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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zerkleinern von Zement-Klinker
zur Herstellung von zementartigen Baustoffen.
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Aus
der
DE 100 45 172
A1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Partikeln bekannt.
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Diese
Vorrichtung weist wenigstens ein Rohr zum Sammeln einer vorgegebenen
Menge von Partikeln auf, wobei die Partikel in dem Rohr einen Pfropfen
bilden. Weiterhin weist die Vorrichtung wenigstens eine Druckimpulseinheit
zur Erzeugung von Druckimpulsen auf, wobei durch Beaufschlagung
des Pfropfens mit einem Druckimpuls dieser über eine Austrittsöffnung des
Rohres gegen eine dem Rohr nachgeordnete und Durchbrüche aufweisende
Prallplatte geschossen wird. Desweiteren weist die Vorrichtung eine
an die Prallplatte anschließende
Auffangkammer auf, in welcher die durch den Rückstoß an der Prallplatte zerkleinerten
und die Durchbrüche durchsetzenden
Partikel gesammelt werden.
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Das
Prinzip dieser Vorrichtung besteht somit darin, zur Zerkleinerung
von in Form eines Pfropfens in einem Rohr gelagerten Partikeln diesen
Pfropfen gegen eine Prallplatte mit Durchbrüchen zu schießen.
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Die
durch den Aufprall auf die Partikel ausgeübten Scherkräfte führen zu
einer Zerkleinerung der Partikel, wobei typischerweise die Partikel
von ursprünglichen
Partikelgrößen von
10 mm auf Partikel mit Größen von
einem oder wenigen μm
erhalten werden.
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Durch
den mit der Druckimpulseinheit erzeugten Überdruck an der Vorderseite
der Prallplatte werden die Partikel mit kleinen Korngrößen und
daher kleinem Gewicht durch die Durchbrüche transportiert und gelangen
in die Auffangkammer. Demgegenüber
durchdringen die schwereren Partikel die Durchbrüche nicht und werden vorzugsweise
wieder dem Rohr zur Bildung eines neuen Pfropfens zugeführt.
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Durch
eine geeignete Wahl des Durchmessers des Rohres, der Größe und Form
der Durchbrüche
der Prallplatte und/oder der Größe der Auffangkammer
können
die Korngrößen und
Korngrößenverteilungen
der im Auffangraum gesammelten zerkleinerten Partikel vorgegeben
werden.
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Die
Prallplatte kann bei Bedarf ausgewechselt werden. Somit kann durch
einen Wechsel von verschiedenen Prallplatten mit unterschiedlichen Durchbrüchen die
Korngrößenverteilung
der in der Auffangkammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert
werden.
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Weiterhin
ist das Volumen der Auffangkammer einstellbar, so dass auch dadurch
die Korngrößenverteilung
der in der Auffangkammer gesammelten zerkleinerten Partikel variiert
werden kann.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass die Größen der
Durchbrüche
in der Prallplatte so bemessen sind, dass diese eine Sichterfunktion
ausübt.
Dies bedeutet, dass die durch die Durchbrüche transportierten zerkleinerten
Partikel in der Auffangkammer verbleiben und nicht durch die Durchbrüche zurück zum Rohr
transportiert werden.
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Durch
die spezielle Ausbildung der Prallplatte und der hinter dieser angeordneten
Auffangkammer werden die zerkleinerten Partikel mit den gewünschten
Korngrößen in der
Auffangkammer mit einem hohen Wirkungsgrad gesammelt und von schwereren
Partikeln getrennt. Dabei ist in der Auffangkammer we nigstens eine
Entnahmeöffnung
vorgesehen, über
welche die zerkleinerten Partikel aus der Auffangkammer entnommen
werden können.
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Ein
weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass diese nahezu
keine bewegten Teile aufweist, und dass das einzige verschleißbehaftete Teil
von der Prallplatte gebildet ist, die auf einfache Weise auswechselbar
ist. Daher weist die Vorrichtung einen kompakten, robusten und wartungsfreundlichen
Aufbau auf, der nur geringe Investitions- und Instandhaltungskosten
verursacht. Zudem kann die Zerkleinerung der Partikel mit einem
geringen Energiebedarf durchgeführt
werden, so dass auch die Betriebskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend
niedrig sind. Da die Vorrichtung nahezu keine bewegten Teile aufweist
und zudem vorzugsweise einen geschlossenen Aufbau aufweist, stellt
diese keine Gefahr für
das Bedienpersonal dar und ist somit hinsichtlich der Bestimmungen
des Arbeitsschutzes unbedenklich.
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Die
Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Zerkleinerung von harten
Stoffen mit Mohs-Härtegraden
im Bereich von 7 bis 10. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Nitride wie zum Beispiel TiN, ZrN, HfN, TaN und BN3 zerkleinert werden.
Ebenso können
Carbide wie zum Beispiel TiC, ZrC, HfC, TaC, WC, W2C
und Ta0-8 Hf0-2 C
zerkleinert werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatzbereich einer derartigen
Vorrichtung zu erweitern.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sind die Merkmale des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte
Ausführungsformen
und zweckmäßige Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Zerkleinern von Zement-Klinker dient zur Herstellung von zementartigen
Baustoffen, wobei der Zement-Klinker durch Kaltmineralisierung von
zerkleinertem Müll
unter Zugabe von Additiven zur Beschleunigung exothermer Oxidationsprozesse
und Separationsprozesse gewonnen wird. In einem ersten Verfahrensschritt
erfolgt ein Sammeln einer vorgegebenen Menge von Zement-Klinker
in Form von Partikeln in wenigstens einem Rohr, wobei die Partikel
in dem Rohr einen Pfropfen bilden.
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In
einem nachfolgenden Verfahrensschritt erfolgt eine Beaufschlagung
des Pfropfens mit einem Druckimpuls vorgegebener Stärke und
Länge,
so dass dieser über
eine Austrittsöffnung
des Rohres gegen eine dem Rohr nachgeordnete Prallplatte geschossen
wird, welcher wenigstens ein Durchbruch zugeordnet ist, wobei die
durch den Rückstoß an der Prallplatte
zerkleinerten Partikel durch den Durchbruch geführt werden.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine besonders effiziente, kostengünstige Herstellung von zementartigen
Baustoffen ermöglicht.
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Dabei
ist das Verfahren äußerst umweltfreundlich,
da der zu zerkleinernde Zement-Klinker aus Abfallstoffen, d. h.
aus Müll
gewonnen wird.
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Die
Gewinnung von nutzbaren, insbesondere keramischen Stoffen aus zerkleinertem
Müll durch Kaltmineralisierung
ist als Ecocycling-Verfahren bekannt und beispielsweise in der Firmenschrift
der Firma ecocycle technology gmbh, Luxemburg, 2003, beschrieben.
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Demzufolge
besteht das Ecocycle-Verfahren darin, zerkleinerten Abfällen Additive
zuzuführen
um eine reaktionsfähige
Masse zu generieren, in welcher Separations- und exotherme Oxidationsprozesse
ablaufen. Bei diesem Kaltmineralisierungsprozess wird eine stark
beschleunigte Durchmineralisierung des Abfalls erhalten, wobei am
Ende des Reaktionsprozesses umweltverträgliche keramische Granulate
erhalten werden, die kristalline Strukturen aufweisen, in welchen
im Müll
enthaltene Schwermetalle oder andere Schadstoffe eingelagert sein
können.
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Der
Grundgedanke der Erfindung besteht darin, aus dem Kaltmineralisierungsprozess
nicht komplett durch mineralisierte Zwischenprodukte auszuschleusen,
um aus diesen Zement-Klinker zu gewinnen, welcher zur Herstellung
von zementartigen Baustoffen gemäß dem in
Anspruch 1 definierten und in den Ansprüchen 2 – 4 definierten Weiterbildungen bzw.
Ausführungsformen
zerkleinert wird.
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Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Zerkleinerungsverfahrens
gegenüber
beispielsweise mit Kugelmühlen
durchgeführten
Zerkleinerungsprozessen besteht darin, dass eine unerwünschte Reagglomeration
der zerkleinerten Partikel vermieden wird.
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Insbesondere
ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorteilhaft, dass bei dem Zerkleinerungsprozess durch das Entspannen
der Druckluft des Druckluftimpulses ein Trocknungseffekt erzielt wird,
d.h. den Partikeln wird bei dem Zerkleinerungsprozess Feuchtigkeit
entzogen. Dies ist daher besonders vorteilhaft, da der Zement-Klinker
hygroskopisch ist und diesem durch den Zerkleinerungsprozess ohne
zusätzliche
Prozessschritte Feuchte entzogen werden kann.
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Der
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zerkleinerte
Zement-Klinker wird bevorzugt mit einem sandförmigen Füllstoff und einer faserartigen
Armierung zur Herstellung eines Betons gemischt. Der Füllstoff
und die Armierung werden dabei ebenso wie der Zement-Klinker aus
Zwischenprodukten des Ecocycling-Verfahrens gewonnen, d. h. diese
Stoffe werden durch Ausschleusen aus dem Kaltmineralisierungsprozesses
des mit Additiven angereicherten Mülls gewonnen.
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Die
auf diese Weise hergestellte Betonmasse lässt sich zu beliebigen Profilen
oder dergleichen extrudieren oder formen. Weiterhin ist vorteilhaft, dass
der auf diese Weise hergesellte Beton bei geringem Gewicht sehr
gute mechanische Eigenschaften aufweist und dabei insbesondere auch
sehr hohe Wärmedämmwerte
hat. Darüber
hinaus ist dieser Beton äußerst wasserdicht
und zudem bis über
1000°C feuerfest.
Schließlich
ist dieser Beton äußerst kostengünstig herstellbar.
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Die
Erfindung wird im Nachstehenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen
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1 Ablaufdiagramm
für ein
Verfahren zur Herstellung eines zementartigen Baustoffes.
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2 Erstes
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Zement-Klinker.
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3 Zweites
Ausführungsbeispiel
einer Vorrichtung zum Zerkleinern von Zement-Klinker.
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4 Anlage
zum Zerkleinern von Zement-Klinker.
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1 zeigt
schematisch den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines zementartigen Baustoffes.
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Die
Ausgangsstoffe zur Herstellung des zementartigen Baustoffes, insbesondere
ein Zement-Klinker, werden durch das Ecocycling-Verfahren gewonnen.
Gemäß dem Ecocycling-Verfahren werden
Abfälle
beliebiger Zusammensetzung zerkleinert und mit Additiven versetzt,
wodurch eine reaktive Masse erhalten wird, in welcher durch Separationsprozesse
und exotherme Oxidationsprozesse eine beschleunigte Kaltmineralisierung
der Abfallstoffe erreicht wird, wobei als Endprodukt dieser Kaltmineralisierung
durchmineralisierte Granulate erhalten werden, die unter dem Markennamen
C.M500 vertrieben werden.
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Aus
dem Kaltmineralisierungsprozess werden zu vorgegebenen Zeiten als
Zwischenprodukte ein sandförmiger
Füllstoff,
ein zu Zement-Klinker verarbeitbarer Grundstoff und eine Silico-Caron-Fiber-Strukturen
enthaltende faserförmige
Armierung als Basisstoffe zur Herstellung des zementartigen Baustoffs,
im vorliegenden Fall einem Beton, ausgeschleust. Im vorliegenden
Fall werden zur Herstellung des Betons in Gewichts-Prozent 80 %
Füllstoff, 15
% Zement-Klinker
und 4 % Armierung verwendet.
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Erfindungsgemäß wird der
Zement-Klinker vor der Mischung mit den restlichen Komponenten zerkleinert,
wobei unterschiedliche Anordnungen zum Zerkleinern des Zement-Klinkers
in den 2 – 4 beschrieben
sind.
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2 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel einer
Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von Zement-Klinker in Form
von Partikeln 2. Die Vorrichtung 1 weist eine
hohlzylindrische Zerkleinerungskammer 3 und eine ebenfalls
hohlzylindrische Auffangkammer 4 auf. Die Zerkleinerungskammer 3 und
die Auffangkammer 4 weisen denselben Durchmesser auf und
sind längs
einer vertikal verlaufenden Symmetrieachse koaxial angeordnet. Dabei
schließt
die Auffangkammer 4 mit ihrer offenen Unterseite an die ebenfalls
offene Oberseite der Zerkleinerungskammer 3 an.
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Die
Zerkleinerungskammer 3 und die Auffangkammer 4 weisen
an ihren zugewandten offenen Enden jeweils einen Ringflansch 5, 5' auf. Zwischen den
Ringflanschen 5, 5' ist
eine kreisscheibenförmige,
vorzugsweise aus Stahl bestehende Prallplatte 6 gelagert.
Die Prallplatte 6 weist eine vorgegebene Anzahl von Durchbrüchen 7 auf.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
sind die Durchbrüche 7 als
runde Bohrungen ausgebildet.
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Die
Prallplatte 6 kann an den Ringflanschen 5, 5' auf einfache
Weise an der Vorrichtung 1 montiert werden. Insbesondere
kann die Prallplatte 6 ohne großen Montageaufwand ausgewechselt
und durch andere Prallplatten 6, die unter schiedliche Anordnungen
von Durchbrüchen 7 aufweisen
können,
ersetzt werden. Die Durchbrüche 7 können dabei
nicht nur die Form von runden Bohrungen aufweisen sondern auch als
eckige Bohrungen ausgebildet sein. Auch eine Ausbildung der Durchbrüche 7 in
Form von Ringspalten oder dergleichen ist möglich.
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Im
Innern der Zerkleinerungskammer 3 verlaufen zwei Rohre 8, 8' parallel zur
Längsachse
der Zerkleinerungskammer 3. Prinzipiell kann auch nur ein
Rohr 8, oder 8' vorgesehen
sein. Desweiteren kann auch eine größere Anzahl von Rohren 8, 8' vorgesehen
sein.
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Die
Rohre 8, 8' verlaufen
dicht nebeneinander liegend im Zentrum der Zerkleinerungskammer 3 und
münden
an deren Boden 9 aus. Die Austrittsöffnungen der Rohre 8, 8' an deren oberen
Enden stehen der Prallplatte 6 in vorgegebenem Abstand
gegenüber.
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In
der Seitenwand der Zerkleinerungskammer 3 ist eine Öffnung 10 vorgesehen. Über diese Öffnung 10 wird
der Innenraum der Zerkleinerungskammer 3 bis zu einer bestimmten
Füllhöhe mit den zu
zerkleinernden Partikeln 2 befüllt.
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An
dem Boden 9 der Zerkleinerungskammer 3 münden zwei
Zuführrohre 11, 11' aus. Die Zuführrohre 11, 11' verlaufen in
ihren oberen Abschnitten parallel zu den über die Zerkleinerungskammer 3 hervorstehenden
Abschnitten der Rohre 8, 8'. Die Zuführrohre 11, 11' sind an ihren
unteren Enden gekrümmt
und verlaufen auf die Rohre 8, 8' zu. Dabei mündet jeweils ein Zuführrohr 11, 11' in eines der Rohre 8, 8' ein. Durch
diese Ausbildung der Rohre 8, 8' wird ein Teil der Partikel 2 von
der Zerkleinerungskammer 3 über die Zuführrohre 11, 11' in die unteren Enden
der Rohre 8, 8' eingeleitet,
so dass diese dort einen Pfropfen 12 mit bestimmter Füllhöhe bilden.
In 2 liegt ein derartiger Pfropfen 12 am
unteren Ende des rechten Rohres 8'.
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An
die unteren Enden der Rohre 8, 8' schließt jeweils eine Druckimpulseinheit 13, 13' mit einem Ventil 14, 14' an. Über die
Druckimpulseinheit 13, 13' ist der Pfropfen 12 am
unteren Ende mit einem Druckimpuls vorgegebener Höhe und Dauer
beaufschlagbar. Zur Erzeugung des Druckimpulses steht an dem Ventil 14, 14' Gas mit einem
vorgegebenen Gasdruck an. Das Gas ist vorzugsweise von Luft gebildet.
Alternativ kann ein Inertgas, ein Kryogengas oder Heißgas verwendet
werden. Durch schlagartiges Öffnen
eines Ventils 14, 14' strömt das Gas explosionsartig
in das darüber
liegende Rohr 8, 8' und
schießt
den Pfropfen 12 durch das Rohr 8, 8' auf die Prallplatte 6.
Typischerweise liegt die Höhe
eines Druckimpulses im Bereich zwischen 5 bar und 10 bar. Mit derartigen
Druckimpulsen werden Fluggeschwindigkeiten der Pfropfen 12 im
Bereich zwischen 70 m/s und 100 m/s erzielt.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 14' der an das
rechte Rohr 8' anschließenden Druckimpulseinheit 13' geschlossen,
so dass der Pfropfen 12 in seiner Ruhestellung am Boden 9 des
Rohres 8' liegt.
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Der
Pfropfen 12 im linken Rohr 8 wird durch Öffnen des
Ventils 14, der entsprechenden Druckimpulseinheit 13 nach
oben geschossen. Dabei zeigt 1 eine Momentaufnahme,
in welcher sich der Pfropfen 12 am oberen Ende des Rohres 8 kurz
vor der Austrittsöffnung
befindet.
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Nach
Austritt aus dem jeweiligen Rohr 8, 8' trifft der
Pfropfen 12 auf die Prallplatte 6, wobei im vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die Flugrichtung senkrecht zur Oberfläche der Prallplatte 6 verläuft.
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Wesentlich
ist, dass die Dauer des Druckimpulses kleiner als die Laufzeit des
Pfropfens 12 im jeweiligen Rohr 8, 8' gewählt wird.
Somit wird der Pfropfen 12 auf der Flugstrecke zwischen
Austrittsöffnung
des Rohres 8 8' und
der Prallplatte 6 nicht mehr mit dem Druckimpuls beaufschlagt.
Dadurch wird ein unerwünschtes
Auffächern
der Partikel 2 vor dem Auftreffen der Partikel 2 auf die
Prallplatte 6 vermieden, so dass die Form des Pfropfens 12 bis
zum Auftreffen der Partikel 2 auf der Prallplatte 6 wenigstens
annähernd
erhalten bleibt. Da die Partikel 2 somit in kompakter Form
auf die Prallplatte 6 treffen, pflanzt sich der durch die
Prallplatte 6 ausgeübte Rückstoß durch
sämtliche
Partikel 2 des Pfropfens 12 fort, so dass aufgrund
der auf die Partikel wirkenden Scherkräfte eine effiziente und vollständige Zerkleinerung
der Partikel 2 erzielt wird.
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Wie
aus 2 ersichtlich, sind an der Auftrefffläche der
Partikel 2 an der Prallplatte 6 keine Durchbrüche 7 vorgesehen,
so dass keine Partikel 2 direkt durch die Durchbrüche 7 in
die Auffangkammer 4 geschossen werden.
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2 zeigt
schematisch die an der Prallplatte 6 reflektierten und
zerkleinerten Partikel 2, die eine Staubwolke 15 bilden.
Durch den Druckimpuls herrscht an der Vorderseite der Prallplatte 6 ein Überdruck,
so dass die zerkleinerten Partikel 2 durch die Durchbrüche 7 in
die Auffangkammer 4 transportiert werden. Dabei werden
nur die Partikel 2 bis zu einer vorgegebenen Korngröße durch
die Durchbrüche 7 transportiert
und in der dahinter liegenden Auffangkammer 4 gesammelt,
während
größere Partikel 2 aufgrund
ihres höheren
Gewichtes in den Innenraum der Zerkleinerungskammer 3 zurückfallen
und von neuem zur Bildung weiterer Pfropfen 12 den Rohren 8, 8' zugeführt werden.
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Durch
eine geeignete Dimensionierung der Durchmesser der Rohre 8, 8', der Anzahl
und Größen der
Durchbrüche 7 der
Prallplatte 6 sowie des Volumens der Auffangkammer 4 können die
Korngrößen und
Korngrößenverteilungen
der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel 2 vorgegeben
werden.
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Die
Anzahl und Größen der
Durchbrüche 7 lassen
sich durch Auswechseln verschiedener Prallplatten 6 auf
einfache Weise variieren.
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Besonders
vorteilhaft kann auch die Größe der Auffangkammer 4 variiert
werden. Hierzu können höhenverstellbare
Wellkompensatoren, Stopfbuchsen, Schiebemuffen oder dergleichen
vorgesehen sein, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind. Dabei
ist die Korngrößenverteilung
der in der Auffangkammer 4 gesammelten zerkleinerten Partikel umso
schärfer,
je größer das
Volumen der Auffangkammer 4 ist.
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An
der Seitenwand der Auffangkammer 4 ist eine Entnahmeöffnung 16 vorgesehen. Über diese Entnahmeöffnung 16 können die
zerkleinerten Partikel 2 zu vorgegebenen Zeiten entnommen
werden.
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Die
Druckimpulseinheiten 13, 13' werden von einer nicht dargestellten
Steuereinheit gesteuert und erzeugen in einem vorgegebenen Zeittakt
Folgen von Druckimpulsen. Die Druckimpulseinheiten 13, 13' werden vorzugsweise
alternierend gesteuert, so dass abwechselnd ein Pfropfen 12 aus
dem linken oder rechten Rohr 8 oder 8' gegen die Prallplatte 6 geschossen
wird. Die Zyklen, innerhalb derer die Rohre 8, 8' mit den einzelnen
Pfropfen 12 befüllt
werden, liegen im Sekunden- oder sogar im Millisekundenbereich,
so dass die Taktrate der Druckimpulse entsprechend hoch gewählt werden
kann. Auf diese Weise werden die einzelnen Pfropfen 12 rasch
nacheinander gegen die Prallplatte 6 geschossen, so dass mit
der Vorrichtung 1 ein quasi kontinuierlicher Zerkleinerungsprozess
und ein entsprechend hoher Durchsatz erzielt wird.
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Nachdem
ein Pfropfen 12 aus einem der Rohre 8, 8' geschossen
worden ist, wird das entsprechende Rohr 8, 8' über das
jeweilige Zuführrohr 11, 11' wieder mit
Partikeln 2 zur Bildung eines neuen Pfropfens 12 befüllt. Vorteilhaft
hierbei ist, dass durch den bei Abschießen eines Pfropfens 12 entstehenden
Schock die Partikel 2 in der Zerkleinerungskammer 3 gerüttelt werden
und so verstärkt
dem Zuführrohr 11, 11' zugeführt werden,
wodurch das Nachladen des Rohres 8, 8' mit einem Pfropfen 12 unterstützt wird.
Diese Ladefunktion wird weiterhin durch den beim Auftreffen des
Pfropfens 12 auf der Prallplatte 6 im oberen Bereich
der Zerkleinerungskammer 3 herrschenden Überdruck
verstärkt.
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3 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung 1.
Die dort dargestellte Vorrichtung 1 entspricht in ihrem
Aufbau nahezu vollständig
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 2.
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Im
Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist
die Vorrichtung 1 gemäß 3 zwei Öffnungen 10, 10' an der Seitenwand
der Zerkleinerungskammer 3 auf, an welchen Einfüllstutzen 17, 17' zur Befüllung des
Innenraumes der Zerkleinerungskammer 3 mit den Partikeln 2 ausmünden.
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Ein
weiterer Unterschied besteht darin, dass an den unteren Enden der
Rohre 8, 8',
an welchen jeweils die Pfropfen 12 liegen, geneigt zu den
Rohren 8, 8' verlaufende
Zuführstutzen 18, 18' ausmünden. In
diesen Zuführstutzen 18, 18' sind die Ventile 14, 14' der nicht gesondert
dargestellten Druckimpulseinheiten 13, 13' angeordnet.
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Die
Längsachsen
der Zuführrohre 8, 8' können in
einer horizontalen, senkrecht zur Längsachse der Vorrichtung 1 orientierten
Ebene verlaufen oder wie in 3 dargestellt
in einem Neigungswinkel, der vorzugsweise maximal bei 20° liegt, geneigt
zu dieser Ebene verlaufen.
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Schließlich weist
die Auffangkammer 4 zwei gegenüberliegend angeordnete Entnahmeöffnungen 16, 16' auf, wobei
an jeweils einer Entnahmeöffnung 16 oder 16' ein Stutzen
ausmündet.
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Schließlich besteht
ein Unterschied zum Ausführungsbeispiel
gemäß 2 darin,
dass die Zerkleinerungskammer 3 ein Oberteil 3a aufweist, dessen
Querschnitt geringfügig
kleiner ist als der Querschnitt des Unterteils 3b der Zerkleinerungskammer 3.
Prinzipiell können
das Ober- und Unterteil 3a, 3b auch zweiteilig
ausgebildet sein. An den aneinander angrenzenden offenen Enden des
Oberteils 3a der Zerkleinerungskammer 3 und der
Auffangkammer 4 ist die Prallplatte 6 wieder lösbar befestigt, so
dass diese bei Bedarf ausgewechselt werden kann.
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4 zeigt
eine weitere Variante einer Vorrichtung 1 zum Zerkleinern
von Zement-Klinker in Form von Partikeln 2. Die dort dargestellte
Vorrichtung 1 weist eine Zerkleinerungskammer 3 mit
einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsfläche auf.
An einer Längsseite
der Zerkleinerungskammer 3 sind in Abstand mehrere Rohre 8 angeordnet,
an der gegenüberliegenden
Längsseite
sind mehrere Rohre 8' in
Abstand hintereinander angeordnet. 4 zeigt
die Vorrichtung 1 in einem Querschnitt, wobei die Rohre 8 einerseits
und die Rohre 8' andererseits
in Richtung senkrecht zur Zeichenebene hintereinander angeordnet
sind. Zur Druckluftversorgung der Rohre 8, 8' ist ein zentraler
Druckluftkessel 19 vorgesehen. Die Druckluftversorgung
zu den Rohren erfolgt über
Ventile 14, 14' aus
dem Druckluftkessel.
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An
der Oberseite der Zerkleinerungskammer befindet sich ein Einfüllstutzen 17 zum
Befüllen
mit Partikeln. Der Boden der Vorrichtung 1 besteht aus zwei
im rechten Winkel aufeinander zulaufenden Bodenplatten 20, 20'. Die so ausgebildeten
Bodenplatten bilden Rampen, über
welche im Bodenbereich gelagerte Partikel über Zuführrohre 11, 11' in die Rohre 8, 8' eingeführt werden.
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Die
Prallplatte 6 der Vorrichtung 1 ist von der Innenseite
der Decke der Zerkleinerungskammer 3 gebildet. Jeweils
im Zentrum der Prallplatte 6 zwischen zwei gegenüberliegenden
Rohren 8, 8' ist
ein Durchbruch 7 in Form einer Austrittsöffnung vorgesehen.
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Die
Funktionsweise der Vorrichtung 1 gemäß 4 ist analog
der Funktionsweise der Vorrichtungen gemäß den 2 und 3.
Bei Erzeugung eines Druckimpulses in einem Rohr 8, 8' wird ein Pfropfen
explosionsartig durch dieses Rohr 8, 8' bis zum gegenüberliegenden
Segment der Prallplatte 6 geschossen. Dort erfolgt die
Zerkleinerung der Partikel 2. Wie durch die Pfeile in 4 gekennzeichnet,
fallen dabei die schweren größeren Partikel 2 zurück zum Boden
der Zerkleinerungskammer 3 und werden dort zur Durchführung weiterer
Zerkleinerungsprozesse gesammelt. Die Partikel 2 mit kleinerem Durchmesser
werden durch den Druckluftimpuls bei dem Zerkleinerungsprozess durch
den zugeordneten Durchbruch 7 geführt.
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Im
Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 werden
bei der Vorrichtung 1 gemäß 4 die durch
die Durchbrüche 7 geführten zerkleinerten
Partikel 2 nicht in einer Auffangkammer 4 gesammelt.
Vielmehr werden die durch die Durchbrüche 7 geführten Partikel 2 in
einem Luftstrom durch Rohrleitungen 21 geführt und über diese einem
Zyklonabscheider 22 zugeführt. In dem Zyklonabscheider 22 erfolgt
eine Abscheidung der im Luftstrom enthaltenen zerkleinerten Partikel 2.
Die im Zyklonabscheider 22 gewonnene Mittelfraktion von
zerkleinerten Partikeln 2 weist typischerweise Korngrößen von
bis zu 45 μm
auf.
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Die
aus dem Zyklonabscheider 22 geführte Restluft wird über weitere
Rohrleitungen 23 einem Filterabscheider 24 zugeführt. Dort
wird die Restluft von feinen, zerkleinerten Partikeln gereinigt.
die dabei gewonnene Feinfraktion von Partikeln weist Korngrößen von
etwa 15 μm
auf.
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Die
Anordnung gemäß 4,
insbesondere die dort eingesetzte Vorrichtung 1, eignet
sich aufgrund ihrer hohen Kapazität und Leistung insbesondere
zum Einsatz von Ort in Beton-Fertigteilwerken. Durch die Reihenanordnungen
von Rohren 8, 8' zu der
Vorrichtung 1 kann mit dieser ein äußerst hoher Durchsatz bei der
Zerkleinerung von Zement-Klinker erzielt werden.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Partikel
- 3
- Zerkleinerungskammer
- 3a
- Oberteil
- 3b
- Unterteil
- 4
- Auffangkammer
- 5
- Ringflansch
- 5'
- Ringflansch
- 6
- Prallplatte
- 7
- Durchbruch
- 8
- Rohr
- 8'
- Rohr
- 9
- Boden
- 10
- Öffnung
- 10'
- Öffnung
- 11
- Zuführrohr
- 11'
- Zuführrohr
- 12
- Pfropfen
- 13
- Druckimpulseinheit
- 13'
- Druckimpulseinheit
- 14
- Ventil
- 14'
- Ventil
- 15
- Staubwolke
- 16
- Entnahmeöffnung
- 16'
- Entnahmeöffnung
- 17
- Einfüllstutzen
- 17'
- Einfüllstutzen
- 18
- Zuführstutzen
- 18'
- Zuführstutzen
- 19
- Druckluftkessel
- 20
- Bodenplatte
- 20'
- Bodenplatte
- 21
- Rohrleitungen
- 22
- Zyklonabscheider
- 23
- Rohrleitungen
- 24
- Filterabscheider