DE102005046207A1

DE102005046207A1 - Vorrichtung zum Zerkleinern von Haufwerk

Info

Publication number: DE102005046207A1
Application number: DE102005046207A
Authority: DE
Inventors: Claus Gronholz
Original assignee: GET Hamburg GmbH
Current assignee: GET Hamburg GmbH
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2025-09-29
Also published as: CA2623664A1; CN101282791A; US20080251618A1; AU2006296698A1; BRPI0616693A2; KR20080056256A; WO2007036362A1; EP1940552A1; RU2008115023A; JP2009509735A; DE202005021545U1; DE102005046207B4; AU2006296698A2; US7891593B2

Abstract

Vorrichtung zum Zerkleinern von Haufwerk mit einem von einem Gestell gehaltenen Gehäuse mit vertikaler Achse, das am oberen Ende mindestens eine Einlauföffnung für das Haufwerk und am unteren Ende einen Auslauf aufweist, einer mittig in dem Gehäuse vertikal angeordneten Antriebswelle, die von einem Antriebsmotor angetrieben ist, und einem an der Antriebswelle angebrachten Rotor mit mehreren in Umfangsrichtung und/oder Achsabstand versetzt angeordneten Rotorelementen, die zumindest bei Drehung des Rotors bis nahe an die Gehäusewand sich erstrecken, um das herabfallende Haufwerk zu bearbeiten, wobei das Gehäuse mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Gehäuseabschnitte aufweist, von denen der untere zumindest in dem oberen an dem darüberliegenden angrenzenden Bereich einen größeren Durchmesser hat als der angrenzende Bereich des oberen Gehäuseabschnitts und die radiale Erstreckung der Rotorelemente in dem oberen Bereich des unteren Gehäuseabschnitts größer ist als der Durchmesser des unteren Bereichs des darüberliegenden Gehäuseabschnitts.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Haufwerk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus DE 202 15 158 U1 ist eine Vorrichtung zum Zerkleinern und Mischen von Schüttgütern bekannt geworden. Bei der bekannten Vorrichtung ist ein zylindrisches Gehäuse aufrecht angeordnet mit einem oberen Aufgabeende und einem unteren Abgabeende. Mittig im Gehäuse ist eine Antriebswelle angeordnet, an der mehrere in Umfangsrichtung und/oder im Achsabstand versetzt angebrachte Rotorelemente angelenkt sind. In einer Ausführungsform sind die Rotorelemente von Ketten gebildet, die sich bis annähernd zur Gehäusewand erstrecken, wenn der Rotor in Drehung versetzt wird. Das zu bearbeitende Gut fällt annähernd im freien Fall durch das Gehäuse und wird dabei in geeigneter Weise zerkleinert und homogenisiert. Es ist daher mit einfachen Mitteln möglich, einen hohen Durchsatz zu erzielen.

Bei der Bearbeitung wird das zu zerkleinernde Material radial nach Außen gegen die Gehäusewand geschleudert und gleichzeitig auf eine nicht unerhebliche Umfangsgeschwindigkeit gebracht. Dabei besteht die Gefahr, daß das Material an der Gehäusewand anhaftet, insbesondere wenn es eine gewisse Bindefähigkeit aufweist. Dadurch wird das wirksame Zerkleinern behindert und der Durchsatz reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß die Wirksamkeit der Zerkleinerung unabhängig von dem verwendeten Haufwerk erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der Erfindung weist das Gehäuse mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Gehäuseabschnitte auf, von denen der untere zumindest in dem oberen an den darüberliegenden angrenzenden Bereich einen größeren Durchmesser hat als der angrenzende Bereich des oberen Gehäuseabschnitts. Die radiale Erstreckung der Rotorelemente im oberen Bereich des unteren Gehäuseabschnitts ist dabei größer als der Durchmesser des unteren Bereichs des darüberliegenden Gehäuseabschnitts. Konstruktiv kann dies nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch gelöst sein, daß die Gehäusewandung im Querschnitt sägezahnartig geformt ist, wobei jeder Gehäuseabschnitt einen im Durchmesser von oben nach unten kleiner werdender Konus ist. Alternativ kann vorgesehen werden, daß zylindrische Gehäuseabschnitte teleskopisch ineinander greifen, wobei der Durchmesser der einzelnen Gehäuseabschnitte von oben nach unten zunimmt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind übereinander angeordnete Kaskaden vorgesehen, die entweder in zylindrischen Stufen geformt oder in Form von Kegelstümpfen ausgebildet sind, wobei jeder untere Kegelstumpf in seinem oberen Durchmesser größer ist als der kleinere Durchmesser des darüberliegenden Kegelstumpfes. Dadurch ist gewährleistet, daß das Material, das sich an der Wandung eines Gehäuseabschnitts befindet und nach unten bewegt wird, wieder erneut auf darunter rotierende Rotorelemente trifft und dadurch weiter zerkleinert wird. Mit Hilfe einer gewissen Anzahl von übereinander angeordneten Gehäuseabschnitten oder Kaskaden kann daher eine äußerst wirksame und homogene Zerkleinerung eines Haufwerks erzielt werden. Das Haufwerk kann z. B. Erdmaterial sein, wie z. B. Schlämme von Kreide, das Material kann doch auch Hausmüll sein, das zwecks Deponierung oder Verbrennung oder dergleichen ausreichend gleichmäßig zu zerkleinern ist.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann das Gehäuse, das aus den einzelnen Gehäuseabschnitten besteht, vertikal beweglich gelagert und mittels einer Verstellvorrichtung vertikal verstellt werden, beispielsweise mit Hilfe von mehreren in Umfangsrichtung beabstandeten Luftbälgen. Auf diese Weise wird ein Reinigungseffekt erzielt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können unterhalb mindestens einer radialen Ebene von Rotorelementen in Umfangsabständen Bremselemente angeordnet werden, die die Umfangsgeschwindigkeit des Materials im Bereich der Gehäuseinnenwand verlangsamen. Die Bremselemente sind vorzugsweise aus flexiblem Material und geeignet, das Material über eine geeignete Schrägfläche nach unten abzulenken. Durch Verlangsamen der Umfangsgeschwindigkeit des Materials wird eine ausreichende Relativgeschwindigkeit zwischen den Rotorelementen und dem Material erzielt, was die Zerkleinerungswirkung verbessert.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Gehäuse bzw. deren Innenwandung aus nachgebendem Material bestehen. Dadurch wird das Anhaften von Material reduziert. Eine solche Reduktion kann auch erzielt werden, indem dem Gehäuse eine Vibrationsvorrichtung zugeordnet ist.

Je nach Beschaffenheit des Haufwerks kann es von Vorteil sein, wenn es bei seinem Durchgang durch die Vorrichtung erwärmt wird. Daher ist nach einer Ausge-staltung der Erfindung dem Gehäuse eine Heizvorrichtung zugeordnet.

Um eine Kontamination der Umgebung zu verhindern, kann es bei bestimmten Materialien von Vorteil sein, wenn das Innere des Gehäuses abgedichtet ist oder nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein Unter- oder Überdruck erzeugt wird. Ferner können an der Wand des Gehäuses Düsen angeordnet sein, über die z. B. Wasser in das Innere gesprüht wird, um das Material zu befeuchten und eine Staubentwicklung zu verringern.

Die Rotorelemente können, wie im bekannten Fall, von Ketten gebildet werden, die in Umfangsabschnitten am Rotor angeordnet sind. Alternativ können auch stabförmige in sich starre Rotorelemente vorgesehen werden, die an dem Rotor angelenkt sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann ein Gehäusedeckel mit separaten Einläufen vorgesehen werden. Dadurch können verschiedene Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeführt werden, die dann nicht nur zerkleinert, sondern auch vermischt werden.

Der Antrieb der Welle kann oberhalb des Gehäuses angeordnet sein, wobei die Welle sich nach unten in das Gehäuse hineinerstreckt. Alternativ kann auch eine stehende Welle vorgesehen werden mit einem Antriebsmotor unterhalb des Gehäuses. In diesem Fall kann ein Ringauslauf aus dem Gehäuse vorgesehen werden, der den Antriebsmotor bzw. die Welle umgibt. Der Ringauslauf kann seinerseits mit mehreren, in Umfangsabständen angeordneten Abläufen versehen werden zwecks Dosierung des Materials. Alternativ können auch darunter weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen angeordnet werden, um das eingegebene Material weiter zu zerkleinern und zu homogenisieren.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zwei koaxiale, in das Gehäuse hineinstehende Wellen unabhängig voneinander antreibbar sind, bevorzugt mit gegenläufiger Drehrichtung oder mit unterschiedlicher Drehzahl. Dadurch wird die Wirksamkeit der Zerkleinerung noch erhöht. Die Wellen können auch konzen-trisch angeordnet werden, in dem eine äußere Welle als Hohlwelle ausgebildet und eine innere in der Hohlwelle gelagert ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
1 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung.
2 zeigt im Schnitt eine ähnliche Anordnung wie die Vorrichtung nach 1.
3 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach 2 entlang der Linie 3-3.
4 zeigt äußerst schematisch eine abgewandelte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
6 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung.
7 zeigt eine Seitenansicht eines Bremselements der Vorrichtung nach 6.
In 1 ist ein Gehäuse 10 zu erkennen, das aus 3 teleskopisch ineinander angeordneten zylindrischen Gehäuseabschnitten 12, 14, 16 besteht. Die Gehäuseabschnitte 12 bis 16 vergrößern sich im Durchmesser von unten nach oben. An einem radialen Flansch des mittleren Gehäuseabschnitts 14 greifen von unten Federn 18 an, mit denen die miteinander verbundenen Gehäuseabschnitte 12, 14, 16 vertikal verstellt werden können. An einen radial nach außen weisenden Flansch des oberen Gehäuseabschnitts 12 greift an der Unterseite eine Vibrationsvorrichtung 20 an. Mit dieser kann das gesamte Gehäuse 10 in Schwingungen versetzt werden. An den unteren Gehäuseabschnitt 16 schließt sich eine zylindrische Schürze 22 aus flexiblem Material an.
Das Gehäuse 10 ist in einem Rahmen 24 aufgehängt. Der Rahmen lagert im oberen Bereich 26 die Welle 30, die von einem Elektromotor 28 angetrieben ist. Auf der Welle 30 ist eine zylindrische Hülse 32 drehfest angebracht. An der Hülse sind mehrere Ebenen von Ketten 34 angelenkt. In jeder Ebene sind mehrere in Umfangsabstand angeordnete Ketten 34 vorgesehen. Die Ketten erstrecken sich nur bei ausreichender Drehzahl der Welle 30 in horizontaler Richtung, wie gezeigt. Ein Deckel 36 des Gehäuses 10 weist einen Einfülltrichter 38 auf, in den über eine Fördervorrichtung 40 Material von oben achsparallel eingetragen werden kann.
Wie erkennbar, ist dem oberen Gehäuseabschnitt 12 eine Kettenanordnung in drei übereinander angeordneten Ebenen vorgesehen, wobei der Außendurchmesser annähernd dem Innendurchmesser der Wandung des Gehäuseabschnitts 12 ist. Der Gehäusedurchmesser des Abschnitts 14 ist gegenüber dem des Gehäuseabschnitts 12 größer. Dementsprechend sind auch die Ketten in den beiden übereinander angeordneten Ebenen von einem größeren Durchmesser. Schließlich sind die Ketten 34 im Gehäuseabschnitt 16 wiederum radial länger als die Ketten im Gehäuseabschnitt 14.
Das von oben eingegebene und im wesentlichen im freien Fall herunterfallende Material wird durch die umlaufenden Ketten zerkleinert und gegen die Gehäusewandung geschleudert und dort mit einer nicht unerheblichen Umfangsgeschwindigkeit bewegt. Dabei bewegt es sich auch nach unten. Dadurch tritt das an der Gehäusewand des oberen Gehäuseabschnitts bewegte Material auf die Ketten des mittleren Gehäuseabschnitts und wird dort erneut wirksam zerkleinert. Dasselbe geschieht im Gehäuseabschnitt 16.
Das zerkleinerte Material gelangt auf eine Horizontal-Fördervorrichtung 42.
Um ein Anhaften des Materials an der Wandung der Gehäuseabschnitte 12 bis 16 zu vermeiden, kann mit Hilfe der Vibrationsvorrichtung ständig eine Schwingung auf das Gehäuse 10 übertragen werden.
In 4 ist eine alternative Ausgestaltung eines Gehäuses für die erfindungsgemäße Vorrichtung angedeutet. Statt ineinander greifender zylindrischer Gehäuseabschnitte sind konische Gehäuseabschnitte 12a, 14a und 16a vorgesehen, die sich jeweils nach unten verjüngen. Dadurch ist zwischen den Gehäuseabschnitten 12a bis 16a jeweils eine Stufe gebildet. Bei 34a ist ein Rotorelement, z. B. eine Kette, angedeutet. Man erkennt, daß ihre radiale Erstreckung größer ist als der Durchmesser des unteren Bereichs des darüberliegenden Gehäuseabschnitts. Dadurch fällt, wie auch bei der Vorrichtung nach 1 das Material immer wieder auf eine Kette und kann wirksam zerkleinert werden.
In 5 sind zwei zylindrische Gehäuseabschnitte 14b, 16b zu erkennen, die ähnlich wie in 1 angeordnet sind. Die Besonderheit in 5 besteht darin, daß an der Innenwandung eines oberen Gehäuseabschnitts 14b ein zylindrischer Abschnitt aus flexiblem Material angebracht ist, der sich in den darunter liegenden Gehäuseabschnitt 16b erstreckt. Material 48, das beim Zerkleinern radial nach außen geschleudert wird, kann daher eine Auslenkung des Abschnitts 44, wie durch die Pfeile 50 angedeutet, bewirken. Die darunter liegenden bei 52 bzw. 54 angedeuteten Rotorelemente vergrößern sich im Durchmesser, um wirksam das herunterfallende Material zu zerkleinern.
In 6 ist dargestellt, wie an einem Gehäuseabschnitt 14c in 90°-Abständen Bremselemente 56 angebracht sind, die unter- oder oberhalb einer Ebene von Rotorelementen angeordnet sind, von denen eines bei 34c gezeigt ist. Es kann, wie in 7 gezeigt ist, außerdem eine Schrägfläche 58 aufweisen, um von den Rotorelementen 34c nach außen geschleudertes Material 60 nach unten zu lenken, wie durch Pfeil 62 angedeutet. Die Bremselemente 56 verringern die Umfangsgeschwindigkeit des Materials 56 und ermöglichen dadurch eine höhere Relativgeschwindigkeit zwischen den Rotorelementen und dem Material.
In 2 ist die Vorrichtung zum Zerkleinern von Haufwerk, wie sie in 1 gezeigt ist, noch einmal angedeutet. Daher werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Im Unterschied zu 1 ist ein Antriebsmotor 28d außerhalb der Antriebswelle angeordnet und über einen Riementrieb 66 mit der Welle 30 verbunden. Die Welle 30 besitzt ein Lager 26. Die Besonderheit in 2 besteht darin, daß über Leitungen 70 Düsen mit Wasser versorgt werden, die jeweils in den Stufen zwischen den Gehäuseabschnitten 14 bis 18 vorhanden sind, über die Düsen wird z. B. Wasser tangential zur Innenwandung der Gehäuseabschnitte eingeleitet, um ein Ablösen von Material von der Innenwandung zu bewirken. In 3 ist zu erkennen, daß in Umfangsrichtung gesehen eine Vielzahl von Düsen 72 vorgesehen ist.
In 2 ist zu erkennen, daß unterhalb der Auslaufschürze 22 der Zerkleinerungsvorrichtung ein Container 74 angeordnet ist.

Claims

Vorrichtung zum Zerkleinern von Haufwerk mit einem von einem Gestell gehaltenen Gehäuse mit vertikaler Achse, das am oberen Ende mindestens eine Einlauföffnung für das Haufwerk und am unteren Ende einen Auslauf aufweist, einer mittig in dem Gehäuse vertikal angeordneten Antriebswelle, die von einem Antriebsmotor angetrieben ist und einem an der Antriebswelle angebrachten Rotor mit mehreren in Umfangsrichtung und/oder Achsabstand versetzt angeordneten Rotorelementen, die zumindest bei Drehung des Rotors bis nahe an die Gehäusewand in sich erstrecken, um das herabfallende Haufwerk zu bearbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 10a) mindestens zwei vertikal übereinander angeordnete Gehäuseabschnitte (12 bis 16, 12a bis 16a; 14b, 16b) aufweist, von denen der untere zumindest in dem oberen an dem darüberliegenden angrenzenden Bereich einen größeren Durchmesser hat als der angrenzende Bereich des oberen Gehäuseabschnitts und die radiale Erstreckung der Rotorelemente (34, 34a, 52, 54) in dem oberen Bereich des unteren Gehäuseabschnitts größer ist als der Durchmesser des unteren Bereichs des darüberliegenden Gehäuseabschnitts.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewandung im Querschnitt sägezahnartig geformt ist, wobei jeder Gehäuseabschnitt (12a bis 16a) ein im Durchmesser von oben nach unten kleiner werdender Konus ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Gehäuseabschnitte (12 bis 16) teleskopisch ineinander greifen, wobei der Durchmesser der einzelnen Gehäuseabschnitte von oben nach unten zunimmt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseabschnitte untereinander fest verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 10a) vertikal beweglich gelagert und mittels einer Verstellvorrichtung vertikal verstellbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellvorrichtung mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Luftbälge (18) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb mindestens einer radialen Ebene von Rotorelementen (34) in Umfangsabständen Bremselemente (56) angeordnet sind, die die Umfangsgeschwindigkeit des Materials im Bereich der Gehäusewandung verlangsamen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (56) aus flexiblem Material sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremselemente (56) eine Schrägfläche (58) aufweisen, wodurch radial und/oder in Umfangsrichtung auftreffendes Material nach unten abgelenkt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 10a) bzw. deren Innenwandung aus nachgebendem Material besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gehäuse (10) eine Vibrationsvorrichtung (20) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Heizvorrichtung aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des Gehäuses abgedichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Gehäuses (10, 10a) ein Unter- oder Überdruck erzeugt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wand des Gehäuses (10) Düsen (72) angeordnet sind, die mit einer Druckquelle für Flüssigkeit verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (30) hängend gelagert ist und sich in das Gehäuse hinein erstreckt und der Rotor eine Hülse (32) aufweist, die lösbar, jedoch unverdrehbar auf der Antriebswelle (30) sitzt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorelemente (34) von Ketten gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Umfangsrichtung beabstandete Ketten in einer Ebene und mehrere axial beabstandete Ebenen von Ketten vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Ebene von Rotorelementen dicht unter dem darüberliegenden Gehäuseabschnitt (12 bis 16, bzw. 12a bis 16a) liegt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorelemente so angebracht sind, daß im wesentlichen keine Unwuchten erzeugen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10, 10a) nach unten offen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf von einer zylindrischen flexiblen Schürze (22) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor unterhalb des Gehäuses angeordnet ist und eine nach oben in das Gehäuse hineinstehende Welle antreibt.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Auslauf vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Deckel des Gehäuses zwei oder mehr Zuführöffnungen vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß einem Gehäuseabschnitt oder einer zusammenhängenden Gruppe von Gehäuseabschnitten jeweils eine Welle zugeordnet ist und die Wellen koaxial zueinander liegen und unabhängig voneinander antreibbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine Welle als Hohlwelle ausgeführt ist und die andere Welle lagert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorelemente im ersten Gehäuseabschnitt von oben gesehen in einer ersten Ebene oder insgesamt einen größeren Abstand zur Gehäusewand aufweisen als die Rotorelemente darunter.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer flexibler Wandabschnitt (44) an einem Gehäuseabschnitt (14b) angebracht ist und in den darunterliegenden Gehäuseabschnitt (16b) mit größerem Durchmesser hineinsteht.