung von heisser Luft, weiterhin eine Ausbringeinrichtung zur Rückgewinnung eines durch das Zerkleinern und Trocknen erzielten Produktes in Form von kleinen Partikeln oder von Pulver; weiterhin gehören zum System Antriebseinrichtungen für ein Gebläserad und andere, nicht dargestellte Einrichtungen, die mit den erwähnten Einrichtungen zusammenarbeiten.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass das Gehäuse 1 der Vorrichtung eine kreisförmige Bodenfläche 2 aufweist, die als Zerkleinerungsabschnitt durch Zermahlen des Materials dient. Diese kreisförmige Bodenfläche 2 bildet eine rinnenförmige Vertiefung mit Kreisquerschnitt. Der Durchmesser dieser Rinne ist etwas grösser als der Durchmesser eines zum Zerkleinern dienenden Gebläserades 4, und die Tiefe der Rinne ist etwas geringer als der Radius dieses Gebläserades 4. Die vorerwähnte rinnenförmige Vertiefung nimmt das Gebläserad 4 auf und erlaubt, dass sich dieses im geringen Abstand zur Bodenfläche 2 drehen kann, wobei das Gebläserad 4 durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung zur Drehung angetrieben wird.

Das deutlicher in den Fig. 2 und 3 ersichtliche, zum Zerkleinern dienende Gebläserad 4 besteht aus im Zentrum liegenden Platten 8-8, die, Rücken gegen Rücken auf einer Antriebswelle 7 befestigt sind. Weiterhin besteht das Gebläserad 4 aus Naben 9-9, die auf der drehbaren Welle 7 sitzen und mit den Platten 8-8 zusammenpassen. Weiterhin weist das Gebläserad 4 Zerkleinerungsflügel 10-10 auf, die sowohl an den Naben 9-9 als auch an den Platten 8-8 befestigt sind. An den beiden einander gegenüberliegenden Enden der drehbaren Welle 7 sind Saugräder 11-11 befestigt, die dazu dienen, nach innen gerichtete, axiale Druckluftströmungen zu erzeugen.

Die beiden gegenüberliegenden Enden der drehbaren Welle 7 sind in nicht dargestellten Lagern drehbar gelagert, wobei diese Lager im unteren Abschnitt der Vorrichtung an den gegenüberliegenden Seitenwänden des Gehäuses 1 angebracht sind. Das zum Zerkleinern dienende Gebläserad 4 dreht sich in der Darstellung nach Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinn. Hierdurch ergibt sich, dass die eine Seite des durch die kreisförmige Wand 2 gebildeten Mahlbereiches als Saugseite A fungiert, wogegen die gegenüberliegende Seite des Mahlbereiches als Austragseite B dient. Oberhalb des Saugbereiches A befinden sich mehrere Einlässe 12a, 12b und 12c in verschiedenen Höhenlagen, die zum Einlassen von heis-sem Strömungsmedium dienen. Innerhalb der Einlässe 12a, 12b und 12c befinden sich Drosselklappen 13a,

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13b und 13c. Durch diese Drosselklappen kann die Menge an heissem Strömungsmedium, das ins Innere des Gehäuses 1 geblasen wird, gesteuert werden. Die jeweilige Stellung der Drosselklappen 13a, 13b und 13c kann abhängig von der Drehzahl des Gebläserades 4 gesteuert werden, wobei die Drosselklappenstellungen entsprechend der jeweiligen Belastung des Gebläserades 4 bei der Zerkleinerungsarbeit des jeweils zugegebenen Materials verändert werden. Die Austragseite B des durch die kreisförmige Bodenwand 2 gebildeten Mahlabschnitts schliesst an eine Rutschenfläche 14 an, die als abschüssige Neigung am Ende eines Material-Einlasses 15 dient, so dass ein über den Material-Einiass 15 der Vorrichtung zugeführtes Material, wie z.B. Industrieabfall, entlang der Rutschenfläche 14 nach unten zum Gebläserad 4 rutscht. Innerhalb des Material-Einlasses 15 befindet sich ein Schraubenförderer 17, durch den das Material kontinuierlich dem Gehäuse 1 zugeführt wird.

Im oberen Bereich des Gehäuses 1 ist eine Prallplatte 30 angeordnet, um zu verhindern, dass Metallstückchen, Kieselsteine und andere Überreste, die im Material enthalten sind und durch Fliehkraft durch das drehende Gebläserad 4 nach oben geschleudert werden können, in einen Auslasskanai D eintreten können, wobei dieser Auslasskanai D zu einer nicht dargestellten Leitung führt, die wiederum zu einer Einrichtung führt, die das wiederaufbereitete Produkt aufnimmt. Die Prallplatte 30 hat eine geringere Grundfläche als die Querschnittsfläche des Gehäuses 1 (an derjenigen Stelle, wo sich die Prallplatte im Gehäuse 1 befindet), so dass sich zwischen dem der Gehäusewandung zugewandten Rand der Prallplatte 30 und dieser Gehäusewandung ein sich nach oben erstreckender Luftkanal ergibt, und zwar auch dann, wenn die Prallplatte 30 nach unten in eine horizontale Lage geschwenkt worden ist. Das dem vorerwähnten Prallplattenrand entgegengesetzte Ende der Prallplatte 30 ist in einer Lagerstelle schwenkbar angelenkt, wobei sich diese Lagerstelle an der Wandung des Gehäuses 1 befindet. Diese Anienkstelle befindet sich oberhalb des Material-Einlasses 15 und unterhalb des Daches vom Gehäuse 1. Um die erwähnte Anienkstelle kann die Prallplatte 30 nach oben und unten geschwenkt werden.

An der Wandung des Gehäuses 1 ist ein Antriebsmechanismus 32 angebracht (Kolben-Zylinder-Ag-gregat), durch den die Prallplatte 30 nach oben oder unten geschwenkt werden kann. Der Zylinder des Aggregats 32 ist schwenkbar am Gehäuse 1 angebracht und das äussere Ende der Kolbenstange ist an der Prallpiatte 30 schwenkbar angelenkt. Beim Einfahren der Kolbenstange in den Zylinder wird die Prallplatte 30 nach oben geschwenkt, wogegen ein Ausfahren der Kolbenstange ein Nachuntenschwenken der Prallplatte 30 zur Folge hat. Das Ausfahren der Kolbenstange kann automatisch oder manuell erfolgen.

An der drehbaren Welle 7 des zum Zerkleinern dienenden Gebläserades 4 oder an einem seiner Lager ist ein Lastfühler 20 angebracht, zum Wahrnehmen der auf das Gebläserad 4 einwirkenden Belastung (durch das eingebrachte, zu zerkleinernde Material), wobei vom Fühler 20 ein Ausgangssignal abgegeben wird, wenn die vorerwähnte Belastung einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Der zum Zerkleinern durch Zermahlen dienende Abschnitt 2 der Vorrichtung hat eine zu öffnende Bodenplatte 2A, durch die also der Boden des Gehäuses 1 geöffnet und geschlossen werden kann. Diese zu öffnende Bodenplatte 2A ist an einem unteren Ende der Gehäusewandung in einem Lager 2B schwenkbar angelenkt, so dass der Boden 2 des Gehäuses 1 geöffnet ist, wenn die Bodenplatte 2B nach unten geschwenkt worden ist, wie es am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. Wenn sich die Bodenplatte 2A in der geschlossenen Stellung befindet, ist die kreisförmige, rinnenförmige Bodenfläche des Gehäuses 1 grösser als der Durchmesser vom Gebläserad 4, wobei aber die Bodenfläche 2 nicht ganz über einen Halbkreis reicht, wie bereits erwähnt.

Zum Öffnen oder Schliessen der Bodenplatte 2A dient ein Antriebsmechanismus 21. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Mechanismus als Zylinder-Kolben-Aggregat ausgebildet. Dieses Aggregat wird mit Luft betrieben. Das äussere Ende der Kolbenstange ist an der unteren Mantelfläche der schwenkbaren Bodenplatte 2A schwenkbar angeienkt. Der Zylinder des Aggregates ist schwenkbar am Gehäuse 1 gelagert. Wird die Kolbenstange in den Zylinder eingefahren, so wird die Bodenplatte 2A in die geöffnete Stellung geschwenkt, und wenn die Kolbenstange ausgefahren wird, so wird die Bodenplatte 2A in die geschlossene Stellung bewegt. Das Kolben-Zylinder-Aggregat 21 wird durch ein Signal gesteuert betätigt, wobei dieses Signal vom Lastfühler 20 gegeben wird, und zwar wenn dieser eine übermässige Belastung am Gebläserad 4 wahrgenommen hat, hervorgerufen durch Überreste im eingebrachten Material. Eine übermässige Belastung des zum Zerkleinern dienenden Gebläserades 4 kann durch Wahrnehmen einer übermässigen Belastung am Antriebssystem für dieses Gebläserad 4 vorgenommen werden, so dass dann nach diesem Wahrnehmen der Antriebsmechanismus zum Betätigen (Offnen) der Bodenplatte 2A aktiviert wird. Dieser letzterwähnte Mechanismus ist nicht auf ein Betätigen mittels Luft eingeschränkt, sondern kann auch mittels einer Hydraulik betätigt werden oder mittels einer Kombination aus einem Motor und einem Kurbelantrieb.

Die Behandlung eines Materials durch Zerkleinern und Trocknen zum Erreichen von kleinen Partikeln oder von Pulver, wobei die im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung mit dem vorerwähnten Aufbau verwendet wird, wird im folgenden beschrieben.

Zuerst werden alle zusammenwirkenden Einrichtungen in Gang gesetzt, also die Einrichtung zur Zuführung des zu zerkleinernden Materials, weiterhin die Einrichtung zur Zuführung von heissem Wind, die Einrichtungen zum Antrieb des Gebläserades und die nicht dargestellte Einrichtung zum Aufnehmen des wiederverwendbaren Produktes. Dann wird das vorbehandelte Material 5 durch den Materialeinlass 15 zugeführt und rutscht entlang der schrägen Fläche 14 auf einen oberen Bereich der Ausgabesei-

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te B des jetzt auch sich drehenden Gebläserades 4. Andererseits wird der zum Trocknen des Materia-les 5 notwendige heisse Wind über den zuunterst liegenden Kanal 12a zugeführt, und zwar in einer solchen Richtung, dass dieser Luftstrom in das zum Zerkleinern dienende Gebläserad 4 einzieht, welches Gebläserad 4 sich oberhalb des Abschnittes 2 befindet, der zum Zerkleinern durch Mahlen dient. Bei diesem Vorgang wird das auf das Gebläserad 4 fallende Material in einzelne Brocken oder Klumpen zerbrochen, und zwar durch die Stosskraft, die durch die Kollision mit dem Gebläserad 4 wirksam wird, welches sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Manche dieser Brocken oder Massen des zu zerkleinernden Materials werden durch die Zentrifugalkraft des sich drehenden Gebläserades 4 zur geneigten Wandfläche 14 hingestossen. Diese an diese Stelle hingeworfenen Brocken oder Massen des Materials stossen auf hernach zugeführtes Material und brechen dieses ebenfalls in Brocken oder Klumpen. Dieser Teil des Zerkleinerungsvorganges wird im folgenden als «Zerkleinern durch Kollision» bezeichnet.

Einige der Brocken oder Massen werden infolge eines durch die Drehung des Gebläserades 4 hervorgerufene Luftströmung zur Saugseite A des durch Mahlen arbeitenden Zerkleinerungsabschnittes 2 bewegt. Die hierher bewegten Brocken oder Klumpen werden dem heissen Luftstrom (heisser Wind) ausgesetzt, so dass die Feuchtigkeit aus den Brocken oder Klumpen entfernt wird und diese Brocken oder Klumpen im durch Mahlen arbeitenden Zerkleinerungsabschnitt 2 in kleine Teile oder Körner zerkleinert werden. Dieser Teil der Zerkleinerungsarbeit wird im folgenden als «Zerkleinern durch Mahlen» bezeichnet.

Während des sich ständig wiederholenden Zerkleinerns durch Kollisionen und durch Vermählen in Verbindung mit dem Trocknen wird das Material schliesslich in getrocknete Körner, Partikel oder Pulver zerkleinert. Bei diesem Vorgang, während also der heisse Luftstrom gegen den durch Vermählen wirkenden Zerkleinerungsabschnitt strömt und durch die Drehung des Gebläserades 4 entsteht ein aufsteigender Luftstrom und das in der Form von Korn, Partikel oder Pulver behandelte Material wird durch diesen aufsteigenden Luftstrom nach oben im Gehäuse 1 geblasen. Unter diesem Material befindet sich solches Material, das so gut in kleine Partikel oder Pulver zerkleinert worden ist, dass es so feinkörnig und trocken genug ist, dass es vom im Gehäuse 1 nach oben aufsteigenden Luftstrom mitgetragen wird. Solches Material aber, das zu grobkörnig ist, um vom aufsteigenden Luftstrom mitgenommen zu werden, fällt in den durch Mahlen wirkenden Zerkleinerungsabschnitt 2 zurück und wird durch das Gebläserad 4 einer weiteren Behandlung durch Vermählen unterworfen. Schliesslich ist auch dieser Materialteil genügend behandelt worden und befindet sich in Form kleiner Partikel oder von Pulver und ist somit fein genug, um vom aufsteigenden Luftstrom mitgenommen zu werden.

Das in Partikel oder Pulver überführte Material, das also nunmehr voll behandelt worden ist, ist fein genug um im Gehäuse 1 durch den Luftstrom nach oben zu gelangen und am oberen Ende des Gehäuses 1 die Auslassleitung zu verlassen, worauf dann dieses Produkt über eine Leitung zu einer nicht dargestellten Rückgewinnungseinrichtung geführt wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel befinden sich oberhalb des Einlasskanals 12a für die Heissluft (Windkanal) noch weitere Einlasskanäle 12b und 12c für die Heissluft in verschiedenen Höhenlagen.

Wenn der Eintritt von heisser Luft über die oberen Heissluft-Einlasskanäle 12b und 12c durch entsprechende Steuerung der Drosselklappen 13b bzw. 13c vermindert oder ganz unterbrochen wird, während eine grosse Menge an heisser Luft durch den unteren Heissluft-Einlasskanal 12a ins Innere des Gehäuses 1 eintritt und gegen den Abschnitt 2 gerichtet wird, wobei also die Drosselklappe 13a ganz geöffnet ist, so wird ein starker nach oben aufsteigender Luftstrom erzeugt, so dass verhältnismässig grob zerkleinertes Material auch vom aufsteigenden Luftstrom getragen werden kann und im Gehäuse 1 nach oben steigt.

Damit aber das behandelte Material in ausreichend kleine Partikel zerkleinert wird, wird die Menge des durch den unteren Einlasskanal 12a strömenden Heissluftstromes durch entsprechende Stellung der Drosselklappe 13a vermindert, so dass das etwa halb behandelte Material auf den durch Mahlen arbeitenden Zerkleinerungsabschnitt 2 fällt und dieses Material wiederholt durch Mahlen zerkleinert wird, bis es vollständig behandelt worden ist, d.h. in genügend kleine Partikel oder Pulver zerkleinert worden ist.

Es ist auch möglich die Menge des durch den unteren Einlasskanal 12a strömenden heissen Luftstromes zum Zerkleinerungsabschnitt 2 hin durch entsprechende Stellung der Drosselklappe 13a zu bemessen (zu verringern) und die darüberliegenden Einlasskanäle 12b und 12c durch entsprechende Stellung ihrer Drosselklappen 13b und 13c zu öffnen, so dass zur Kompensation des verringerten Heissluftstromes durch den Einlasskanal 12a auch heisse Luftströme über die Einlasskanäle 12b und 12c in das Gehäuse 1 eintreten. Bei dieser Arbeitsweise kann die Rieselfähigkeit (Viskosität) des zu feinen Partikeln zerkleinerten Materials eingestellt werden.

Bei der bekannten, im Strömungsfluss arbeitenden Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall ist der Nachteil vorhanden, dass die im zerkleinerten Material vorhandenen Kieselsteine und Metallstückchen durch die zum Zerkleinern dienenden Gebiäseräder zu den einander gegenüberliegenden Seiten der Gebiäseräder abgewiesen werden und die Lager sowie die benachbarte Gehäuseinnenwand beschädigen. Die bei der erfindungsgemässen Vorrichtung vorhandenen Saugräder 11-11 verhindern dieses Problem. Die beiden Saugräder 11-11 sind auf den einander abgewandten Seiten des Gebläserades 4 angeordnet und erzeugen ständig axiale Luftströmungen zu den im Zentrum liegenden Platten 8-8

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des Gebläserades 4 hin und zwar während der gesamten Zerkleinerungsarbeit am zu behandelnden Material. Durch die beiden vorerwähnten axialen Luftströmungen wird nunmehr verhindert, dass das vom Gebläserad 4 in Brocken oder Klumpen zerkleinerte Material und auch Kieselsteine und Metallstückchen, die im Material vorhanden sein können, die erwähnten Lager und die Gehäusewandung erreichen können.

Demgegenüber werden diese Brocken, Klumpen, Kieselsteine und Metallstückchen zu den im Zentrum liegenden Platten 8-8 hin bewegt (durch die beiden Luftströme), wobei dann dieses Material an den Platten 8-8 nach oben steigt, also diesen entlang nach oben abgewiesen wird und vom aufsteigenden Luftstrom nach oben geblasen wird.

Falls Metallstückchen, Kieselsteine oder dergleichen, die sich im zu zerkleinernden Material befinden, durch die Fliehkraft des Gebläserades 4 nach oben geworfen werden, ist es notwendig dieses zu unterbinden. Für diesen Zweck ist die Prallplatte 30 vorhanden, die dann durch Arbeiten des Kolben-Zy-linder-Aggregates 32 nach unten in die in Fig. 1 mit voll ausgezogenen Linien dargestellte Stellung geschwenkt wird, so dass hochgeworfene Metallstückchen, Kieselsteine usw. zurückgehalten werden, also nicht die Auslassleitung am oberen Ende des Gehäuses 1 erreichen können. Da die Prallplatte 30 eine kleinere Grundfläche aufweist als die Querschnittsfläche des Gehäuses 1 in dieser Höhenlage, wird durch die Prallplatte 30 nicht der aufsteigende Luftstrom verhindert und es wird auch nicht verhindert, dass die kleinen Partikel und das Pulver des vollständig aufgearbeiteten Materials zur Rückgewinnungseinrichtung gelangen können.

Wenn Kieselsteine, Metallstückchen und andere Rückstände im Zerkleinerungsabschnitt 2 verbleiben und sich hier um das Gebläserad 4 herum ansammeln, wird die Belastung des Gebläserades 4 und sein Antriebsmechanismus hierfür ansteigen. Der Fühler 20 nimmt dieses Ansteigen der Belastung wahr und gibt ein Signal ab. Der Antriebsmechanismus 21 für die Bodenplatte 2A empfängt dieses Signal, worauf das Kolben-Zylinder-Aggregat 21 so betätigt wird, dass die Bodenplatte 2A in die in Fig. 1 und Fig. 3 strichpunktiert dargestellte Stellung geöffnet wird.

Hierdurch werden die Rückstände vom Inneren des Gehäuses 1 in ein Gefäss 22 abgegeben, das sich unterhalb der Bodenplatte 2A befindet. Der Behälter 22 ist mit einem Lufteinlass 23 versehen, so dass Luft in den Behälter 22 eintritt, so dass im Behälter 22 ein solcher Luftdruck aufrecht erhalten wird, der etwas grösser ist als der Luftdruck im Gehäuse 1. Hierdurch wird das zu feinen Partikeln zerkleinerte Material zum Gebläserad 4 hin bewegt und kann nicht in den Behälter 22 für die Rückstände fallen, sogar dann nicht, wenn sich die Bodenplatte 2A in der geöffneten Stellung befindet. Das bedeutet, dass nur schwere Kieselsteine, Metallstückchen und andere Rückstände gegen den im Behälter 22 herrschenden verhältnismässig hohen Luftdruck fallen können.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auch zur Wiederaufbereitung von Formsand aus der Gies-serei dienen, der einer der Industrieabfälle ist, indem die Menge und die Temperatur der durch die Ein-lasskanäie 12a, 12b und 12c eintretenden Heissluft entsprechend gesteuert werden.

In diesem Fall liegt das zu behandelnde Material in Form von Klumpen, Blöcken oder Brocken aus Sand vor, welches Material beim Sandformen mittels eines Luftdruckhammers verdichtet worden ist. Zusätzlich wird noch ein organisches Bindemittel zugesetzt, um die gebildete Sandform stabil zu halten. Zur Rückgewinnung dieses Formsandes werden in vorbestimmten Intervallen über den Materialeinlass 15 solche Sandformen oder Brocken davon dem Gehäuse 1 zugeführt und dieses Material wird in der vorerwähnten Weise zerkleinert und getrocknet.

Die durch die Zerkleinerungsbehandlung entstehenden Sandkörner weisen noch das erwähnte organische Bindemittel auf, das am Sandkorn anhaftet. Um reinen Sand wiederzugewinnen muss das am Sandkorn anhaftende organische Bindemittel entfernt werden.

Im folgenden wird nunmehr erläutert, wie die Arbeitsweise mit der Vorrichtung vor sich geht. Eine wichtige Massnahme hierbei ist die richtige Einstellung der Temperatur der durch die Einlasskanäle eintretenden Heissluft, die auf eine nennenswerte tiefe Temperatur aufrechterhalten werden muss, und zwar abhängig von der Art des zu behandelnden Materials. Es ist weiterhin notwendig, die Menge der eintretenden Heissluft auf einem nennenswert niedrigen Stand zu halten, so dass ein möglichst schwacher aufsteigender Luftstrom im Gehäuse entsteht. Hierdurch ergibt sich, dass die Sandkörner nicht leicht die Austrittsöffnung am Gehäuse erreichen, sondern wiederholt zum Zerkleinerungsabschnitt 2 zurückfallen. Hier am Zerkleinerungsabschnitt 2 werden die Sandkörner durch das sich drehende Gebläserad 4 gemahlen, bis sich das organische Bindemittel vom Sandkorn abschält.

Das vom Sandkorn abgeschälte organische Bindemittel hat die Form von getrocknetem Puder, das ein sehr geringes Eigengewicht aufweist und damit im Gehäuse umherschwebt und durch einen geringen, im Gehäuse aufsteigenden Luftstrom zum Auslass des Gehäuses gefördert wird. Dieses trockene, feine Pulver des organischen Bindemittels wird in einem gesonderten, nicht dargestellten Rückgewinnungsbehälter gesammelt. Nachdem dieses trockene feine Pulver des organischen Bindemittels aus dem Gehäuse 1 herausgefördert und im erwähnten Behälter gesammelt worden ist, wird die Menge des durch die Einlasskanäle eintretenden heissen Luftstromes etwas erhöht, so dass ein stärkerer, im Gehäuse 1 nach oben aufsteigender Luftstrom erzeugt wird. Hierdurch wird erreicht, dass die vom organischen Bindemittel befreiten Sandkörner vom aufsteigenden Luftstrom getragen werden und über den Auslass aus dem Gehäuse 1 gelangen. Dieser austretende Sand wird nunmehr ebenfalls in einem gesonderten, nicht dargestellten Behälter gesammelt.

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5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

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Im folgenden werden die Versuchsergebnisse bei einem praktischen Ausführungsbeispiel erläutert, wobei durch die im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen Abfallformsand zurückgewonnen worden ist.

Das zum Zerkleinern dienende Gebläserad 4 wurde zuerst mit einer Drehzahl von 40 m/s oder mehr angetrieben. Dann wurden die Sandkörner voneinander gebrochen. Als nächstes wurde das Gebläserad 4 mit einer Drehzahl im Bereich von 20 m/s bis 40 m/s angetrieben. Es wurden hierdurch die erwünschten Resultate erzielt. Diese Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle angegeben und mit einer bekannten Vorrichtung zum Aufbereiten von Formsand verglichen.

Tabelle

Probe Nr.

Erfindung 1

2

3

bekannte Vorrichtung 4 5

6

Mahlzeit

0,8

ständige

2

ständige

1 Behandl.

4 Behandl.

(Min.)

Zuführung

Zuführung nicht nicht

ausreichend ausreichend

Temp. am

Raum

400

Raum

Mahleinlass in °C

temperatur

temperatur temperatur temperatur

Temp. am

Raum

146

148

Raum

Mahlauslass in °C

temperatur

temperatur temperatur temperatur

Temp. °C

Raum

140

128

Raum

Raum des rückgewon temperatur

temperatur temperatur temperatur nenen Sandes

Rückstand an

0,67

0,147

0,166

2,698

0,65

0,43

organ. Binder im aufbereiteten Material

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass mittels der im Strömungsfluss arbeitenden Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Zerkleinern und Trocknen von Abfall hochstehender, wertvoller Formsand wieder rückgewonnen werden kann.

In der Tabelle bei der Mahlzeit mit der bekannten Vorrichtung bedeutet, dass bei der Probe Nr. 5 erst der zweite Behandlungszyklus ausreichendes Ergebnis brachte; bei der Probe Nr. 6 zeigte erste der fünfte Behandlungszyklus ausreichendes Ergebnis.

Die in der Tabelle angegebenen Rückstände betreffen den Mengenanteil von organischem Bindemittel, das noch im aufbereiteten Material vorhanden ist, das vom oberen Auslass des Gehäuses entnommen und im erwähnten Behälter als rückgewonnener Formsand gesammelt wurde.

Claims

Patentansprüche

1. Im Strömungsfluss arbeitende Vorrichtung zum Zerkleinern und Trocknen zur Verwendung in einer im Strömungsfluss arbeitenden Zerkleinerungs- und Trocknungsanlage, gekennzeichnet durch ein im wesentlichen turmartiges Gehäuse mit vertikal verlaufenden Wänden, einer Decke und einem Boden, wobei die Decke des Gehäuses mit einem Produkteausiass versehen ist, mit einem Materialeinlass im unteren Bereich der Gehäusewände zum Zuführen von Industrieabfall in das Gehäuse, wobei ein Teil der Gehäusewandung eine Rutsche bildet, die vom Materialeinlass zum Boden des Gehäuses nach unten führt, mit zumindest einem Einlasskanal im unteren Bereich der Gehäusewandung zur Zuführung von Heissluft ins Innere des Gehäuses, mit einer gewölbten Bodenfläche mit einem gewölbten Bodenteil, der den Boden des Gehäuses bildet und mit einem einzelnen Gebläserad, das in der Nähe der gewölbten Bodenfläche des Gehäuses angeordnet ist zur Drehung längs dieser gewölbten Bodenfläche in einem nur geringen Abstand davon.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zum Zerkleinern dienende Gebläserad eine von einer Antriebsquelle her angetriebene Welle aufweist, dass an dieser Antriebswelle zentrische Platten befestigt sind, dass auf beiden einander abgewandten Seiten der Zentrumsplatten Naben liegen, die an der Drehwelle befestigt sind, und dass Zerkleinerungsflügel an den zentrischen Platten und den Naben befestigt sind.

3. Vorrichtung nach dem Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gewölbte Bodenfläche des Gehäuses als zu öffnende Bodenplatte ausgebildet ist, die schwenkbar angelenkt ist und durch einen Antriebsmechanismus bewegbar ist zum Öffnen oder Schliessen des Bodens vom Gehäuse.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Boden

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5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Bereich des Gehäuses eine Prallplatte vorhanden ist, die schwenkbar am Gehäuse gelagert ist und mittels eines Antriebsmechanismus vertikal verschwenkbar ist.

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15

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des Gehäuses ein Behälter vorhanden ist, der mit einer Lufteinlassstelle versehen ist, wobei dieser Behälter dazu bestimmt ist Rückstände aus dem Gehäuse aufzunehmen.