DE102016110086B4 - Vorrichtung zum Auftrennen von Konglomeraten, die aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen - Google Patents

Vorrichtung zum Auftrennen von Konglomeraten, die aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zum Auftrennen von Konglomeraten, die aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen, mit einer Rotorkammer (11), in der eine Rotorwelle (12) um eine vertikale Achse (40) drehbar gelagert ist, an welcher Rotorwelle (12) in wenigstens zwei Ebenen (16, 17, 18, 19) untereinander Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) angeordnet sind, die durch die Rotorwelle (12) in Drehbewegung versetzt werden derart, dass die von oben in die Rotorkammer (11) eingefüllten Konglomerate durch die Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) erfasst und aufgetrennt werden, wobei sich die Rotorkammer (11) nach unten konisch erweitert und der äußere Radius der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) von oben nach unten zunimmt derart, dass der Abstand (a) der radial äußeren Stirnkanten (30) der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) zu der ihnen zugewandten Kammerwandung (31) in den einzelnen Ebenen im Betrieb im Wesentlichen gleich groß ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Schlagwerkzeugen (20, 21, 22, 23) in einer Ebene Ablenkplatten (38) befinden, die an der Rotorwelle (12) befestigt sind und sich radial von der Motorwelle erstrecken.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftrennen von Konglomeraten, die aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen, mit einer Rotorkammer, in der eine Rotorwelle um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist, an welcher Rotorwelle in wenigstens zwei Ebenen untereinander Schlagwerkzeuge angeordnet sind, die durch die Rotorwelle in Drehbewegung versetzt werden derart, dass die von oben in die Rotorkammer eingefüllten Konglomerate durch die Schlagwerkzeuge erfasst und aufgetrennt werden, wobei sich die Rotorkammer nach unten konisch erweitert und der äußere Radius der Schlagwerkzeuge von oben nach unten zunimmt derart, dass der Abstand der radial äußeren Stirnkanten der Schlagwerkzeuge zu der ihnen zugewandten Kammerwandung in den einzelnen Ebenen im Betrieb im Wesentlichen gleich groß ist.
  • Bei der Metallverarbeitung oder bei anderen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen fallen Schlacken an, die metallische Bestandteile aufweisen. Diese liegen jedoch häufig in verzunderter Form vor oder sind in mineralische Bestandteile eingebettet. Es ist daher bekannt, solche Schlacken mechanisch aufzuschließen, um die metallischen Bestandteile in einem weiteren Verfahrensschritt von den mineralischen oder nicht-metallischen Bestandteilen trennen zu können.
  • Eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art ist aus der DE 10 2005 046 207 A1 bekannt. Die Schlagwerkzeuge sind unmittelbar an der ansonsten freiliegenden Rotorwelle angelenkt, so dass diese einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt ist.
  • Die AT 352 508 B beschreibt ein Mahlwerk mit einer sich konisch nach unten erweiternder Mahlkammer. Das Mahlgut wird hierbei nicht zerschlagen, sondern gemahlen.
  • Die DE 10 2013 110 352 A1 zeigt eine Prallmühle mit mehreren Ebenen, in denen sich Schlagwerkzeuge drehen, die unterschiedlich ausgebildet und angelenkt sind. Die Schlagkammer ist dabei zylindrisch ausgebildet, und die Schlagwerkzeuge in den unterschiedlichen Ebenen weisen den gleichen Außendurchmesser auf.
  • Die EP 2 837 424 A1 offenbart eine Schlagmühle, deren Bearbeitungskammer sich aus mehreren zylindrischen Kammersegmenten zusammensetzt, deren Durchmesser sich stufenförmig nach unten erweitern. Die US 4 245 999 A zeigt ein Schlagwerkzeug mit einer zylindrischen Bearbeitungskammer, in der sich Schlagwerkzeuge in unterschiedlichen Ebenen drehen.
  • Aus der WO 2012/171597 A1 ist es bekannt, solche Schlacken in einer Schlagmühle zu zerkleinern. Die Konglomerate treffen auf die mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Schlagwerkzeuge. Durch den Aufprall wird der leichtere mineralische Bestandteil von dem schwereren metallischen Bestandteil gelöst. Die Anordnung ist hier so getroffen, dass die Schlagwerkzeuge in der vertikal ausgerichteten Schlagkammer in mehreren Ebenen untereinander angeordnet sind und dass die weiter unten liegenden Schlagwerkzeuge mit einer höheren Geschwindigkeit rotieren als die weiter oben liegenden Schlagwerkzeuge. Weiterhin weist die vertikal ausgerichtete Schlagkammer eine im wesentlichen zylindrische Form auf, während der Durchmesser der Rotorwelle von oben nach unten zunimmt. Der Rotorraum wird somit von oben nach unten enger und wird nach außen verlegt. Damit gelangen die bereits zertrümmerten oder kleineren Konglomerate in einen äußeren Bereich, in dem die Schlagwerkzeuge eine höhere Geschwindigkeit aufweisen. Damit werden auch diese Konglomerate sicher zerschlagen.
  • Mit dieser Vorrichtung können gute Ergebnisse erzielt werden. Jedoch ist der Aufbau der Rotorwelle relativ aufwändig, da diese aus mehreren Hohlwellen besteht, damit in den unterschiedlichen Ebene die unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten einstellbar sind. Auch haben die Konglomerate in der Vorrichtung eine relativ geringe Verweilzeit, so dass die Abtrennung nur unvollständig ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass die vorbekannten Nachteile bei geringerem Verschleiß der Vorrichtung vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass sich zwischen den Schlagwerkzeugen in einer Ebene Ablenkplatten befinden, die an der Rotorwelle befestigt sind und sich radial von der Rotorwelle erstrecken. Die Ablenkplatte verhindert ein Aufprallen der Schlackebrocken von der Kammerwandung auf die Rotorwelle, die somit gut gegen Beschädigungen und Verschleiß geschützt wird.
  • Die Anordnung kann im Einzelnen so getroffen sein, dass die Schlagwerkzeuge in einer Ebene an einem Flansch befestigt sind und dass die Ablenkplatten ringstückförmig ausgebildet und mit ihren inneren Randbereichen an dem Flansch befestigt sind. Der radial äußere Rand der Ablenkplatten kann dabei die Anlenkungen der Schlagwerkzeuge an der Rotorwelle überragen.
  • Durch die Vorrichtung wird erreicht, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Schlagwerkzeuge in den unteren Ebenen zunimmt. Der Rotorraum nimmt von oben nach unten ebenfalls zu, so dass die Schlackebrocken/Konglomerate mit hoher Wahrscheinlichkeit mehrmals von den Schlagwerkzeugen und im Laufe ihres Wegs durch die Rotorkammer von oben nach unten mit höherer Aufprallgeschwindigkeit von den Schlagwerkzeugen erfasst werden. Damit kann ein besserer Aufschluss der Konglomerate erfolgen.
  • Der metallische Bestandteil wird dabei nicht zerkleinert, da beispielsweise kein Mahlvorgang stattfindet. Die metallischen Bestandteile werden lediglich von den mineralischen Bestandteilen abgesprengt, da diese im Vergleich zu den metallischen Bestandteilen bei gleicher Größe eine geringere Masse und somit eine kleinere kinetische Energie beziehungsweise Trägheit aufweisen, so dass die schwereren metallischen Bestandteile aufgrund des Aufpralls eine andere Beschleunigung erfahren. Die spröde Umhüllung wird dadurch abgesprengt. In einem folgenden Verfahrensschritt können die metallischen Bestandteile mit bekannten Trennvorrichtungen, wie beispielsweise Schwerkraftabscheider, Magnetabscheider oder Wirbelstromabscheider von den mineralischen Bestandteilen getrennt werden.
  • Die Schlagwerkzeuge können starr an der Rotorwelle angeordnet werden. In vorteilhafter Weise sind die Schlagwerkzeuge jedoch gelenkig an der Rotorwelle angebracht und verschwenken sich durch die Rotation in eine horizontale Lage. Aufgrund der hohen Rotationsgeschwindigkeit ist es günstig, wenn die Schlagwerkzeuge einer Ebene achsensymmetrisch zur Drehachse angeordnet sind. Dadurch werden Unwuchten vermieden.
  • Die Schlacke wird durch einen oberen Einfülltrichter der Rotorkammer kontinuierlich zugeführt. Es ist daher weiterhin vorgesehen, dass über der obersten Ebene eine Haube angeordnet ist, die sich in radialer Richtung zumindest teilweise über die Anlenkung der Schlagwerkzeuge an der Rotorwelle erstreckt. Die Haubenfläche weist einen sich von oben nach unten erweiternden Verlauf auf, so dass die Schlacke auf die darunter rotierenden Schlagwerkzeuge geleitet wird. Dadurch wird zum einen vermieden, dass die Schlacke ohne zerkleinert zu werden im Bereich der Rotorwelle nach unten zum Austrag gelangt. Zum anderen wird verhindert, dass die Schlackebrocken auf die Anlenkung der Schlagwerkzeuge auftreffen, die ansonsten schneller verschleißen könnten.
  • Die Schlackebrocken werden somit sicher von den Schlagwerkzeugen erfasst und zerkleinert. Die zerkleinerten Teile prallen von den Schlagwerkzeugen ab und treffen auf die Kammerwandung, von der sie wieder in den Rotationsraum zurückprallen. Dann werden sie entweder in der gleichen Ebene oder in einer anderen und insbesondere weiter unten liegenden Ebene von den sich dort drehenden Schlagwerkzeugen erfasst und weiter zerschlagen. Aufgrund der höheren Umfangsgeschwindigkeit der Schlagwerkzeuge in den unteren Bereichen aufgrund des dort vorliegenden größeren Durchmessers werden auch hartnäckige Anbackungen der mineralischen Schlacke von den Metallbestandteilen sicher abgesprengt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest der obere Abschnitt der Rotorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, an der wenigstens eine obere Ebene mit Schlagwerkzeugen angeordnet ist und die von wenigstens einer konzentrisch verlaufenden Welle durchsetzt wird, an der wenigstens eine untere Ebene mit Schlagwerkzeugen angeordnet sind. Damit ist es möglich, die Rotationsgeschwindigkeiten und die Drehrichtung der unteren Ebenen unabhängig von denen der oberen Ebenen einzustellen.
  • Es kann vorgesehen werden, dass die Schlagwerkzeuge in einer unteren Ebene mit einer anderen und insbesondere höheren Drehzahl in der gleichen oder entgegengesetzten Drehrichtung wie die in einer oberen Ebene angetrieben werden. Insbesondere durch eine Änderung der Drehrichtung wird eine Verdopplung der Relativgeschwindigkeit der untereinander liegenden Schlagwerkzeuge erreicht. Die Konglomerate werden dann sicher aufgeschlossen, und eine gute Trennung der metallischen und nicht-metallischen Bestandteile ist möglich.
  • Es kann dabei vorgesehen werden, dass die Drehzahl der Schlagwerkzeuge in einer oberen Ebene 500 U/min bis 1.200 U/min beträgt. Die Drehzahl der Schlagwerkzeuge in einer unteren Ebene kann 600 U/min bis 1.300 U/min betragen. Der wirksame äußere Durchmesser der Schlagwerkzeuge kann zwischen 1,0 m und 3,0 m betragen. Mit einer solchen Drehzahl ist die kinetische Energie der Bestandteile eines Konglomerats so unterschiedlich, dass ein sicheres Aufsprengen des Brockens erreicht wird.
  • Es kann vorgesehen werden, dass der von der Kammerwandung aufgespannte Konuswinkel 20° bis 50° und insbesondere 24° bis 30° beträgt. Dadurch werden die an den Schlagwerkzeugen abprallenden Teilchen sicher wieder in den Rotorraum gelenkt. Die Stirnkanten der Schlagwerkzeuge verlaufen in der Betriebslage gegenüber der Vertikalen vorzugsweise in einem Winkel von 2° bis 15°. Damit wird erreicht, dass die aufgesprengten Teilchen so auf die Kammerwandung auftreffen, dass sie zum großen Teil wieder in die gleiche Ebene der Schlagwerkzeuge gelangen. Die Verweilzeit der Schlacke in der Vorrichtung wird somit erhöht und die Wahrscheinlichkeit eines Aufpralls eines Schlackebrockens und dessen Zertrümmerung wird erhöht.
  • Dieses Prinzip der Zertrümmerung setzt unter anderem voraus, dass die Schlackebrocken definiert von der Kammerwandung in den Rotorraum zurückprallen. Die aufzuarbeitende Schlacke hat jedoch die Eigenschaft, aufgrund ihrer Feuchte von 5,0 M-% bis 20,0 M-% (M-% = Massenprozent) an Wänden oder dergleichen anzuhaften und dort Verkrustungen zu bilden. Es ist daher zweckmäßig, wenn auf der Außenseite der Kammerwandung wenigstens ein Klopfwerkzeug angeordnet ist. Durch regelmäßiges Klopfen wird die Kammerwandung in Vibration versetzt, so dass sich Anbackungen oder Verkrustungen wieder lösen und die Kammerwandung die gewünschten Abpralleigenschaften beibehält.
  • Dabei kann vorgesehen werden, dass entlang dem Umfang der Rotorkammer mehrere, beispielsweise fünf oder sechs, Klopfwerkzeuge angebracht sind, die vorzugweise aufeinanderfolgend wirksam sind. So kann die Kammerwandung in kurzen Abständen in Vibration versetzt werden, wobei der Einleitungspunkt der Vibration jeweils an einer anderen Stelle liegt. Dadurch wird die Innenseite der Rotorkammer gut von Anbackungen gereinigt. Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Klopfwerkzeuge während des Betriebs wirksam sind. Dadurch wird erreicht, dass die gelösten Anbackungen, die sich in Form von Schollen oder Platten von der Innenwandung lösen, durch die rotierenden Schlagwerkzeuge erfasst und wieder zerkleinert werden. Dies ist für die nachfolgende Aufarbeitung günstig. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass bei fünf Schlagwerkzeugen entlang dem Umfang der Rotorkammer alle 30 sec bis 90 sec ein Schlagwerkzeug eine Vibration auslöst. Dann wären nach 150 sec bis 450 sec alle Schlagwerkzeuge einmal wirksam gewesen, und die Anbackungen an der Kammerinnenwandung werden sicher gelöst. Das für den ordnungsgemäßen Betrieb vorgesehene Abprallverhalten der Kammerwandung bleibt somit aufrechterhalten.
  • Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Rotorkammer auf Schwingungsdämpfern elastisch im Vorrichtungsrahmen gelagert ist. Die von den Klopfwerkzeugen erzeugten Vibrationen werden dadurch gedämpft und übertragen sich nicht auf die anderen Maschinenteile und insbesondere nicht auf die Lager der Rotorwellen. Die Rotorwelle und somit die daran befestigten Schlagwerkzeuge sind dadurch von der Rotorkammer und deren Wandung entkoppelt. Die Rotorwelle ragt von oben in die Rotorkammer hinein und hat aufgrund der Schwingungsdämpfer keine unmittelbare mechanische Verbindung zu der Rotorwandung. Die darauf aufgebrachten Vibrationen wirken somit nicht auf die Wellenlager ein, die bereits durch die hohen Drehgeschwindigkeiten stark belastet sind. Die Standzeit der Vorrichtung wird damit erhöht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 im Längsschnitt eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
    • 2 die Rotorkammer in vergrößerter Darstellungsform,
    • 3 ein Schlagwerkzeug in der Draufsicht,
    • 4 das Schlagwerkzeug aus 3 in der Seitenansicht,
    • 5 die Draufsicht auf eine Ebene der Schlagwerkzeuge und
    • 6 den Schnitt A-A in 5.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 10 zum Aufsprengen von Schlackebrocken umfasst eine Rotorkammer 11, in der eine vertikal verlaufende Rotorwelle 12 um eine vertikale Achse 40 drehbar gelagert ist. Der Innenraum der Rotorkammer 11 weist im Querschnitt eine kreisrunde Form auf, und die Rotorwelle 12 verläuft dazu konzentrisch. Im oberen Bereich der Rotorkammer 11 ist ein Einfülltrichter 13 vorhanden, durch den das zu trennende Schüttgut in die Rotorkammer 11 eingefüllt werden kann. Am unteren Ende der Rotorkammer 11 ist ein Auffangtrichter 14 vorhanden, durch den das zerkleinerte Gut aufgefangen und durch eine nicht näher dargestellte Austrageinrichtung 15 ausgetragen wird.
  • An der Rotorwelle 12 sind in mehreren Ebenen 16, 17, 18, 19 Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 angeordnet. Im Einzelnen ist die Anordnung so getroffen, dass jedes Schlagwerkzeug 20, 21, 22, 23 über zwei Kettenglieder 24, 25 zwischen zwei umlaufenden Flanschen 26, 27 mit einem Bolzen 28 gehalten sind. Dadurch ist das Schlagwerkzeug 20, 21, 22, 23 sowohl um eine horizontale Achse als auch um eine vertikale Achse verschwenkbar an der Rotorwelle 12 gehalten. Bei Stillstand der Rotorwelle 12 hängen die Schlagwergzeuge 20, 21, 22, 23 an der durch die Kettenglieder 24, 25 gebildeten Aufhängung herab. Sobald sich die Rotorwelle 12 dreht, richten sich die Schlagwerkzeuge in die horizontale Betriebslage auf. Die Abmessungen sind so bemessen, dass in der horizontalen Betriebslage zwischen den radial äußeren Stirnwandungen 30 der Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 und der Innenwandung 31 der Rotorkammer ein Abstand a verbleibt. Dadurch ist sichergestellt, dass sich die Rotorwelle frei drehen kann und die eingefüllten Schlackebrocken mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit von den Schlagwerkzeugen getroffen werden.
  • In der Betriebslage bei rotierender Rotorwelle 12 wird das zu zerkleinernde Gut in die Rotorkammer 11 eingefüllt und gelangt somit in den Erfassungsbereich der schnell rotierenden Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23. Die einzelnen Brocken werden durch die Schlagwerkzeuge getroffen und erfahren somit einen starken Aufprall, durch den die Brocken zerkleinert werden. Insbesondere bei Konglomeraten aus metallischen und nicht-metallischen Bestandteilen werden dadurch die nicht-metallischen Bestandteile von den metallischen Bestandteilen abgeschlagen und somit getrennt.
  • Das so erzeugte Gemisch aus getrennten metallischen und nicht-metallischen Bestandteilen gelangt in den Auffangtrichter 14 und wird von dort der weiteren Verarbeitung und insbesondere der eigentlichen Trennung der metallischen Schlacke von der nicht-metallischen Schlacke zugeführt. Insoweit ist das Auftrennen von Schlackebrocken in einer Prallmühle allgemein bekannt und bedarf daher keiner weiteren Erläuterung.
  • Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erweitert sich die Rotorkammer 12 konisch von oben nach unten. Die Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 sind dem Verlauf der Kammerwandung 29 angepasst und werden somit von oben nach unten länger. Die Rotorwelle weist über ihre gesamte Länge einen im Wesentlichen gleichen Durchmesser auf. Es ist dabei vorgesehen, dass der Abstand a der äußeren Stirnkante 30 eines Schlagwerkzeugs 20, 21, 22, 23 zur Innenwandung 31 der Rotorkammer 11 in jeder Ebene 16, 17, 18, 19 im Wesentlichen gleich ist. Die wirksame Länge l eines Schlagwerkzeugs 20, 21, 22, 23 nimmt somit von oben nach unten zu. Insgesamt wird durch diese Anordnung erreicht, dass auch die kleineren Brocken erfasst und aufgesprengt werden.
  • Durch den größeren Durchmesser der Schlagwerkzeuge im unteren Bereich der Rotorkammer 11 ist die Umfangsgeschwindigkeit der unteren Schlagwerkzeuge 22, 23 an deren äußeren Bereichen bei gleichen Drehzahlen des oberen Wellenabschnitts 32 und des unteren Wellenabschnitts 33 höher als bei den weiter oben liegenden Schlagwerkzeugen 20, 21. Die höhere Geschwindigkeit ermöglicht es, auch kleinere Brocken zu zersprengen und den eingeschlossenen metallischen Bestandteil abzutrennen.
  • Für eine noch höhere Aufprallgeschwindigkeit der Schlackebrocken auf die Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 ist die Rotorwelle 12 zweiteilig ausgebildet. Der obere Abschnitt 32 ist als Hohlwelle ausgebildet, in der der untere Abschnitt 33 konzentrisch drehbar gelagert ist. Der obere Wellenabschnitt 32 trägt die beiden oberen Ebenen 16, 17 mit den Schlagwerkzeugen 20, 21, während der untere Wellenabschnitt 33 die Schlagwerkzeuge 22, 23 der unteren Ebenen 18, 19 hält. Beide Wellenabschnitte 32, 33 können über separate Antriebe 41, 42 mit unterschiedlichen Drehzahlen in unterschiedlicher oder gleicher Drehrichtung angetrieben werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass der untere Wellenabschnitt 33 mit einer höheren Drehzahl angetrieben wird als der obere Wellenabschnitt. Weiterhin dreht sich der untere Wellenabschnitt 33 vorzugsweise in der entgegengesetzten Drehrichtung wie der obere Wellenabschnitt 32.
  • Dadurch wird die Aufprallgeschwindigkeit der Brocken auf die gegenläufigen unteren Schlagwerkzeuge 22, 23 wesentlich erhöht. Die Brocken werden durch die oberen Schlagwerkzeuge 20, 21 zunächst in die eine Richtung beschleunigt. In den oberen Ebenen 16, 17 werden die größeren Brocken zerkleinert. Diese Brocken werden an die Rotorkammerwandung 29 geworfen und prallen von dort zurück auf die Schlagwerkzeuge der gleichen Ebene oder einer anderen Ebene. Anschließend gelangen die zerkleinerten Brocken in den Bereich der unteren Ebenen 18, 19, in denen sie von den gegenläufigen Schlagwerkzeugen 22, 23 erfasst und weiter zertrümmert werden.
  • Es kann hier vorgesehen werden, dass die tangentialen und/oder radialen Stirnkanten 30, 34 der Schlagwerkzeuge schräg nach oben und innen verlaufen, damit die aufprallenden Brocken beziehungsweise deren Bestandteile bevorzugt nach oben geschleudert werden. Dadurch wird die Verweilzeit eines Brockens in der Rotorkammer 11 wesentlich erhöht, so dass insgesamt die Wahrscheinlichkeit wächst, von einem Schlagwerkzeug zerkleinert zu werden.
  • Um Anbackungen oder Verkrustungen an der Kammerinnenwand 31 zu vermeiden oder zu lösen sind an der Außenseite 35 der Kammerwandung 29 mechanische Klopfwerkzeuge 36 angebracht. Diese setzen die Kammerwandung 29 in Vibration, so dass sich eventuell vorhandene Anbackungen von der Kammerinnenwand 31 lösen. Die Innenwand 31 bleibt daher sauber, so dass die gewünschte Abprallrichtung und Abprallgeschwindigkeit der aufschlagenden Brockenteile aufrechterhalten bleibt und nicht durch die Anbackungen gedämpft werden. Damit sich die aufgebrachten Vibrationen nicht auf die Rotorwelle 12 und deren Wellenabschnitte 32, 33 und insbesondere nicht auf die Lager der fliegenden Lagerung der Welle ausbreiten, ist die Rotorkammer 11 auf elastischen Schwingungsdämpfern 44 am Maschinengestell gelagert. Dadurch wird die Rotorkammer 11 von der Rotorwelle 12 entkoppelt. Die klopfwerkzeuge arbeiten während des Betriebs, so dass die abfallenden Anbackungen durch die Schlagwerkzeuge sofort wieder zerkleinert werden. Durch den sich nach unten konisch erweiternden Verlauf der Rotorkammer gelangen diese in Form von Schollen von der Kammerinnenwandung 31 gelösten und abfallenden Anbackungen unmittelbar in den Wirkungsbereich der rotierenden Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23, ohne dass die Möglichkeit besteht, dass diese Schollen an der Kammerinnenwandung 31 ohne Zerkleinerung entlanggleiten.
  • Insgesamt kann dadurch eine gute bis sehr gute Auftrennung der Schlackebrocken erfolgen. Am Austrag liegt dann nur ein Gemisch von nicht-metallischen und metallischen Teilen vor, die mit herkömmlichen Trennverfahren gut sortiert werden können.
  • Weiterhin ist an der Rotorwelle 12 über der obersten Ebene 16 der Schlagwerkzeuge eine Haube 37 angeordnet, die sich von der Welle radial bis über die Anlenkungen 24, 25 der Schlagwerkzeuge erstreckt. Dadurch werden die Anlenkungen 24, 25 vor herabfallenden Brocken geschützt. Insbesondere wird erreicht, dass die Brocken nach dem Eintritt in die Rotorkammer 11 unmittelbar in den Erfassungsbereich auch der oberen Schlagwerkzeuge 20 gelangen.
  • Die Schlackebrocken werden durch die Schlagwerkzeuge beschleunigt und zerkleinert und prallen auf die Innenwand 31 der Rotorkammer 11. Von dort gelangen sie wieder in den Rotorraum. Um eine Beschädigung der Welle durch das Aufprallen der Schlackebrocken zu vermeiden sind zwischen den Anlenkungen 24, 25 der Schlagwerkzeuge zumindest in den unteren Ebenen 17, 18, 19 Ablenkplatten 38 angeordnet. Die von der Innenwand 31 abprallenden Schlackebrocken haben wegen der Neigung der Rotorwandung auch eine Geschwindigkeitskomponente nach unten. Die Ablenkplatten 38 verhindern, dass die abprallenden Brocken an die Welle gelangen, so dass deren Standzeit deutlich erhöht werden kann. Die Ablenkplatten 38 erstrecken sich in radialer Richtung zumindest bis zum äußeren Anlenkungsbereich 24, 25 eines Schlagwerkzeugs 20, 21, 22, 23.
  • Wie insbesondere in 5 ersichtlich, sind die in dieser Figur nicht gezeigten Schlagwerkzeuge einer Ebene 16, 17, 18, 19 achsensymmetrisch an den Flanschen 26, 27 gehalten. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel sind in einer Ebene an den zugeordneten Flanschen vier Schlagwerkzeuge angeordnet. Zwischen den Schlagwerkzeugen befindet sich jeweils eine Ablenkplatte 38. Die zusammengehörenden Flansche 26, 27 weisen dazu zwölf gleichmäßig am Umfang verteilte Bohrungen auf. In jeder dritten Bohrung 39 wird ein Bolzen 28 zum Halten eines Schlagwerkzeugs befestigt. Zwischen jedem Schlagwerkzeug einer Ebene befinden sich dann zwei freie Bohrungen, an denen die ringstückförmigen Ablenkplatten mit ihrem inneren Rand gehalten sind. Dadurch wird die Welle gut vor den auftreffenden Schlackebrocken geschützt. Die Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 der einzelnen Ebenen 16, 17, 18, 19 können in Drehrichtung versetzt zueinander angeordnet sein.
  • Die Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 sind in der Draufsicht paddelförmig ausgebildet. Die eingesetzten Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 weisen gegenüber herkömmlichen Schlagwerkzeugen eine größere Breite auf. Die Breite der herkömmlichen Schlagwerkzeuge ist in 3 durch die Linie 43 angedeutet. Hierdurch wird die Standzeit der Schlagwerkzeuge 20, 21, 22, 23 deutlich erhöht, da der Verschleiß insbesondere an den Stirnkanten 30, 34 auftritt, an denen die Schlackebrocken bevorzugt zertrümmert werden.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zum Auftrennen von Konglomeraten, die aus Materialien unterschiedlicher Dichte bestehen, mit einer Rotorkammer (11), in der eine Rotorwelle (12) um eine vertikale Achse (40) drehbar gelagert ist, an welcher Rotorwelle (12) in wenigstens zwei Ebenen (16, 17, 18, 19) untereinander Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) angeordnet sind, die durch die Rotorwelle (12) in Drehbewegung versetzt werden derart, dass die von oben in die Rotorkammer (11) eingefüllten Konglomerate durch die Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) erfasst und aufgetrennt werden, wobei sich die Rotorkammer (11) nach unten konisch erweitert und der äußere Radius der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) von oben nach unten zunimmt derart, dass der Abstand (a) der radial äußeren Stirnkanten (30) der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) zu der ihnen zugewandten Kammerwandung (31) in den einzelnen Ebenen im Betrieb im Wesentlichen gleich groß ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Schlagwerkzeugen (20, 21, 22, 23) in einer Ebene Ablenkplatten (38) befinden, die an der Rotorwelle (12) befestigt sind und sich radial von der Motorwelle erstrecken.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) in einer Ebene an wenigstens einem Flansch (26, 27) befestigt sind und dass die Ablenkplatten (38) ringstückförmig ausgebildet sind und mit ihren inneren Randbereichen an dem Flansch (26, 27) befestigt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Rand der Ablenkplatten (38) die Anlenkungen (24, 25) der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) an der Rotorwelle (12) überragt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) gelenkig an der Rotorwelle (12) angebracht sind und sich durch die Rotation in eine horizontale Betriebslage verschwenken.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) einer Ebene (16, 16, 18, 19) achsensymmetrisch zur Drehachse (40) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über der obersten Ebene (16) eine Haube (37) angeordnet ist, die sich in radialer Richtung zumindest teilweise über die Anlenkung (24, 25) der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) an der Rotorwelle erstreckt.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der obere Abschnitt (32) der Rotorwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, an der wenigstens eine obere Ebene (16, 17) mit Schlagwerkzeugen (20, 21) angeordnet ist und die von wenigstens einer konzentrisch verlaufenden Welle (33) durchsetzt wird und an der wenigstens eine untere Ebene (18, 19) mit Schlagwerkzeugen (22, 23) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagwerkzeuge (22, 23) in einer unteren Ebene (18, 19) mit einer anderen und insbesondere höheren Drehzahl in der gleichen oder entgegengesetzten Drehrichtung wie die in einer oberen Ebene (16, 17) angetrieben werden.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Schlagwerkzeuge (20, 21) in einer oberen Ebene (16, 17) 500 U/min bis 1.200 U/min beträgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahl der Schlagwerkzeuge (22, 23) in einer unteren Ebene (18, 19) 600 U/min bis 1.300 U/min beträgt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Kammerwandung (29) aufgespannte Konuswinkel 20° bis 50° und insbesondere 24° bis 30° beträgt.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnkanten (30, 34) der Schlagwerkzeuge (20, 21, 22, 23) in der Betriebslage gegenüber der Vertikalen in einem Winkel von 2° bis 15° nach oben und innen verlaufen.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite (35) der Kammerwandung (29) wenigstens ein Klopfwerkzeug (36) angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorkammer (11) auf elastischen Schwingungsdämpfern (44) elastisch gelagert ist.
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