DE102022107077A1 - Disc agglomerator with direct connection and separate conveying elements - Google Patents
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Abstract
Bei einer Anlage (1) zum Agglomerieren und Zerkleinern von Kunststoff-Recyclat mit einem Agglomerator, der dazu bestimmt ist, Kunststoffabfälle aufzunehmen und zu länglichen, zapfen- oder wurstförmigen Agglomeraten in einem teigigen Zustand zu formen, und der als Scheibenagglomerator (2) ausgestaltet ist, mit zwei Scheiben, die an ihren zueinander gewandten Oberflächen profiliert sind, relativ zueinander beweglich sind, parallel zueinander und im Abstand voneinander angeordnet sind und einen Scheibenzwischenraum (23) zwischen sich schaffen, und der eine Einlassöffnung (4) für das Kunststoff-Recyclat aufweist, die in den mittleren Bereich des Scheibenzwischenraums (23) mündet, und der eine Auslassöffnung (34) für die Agglomerate aufweist, wird vorgeschlagen, dass ein Gehäuse (20) ringförmig außen um die Scheiben des Scheibenagglomerators (2) verläuft und eine Gehäuseöffnung (24) aufweist, welche an eine Förderleitung (21) anschließt, wobei eines oder mehrere Förderorgane vorgesehen, die einen eigenen Antrieb aufweisen und in der Art förderwirksam ausgestaltet sind, dass sie auf die Agglomerate einwirken und diese unter Druck in die Förderleitung (21) führen, und dass die Förderleitung (21) zu einer Einrichtung zur weiteren Verarbeitung der Agglomerate führt.In a system (1) for agglomerating and shredding plastic recyclate with an agglomerator which is intended to absorb plastic waste and form it into elongated, cone-shaped or sausage-shaped agglomerates in a doughy state, and which is designed as a disc agglomerator (2). , with two disks that are profiled on their mutually facing surfaces, are movable relative to one another, are arranged parallel to one another and at a distance from one another and create a space (23) between the panes, and which has an inlet opening (4) for the plastic recyclate , which opens into the central region of the space between the disks (23) and which has an outlet opening (34) for the agglomerates, it is proposed that a housing (20) runs annularly around the outside of the disks of the disk agglomerator (2) and a housing opening (24 ) which connects to a delivery line (21), one or more delivery elements being provided which have their own drive and are designed to be effective in conveying such that they act on the agglomerates and guide them into the delivery line (21) under pressure, and that the delivery line (21) leads to a device for further processing of the agglomerates.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a system according to the preamble of
Gattungsgemäße Anlagen sind aus der Praxis bekannt.Generic systems are known from practice.
Beispielsweise ist aus der
Diese Körperchen können später als Ausgangsmaterial in der kunststoffverarbeitenden Industrie verwendet werden, z. B. besteht die Möglichkeit, sie in einem Extruder weiterzuverarbeiten.These particles can later be used as starting material in the plastics processing industry, e.g. B. there is the possibility of further processing them in an extruder.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Anlage dahingehend zu verbessern, dass sie die Verarbeitung von Kunststoffabfällen mit einem energetisch und wirtschaftlich geringen Aufwandermöglicht.The invention is based on the object of improving a generic system in such a way that it enables the processing of plastic waste with little energy and economic effort.
Diese Aufgabe wird durch eine Anlage nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.This task is achieved by a system according to
Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, die agglomerierten Materialstränge, die aus der Auslassöffnung des Scheibenagglomerators austreten und radial nach außen streben, unmittelbar vom Scheibenagglomerator in eine Fördereinrichtung zu übergeben und nicht nur in deren Einlauf. Ein Gehäuse verläuft ringförmig außen um die beiden Scheiben des Scheibenagglomerators und weist eine Gehäuseöffnung auf. An diese schließt eine Förderleitung an, die zu einer nachgeschalteten Verarbeitungseinrichtung führt, z. B. zu einem Extruder. Die Agglomerate werden daher nicht zunächst gesammelt und zwischengelagert, wobei sie abkühlen, sondern direkt weiterverarbeitet, so dass sie für die Weiterverarbeitung nicht erneut wieder auf die gewünschte Verarbeitungstemperatur gebracht werden müssen. Der energetische Aufwand, die Agglomerate ggf. zunächst abzukühlen, um deren Verkleben zu verhindern, und sie später auf die Verarbeitungstemperatur aufzuheizen, kann mittels der vorschlagsgemäßen Anlage reduziert werden. Die Agglomerate liegen als längliche Materialstränge vor, wenn sie am äußeren Umfang radial nach außen zwischen den beiden Scheiben aus dem Scheibenagglomerator austreten. Da sie aufgrund ihrer Temperatur eine leicht klebrige Oberfläche aufweisen, neigen sie dazu, ein Haufwerk unregelmäßig angeordneter, aneinanderhängender Materialstränge zu bilden, das von einer Förder- oder Extruderschnecke nicht in deren Gehäuse eingezogen werden kann und das zudem den Zustrom weiter Agglomerate in kurzer Zeit verhindert, da das Haufwerk eine Sperre bildet.In other words, the invention proposes to transfer the agglomerated material strands, which emerge from the outlet opening of the disk agglomerator and strive radially outwards, directly from the disk agglomerator into a conveyor device and not just into its inlet. A housing runs in a ring around the outside of the two disks of the disk agglomerator and has a housing opening. This is connected to a delivery line which leads to a downstream processing device, e.g. B. to an extruder. The agglomerates are therefore not initially collected and temporarily stored, whereby they cool down, but are further processed directly, so that they do not have to be brought back to the desired processing temperature for further processing. The energy expenditure of initially cooling the agglomerates in order to prevent them from sticking together and later heating them to the processing temperature can be reduced using the proposed system. The agglomerates are in the form of elongated material strands when they emerge from the disk agglomerator on the outer circumference radially outwards between the two disks. Since they have a slightly sticky surface due to their temperature, they tend to form a pile of irregularly arranged, interconnected strands of material that cannot be drawn into the housing by a conveyor or extruder screw and which also prevents the influx of further agglomerates in a short time , as the pile forms a barrier.
Die beiden Scheiben des Scheibenagglomerators sind relativ zueinander beweglich, z. B. durch unterschiedliche Drehzahlen und / oder Drehrichtungen, falls beide Scheiben drehbar sind, oder dadurch, dass eine als Stator bezeichnete Scheibe still steht und die andere, als Rotor bezeichnete Scheibe drehangetrieben ist. Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass entweder durch die Knetleisten an einer drehenden Scheibe des Scheibenagglomerators oder durch ggf. vorhandene förderwirksame Zerkleinerungswerkzeuge, die zur Zerkleinerung der länglichen Agglomerate dienen und sich mit einer drehenden Scheibe mitdrehen, zusätzlich unterstützt durch den Druck, der sich durch nachströmendes, in den Scheibenzwischenraum eingebrachtes Material ergibt und durch die Fliehkraft, die auf die Agglomerate aufgrund einer drehenden Scheibe des Scheibenagglomerators einwirkt, die Agglomerate zu der Auslassöffnung und aus dieser heraus, und somit in die daran angeschlossene Förderleitung gefördert werden.The two disks of the disk agglomerator are movable relative to each other, e.g. B. by different speeds and / or directions of rotation, if both disks are rotatable, or by the fact that one disk, called the stator, is stationary and the other disk, called the rotor, is driven to rotate. The invention is based on the idea that either through the kneading bars on a rotating disk of the disk agglomerator or through any conveying-effective shredding tools that are used to shred the elongated agglomerates and rotate with a rotating disk, additionally supported by the pressure by inflowing material introduced into the space between the panes and by the centrifugal force that acts on the agglomerates due to a rotating disk of the disk agglomerator, the agglomerates are conveyed to and from the outlet opening, and thus into the delivery line connected to it.
Für den Fall, dass der Druck, der sich aus dieser Förderwirkung einer rotierenden Scheibe des Scheibenagglomerators ergibt, nicht ausreicht, um die Agglomerate in die Förderleitung zu drücken, sind vorschlagsgemäß ein oder mehrere separate Förderorgane vorgesehen, die nicht mit der rotierenden Scheibe gekoppelt sind, sondern einen eigenen Antrieb aufweisen. Rein beispielhaft und nicht einschränkend werden nachfolgend immer mehrere Förderorgane erwähnt, wie sie z. B. als Mitnehmer an einem rotierenden Ring ausgestaltet sein können. Durch den eigenen Antrieb kann sichergestellt werden, dass die Förderorgane den erforderlichen Druck auf die Agglomerate ausüben zu können, um diese in die Förderleitung hineinzudrücken.In the event that the pressure resulting from this conveying effect of a rotating disk of the disk agglomerator is not sufficient to push the agglomerates into the conveying line, one or more separate conveying elements are proposed, which are not coupled to the rotating disk, but have their own drive. Purely by way of example and not as a limitation, several funding bodies are always mentioned below, such as: B. can be designed as a driver on a rotating ring. Using its own drive, it can be ensured that the conveying elements can exert the necessary pressure on the agglomerates in order to push them into the conveying line.
In einer Ausgestaltung kann der Antrieb hinsichtlich seiner Antriebsgeschwindigkeit steuer- oder regelbar sein, so dass die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Förderorgane bewegen, verändert werden kann. Die Geschwindigkeitsänderung der Förderorgane kann genutzt werden, um diese unabhängig von der Drehzahl anzutreiben, mit welcher die eine oder die beiden drehenden Scheiben des Scheibenagglomerators laufen. Die Geschwindigkeitsänderung kann aber auch genutzt werden, um die Förderorgane synchron oder proportional zu den drehenden Scheiben des Scheibenagglomerators anzutreiben, wenn z. B. Drehzahländerungen der einen oder der beiden drehenden Scheiben des Scheibenagglomerators vorgenommen werden.In one embodiment, the drive can be controllable or regulated with regard to its drive speed, so that the speed at which the conveying elements move can be changed. The change in speed of the conveyor elements can be used to drive them independently of the speed at which one or the two rotating disks of the disk agglomerator run. The change in speed can also be used to drive the conveying elements synchronously or proportionally to the rotating disks of the disk agglomerator, for example. B. Speed changes of one or the two rotating disks of the disk agglomerator can be made.
In einer Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, die Agglomerate in kleine Körperchen zu zerkleinern. Als Austrittsöffnung fungiert bei einem Scheibenagglomerator entweder die Spaltöffnung, die sich aus dem Abstand der beiden Scheiben zueinander ergibt, also entsprechend dem Scheibenumfang ein ringförmig verlaufender Schlitz oder Spalt zwischen den beiden Scheiben, oder eine Öffnung in einem die beiden Scheiben umgebenden Gehäuse. Beispielsweise kann die Zerkleinerung der Materialstränge mittels eines Ringzerkleinerers erfolgen, also mit mehreren Zerkleinerungswerkzeugen, die auf einer Kreislinie angeordnet sind und radial innerhalb oder außerhalb der Auslassöffnung nah benachbart sind, und somit dem Scheibenagglomerator in Strömungsrichtung des Kunststoff-Recyclats nachgeschaltet sind. Die agglomerierten Materialstränge, die aus der Auslassöffnung des Scheibenagglomerators austreten, geraten dementsprechend gegen die Zerkleinerungswerkzeuge und werden in kürzere Stücke zerteilt, nämlich in die gewünschten kleinen Körperchen.In one embodiment of the system it can be provided that the agglomerates are comminuted into small particles. The outlet opening for a disc agglomerator is either the gap opening, which results from the distance between the two discs, i.e. an annular slot or gap between the two discs corresponding to the disc circumference, or an opening in a housing surrounding the two discs. For example, the material strands can be shredded using a ring shredder, i.e. with several shredding tools that are arranged on a circular line and are closely adjacent radially inside or outside the outlet opening, and are therefore connected downstream of the disk agglomerator in the flow direction of the plastic recyclate. The agglomerated material strands that emerge from the outlet opening of the disc agglomerator accordingly come into contact with the comminution tools and are divided into shorter pieces, namely the desired small bodies.
Dadurch ist es nicht erforderlich, die Materialstränge durch eine zusätzlich vorgesehene Fördereinrichtung zu einer Zerkleinerungseinrichtung zu fördern, die sich in einer Entfernung vom Scheibenagglomerator findet. Der für diese Fördereinrichtung erforderliche Energiebedarf kann daher eingespart werden, zusätzlich zu den vorschlagsgemäß ohnehin erzielbaren energetischen Vorteilen. Außerdem werden die noch nicht abgekühlten, vergleichsweise weicheren Materialstränge unmittelbar am Ausgang des Scheibenagglomerators zerkleinert, so dass der für diese Zerkleinerung erforderliche Energieaufwand geringer ist als der Energieaufwand, der zu einem späteren Zerkleinern der gleichen, jedoch abgekühlten und somit härteren Materialstränge erforderlich wäre, was einen weiteren energetischen Vorteil bedeutet. Schließlich wird auch eine besonders kompakte Ausgestaltung der Anlage erreicht.This means that it is not necessary to convey the material strands to a shredding device that is located at a distance from the disc agglomerator using an additionally provided conveyor device. The energy required for this conveying device can therefore be saved, in addition to the energetic advantages that can be achieved anyway according to the proposal. In addition, the not yet cooled, comparatively softer material strands are shredded directly at the exit of the disc agglomerator, so that the energy expenditure required for this comminution is less than the energy expenditure that would be required to later shred the same, but cooled and therefore harder material strands, which is a means further energetic advantage. Finally, a particularly compact design of the system is achieved.
Die Zerkleinerungswerkzeuge können beispielsweise unmittelbar an einer Scheibe des Scheibenagglomerators angeordnet sein, oder sie können an einem eigens vorgesehenen Ring montiert sein, der daher als Zerkleinerungsring bezeichnet wird.The comminution tools can, for example, be arranged directly on a disk of the disk agglomerator, or they can be mounted on a specially provided ring, which is therefore referred to as a comminution ring.
Der Zerkleinerungsring kann in einer Ausgestaltung der Anlage in axialer Richtung des Ringagglomerators verstellbar sein, also im Wesentlichen quer zur Ebene der beiden Scheiben, so dass er die ringförmig umlaufende Auslassöffnung in axialer Richtung unterschiedlich weit freigibt oder verschließt, also die Spaltbreite der Austrittsöffnung schmaler oder breiter werden lassen kann. Eine Verstellung der Spaltbreite der Austrittsöffnung ist im laufenden, kontinuierlichen Betrieb des Ringagglomerators voraussichtlich von untergeordneter Bedeutung. Sie bietet jedoch erstens die Möglichkeit, die Spaltbreite an unterschiedliche zu verarbeitende Kunststoff-Recyclate anzupassen, so dass in unterschiedlichen Betriebsstätten, in denen unterschiedliche Arten oder Zusammensetzungen von Kunststoff-Recyclaten verarbeitet werden, die Zerkleinerung eine auf einfache Weise auf die jeweils optimale Spaltbreite der Austrittsöffnung eingestellt werden kann.In one embodiment of the system, the comminution ring can be adjustable in the axial direction of the ring agglomerator, i.e. essentially transversely to the plane of the two disks, so that it opens or closes the annular circumferential outlet opening to different extents in the axial direction, i.e. the gap width of the outlet opening is narrower or wider can be made. Adjusting the gap width of the outlet opening is probably of minor importance during the ongoing, continuous operation of the ring agglomerator. However, firstly, it offers the possibility of adapting the gap width to different plastic recyclates to be processed, so that in different facilities in which different types or compositions of plastic recyclates are processed, the shredding can be easily achieved to the optimal gap width of the outlet opening can be set.
Zweitens jedoch bietet insbesondere beim Anfahren der Anlage nach einer Betriebsunterbrechung diese axiale Verstellmöglichkeit den Vorteil, zunächst die Austrittsöffnung des Ringagglomerators mit einer entsprechenden Spaltbreite klein einzustellen oder die Austrittsöffnung sogar vollständig zu verschließen und erst allmählich, mit zunehmender Betriebsdauer des Scheibenagglomerators, die Spaltbreite zu vergrößern. Ein derartig verstellbarer Zerkleinerungsring kann daher auch als Anfahrring bezeichnet werden. Beim Anfahren des Ringagglomerators befindet sich zunächst nur wenig Kunststoff-Recyclat zwischen den beiden Scheiben und es kann je nach dem verwendeten Material vorkommen, dass statt der gewünschten agglomerierten Materialstränge zunächst unvollkommene, flockenartige Agglomerate entstehen, welche eine weitere Verarbeitung in Anlagen erschweren, die dem Agglomerator nachgeschaltet sind. Dadurch, dass die Austrittsöffnung verkleinert oder sogar vollständig verschlossen werden kann, kann die Verweildauer des Materials in dem Scheibenagglomerator verlängert werden, bis es zur Bildung der gewünschten Materialstränge kommt.Secondly, however, especially when starting up the system after an interruption in operation, this axial adjustment option offers the advantage of initially setting the outlet opening of the ring agglomerator small with a corresponding gap width or even completely closing the outlet opening and only gradually increasing the gap width as the operating time of the disk agglomerator increases. A shredding ring that can be adjusted in this way can therefore also be referred to as a starting ring. When the ring agglomerator starts up, there is initially only a small amount of plastic recyclate between the two disks and, depending on the material used, it can happen that instead of the desired agglomerated material strands, imperfect, flake-like agglomerates are initially created, which make further processing in systems similar to the agglomerator more difficult are connected downstream. Because the outlet opening can be reduced in size or even completely closed, the residence time of the material in the disc agglomerator can be extended until the desired material strands are formed.
Die Vergrößerung der Austrittsöffnung kann beispielsweise nach innerbetrieblichen Erfahrungswerten vorgenommen werden, beispielsweise nach einer bestimmten Zeit. Alternativ kann vorgesehen sein, die Austrittsöffnung automatisch zu vergrößern, indem der Zerkleinerungsring z.B. motorisch verfahren wird, beispielsweise in Abhängigkeit von der Stromaufnahme, wenn der Scheibenagglomerator mittels eines Elektromotors angetrieben ist und die Stromaufnahme aufgrund eines höheren Drehwiderstandes, der sich zwischen den Scheiben einstellt, einen bestimmten Wert erreicht. Es kann sich dabei um einen absoluten Wert handeln, also eine bestimmte Stromstärke von X Ampere.The outlet opening can be enlarged, for example, based on internal company experience, for example after a certain time. Alternatively, it can be provided to automatically enlarge the outlet opening by moving the shredding ring, for example by motor, for example depending on the current consumption if the disk agglomerator is driven by an electric motor and the current consumption is due to a higher rotational resistance the level that arises between the panes reaches a certain value. This can be an absolute value, i.e. a specific current of X amperes.
Es kann sich bei dem bestimmten Wert aber auch um einen relativen Wert handeln, der sich beispielsweise aus dem zeitlichen Verlauf der Stromaufnahme ergibt. Beispielsweise kann die Stromaufnahme mit zunehmendem Füllgrad ansteigen, wenn zunehmend mehr Kunststoff-Recyclat in den Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben gerät. Wenn weniger Material pro Zeiteinheit aus der Austrittsöffnung austritt, als Kunststoff-Recyclat in den Zwischenraum einströmt, weil die Austrittsöffnung teilweise oder vollständig verschlossen ist, kommt es zu einer derartigen Zunahme von Kunststoff-Recyclat in dem Zwischenraum. Aufgrund des höheren Füllgrades und der längeren Verweildauer wird das Material im Scheibenagglomerator intensiver bearbeitet und nimmt durch die äußeren Einwirkungen sowie die innere Reibung höhere Temperaturen an.However, the specific value can also be a relative value, which results, for example, from the course of the current consumption over time. For example, the current consumption can increase as the filling level increases if more and more recycled plastic gets into the space between the two panes. If less material emerges from the outlet opening per unit of time than plastic recyclate flows into the gap because the outlet opening is partially or completely closed, such an increase in plastic recyclate occurs in the gap. Due to the higher filling level and the longer residence time, the material in the disc agglomerator is processed more intensively and reaches higher temperatures due to external influences and internal friction.
Die damit einhergehende Erweichung des Materials führt zu einer Verringerung des Drehwiderstandes des Scheibenagglomerators, so dass die Stromaufnahme des Antriebsmotors zumindest nicht weiter steigt, und typischerweise sogar wieder sinkt. Wenn die Stromaufnahme mittels einer elektronischen Anlagensteuerung überwacht wird, kann anhand des Verlaufs der Stromaufnahme eine Vergrößerung der Austrittsöffnung automatisch bewirkt werden, indem Antriebsmittel des Zerkleinerungsrings automatisch angesteuert werden und der Zerkleinerungsring automatisch in axialer Richtung verfahren wird. Nun kann das im Scheibenagglomerator befindliche, agglomerierte Material den Scheibenagglomerator durch die Austrittsöffnung verlassen, in Form der gewünschten Materialstränge, die in dem Zerkleinerungsring in die gewünschten kürzeren Stücke zerteilt werden.The associated softening of the material leads to a reduction in the rotational resistance of the disk agglomerator, so that the current consumption of the drive motor at least does not increase any further and typically even decreases again. If the current consumption is monitored by means of an electronic system control, an enlargement of the outlet opening can be automatically effected based on the course of the current consumption by automatically controlling the drive means of the shredding ring and automatically moving the shredding ring in the axial direction. Now the agglomerated material located in the disk agglomerator can leave the disk agglomerator through the outlet opening in the form of the desired material strands, which are divided into the desired shorter pieces in the shredding ring.
Die Möglichkeit, die Auslassöffnung des Scheibenagglomerators während der Anfahrphase ganz oder teilweise zu verschließen, kann je nach Ausgestaltung des Scheibenagglomerators und seiner Auslassöffnung durch eine axiale Verstellung der beiden Scheiben zueinander, durch einen verstellbaren Anfahrring - mit oder ohne Zerkleinerungswerkzeuge - oder durch einen die Auslassöffnung verschließenden, beweglichen Schieber oder ähnliche Verschlusselemente erreicht werden.The possibility of completely or partially closing the outlet opening of the disc agglomerator during the start-up phase can, depending on the design of the disc agglomerator and its outlet opening, be achieved by axially adjusting the two discs relative to one another, using an adjustable starting ring - with or without shredding tools - or by closing the outlet opening , movable slide or similar closure elements can be achieved.
In an sich bekannter Weise kann der Scheibenagglomerator in der Art ausgestaltet sein, dass sich nicht beide Scheiben drehen, sondern vielmehr eine Scheibe stillsteht. Diese als Stator bezeichnete Scheibe weist die Einlassöffnung auf, durch die das Kunststoff-Recyclat in den Zwischenraum zwischen den beiden Scheiben gelangt. Die andere, als Rotor bezeichnete Scheibe ist drehbar gelagert und angetrieben. Bei dieser Ausgestaltung kann der Zerkleinerungsring drehfest an dem Stator gehalten sein. In ersten praktischen Versuchen hat sich herausgestellt, dass eine hervorragende Zerkleinerungswirkung auch bei stillstehendem Zerkleinerungsring erreicht werden kann, da durch den Rotor die agglomerierten Materialstränge mitgenommen werden und nicht nur in radialer, sondern auch in tangentialer Richtung eine Relativbewegung zum Stator und dementsprechend auch zum Zerkleinerungsring ausführen, so dass die Zerkleinerungswerkzeuge auf die Materialstränge einwirken können.In a manner known per se, the disk agglomerator can be designed in such a way that not both disks rotate, but rather one disk stands still. This disc, known as the stator, has the inlet opening through which the recycled plastic enters the space between the two discs. The other disc, known as the rotor, is rotatably mounted and driven. In this embodiment, the shredding ring can be held on the stator in a rotationally fixed manner. Initial practical tests have shown that an excellent shredding effect can be achieved even when the shredding ring is stationary, since the agglomerated material strands are carried along by the rotor and perform a relative movement not only in the radial but also in the tangential direction to the stator and accordingly also to the shredding ring , so that the shredding tools can act on the material strands.
Grundsätzlich kann vorgesehen sein, dass die Zerkleinerungswerkzeuge einfach ein Widerlager bilden, gegen das die aus dem Scheibenagglomerator austretenden Materialstränge geraten, so dass sie abgeschert und auf diese Weise zerkleinert werden. In einer Ausgestaltung können die Zerkleinerungswerkzeuge als Messer ausgestaltet sein, so dass die Zerkleinerung der Materialstränge möglichst widerstandsarm erfolgen kann und daher möglichst wenig Energie erfordert.In principle, it can be provided that the shredding tools simply form an abutment against which the material strands emerging from the disc agglomerator come into contact, so that they are sheared off and shredded in this way. In one embodiment, the shredding tools can be designed as knives, so that the shredding of the material strands can take place with as little resistance as possible and therefore requires as little energy as possible.
Die Messer können dabei, bezogen auf die Achse des Agglomerators, vorteilhaft in einem Winkel zwischen 35° und 80° angeordnet sein, was die Schneidkante der Messer betrifft. Dadurch wird ein ziehender Schnitt erreicht, was energetisch vorteilhaft ist und zudem hinsichtlich der mechanischen Beanspruchung der Messer vorteilhaft ist. Im Hinblick auf diese beiden Aspekte kann der Winkel, in dem die Schneidkanten der Messer zur Achse des Agglomerators ausgerichtet sind, in einer als vorteilhaft erachteten Ausgestaltung zwischen 45° und 60° betragen.The knives can advantageously be arranged at an angle between 35° and 80° with respect to the axis of the agglomerator, as far as the cutting edge of the knives is concerned. This results in a pulling cut, which is energetically advantageous and is also advantageous in terms of the mechanical stress on the knives. With regard to these two aspects, the angle at which the cutting edges of the knives are aligned with the axis of the agglomerator can be between 45° and 60° in an embodiment that is considered advantageous.
In einer Ausgestaltung können die Messer jeweils auswechselbar in dem Ringzerkleinerer angeordnet sein. Dies ermöglicht einen schnellen und unkomplizierten Austausch einzelner verschlissener Messer, oder auch bei Bedarf den Austausch eines oder sämtlicher Messer gegen solche mit einer unterschiedlich gestalteten Schneide.In one embodiment, the knives can each be arranged interchangeably in the ring shredder. This enables quick and easy replacement of individual worn knives, or, if necessary, the replacement of one or all knives with ones with a differently designed cutting edge.
Die Messer können in einer Ausgestaltung jeweils in einem Messerhalter angeordnet sein, der auswechselbar an dem Ringzerkleinerer gehalten ist. Auch hierdurch wird ein Austausch einzelner oder sämtlicher Messer wie oben erläutert ermöglicht. Außerdem kann der Messerhalter als stabiles Element ausgestaltet sein, so dass nicht ein schmales, empfindliches Messer separat gehandhabt zu werden braucht. Beispielsweise ermöglicht der Messerhalter, der eine größere Materialstärke aufweisen kann als das Messer selbst, eine Schraubbefestigung des Messers am Ringzerkleinerer mit einem hohen Anzugsmoment der Befestigungsschraube, ohne das Messer zu gefährden.In one embodiment, the knives can each be arranged in a knife holder which is held interchangeably on the ring shredder. This also makes it possible to exchange individual or all knives as explained above. In addition, the knife holder can be designed as a stable element, so that a narrow, sensitive knife does not need to be handled separately. For example, the knife holder, which can have a greater material thickness than the knife itself, allows the knife to be screwed to the ring shredder with a screw High tightening torque of the fastening screw without endangering the knife.
Unabhängig davon, ob die Messer direkt oder mittels eines Messerhalters am Ringzerkleinerer festgelegt sind, können Sie in einer Ausgestaltung in radialer Richtung verstellbar montiert sein. Auf diese Weise kann die Spaltweite des Ringspaltes, der sich zwischen der Austrittsöffnung und den Messern ergibt, eingestellt werden, um auf diese Weise die Größe der erzeugten kürzeren Stücke zu beeinflussen.Regardless of whether the knives are attached to the ring shredder directly or by means of a knife holder, in one embodiment they can be mounted in an adjustable manner in the radial direction. In this way, the gap width of the annular gap that arises between the outlet opening and the knives can be adjusted in order to influence the size of the shorter pieces produced.
Am Zerkleinerungsring können in einer Ausgestaltung mehrere Aufnahmen vorhanden sein, die dazu bestimmt sind, Zerkleinerungswerkzeuge aufzunehmen, indem beispielsweise die Messer selbst oder die mit den Messern versehenen Messerhalter in den Aufnahmen gehalten werden können. Der Zerkleinerungsring kann bei dieser Ausgestaltung eine solche Vielzahl von Aufnahmen aufweisen, dass in vielen praktischen Anwendungen eine dementsprechende Anzahl von Messern nicht erforderlich ist. Dementsprechend sind bei dieser Ausgestaltung der Anlage nicht sämtliche Aufnahmen mit einem Zerkleinerungswerkzeug bestückt. Je nach dem verwendeten Kunststoff-Recyclat oder der gewünschten Größe der kürzeren Stücke, in welche die agglomerierten Materialstränge zerkleinert werden sollen, kann die Anzahl der eingesetzten Zerkleinerungswerkzeuge variieren.In one embodiment, several receptacles can be present on the shredding ring, which are intended to accommodate shredding tools, for example by holding the knives themselves or the knife holders provided with the knives in the receptacles. In this embodiment, the shredding ring can have such a large number of receptacles that in many practical applications a corresponding number of knives is not required. Accordingly, in this design of the system, not all receptacles are equipped with a shredding tool. Depending on the plastic recyclate used or the desired size of the shorter pieces into which the agglomerated material strands are to be shredded, the number of shredding tools used can vary.
Die Aufnahmen, die nicht benötigt werden und dementsprechend nicht mit einem Zerkleinerungswerkzeug bestückt sind, werden bei dieser Ausgestaltung mit einem Abdeckelement abgedeckt. Auf diese Weise werden die Aufnahmen selbst geschützt, beispielsweise vor Verschmutzungen, die möglicherweise eine spätere Montage eines Zerkleinerungswerkzeug in dieser Aufnahme erschweren würden. Und es wird auch im Sinne der Unfallvermeidung ein Schutz für das Personal erreicht, indem eine möglichst glattflächige Ausgestaltung der Anlage erreicht werden kann und eine zerklüftete äußere Oberfläche des Zerkleinerungsrings vermieden wird.The receptacles that are not required and are therefore not equipped with a shredding tool are covered with a cover element in this embodiment. In this way, the receptacles themselves are protected, for example from contamination that would possibly make later installation of a shredding tool in this receptacle more difficult. And protection for the personnel is also achieved in the sense of avoiding accidents by making the system as smooth as possible and avoiding a jagged outer surface of the shredding ring.
In einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Ringzerkleinerer nicht nur eine Reihe von Zerkleinerungswerkzeugen aufweist, die ringförmig an dem Stator des Scheibenagglomerators angeordnet sind, sondern vielmehr an beiden Scheiben jeweils eine ringförmig angeordnete Reihe von Zerkleinerungswerkzeugen aufweist, so dass die agglomerierten Materialstränge, die radial nach außen aus der Austrittsöffnung heraustreten, durch eine Scherbewegung zwischen den beiden unterschiedlichen Reihen von Zerkleinerungswerkzeugen in die kurzen Stücke zerkleinert werden. Die Anlage weist demzufolge erste Zerkleinerungswerkzeuge auf, die auf einer ersten Kreislinie mit einem ersten Durchmesser angeordnet sind und mit einer ersten Scheibe des Scheibenagglomerators verbunden sind, und sie weist zweite Zerkleinerungswerkzeuge auf, die auf einer zweiten Kreislinie mit einem zweiten Durchmesser angeordnet sind und mit einer zweiten Scheibe des Scheibenagglomerators verbunden sind. Die ersten und zweiten Zerkleinerungswerkzeuge sind relativ zueinander beweglich, da die beiden Scheiben des Scheibenagglomerators relativ zueinander beweglich sind. Die Durchmesser der ersten und zweiten Kreislinien sind unterschiedlich, so dass die ersten und zweiten Zerkleinerungswerkzeuge scherenartig zusammenwirken und zwischen sich die agglomerierten Materialstränge zerkleinern.In one embodiment, it can be provided that the ring shredder not only has a row of shredding tools which are arranged in a ring on the stator of the disk agglomerator, but rather has a row of shredding tools arranged in a ring on both disks, so that the agglomerated material strands, which are radial emerging outwards from the outlet opening, are shredded into short pieces by a shearing movement between the two different rows of shredding tools. The system therefore has first comminution tools which are arranged on a first circular line with a first diameter and are connected to a first disk of the disk agglomerator, and it has second comminution tools which are arranged on a second circular line with a second diameter and with a second disk of the disk agglomerator are connected. The first and second comminution tools are movable relative to one another because the two disks of the disk agglomerator are movable relative to one another. The diameters of the first and second circular lines are different, so that the first and second shredding tools work together like scissors and shred the agglomerated material strands between them.
Bei dieser beschriebenen Ausgestaltung der Anlage kann vorgesehen sein, dass die ersten und zweiten Zerkleinerungswerkzeuge jeweils auf einem Haltering angeordnet sind, der mit der jeweiligen ersten und zweiten Scheibe des Scheibenagglomerators verbunden ist. Beide Halteringe weisen jeweils einen als Ringnut ausgestalteten Freiraum auf, in den die Zerkleinerungswerkzeuge, die an dem jeweils anderen Haltering angeordnet sind, eintauchen können, wenn Zerkleinerungswerkzeuge in axialer Richtung des Scheibenagglomerators verstellt werden. Wenn beispielsweise die Zerkleinerungswerkzeuge, die am Stator angeordnet sind, in axialer Richtung zum Rotor hin verstellt werden, tauchen die Zerkleinerungswerkzeuge jeweils in die Ringnut des gegenüberliegenden Halterings ein. Durch die Möglichkeit, in dem jeweils gegenüberliegenden Haltering aufgenommen werden zu können, können die Zerkleinerungswerkzeuge so lang ausgestaltet werden, dass sie auch bei großer Spaltbreite der Auslassöffnung eine Scherwirkung zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen über die ganze Spaltbreite sichergestellt werden kann.In this described embodiment of the system, it can be provided that the first and second comminution tools are each arranged on a retaining ring which is connected to the respective first and second disk of the disk agglomerator. Both retaining rings each have a free space designed as an annular groove into which the comminution tools, which are arranged on the other retaining ring, can immerse when comminution tools are adjusted in the axial direction of the disk agglomerator. For example, if the shredding tools that are arranged on the stator are adjusted in the axial direction towards the rotor, the shredding tools each dip into the annular groove of the opposite retaining ring. Due to the possibility of being accommodated in the opposite retaining ring, the comminution tools can be designed so long that a shearing effect between the comminution tools can be ensured over the entire gap width, even if the gap width of the outlet opening is large.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der rein schematischen Darstellungen näher erläutert, wobei einzelne Gestaltungsmerkmale eines bestimmten Ausführungsbeispiels einer Anlage zum Agglomerieren und Zerkleinern von Kunststoff-Recyclat nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt sind, sondern auch bei anderen Ausgestaltungen und / oder in anderen Kombinationen verwirklicht werden können. Dabei zeigt
-
1 eine perspektivische Ansicht auf eine Anlage zum Agglomerieren und Zerkleinern von Kunststoff-Recyclat, mit einem ersten Scheibenagglomerators, -
2 und3 Ansichten auf einen ersten Ringzerkleinerer, in einer Normalstellung -
4 und5 Ansichten aufden Ringzerkleinerer der 2 und 3 , in einer Anfahrstellung, -
6 eine perspektivische Ansicht auf einen Zerkleinerungsring des Ringzerkleinerers der2 bis 5 , -
7 eine perspektivische Ansicht auf einen Längsschnitt durch einen zweiten Ringzerkleinerer in der Anfahrstellung, -
8 eine Ansicht aufden Ringzerkleinerer der 7 in der Normalstellung, -
9 eine perspektivische Ansicht auf einen Längsschnitt durch einen dritten Ringzerkleinerer in der Anfahrstellung, -
10 eine Ansicht aufden Ringzerkleinerer der 9 in der Normalstellung, und -
11 einen vertikalen Querschnitt durch einen dritten Scheibenagglomerator.
-
1 a perspective view of a system for agglomerating and shredding plastic recyclate, with a first disk agglomerator, -
2 and3 Views of a first ring shredder, in a normal position -
4 and5 Views of thering shredder 2 and3 , in a starting position, -
6 a perspective view of a shredding ring of thering shredder 2 until5 , -
7 a perspective view of a longitudinal section through a second ring shredder in the start-up position, -
8th a view of thering shredder 7 in the normal position, -
9 a perspective view of a longitudinal section through a third ring shredder in the start-up position, -
10 a view of thering shredder 9 in the normal position, and -
11 a vertical cross section through a third disc agglomerator.
In
Im unteren Umfangsbereich der beiden Scheiben des Scheibenagglomerators 2 schließt eine Fördereinrichtung 7 an den Scheibenagglomerator 2 an, so dass die im Scheibenagglomerator 2 erzeugten Agglomerate mittels der Fördereinrichtung 7 in einer Förderrichtung F zu einer nachgeschalteten Einrichtung transportiert werden können, in welcher die Agglomerate nicht lediglich zwischengelagert, sondern weiterverarbeitet werden. Ein Absaug-Anschluss 7a dient dazu, bei der Agglomeration entstandene Gase aus dem Agglomerate-Strom abzuziehen, so dass ein unerwünschter Gaseintrag beispielsweise in einen nachgeschalteten Extruder möglichst weitgehend reduziert werden kann.In the lower circumferential region of the two disks of the
Die
Durch die drei Ring-Stellzylinder 6r kann der Zerkleinerungsring 9, der radial außen auf der Mantelfläche des Stators 3 angeordnet ist, in axialer Richtung bewegt werden und so dem Rotor 5 angenähert oder von diesem entfernt werden, auch wenn der Stator 3 dabei seine Position beibehält. Hierdurch kann der Zerkleinerungsring 9 in die aus
Wenn die Ring-Stellzylinder 6r ausgefahren werden, wird der Zerkleinerungsring 9 des Ringzerkleinerers 8 über den Spalt 12 geschoben und auf diese Weise die Auslassöffnung 34 geschlossen, was als Anfahrstellung des Scheibenagglomerators 2 bezeichnet wird und bewirkt, dass das im Scheibenagglomerator 2 zwischen dem Stator 3 und dem Rotor 5 befindliche Material beim Anfahren des Scheibenagglomerators 2 nicht so schnell radial nach außen aus der Auslassöffnung 34 gelangen kann, sondern länger im Scheibenagglomerator 2 gehalten und mechanisch bearbeitet werden kann. Zwar wird ein direkter Kontakt der feststehenden und der drehenden Bestandteile des Scheibenagglomerators 2 vermieden, durch die minimale Öffnungsweite der Auslassöffnung 34 und die erforderliche Richtungsumlenkung, die das Material bei seinem Weg radial nach außen nehmen muss, wird mit dem in die Anfahrstellung bewegten Zerkleinerungsring 9 eine Art Labyrinthdichtung geschaffen, welche die Auslassöffnung 34 unter praktischen Gesichtspunkten ausreichend dicht verschließt.When the
Der Anfahrprozess wird durch das Schließen der Auslassöffnung 34 zeitlich verkürzt und das Entweichen von unzureichend agglomeriertem Material kann weitgehend oder sogar vollständig vermieden werden. Daher kann in Abweichung von dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch vorgesehen sein, den Zerkleinerungsring 9 ohne Zerkleinerungswerkzuge 10 zu verwenden, so dass er in diesem Fall als Anfahrring bezeichnet werden kann, dem lediglich die Verschließfunktion zukommt, um die Auslassöffnung 34 beim Anfahren des Scheibenagglomerators 2 zu verschließen.The start-up process is shortened in time by closing the
Während der Ringzerkleinerer 8 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel am stillt stehenden Stator 3 gehalten ist und lediglich axial verstellbar ist, kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Zerkleinerungsring 9 einen eigenen Drehantrieb aufweisen. Die Zerkleinerungswerkzuge 10 können dann als Förderorgane wirken, und / oder zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte, am Zerkleinerungsring 9 vorhandene Förderorgane können dann dazu dienen, die zerkleinerten Agglomerate in eine unmittelbar angrenzende Förderleitung zu fördern.While the
Die
Die Halter 15 sind mithilfe von Langlöchern in radialer Richtung verstellbar an den Segmenten 11 festgelegt, so dass der radiale Abstand einstellbar ist, in welchem sich die Messer 16 vor dem Spalt 12 befinden. Jedes Segment 11 weist drei sogenannte Aufnahmen 17 auf, nämlich Montageplätze für Zerkleinerungswerkzeuge 10, und bietet damit die Möglichkeit, dass jeweils drei Zerkleinerungswerkzeuge 10 an einem Segment 11 montiert werden können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist pro Segment 11 lediglich ein Zerkleinerungswerkzeug 10 dargestellt, während die beiden übrigen jeweiligen Aufnahmen 17 jeweils mittels eines Abdeckelements 18 gegen Verschmutzungen und gegen das Eindringen von Kunststoff geschützt sind, um bei Bedarf eine problemlose Montage eines Zerkleinerungswerkzeuge 10 oder eines eigens als Förderorgan ausgestalteten Elements zu ermöglichen.The
Dadurch, dass der Spalt 12 wie in
Entweder nur einer oder aber auch beide Zerkleinerungsringe 9 des Ringzerkleinerers 8 können einen eigenen Antrieb aufweisen, so dass die förderwirksam ausgestalteten Zerkleinerungswerkzeuge 10 dazu dienen können, die zerkleinerten Agglomerate dort, wo das Gehäuse 20 an eine Förderleitung 21 anschließt, mit Druck in die Förderleitung 21 zu führen. Weiterhin kann abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass radial außerhalb der beiden Zerkleinerungsringe 9 ein zusätzlicher drehbarer Ring mit eigenem Antrieb angeordnet ist, der ein oder mehrere Förderorgane trägt.Either only one or both shredding
Wie bei dem Ausführungsbeispiel der
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Mittels der Zerkleinerungswerkzeuge 10 wird das erfasste Material innerhalb des Gehäuses 20 zu einer Gehäuseöffnung 24 gefördert, welche die Auslassöffnung 34 des Scheibenagglomerators 2 bildet. Dort erfolgt eine Scherwirkung zur Zerkleinerung der Agglomerate nicht mithilfe eines zweiten Zerkleinerungsrings, sondern vielmehr im Zusammenspiel mit der Kante des Gehäuses 20, welche die Gehäuseöffnung 24 umgibt. Die länglichen Agglomerate werden dabei auch nicht in separate kürzere Stücke zerkleinert, sondern regelrecht in den an die Gehäuseöffnung 24 anschließenden Raum hineingespachtelt und auf diese Weise zerkleinert. Die Zerkleinerungswerkzeuge 10 weisen zu diesem Zweck eine auf das Material einwirkende Vorderseite auf, die in einem geeigneten Winkel von einer rein radialen Ausrichtung nach hinten abweicht. Auf diese Weise wird eine Spachtelwirkung erzielt, mit welcher das Material in eine Förderleitung 21 eingebracht wird, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar an das Gehäuse 20 anschließt.By means of the
Die Förderleitung 21 der
Die Förderleitung 21 weist eine Öffnung dort auf, wo sie an das Gehäuse 20 des Scheibenagglomerators 2 anschließt. Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Verschlusselement zwischen dem Gehäuse 20 und der Förderleitung 21 angeordnet sein, beispielsweise in Form eines am Gehäuse 20 oder an der Förderleitung 21 angeordneten Schiebers. Ähnlich wie die Möglichkeit, die Auslassöffnung 34 mittels eines axial verstellbaren Zerkleinerungsrings 9 oder eines axial verstellbaren Stators 3 zu verschließen, kann auch mittels des Verschlusselements Material in der Anfahrphase des Scheibenagglomerators 2 zunächst so lange im Scheibenagglomerator 2 gehalten werden, bis das Material ausreichend agglomeriert ist. Anschließend wird das Verschlusselement, z. B. der erwähnte Schieber, geöffnet, um das nun ausreichend agglomerierte Material aus dem Gehäuse 20 und in die Förderleitung 21 gelangen zu lassen.The
Weiterhin kann, bei dem Ausführungsbeispiel der
Bezugszeichen:Reference symbol:
- 11
- AnlageAttachment
- 22
- ScheibenagglomeratorDisc agglomerator
- 33
- Statorstator
- 44
- EinlassöffnungInlet opening
- 55
- Rotorrotor
- 66
-
6s = Stator-Stellzylinder 6r = Ring-Stellzylinder6s =
stator actuating cylinder 6r = ring actuating cylinder - 77
- Fördereinrichtung, 7a = Absaug-Anschluss F = FörderrichtungConveying device, 7a = suction connection F = conveying direction
- 88th
- RingzerkleinererRing crusher
- 99
- Zerkleinerungsringcrushing ring
- 1010
- Zerkleinerungswerkzeugshredding tool
- 1111
- Segmentsegment
- 1212
- Spaltgap
- 1414
- AbweiserDeflector
- 1515
- Halterholder
- 1616
- MesserKnife
- 1717
- AufnahmeRecording
- 1818
- AbdeckelementCover element
- 1919
- Knetleistenkneading bars
- 2020
- GehäuseHousing
- 2121
- Förderleitungdelivery line
- 2222
- RingnutRing groove
- 2323
- Scheibenzwischenraumspace between panes
- 2424
- GehäuseöffnungCase opening
- 2525
- FörderschneckeAuger
- 3434
- AuslassöffnungExhaust opening
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2817131 B1 [0003]EP 2817131 B1 [0003]
- DE 4118858 [0005]DE 4118858 [0005]
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- 2022-03-25 DE DE102022107077.8A patent/DE102022107077A1/en active Pending
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2023
- 2023-03-23 WO PCT/EP2023/057572 patent/WO2023180495A1/en unknown
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Also Published As
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WO2023180495A1 (en) | 2023-09-28 |
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