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Die Erfindung betrifft eine Hammermühle mit einer Beschickungseinrichtung zum Beschicken eines Arbeitsraums im Innern der Hammermühle mit einem Mahlgut, der oben mit einem Deckenrost mit einer Mehrzahl von Öffnungen für aus dem Arbeitsraum ausgeworfene Stücke des Mahlguts abgedeckt und in dem ein Rotor mit einer Mehrzahl beweglicher Hämmer um eine horizontale Achse rotierbar gelagert ist, die das Mahlgut zerkleinern und durch den Arbeitsraum fördern.
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Solche Hammermühlen sind beispielsweise aus
DE196 093 47 A1 und aus
DE 198 357 96 A1 bekannt und kommen insbesondere in der Verwertung von großformatigem Mahlgut zum Einsatz, das aus einem Materialmix besteht, wie beispielsweise ganzen Fahrzeugkarosserien: Das Mahlgut wird in der Hammermühle zerkleinert, die entstehenden Stücke des Mahlguts werden im weiteren Verarbeitungsprozess in materialreine Fraktionen sortiert.
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Der Deckenrost über dem Arbeitsraum besteht meist aus Manganstahl (auch: Mangalloy oder Hadfield-Stahl) mit einem Mangangehalt von um die 13 % und weist Kantenlängen zwischen 0,8 und 3 m und eine Dicke von 5 bis 30 cm auf.
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Im Betrieb der bekannten Hammermühlen lagern sich durch den Deckenrost ausgeworfene Stücke des Mahlguts teilweise oben auf dem Deckenrost ab. Dies trifft insbesondere auf Teile mit einer geringen Dichte (Kunststoffe, Kunststoffschaummaterial, etc.) zu sowie auf die Bereiche des Deckenrosts zu, in denen die zerkleinerten Teile mit vergleichsweise niedriger kinetischer Energie auf den Deckenrost auftreffen bzw. durch diesen hindurchtreten und deshalb nicht den Weg in den Auswurfschacht „schaffen“. Insbesondere Metallstücke aus dem Mahlgut werden durch die mechanische Beanspruchung in der Hammermühle teilweise bis zur Weißglut erhitzt. Wenn solche heißen Metallstücke auf textil- oder kunststoffhaltige Ablagerungen auf dem Deckenrost treffen, entsteht dort ein hohes Brandrisiko.
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Die bekannten Hammermühlen begegnen diesem Risiko teilweise mit Löschvorrichtungen für dort entstehende Brände.
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Aufgabe
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Deckenrost zu verbessern und somit die Möglichkeit des Schredderns von Materialien mit hohem Kunststoff- oder Faseranteil oder von Elektroschrott zu schaffen. Außerdem soll der Verschleiß des Deckenrosts vermindert und die Durchsatzleistung des Schredders gesteigert werden.
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Lösung
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Ausgehend von der bekannten Hammermühle wird nach der Erfindung vorgeschlagen, dass die Öffnungen durch den Deckenrost hindurch einen Verlauf aufweisen mit einer Einlassrichtung für das Mahlgut auf einer dem Arbeitsraum zugewandten Unterseite und einer gegen die Einlassrichtung geneigten Auslassrichtung für das Mahlgut auf einer dem Arbeitsraum abgewandten Oberseite.
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Als Verlauf einer Öffnung wird in dieser Schrift eine Raumkurve bezeichnet, die durch die Flächenschwerpunkte aller parallel zur Unterseite des Deckenrosts verlaufenden Schnitte durch die Öffnung definiert ist.
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Durch die gegenüber der Einlassrichtung geneigte Auslassrichtung werden die aus dem Arbeitsraum ausgeworfenen Stücke des Mahlguts während des Durchtritts durch den Deckenrost gezielt in eine Richtung umgelenkt und lagern sich so weniger auf dem Deckenrost ab. Der bei Auftreffen auf Wandungen der Öffnungen eintretende Verlust kinetischer Energie wird somit reduziert und die Durchtrittswahrscheinlichkeit der Partikel entsprechend erhöht. Abhängig vom Anwendungsfall kann der Deckenrost weitere Öffnungen mit gleicher Ein- und Austrittsrichtung aufweisen, die das Mahlgut nicht während des Durchtritts umlenken.
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Vorzugsweise ist in einer erfindungsgemäßen Hammermühle die Auslassrichtung um einen Ablenkwinkel zwischen 10 und 70 Winkelgrad gegen die Einlassrichtung geneigt. Dieser Winkelbereich hat sich bei Versuchen der Anmelderin als besonders geeignet gezeigt.
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Vorzugsweise nimmt in einer erfindungsgemäßen Hammermühle der Ablenkwinkel benachbarter Öffnungen in einer zu der Beschickungseinrichtung hin weisenden Richtung zu. Die Ablenkung der ausgeworfenen Stücke aus der ursprünglichen Flugbahn weist dann einen umso höheren Wert auf, je näher diese an der Beschickungseinrichtung liegt.
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Vorzugsweise ist in einer erfindungsgemäßen Hammermühle der Verlauf bogenförmig. Der Verschleiß der Öffnungen ist dann reduziert.
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Vorzugsweise weist in einer erfindungsgemäßen Hammermühle der Deckenrost mindestens abschnittsweise eine Wabenstruktur auf. Die aus
DE196 093 47 A1 bekannte Wabenstruktur verbessert die Elastizität des Deckenrosts.
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Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Hammermühle an der Oberseite des Deckenrosts einen an den Arbeitsraum anschließenden Auswurfschacht auf. Die durch den Deckenrost aus dem Arbeitsraum dringenden Stücke des Mahlguts können dann unten in den Auswurfschacht abgeführt werden.
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Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Hammermühle oben an dem Auswurfschacht eine Abluftabsaugeinrichtung auf. Im Betrieb einer solchen erfindungsgemäßen Hammermühle entstehende Stäube und Gase können dann gezielt aus dem Arbeitsraum ausgetragen und separat behandelt werden.
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Vorzugsweise ist in einer erfindungsgemäßen Hammermühle der Deckenrost an einer der Beschickungseinrichtung zugewandten Seite gegen die Horizontale von der Beschickungseinrichtung weg geneigt. Die Oberseite des Deckenrosts ist in einer solchen Hammermühle an jeder Stelle zum Auswurfschacht geneigt, so dass ausgeworfene Stücke des Mahlguts, die den Deckenrost durchdringen, unter der Schwerkraft immer in den Auswurfschacht abfallen. Eine solche Neigung des Deckenrosts ist aus
DE196 093 47 A1 und aus
DE 198 357 96 A1 bekannt.
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Vorzugsweise weist in einer erfindungsgemäßen Hammermühle der Deckenrost in einer zu der Beschickungseinrichtung hin weisenden Richtung eine abnehmende Dicke auf. Die Menge der auftreffenden Stücke des Mahlguts und die daraus entstehende mechanische Belastung des Deckenrosts nehmen in dieser Richtung ab.
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Die Erfindung weiter ausgestaltend wird vorgeschlagen, dass die Einlassrichtungen mehrerer Öffnungen, die einen unterschiedlichen Abstand von einem einer Trennwand zwischen einem Auswurfschacht und dem Arbeitsraum zugewandten Rand des Deckenrosts aufweisen, in einen Zwickelbereich zwischen dem Rotor und der Trennwand zielen. Aus diesem - von dem Deckenrost her geschaut - Zwickelbereich treten die Stücke des Mahlgutes, die von den Hämmern des Rotors abgeschlagen werden, im Zuge einer Erweiterung eines Spaltes zwischen einem Boden des Arbeitsraums und dem Rotor aus und können in den über dem Zwickelbereich befindlichen oberen Bereich des Arbeitsraums fliegen, um schließlich auf die Unterseite des Deckenrosts bzw. die darin befindlichen Öffnungen aufzutreffen. Dabei bilden die möglichen Flugbahnen, die statistisch verteilt wind, eine sich auffächernde Geradenschar, deren eines Ende sich in der Nähe der Trennwand zum Auswurfschacht und deren anderes Ende sich am beschickungsseitigen Rand des Deckenrosts befindet. Die Geraden dieser Geradenschar verlaufen - ausgehend von der Trennwand - zunehmend flacher, d.h. weisen eine größere horizontale Bewegungskomponente auf, wohingegen sie in der Nähe der Trennwand mehr oder weniger vertikal ausgerichtet sind. Mit der vorgenannten erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Einlassrichtungen wird man dieser Verteilung der Flugbahnen der abgetrennten Stücke besonders gut gerecht.
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Außerdem ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere Öffnungen, vorzugsweise sämtliche Öffnungen, in dem Deckenrost jeweils zwei Abschnitte aufweisen, in denen eine Raumkurve, die durch die Flächenschwerpunkte aller parallel zu einer Unterseite des Deckenrosts verlaufenden Schnitte definiert ist, jeweils als Geradenabschnitt verläuft, wobei die Geradenabschnitte jeweils an einem Übergangspunkt aneinander stoßen und um einen Ablenkwinkel zueinander geneigt sind. Eine derartige Gestaltung des Deckenraums bietet gusstechnische Vorteile, insbesondere beim Entformen.
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Die vorgenannten Vorteile bei der Herstellung des Deckenrosts sind besonders groß, wenn alle Übergangspunkte aneinander stoßender Geradenabschnitte eine gemeinsame, vorzugsweise horizontal verlaufende Trennebene zwischen den beiden vorzugsweise vertikal übereinander angeordneten Abschnitten der Öffnung bilden.
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Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Hammermühle einen Bodenrost auf, der den Arbeitsraum unter dem Rotor abschließt. Aus einer solchen erfindungsgemäßen Hammermühle können Stücke des Mahlguts abhängig von ihrer Größe auch durch den Bodenrost unter dem Rotor aus dem Arbeitsraum dringen.
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Vorzugsweise weist eine erfindungsgemäße Hammermühle eine Aufnahmeeinrichtung für einen ebenen Rost zwischen dem Rotor und dem Deckenrost auf. Je nach Anwendungsfall der erfindungsgemäßen Hammermühle kann dann der Deckenrost durch den ebenen Rost ergänzt oder ersetzt werden.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Oberteil für eine solche Hammermühle vorgeschlagen, das den Deckenrost trägt und nur mittels Schraub-, Steck- und/oder Klemmverbindungen lösbar mit einem Unterteil der Hammermühle verbunden ist. Eine Hammermühle mit einem solchen erfindungsgemäßen Oberteil vereinfacht sowohl den Zugang zum Arbeitsraum und den Austausch von beschädigten oder verschlissenen Bauteilen wie Rotor oder Deckenrost, als auch die wahlweise Nutzung unterschiedlicher Oberteile - beispielsweise mit oder ohne Rostklappe, Deckenrost oder Absaugeinrichtung.
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Im Betrieb einer erfindungsgemäßen Hammermühle werden vorzugsweise anschließend in einer Sortiervorrichtung die Stücke des Mahlguts nach stofflichen Merkmalen, beispielsweise in Bezug auf Dichte, Form und Magnetisierbarkeit in Fraktionen mit jeweils gleichen stofflichen Merkmalen mechanisch getrennt.
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Ein eigenständig als schutzfähig erachteter Aspekt der vorliegenden Anmeldung besteht auch in einer Hammermühle mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, die sich in erfinderischer Weise dadurch auszeichnen, dass der Deckenrost aus mindestens zwei Teilen zusammengesetzt ist, wobei vorzugsweise die beiden Teile in einem Überlappungsbereich einander überlappen. Auf diese Weise lassen sich insbesondere großflächige Deckenroste nicht nur leichter herstellen und handhaben, sondern auch nachhaltiger und ressourcenschonender betreiben: Erfahrungsgemäß ist nämlich regelmäßig der dem Auswurfschacht zugewandte Bereich eines Deckenrostes einem sehr viel stärkeren Verschleiß unterworfen als der dem Auswurfschacht abgewandte, d.h. der Beschickungsseite zugewandte, Bereich. Daher ist es in aller Regel ausreichend, lediglich den dem Auswurfschacht zugewandten Teil des Deckenrosts auszutauschen, wohingegen der andere, der Beschickungsseite zugewandte Teil, weiter genutzt werden kann. Hierdurch werden Ressourcen geschont und Kosten gesenkt, auch durch die vereinfachte Handhabung.
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Eine Trennungsfuge zwischen den beiden Teilen sollte vorzugsweise parallel zu einer Drehachse des Rotors verlaufen, um eben die vorgenannte Teilung in einen stärker belasteten und früher verschleißenden und einen weniger belasteten und daher kaum verschleißenden Teil zu ermöglichen.
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Neben einer Überlappung in Form zweier komplementär abgeschrägter, miteinander in Kontakt tretender Stirnseiten der Teile ist es auch möglich, dass die beiden Teile formschlüssig ineinander greifen, z.B. durch eine Bewegung parallel zu einer Rostebene oder auch senkrecht dazu. Auf diese Weise kann eine besonders innige Verbindung der beiden Teile miteinander erreicht und eine unbeabsichtigte relative Verlagerung der Teile zueinander vermieden werden.
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Ausführungsbeispiele
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen
- 1 eine erfindungsgemäße Hammermühle,
- 2a den Deckenrost der Hammermühle und
- 2b ein Detail des Deckenrosts,
- 3 ein Detail des Deckenrosts einer anderen erfindungsgemäßen Hammermühle,
- 4 ein Detail einer dritten erfindungsgemäßen Hammermühle und
- 5 einen Deckenrost mit einer Wabenstruktur
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Das in 1 skizzierte erste erfindungsgemäße Hammermühle 1 weist ein geschlossenes Gehäuse 2 mit einem Arbeitsraum 3 im Innern, einem an den Arbeitsraum 3 oben anschließenden vertikal verlaufenden Auswurfschacht 4 und einer in den Arbeitsraum 3 führenden Rutsche 5 auf.
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Der Arbeitsraum 3 schließt nach unten mit einem Bodenrost 6 ab. Über dem Bodenrost 6 ist eine Mehrzahl nicht dargestellter beweglicher Hämmer um eine horizontal verlaufende Achse 7 rotierbar gelagert. Der Arbeitsraum 3 ist durch eine Trennwand 8 von dem Auswurfschacht 4 getrennt und oben durch einen Deckenrost 9 geschlossen.
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Der in 2a einzeln im Schnitt und in 2b in einem Detail dargestellte Deckenrost 9 ist in der Hammermühle 1 gegenüber einer Horizontalen 10 zum Auswurfschacht 4 geneigt eingebaut, um das Abfallen von Stücken des Mahlguts von seiner Oberseite 11 in den Auswurfschacht 4 zu unterstützen.
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Der Deckenrost 9 besteht aus Manganstahl VM14 mit 14 % Mangan, weist eine Länge 12 von 209 mm, eine nicht dargestellte Breite von 317 mm und eine von der Schachtseite 13 von 240 mm bis auf 160 mm an der Beschickungsseite 14 abnehmende Dicke 15 sowie eine honigwabenförmige Struktur auf: Der Deckenrost 9 ist parallel zu der Schachtseite 13 und der Beschickungsseite 14 in sieben Reihen 16 von je neun im Schnitt sechseckigen Öffnungen 17 durchbrochen, die durch Stege 18 mit einer nicht dargestellten Breite von im Mittel 70 mm getrennt sind.
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Die Öffnungen 17 weisen einen im Mittel um 75 Winkelgrad nach der Schachtseite 13 geneigten Verlauf 19 auf mit einem in einer Einlassrichtung 20 zu der Beschickungsseite 14 geneigten Einlassabschnitt 21 auf der Unterseite 22 des Deckenrosts 9 über etwa ein Drittel der Dicke 15 des Deckenrosts 9 und einem daran anschließenden, in einer Auslassrichtung 23 zu der Schachtseite 13 geneigten Auslassabschnitt 24. Die Auslassrichtung 23 ist um einen Ablenkwinkel 25 gegen die Einlassrichtung 20 geneigt, der von 10 Winkelgrad auf der Schachtseite 13 bis auf 70 Winkelgrad auf der Beschickungsseite 14 steigt.
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Während die Flugbahn der sich in Einlassrichtung 20 bewegenden Mahlgutstücke - in Bewegungsrichtung betrachtet - von dem Auswurfschacht 14 weg gerichtet ist, ist die Auslassrichtung 23 - wiederum in Bewegungsrichtung der Stücke betrachtet - auf den Auswurfschacht 4 zu gerichtet.
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Der Einlassabschnitt 21 weitet sich zur Unterseite 22, der Auslassabschnitt 24 zur Oberseite 11 leicht konisch auf, um die Entformung je eines nicht dargestellten Kerns bei der Herstellung des Deckenrosts 9 zu erleichtern. Außerdem ist die in vertikale Richtung gemessene Dicke des Deckenrosts 9 in einem dem Auswurfschacht 4 zugewandten Abschnitt 39 konstant, wohingegen sie in einem sich an den Abschnitt 39 zu der Beschickungsseite 14 hin anschließenden Abschnitt 40 leicht abnimmt, wobei die Dicke an der Übergangsstelle zwischen den beiden Bereichen 39 und 40 übereinstimmt.
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Die erfindungsgemäße Hammermühle 1 wird eingesetzt zum Zerkleinern von Automobilkarosserien als Mahlgut: Das Mahlgut wird aus einer Beschickungseinrichtung 26 über die Rutsche 5 in den Arbeitsraum 3 aufgegeben und dort von den Hämmern zerschlagen und zugleich weiter in den Arbeitsraum 3 gezogen.
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Die Stücke des Mahlguts werden von den Hämmern mitgerissen und nach oben an den Deckenrost 9 geschleudert. Teilweise prallen die Stücke von dem Deckenrost 9 ab und fallen zurück in den Arbeitsraum 3. Dort werden sie solange weiter zerkleinert, bis sie durch den Bodenrost 6 hindurch in einen nicht dargestellten Auffangbehälter unter der Hammermühle 1 fallen.
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Ein Teil der Stücke des Mahlguts durchdringt die Öffnungen 17 in dem Deckenrost 9 in den Auswurfschacht 4 und fällt nach unten aus dem Auswurfschacht 4 in einen weiteren nicht dargestellten Auffangbehälter. Die Einlassrichtung 20 der Öffnungen 17 des Deckenrosts 9 entspricht dabei im Wesentlichen der Flugrichtung der von den Hämmern nach oben geschleuderten Stücke.
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Im Mahlprozess entstehende Stäube und Gase werden von einer Abluftabsaugeinrichtung 27 aus dem Auswurfschacht 4 abgesaugt, die in den Auffangrinnen gesammelten Stücke des Mahlguts werden in einer nicht dargestellten Sortiervorrichtung nach Dichte, Farbe und Magnetisierbarkeit in eisenmetallische, nichteisenmetallische und nichtmetallische Fraktionen getrennt, die dann weiter verwendet werden können.
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3 zeigt entsprechend 2b im Detail eine Öffnung 28 eines Deckenrosts einer zweiten erfindungsgemäßen Hammermühle. Die zweite Hammermühle und deren Deckenrost entsprechen im Wesentlichen der ersten Hammermühle 1 und sind daher nicht weiter dargestellt. Die Öffnungen 28 des Deckenrosts der zweiten Hammermühle weisen einen von der Einlassrichtung 29 zu der Auslassrichtung 30 bogenförmig gekrümmten Verlauf 31 auf.
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4 zeigt als Detail ein Oberteil 32 mit dem Deckenrost 33 einer dritten erfindungsgemäßen Hammermühle. Die dritte Hammermühle entspricht im Wesentlichen der ersten Hammermühle 1 und ist daher nicht weiter dargestellt. Die dritte Hammermühle weist eine um eine Kante 34 des Arbeitsraums 35 schwenkbare Rostklappe 36 auf. Der Arbeitsraum 35 ist durch Verschwenken der Rostklappe 36 um die Kante 34 derart verschließbar, dass keine Stücke des Mahlguts die Öffnungen 37 des Deckenrosts 33 zu dem Auswurfschacht 38 durchdringen können.
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Außerdem ist in 5 noch eine Draufsicht auf einen weiteren Deckenrost 49 dargestellt, aus dem die Wabenstruktur der Öffnungen bzw. der diese umgebenden Wandungen erkennbar ist. Der Deckenrost 49 besteht aus zwei nebeneinander angeordneten Teilen 49a und 49b, deren Unterseite eine gemeinsame Ebene (Aufprallebene für das Mahlgut) bildet, wie dies auch bei dem einteiligen Deckenrost der Fall ist, der in den 2a und 4 dargestellt ist. Der Teil 49a ist dem Auswurfschacht 4 der Hammermühle 1 zugewandt, wohingegen der Teil 49b der Beschickungsseite 14 (s. 2a) zugewandt ist. Der Teil 49a ist entsprechend hoch belastet, weil in ihm der ganz überwiegende Teil der Stücke des Mahlguts auftrifft, wohingegen der Teil 49b entsprechend weniger belastet ist, weil dort die Auftreffintensität und auch -energie geringer ist. Entsprechend ist die Dicke des Deckenrostes 49 im Bereich des Teils 49b geringer weil dort wesentlich weniger Verschleiß auftritt. Aus diesem Grunde wird ein Austausch des Teils 49a deutlich häufiger erforderlich sein als ein Austausch des Teils 49b, abgesehen von Beschädigungen, wie sie durch Ereignisse auftreten, bei denen ein Bruch oder Riss des Deckenrostes 50 bzw. eines seiner Teile 49a, 49b auftritt.
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In einem Überlappungsbereich 50 überlappen sich die beiden Teile 49a und 49b. Ein Zusammenfügen der beiden Teile 49a, 49b ist durch ein Zusammenschieben in eine Richtung senkrecht zu einer Trennungsfuge und parallel zu der Unterseiten-Ebene des Deckenrosts 49 möglich. In einem zusammengeschobenen Zustand (in 5 ist die Trennfuge F noch sehr breit dargestellt) ist die Trennfuge F auf quasi Null reduziert. Die die wabenförmigen Öffnungen begrenzen Wände der Teile 49a, 49b stoßen im Bereich der Trennfuge F abwechselnd mit entgegengesetzt geneigten Schrägflächen aneinander. Auf diese Weise wird eine hohe Festigkeit des Deckenrosts 49 auch im Bereich der Trennfuge F bzw. in dem Überlappungsbereich 50 gewährleistet.
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In den Figuren sind
- 1
- Hammermühle
- 2
- Gehäuse
- 3
- Arbeitsraum
- 4
- Auswurfschacht
- 5
- Rutsche
- 6
- Bodenrost
- 7
- Achse
- 8
- Trennwand
- 9
- Deckenrost
- 10
- Horizontale
- 11
- Oberseite
- 12
- Länge
- 13
- Schachtseite
- 14
- Beschickungsseite
- 15
- Dicke
- 16
- Reihe
- 17
- Öffnung
- 18
- Steg
- 19
- Verlauf
- 20
- Einlassrichtung
- 21
- Einlassabschnitt
- 22
- Unterseite
- 23
- Auslassrichtung
- 24
- Auslassabschnitt
- 25
- Ablenkwinkel
- 26
- Beschickungseinrichtung
- 27
- Abluftabsaugeinrichtung
- 28
- Öffnung
- 29
- Einlassrichtung
- 30
- Auslassrichtung
- 31
- Verlauf
- 32
- Oberteil
- 33
- Deckenrost
- 34
- Kante
- 35
- Arbeitsraum
- 36
- Rostklappe
- 37
- Öffnung
- 38
- Auswurfschacht
- 39
- Bereich
- 40
- Bereich
- 49
- Deckenrost
- 50
- Übergangsbereich
- 51
- Trennfuge
- AO
- Abschnitt
- AU
- Abschnitt
- D
- Drehachse
- R
- Rotor
- RA
- Rand
- T
- Trennebene
- U
- Unterseite
- Ü
- Übergangspunkt
- Z
- Zwickelbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19609347 A1 [0002, 0013, 0016]
- DE 19835796 A1 [0002, 0016]
