DE102019205277A1

DE102019205277A1 - Zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102019205277A1
Application number: DE102019205277.0A
Authority: DE
Inventors: Detlef Papajewski
Original assignee: ThyssenKrupp AG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Current assignee: FLSmidth and Co AS
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2020-10-15
Also published as: EP3722002A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung für Schüttgut, wobei das grob zerkleinerte Schüttgut von oben in die Zerkleinerungsvorrichtung eingeführt wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung elektrisch angetrieben wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung einen Brechraum mit einem Arbeitsvolumen aufweist, wobei das Arbeitsvolumen im Betrieb mit Schüttgut gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung eine Energiespeichervorrichtung aufweist, wobei die Energiespeichervorrichtung eine Kapazität aufweist, wobei die Kapazität wenigstens ausreichend ist, das im Arbeitsvolumen befindliche Schüttgut mittels der Zerkleinerungsvorrichtung zu verkleinern und aus der Zerkleinerungsvorrichtung auszuführen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung für Schüttgut, insbesondere einen Kreiselbrecher.
Zerkleinerungsvorrichtungen für Schüttgut, insbesondere und beispielsweise Kreiselbrecher, werden beispielsweise in Minen oder Aufbereitungsanlagen eingesetzt. Sie dienen dazu grobes Schüttgut weiter zu zerkleinern. Beispielsweise werden Erze bergmännisch abgebaut und vor dem Weitertransport vorzerkleinert. Hierdurch wird beispielsweise eine Homogenisierung und eine bessere Weiterverarbeitbarkeit gewährleistet.
Aus der DE 10 2013 008 612 A1 ist ein Kreiselbrecher bekannt.
Aus der DE 10 2015 122 372 A1 ist eine Zerkleinerungsmaschine bekannt.
Kommt es zu einem Stromausfall, so wird die Zerkleinerungsvorrichtung, beispielsweise Kreiselbrecher, mit Schüttgut im Brechraum angehalten. Hierdurch können Teile der Zerkleinerungsvorrichtung, zum Beispiel Lager, beschädigt werden. Auch ein erneutes Anfahren ist dann oft nicht mehr möglich. Dieses führt zu einem Stillstand, in welchem der Brechraum meist manuell gelehrt und gegebenenfalls die Zerkleinerungsvorrichtung repariert werden muss. Diese Stillstandszeiten haben massive Auswirkungen auf die davor oder dahinterliegenden Prozessschritte, zum Beispiel den Abbau von Erz in einer Mine oder die Herstellung von Zement in einem Zementwerk.
Aus der JP 2004-148241 A ist ein Schredder mit einer Batterie bekannt.
Problematisch ist hierbei, dass die Zerkleinerung von Schüttgut, beispielsweise von Erzen, sehr energieaufwendig ist. Die Motorisierung einer Zerkleinerungsvorrichtung Schüttgut ist daher üblicherweise vergleichsweise hoch und im Leistungsbereich100 kW bis 10 MW. Hinzu kommt, dass die Umgebungsbedingungen, in den eine Zerkleinerungsvorrichtung für Schüttgut betrieben wird, beispielsweise durch Staubbildung, herausfordernd sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zerkleinerungsvorrichtung zu schaffen, welche auch bei einem Stromausfall nicht beschädigt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Zerkleinerungsvorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung dient zur Zerkleinerung von Schüttgut. Beispiel für Schüttgüter sind insbesondere bevorzugt Steine, insbesondere Hartgesteine, insbesondere Erze, sowie Abraum.
Das grob zerkleinerte Schüttgut wird von oben in die Zerkleinerungsvorrichtung eingeführt. Die Zerkleinerungsvorrichtung wird elektrisch angetrieben. Die Zerkleinerungsvorrichtung weist einen Brechraum mit einem Arbeitsvolumen auf, wobei das Arbeitsvolumen im Betrieb mit Schüttgut gefüllt ist.
Kommt es nun zu einem Stromausfall, so würde der elektrische Antrieb der Zerkleinerungsvorrichtung ausfallen und somit die Zerkleinerungsvorrichtung mit Schüttgut im Brechraum stehen bleiben. Hierdurch kann eine Beschädigung der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen. Auf jeden Fall ist das Wiederanfahren der Zerkleinerungsvorrichtung erschwert.
Daher weist die Zerkleinerungsvorrichtung eine Energiespeichervorrichtung auf. Die Energiespeichervorrichtung weist eine Kapazität auf, wobei die Kapazität wenigstens ausreichend ist, das im Arbeitsvolumen befindliche Schüttgut mittels der Zerkleinerungsvorrichtung zu verkleinern und aus der Zerkleinerungsvorrichtung auszuführen.
Üblicherweise benötigt eine Zerkleinerungsvorrichtung für Schüttgut zwischen 1 bis 10 Minuten, um alles in der Zerkleinerungsvorrichtung befindliche Schüttgut zu zerkleinern. Daher ist die Kapazität der Energiespeichervorrichtung so zu wählen, dass diese der maximalen Leistungsaufnahme der Zerkleinerungsrichtung für 1 bis 10 Minuten entspricht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Zerkleinerungsvorrichtung ein Kreiselbrecher. Kreiselbrecher sind beispielsweise in der DE 10 2013 008 612 A1 und der DE 10 2015 122 372 A1 beschrieben, deren Offenbarung hiermit vollumfänglich mit aufgenommen wird.
Kreiselbrecher sind besonders gut geeignet, um grobes Schüttgut, beispielsweise abgebautes Erz inklusive Abraum, weiter zu zerkleinern und somit leichter transportierbar und besser verarbeitbar zu machen. Grobes Schüttgut ist somit im Sinne der Erfindung Schüttgut, welches durch die Zerkleinerungsvorrichtung, zum Beispiel einen Brecher, weiter zerkleinert werden soll. Selbstverständlich kann das durch die Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinerte Schüttgut für andere Prozesse immer noch als grob angesehen werden und beispielsweise in Mühlen weiter zerkleinert werden. Im Sinne der Erfindung dient die Einteilung in grobes Schüttgut dazu, dass zugeführte (grobe) Schüttgut, von dem durch die Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinertem Schüttgut zu unterscheiden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Zerkleinerungsvorrichtung eine Leistung von 100 kW bis 10 MW auf, wobei die Energiespeichervorrichtung eine Kapazität von 1 kWh bis 2 MWh aufweist. Besonders bevorzugt entspricht die Kapazität der Energiespeichervorrichtung der maximalen Leistungsaufnahme der Zerkleinerungsvorrichtung bei einer Laufzeit von 1 bis 10 Minuten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens ein Sekundärelement auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sekundärelement ein Sekundärelement auf der Basis Blei - Blei(II)-sulfat - Blei(IV)-oxid. Hierbei können in einer beispielhaften und bevorzugten Ausführungsform handelsübliche Bleiakkumulatoren aus dem KFZ-Bereich verwendet werden, welche eine übliche Kapazität in der Größenordnung von 1 kWh bei 12 V aufweisen. Vorteil dieser Ausführungsform ist die günstige Verfügbarkeit der einzelnen Bleiakkumulatoren. Die zum Erreichen der üblicherweise höheren Betriebsspannung von ~1 kV Verwendung von etwa 100 Autobatterien führt auch zu einer Gesamtkapazität von 100 kWh, was somit bereits für kleinere Kreiselbrecher mit etwa 500 kW und eine Laufzeit von grob 10 Minuten ausreichend ist.
Alternativ können Bleiakkumulatoren auf der Basis Blei - Blei(II)-sulfat - Blei(IV)-oxid mit nur einer Zelle und somit etwa 2 V sowie einer Kapazität von etwa 10 kWh verwendet werden, wie diese beispielsweise im Schiffsbau verwendet werden. Solche Akkumulatoren sind auch zur Absicherung von Kreiselbrechern mit Brechleistung von bis zu 15 kt/h und einer Leistungsaufnahme von etwa 2 MW ausreichend. Eine Reihenschaltung von etwa 120 dieser Zellen ergibt eine Spannung von etwa 240 V bei einer Kapazität von 1,2 MWh.
Vorteil der Verwendung von Bleiakkumulatoren ist die günstige Verfügbarkeit. Gerade für solche Anwendungen können auch Akkumulatoren verwendet werden, welcher für Hochleistungsanwendungen, zum Beispiel im Automobilbereich, nach wenigen Benutzungsjahren aussortiert und somit günstig verfügbar sind. Da es bei dieser Anwendung nicht primär um Leistungsgewicht und Kapazität geht, ist auch diese Sekundärverwendung solche Akkumulatoren sehr gut möglich.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens ein Sekundärelement auf der Basis der Lithium-Technologie auf. Vorteil der Lithium-Technologie ist zum einen die durch die kleinere Zellgröße regelmäßig höhere Spannung und zum anderen eine theoretisch höhere Kapazität bei gleichem Gewicht. Des Weiteren solche Sekundärelemente auch zur Abgabe größerer Spitzenströme geeignet. Nachteilig sind hier jedoch regelmäßig die höheren Kosten und die wesentlich höhere Komplexität der Überwachung der einzelnen Zellen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens einen Kondensator auf. Kondensatoren sind in der Lage elektrische Energie praktisch verlustfrei zu speichern und wieder zur Verfügung zu stellen. Nachteilig ist regelmäßig die geringe Kapazität, welche mittels Kondensatoren realisierbar ist. Des Weiteren ist nachteilig, dass die Spannung, und somit die abgegebene Leistung, eines Kondensator stark vom Ladezustand abhängig ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Energiespeichervorrichtung ein Notstromaggregat auf, beispielsweise einen Dieselgenerator. Vorteil eines Dieselgenerators ist, dass dieser auch deutlich längere Zeiten überbrücken kann und so gegebenenfalls vorgelagerte oder nachgelagerte Prozesse nicht durch Ausfall der Zerkleinerungsvorrichtung blockiert. Besonders bevorzugt weist die Energiespeichervorrichtung wenigstens ein Sekundärelement und ein Notstromaggregat in Kombination auf. Das Sekundärelement ist in der Lage, die Zeit zu überbrücken, welche notwendig ist um das Notstromaggregat zu starten.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist Zerkleinerungsvorrichtung zusätzlich zum elektrischen Antrieb einen Verbrennungsmotor auf, welche mechanisch die Verkleidungsvorrichtung betreibt. Vorteil dieser Ausführungsform gegenüber der Verwendung eines Notstromaggregats ist es, das auf die Umwandlung der Bewegungsenergie in elektrische Energie und zurück in Bewegungsenergie verzichtet werden kann. Hierdurch wird eine Effizienzsteigerung erreicht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Zerkleinerungsvorrichtung einen oberhalb des Brechraums angeordneten Aufgabebunker auf. Die Kapazität der Energiespeichervorrichtung ist ausreichend, sodass im Arbeitsvolumen und im Aufgabebunker befindliche Schüttgut mittels der Zerkleinerungsvorrichtung verkleinert und aus der Zerkleinerungsvorrichtung ausgeführt werden kann.
Beispielsweise und insbesondere kann der Aufgabebunker ein Fassungsvermögen von 200 t bis 2000 t Schüttgut, bevorzugt von 500 t bis 1000 t, aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Zerkleinerungsvorrichtung einen unterhalb des Brechraums angeordneten Austragsbunker auf, wobei das Volumen des Austragsbunkers wenigstens der Summe des Arbeitsvolumens und dem Volumen des Aufgabebunkers entspricht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013008612 A1 [0003, 0015]
DE 102015122372 A1 [0004, 0015]
JP 2004148241 A [0006]

Claims

Zerkleinerungsvorrichtung für Schüttgut, wobei das grob zerkleinerte Schüttgut von oben in die Zerkleinerungsvorrichtung eingeführt wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung elektrisch angetrieben wird, wobei die Zerkleinerungsvorrichtung einen Brechraum mit einem Arbeitsvolumen aufweist, wobei das Arbeitsvolumen im Betrieb mit Schüttgut gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung eine Energiespeichervorrichtung aufweist, wobei die Energiespeichervorrichtung eine Kapazität aufweist, wobei die Kapazität wenigstens ausreichend ist, das im Arbeitsvolumen befindliche Schüttgut mittels der Zerkleinerungsvorrichtung zu verkleinern und aus der Zerkleinerungsvorrichtung auszuführen.
Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung ein Kreiselbrecher ist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung eine Leistung von 100 kW bis 10 MW aufweist, wobei die Energiespeichervorrichtung eine Kapazität von 1 kWh bis 2 MWh aufweist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichervorrichtung wenigstens ein Sekundärelement aufweist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiespeichervorrichtung wenigstens ein Notstromgenerator aufweist.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung einen oberhalb des Brechraums angeordneten Aufgabebunker aufweist, wobei die Kapazität der Energiespeichervorrichtung ausreichend ist, das im Arbeitsvolumen und im Aufgabebunker befindliche Schüttgut mittels der Zerkleinerungsvorrichtung zu verkleinern und aus der Zerkleinerungsvorrichtung auszuführen.
Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungsvorrichtung einen unterhalb des Brechraums angeordneten Austragsbunker aufweist, wobei das Volumen des Austragsbunkers wenigstens der Summe des Arbeitsvolumens und dem Volumen des Aufgabebunkers entspricht.