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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall,
bestehend aus einem Behälter mit ringförmiger Wand, oberhalb dessen zur Aufnahme
von Abfall und Wasser dienenden Bodens ein umlaufender, im Abstand von der Wand
angeordneter scheibenförmiger Zerkleinerungsrotor angeordnet ist, dessen obere Fläche
Schneidwerkzeuge aufweist und der von einem stationären Sieb umgeben ist.
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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art sind die auf der oberen
Fläche des Zerkleinerungsrotors angeordneten Schneidwerkzeuge als rundum drehbare
Messer ausgebildet. Diese Ausbildung mag für bestimmte Fälle, z. B. für die Zerkleinerung
von Binden, vorteilhaft sein und eventuelle Anlaufschwierigkeiten bei Inbetriebnahme
des gefüllten Gerätes vermeiden, sie hat jedoch den Nachteil, daß sich die drehbaren
Messer bei Auftreten einer Belastung, z. B. durch zusammengeballte Abfälle, wegdrehen
können, wodurch der Zerkleinerungsvorgang beeinträchtigt wird und eine Verstopfung
des Siebes eintreten kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung
zum Zerkleinern von Abfall so zu verbessern, daß die Ausbringung des aus Wasser
und dem zerkleinerten Abfall bestehenden Breies beschleunigt und die Gefahr einer
Verstopfung des Siebes durch nicht ausreichend zerkleinerten Abfall vermieden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Rand des scheibenförmigen
Zerkleinerungsrotors mindestens ein sich senkrecht dazu erstreckender Ansatz vorgesehen
ist, der zumindest die oberhalb des Randes des Zerkleinerungsrotors liegenden Öffnungen
des Siebes überstreicht. Dieser Ansatz verhindert einerseits eine Ansammlung von
Material, die das Sieb verstopfen könnte, und er unterstützt andererseits die Pumpwirkung,
die von der durch die Drehung des Zerkleinerungsrotors erzeugten Fliehkraft herrührt.
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Der radiale Abstand zwischen dem Ansatz und dem Sieb kann einstellbar
sein, da für verschiedene Arten von Abfall verschiedene Abstände zweckmäßig sein
können. So wird man bei der Zerkleinerung von langen Fasern od. dgl. einen kleinen
Abstand wählen, um mit dem Ansatz gleichzeitig eine Scherwirkung zu erzielen.
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Das Sieb und der Ansatz können sich von dem Rand des Zerkleinerungsrotors
sowohl nach oben als auch nach unten erstrecken. Dabei ist es zweckmäßig, wenn sich
das Sieb bis zum Boden der Vorrichtung erstreckt, um zu verhindern, daß Abfall das
Sieb umgehen kann. Es kann jedoch auch eine Scheibe auf der Welle des Zerkleinerungsrotors
unterhalb desselben angeordnet werden, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser
des Siebes. Dabei kann am unteren Rand des Siebes zwischen dem Zerkleinerungsrotor
und der Scheibe eine Platte mit einer Mittelöffnung zur Durchführung der den Rotor
antreibenden Welle befestigt sein, wobei zwischen der Welle und der Platte ein Ringspalt
verbleibt. Am Außenrand der Scheibe soll mindestens ein Pumpansatz vorgesehen werden,
der sich außerhalb des Siebes nach oben erstreckt und eine Saugwirkung auf das im
Behälter befindliche Gut ausübt und somit die Pumpwirkung des Rotors und dessen
Ansätze unterstützt.
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Um zu vermeiden, daß sich unterhalb des Zerkleinerungsrotors Abfall
ansammeln kann, der ein Blockieren des Rotors verursachen könnte, können auf der
Unterseite des Zerkleinerungsrotors zusätzliche Schneidzähne angeordnet werden.
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Die auf der Oberseite des Zerkleinerungsrotors angeordneten Schneidwerkzeuge
bestehen vorzugsweise aus zahn- oder dornartigen Erhebungen, wobei die der Drehachse
am nächsten liegenden Schneidzähne aus einem härteren und spröderen Material bestehen
als die weiter außen liegenden, da diese letzteren auf Grund der größeren Umfangsgeschwindigkeit
stärkeren Beanspruchungen ausgesetzt sind und daher leichter brechen. Aus dem gleichen
Grunde können die innenliegenden Schneidzähne höher ausgeführt sein als die weiter
außen liegenden.
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Das den Zerkleinerungsrotor umgebende stationäre Sieb ist mit Öffnungen
versehen, die je nach der Art des zu verarbeitenden Abfalls in Form und Größe variieren
können. Besonders vorteilhaft hat sich die Anordnung von waagerecht verlaufenden
Längsschlitzen erwiesen, deren Länge mindestens viermal so groß ist wie ihre Breite.
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In- an sich bekannter Weise kann im Behälter über dem Zerkleinerungsrotor
mindestens ein stationäres Schneidmesser angeordnet sein, das über den Ansatz radial
nach innen vorsteht und in Zusammenarbeit mit dem Ansatz die Zerkleinerung begünstigt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einiger Ausführungsbeispiele
mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
einer erfindungsgemäßen Abfallzerkleinerungsvorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht
der Vorrichtung von F i g.1, F i g. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach F
i g.1, F i g. 4 eine auseinandergezogene Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 bis
3, F i g. 5 einen vergrößerten Teilschnitt der Vorrichtung nach F i g. 1 bis 4,
F i g. 6 eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 7
einen Schnitt gemäß Linie 7-7 in F i g. 6, F i g. 8 eine vergrößerte Teilansicht
eines Teils der Ausführungsform gemäß F i g. 7, F i g. 9 ein den Zerkleinerungsrotor
umgebendes Sieb im Schnitt, F i g. 10 eine zweite Ausführungsform des Siebes im
Schnitt und F i g.11 eine dritte Ausführungsform des Siebes im Schnitt.
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Die in den F i g. 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung zum Zerkleinern
von Abfall weist einen zylindrischen Behälter 20 zur Aufnahme des zu zerkleinernden
Abfalls auf, an dessen Boden ein scheibenförmiger Zerkleinerungsrotor 21 angeordnet
ist. Letzterer trägt an seiner Oberfläche Schneidzähne 22, die entweder über die
ganze Fläche oder über einen Teil in der Nähe des Randes des Rotors 21 verteilt
sein können. Der Rotor 21 ist von einem Sieb 23 umgeben, das auf der geneigten Deckplatte
24 des Untergestells 25 aufliegt und an seiner Oberkante einen Flansch 26 aufweist,
der sich bis zum Boden 27 des Behälters 20 erstreckt. Das Sieb 23 weist eine Vielzahl
waagerechter Schlitze 28 auf, durch die ein Gemisch aus Wasser und zerkleinertem
Material fließen kann, wenn der auf einer Welle 29 sitzende
Zerkleinerungsrotor
21 über einen Riemen 31 durch einen Motor 30 angetrieben wird.
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Der Motor 30 ruht auf einem Fortsatz 32 des Untergestells 25 und trägt,
wie aus F i g. 4 ersichtlich, eine Antriebsriemenscheibe 33 mit Buchse 34. Die Welle
29 des Rotors 21 ist in Lagern 35, 36 gelagert und wird durch den Riemen 31 über
eine Riemenscheibe 38 mit Buchse 39 angetrieben. Die Welle 29 ist durch eine Stopfbuchse
abgedichtet, die aus Dichtungsscheiben 40, Scheiben 42 und Muttern 43 besteht.
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Ein aus einer oberen Platte 45 und Seitenplatten 46 bestehender Auslaß
44 für den flüssigen Brei verbindet das Sieb 23 mit dem Breiförderzylinder 47 einer
Trockenpresse 49. Der Zylinder 47 setzt sich in einem Gitterrohr 48 fort, das von
einem zylindrischen Mantelgehäuse 50 umgeben ist, dessen Boden und Deckel mit 51
bzw. 52 bezeichnet sind. Innerhalb des Gitterrohres 48 und des Zylinders 47 ist
eine Trockenpressenschnecke 53 angeordnet, die durch ein Lager 54 drehbar an der
Deckplatte 24 des Untergestells 25 befestigt ist. Die Schnecke 53 weist Schraubengänge
55 auf und ist an der Welle 56 eines Antriebsmotors 57 befestigt. Vom Gehäusedeckel
52 geht eine Entleerungsrinne 58 aus, und ein einstellbares Messer 59, das mit der
Schnecke 53 umläuft, ist am Boden des Deckels 52 unter der Eintrittsöffnung 60 zur
Rinne 58 und über den Schraubengängen 55 angeordnet. Ein Deckel 64 gestattet den
Zugang zum Mantelgehäuse 50.
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Beim Gebrauch der Vorrichtung wird das zu zerkleinernde Material in
einen auf den Behälter 20 aufgesetzten Einfülltrog 65 eingebracht, von wo es in
den Behälter 20 und zum Zerkleinerungsrotor 21 gelangt. Durch den Anschluß 66 (F
i g. 4) wird frisches Wasser in die Vorrichtung eingeführt, wobei die Höhe des Flüssigkeitsstandes
durch eine nicht dargestellte automatische Wasserstandsregeleinrichtung eingestellt
wird. Wenn der Zerkleinerungsrotor 21 angetrieben wird, wird das im Behälter 20
auf den Rotor 21 auftreffende Material zerkleinert. Dabei bildet sich ein aus Flüssigkeit
und darin suspendierten kleinen Festteilchen bestehender Brei, der durch den Auslaß
44 zur Basis der Schnecke 53 im Breiförderzylinder 47 abfließt. Eine Pumpe ist bei
dieser Vorrichtung nicht erforderlich, da der flüssige Brei auf Grund der Schwerkraft,
des Pumpeffekts des umlaufenden Rotors 21 und der Förderwirkung der Schnekke 53
in die Trockenpresse 49 fließt. Durch die Drehung der Schnecke 53 wird der Brei
auf den Schraubengängen 55 nach oben gefördert, wobei die Feststoffe zum Messer
59 hin gedrückt werden, während die flüssigen Bestandteile durch das Gitterrohr
48 hindurchströmen. Die Flüssigkeit fällt infolge der Schwerkraft im Zwischenraum
zwischen dem Mantelgehäuse 50 und dem Gitterrohr 48 herab, wird durch die Bodenplatte
51 abgelenkt und kehrt in Richtung des Pfeiles A (F i g. 3) durch die öffnung 70
in den zylindrischen Behälter 20 zurück. Wenn eine beträchtliche Menge überschüssigen
Wassers vorhanden ist, kann das Frischwasser und gegebenenfalls auch ein Teil des
Breis unmittelbar durch einen Überlauf 71. abgeleitet werden. Zu diesem Zweck ist
im Gehäuse der Trockenpresse 49 ein Leitblech 72 vorgesehen, das durch eine Schraube
73 befestigt ist. Das rotierende Messer 59 teilt einen sich eventuell bildenden
Pfropfen in kleine Stücke, die durch die Eintrittsöffnung 60 und die Rinne 58 leicht
aus der Vorrichtung abgeführt werden können. Um zu vermeiden, daß sich der Pfropfen
mitdreht, sind Vorsprünge 67 (F i g. 3) vorgesehen. Das in F i g. 3 gezeigte Messer
59 ist mit der Schnecke 53 mittels eines Stiftes 68 verbunden, der in eine senkrechte
Aussparung 69 im Messer 59 hineinragt. Dadurch kann die Stellung des Messers axial
zur Schnecke 53 verändert und damit die Länge des Pfropfens geändert werden, von
der sowohl die Trockenheit des durch die Entleerungsrinne 58 austretenden Materials
als auch die Größe der zum Antrieb der Schnecke 53 erforderlichen Kraft abhängen.
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Die Unterseite 55a der Schraubengänge 55 der Trockenpresse
49 kann mit Borsten versehen sein, die das Gitterrohr 48 sauber halten und somit
ein Verstopfen desselben verhindern. Die Oberseite 55 b
der Schraubengänge
ist dagegen glatt, um ein Mitdrehen des Breies zu vermeiden.
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Das Sieb 23 weist längliche, waagerecht verlaufende Schlitze 28 auf.
Die Form der Schlitze hängt von dem jeweiligen Verwendungszweck ab. So wird der
längliche Schlitz 28 in erster Linie dann verwendet, wenn in der Vorrichtung kunststoffbeschichtetes
Papier, wie kunststoffbeschichtete Milchbehälter, behandelt wird. Bei einer derartigen
Verwendung ist es wichtig, daß das zerkleinerte Material durch das Sieb 23 hindurchtreten
kann, bevor der Kunststoff vom Papier getrennt wird. Für andere Verwendungszwecke
werden kleinere Schlitze oder kreisrunde Löcher vorgesehen, so z. B., wenn die vollkommene
Zerkleinerung von Dokumenten sicher gewährleistet sein muß.
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Am Rand des Zerkleinerungsrotors 21 sind senkrecht nach oben sich
erstreckende Ansätze 61 vorgesehen, die am Sieb 23 entlangstreifen oder, wie aus
F i g. 5 ersichtlich, in einem sehr geringen Abstand an ihm vorbeigehen. Diese Ansätze
61 bewirken ein zusätzliches Zerkleinern und gleichzeitig einen zusätzlichen Pumpeffekt.
Jeder Ansatz 61 besteht aus einem harten metallischen Material und kann als Schneidklinge
oder lediglich als nach oben gerichteter Vorsprung ausgebildet sein. Seine Aufgabe
ist in erster Linie das Abstreifen.
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Im Boden 27 des zylindrischen Behälters 20 ist eine Anzahl von Leitblechen
62 über dem Rotor 21 angeordnet. Diese Leitbleche 62 dienen dazu, das Material,
wenn es infolge der Fliehkraft radial nach außen geschleudert wird, wieder zum Rotationszentrum
zurückzuführen.
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Der Zerkleinerungsrotor 21 kann mit Zahnreihen nur in der Nähe des
Randes seiner Oberfläche versehen werden, wenn kleinere Gegenstände zerkleinert
werden sollen. Für die Zerkleinerung größerer Gegenstände ist es jedoch zweckmäßiger,
die ganze Oberfläche des Zerkleinerungsrotors 21 mit Zähnen 22 zu versehen. Da sich
bei einer vollständig mit Zähnen bedeckten Zerkleinererfläche die der Drehachse
näher liegenden Zähne mit einer geringeren Geschwindigkeit bewegen als die nahe
dem Rand des Zerkleinerungsrotors liegenden, ist ihre Schlagkraft gegenüber den
zu zerkleinernden Gegenständen geringer als diejenige der weiter außen zum Rand
des Rotors hin liegenden Zähne. Auf Grund der geringeren Schlagkraft können die
der Drehachse näherliegenden Zähne höher ausgebildet sein und aus einem härteren
und spröderen Material bestehen als die näher am Rand des Rotors angeordneten Zähne.
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In den F i g. 6 bis 8 ist eine weitere Ausführungsform
des
Zerkleinerungsrotors und des diesen umgebenden Siebes dargestellt. Während sich
bei dem vorhergehenden Beispiel das Sieb 23 bis zur Deckplatte 24 des Untergestells
25 erstreckt, endet das Sieb 85 hier vor der Deckplatte 95, und es ist durch eine
Platte 86 verschlossen, die eine Mittelöffnung zur Durchführung der Antriebswelle
82 des Zerkleinerungsrotors 83 aufweist. Unterhalb der Platte 86 ist auf der Welle
82 eine mit nach oben gerichteten Pumpansätzen 81 versehene flache Stahlscheibe
80 befestigt. Der Rotor 83 weist an seinem Rand wiederum senkrecht dazu sich erstreckende
Ansätze 84 auf. Die Ansätze 84, von denen zwei im Abstand von 180° gezeigt sind,
erstrecken sich von dem Rand des Zerkleinerungsrotors 83 sowohl nach oben als auch
nach unten. Die Mittelöffnung der Platte 86 ist so groß, daß zwischen ihr und der
Nabe 87 des Rotors 83 ein Ringspalt 88 verbleibt.
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Der Außendurchmesser der Scheibe 80 ist etwas kleiner als der Durchmesser
der Öffnung im Behälterboden 89, während sich die Pumpansätze 81 über diese Abmessung
hinauserstrecken. Der Flansch 90, der sich vom oberen Rand des Siebes 85 nach außen
erstreckt, ist durch Schrauben 91 am Behälterboden 89 befestigt. Der Behälter weist
wiederum Leitbleche 96 auf.
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Vier Stahlmesser 92 sind in Abständen voneinander am Flansch 90 angebracht.
Bei der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform sind die Messer 92 auf einem Ring
93 montiert, der am Flansch 90 des Siebes 85 befestigt ist. Die dreieckigen Messer
92 sind zweckmäßig zur Behandlung nachgiebigen Materials, wie Kunststoff oder Lappen,
das dazu neigt, ohne Widerstand von den Zähnen des Zerkleinerungsrotors 83 abzuprallen.
Auch haben Materialien wie Lumpen, Kunststoff und Schnüre die Eigenschaft, sich
infolge der Drehung des Zerkleinerungsrotors zu einem Knäuel zusammenzudrehen. Während
sich dieser Knäuel dreht, zerschneiden die Messer 92 das Material. Die Messer sind
in genügend großem Abstand über den Ansätzen 84 angeordnet und bezüglich der Flußrichtung
des Materials nach hinten abgeschrägt, so daß sie nicht als Haken wirken oder Metall
einklemmen können. Durch den Zwischenraum können Metallteile ausweichen, und die
rückwärtige Schräge verhindert, daß ein Stück sich so stark festkeilt, daß sich
nachkommende Teile anstauen und schließlich die Vorrichtung verstopfen könnten.
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Die Schneidansätze 84 können mittels einer nicht dargestellten Schraubenverbindung
radial verstellt werden, so daß sie in kleinerem oder größerem Abstand von der Wand
des Siebes 85 angebracht werden können. Diese verstellbaren Ansätze sind bei gewissen
Anwendungen zweckmäßig, z. B., wenn schnurartiges Material zerkleinert werden soll,
das durch die Öffnungen des Siebes abgehen könnte. In diesem Fall schert der verstellbare
Ansatz dieses Material ab.
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Vorzugsweise soll jeder Ansatz alle Öffnungen des Siebes, zumindest
aber die oberhalb des Randes des Zerkleinerungsrotors liegenden Öffnungen, überstreichen.
Wenn das Sieb Öffnungen unterhalb des Randes des Zerkleinerungsrotors aufweist,
könnte jedoch ein Materialrückfluß unterhalb des Siebes t eintreten, wenn sich die
Ansätze nicht nach unten erstrecken und diese Öffnungen überstreichen. Die Ansätze
wirken als Pumpe und drücken das Material durch die Öffnungen nach außen, so daß
ein Rücksaugen desselben verhindert wird.
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Die Scheibe 80 mit den Pumpansätzen 81 dient dazu, außerhalb des Siebes
85 und um den vollen Umfang desselben herum eine Saugwirkung auszuüben und das Material
durch das Sieb 85 nach außen zu saugen, womit die Wirkung des Rotors 83 und dessen
Ansätze 84 unterstützt wird. Es entsteht daher praktisch eine Pumpwirkung, die von
dem nach außen pumpenden Zerkleinerungsrotor 83 mit seinen Ansätzen 84 herrührt,
sowie eine Saugwirkung, die von den Pumpansätzen 81 auf der rotierenden Scheibe
80 hervorgerufen wird.
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Die Platte 86 verhindert, daß Materialstreifen, die groß genug sein
könnten, um die Trockenpresse zu blockieren, unter dem Sieb 85 hindurchtreten. Die
Platte 86 weist keine Durchbrechungen oder Öffnungen auf, so daß das Material mit
Hilfe der soeben beschriebenen Pump- und Saugwirkung durch das Sieb 85 hindurchtreten
muß.
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In der in F i g. 8 dargestellten Ausführungsform ist eine Anzahl von
Schneidzähnen 97 auch auf der Unterseite des Zerkleinerungsrotors angeordnet. Diese
Zähne 97 weisen etwa die Form von nach hinten gebogenen Pumpenschaufeln auf. Sie
dienen einerseits zum Schneiden, andererseits zum Auswerfen von Material, das zufällig
unter den Zerkleinerungsrotor gekommen ist und sich ohne diese Zähne 97 hier ansammeln
und den Rotor blockieren könnte.
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In den F i g. 9, 10 und 11 sind verschiedene Siebe dargestellt. Das
in F i g. 9 gezeigte Sieb 100 besitzt kreisförmige Löcher 101 und ist unten mit
einer umgebogenen oder angeflanschten Abstreifplatte 102
und oben mit einem
Flansch 103 versehen.
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Das Sieb 104 nach F i g. 10 weist Löcher 105 und einen Flansch 106
auf.
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Das in F i g. 11 gezeigte Sieb 107 besitzt einen oberen Flansch
108 und eine Abstreifplatte 109 sowie Längsschlitze 110.
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Das Sieb wird entsprechend dem Verwendungszweck ausgewählt. Das den
Zerkleinerungsrotor 21
gemäß der ersten Ausführungsform umgebende Sieb 23
entspricht der Ausführung gemäß F i g. 10, jedoch mit länglichen Schlitzen gemäß
F i g. 11. Wie bereits erwähnt, werden Siebe dieser Art bei der Zerkleinerung von
kunststoffbeschichtetem Papier verwendet. Die Siebe nach F i g. 9 und 10 eignen
sich zur Zerkleinerung von Papier und/oder Nahrungsmittelabfällen.
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Bezüglich der Schlitze 110 von F i g. 11 sei bemerkt, daß die Länge
der Schlitze mindestens viermal so groß wie ihre Breite sein muß, wenn sie wirksam
sein sollen. Im allgemeinen sollte für die meisten Stoffe die Mindestbreite der
Schlitze nicht kleiner als etwa 6 mm und die maximale Breite derselben nicht größer
als etwa 16 mm sein. Kleinere Abmessungen würden die Wirksamkeit der Schlitze gegenüber
Plastikmaterialien beeinträchtigen, während eine 16 mm übersteigende Breite das
Hindurchtreten zu großer Materialstücke zulassen würde. Diese Abmessungen sind sowohl
im Hinblick auf ein Verstopfen der Trockenpresse als auch hinsichtlich der nötigen
Zerkleinerung des Abfalls erforderlich. Wenn das Verhältnis Schlitzlänge zu Schlitzbreite
nennenswert unter vier liegt, wirkt der Schlitz tatsächlich wie ein rundes Loch
und läßt das Material nicht annähernd so rasch durch wie ein länglicher Schlitz.
Auch
wenn dieses Verhältnis unter drei liegt, besteht eine deutliche Tendenz zum Verstopfen
der Schlitze. Diese Abmessungen gelten im allgemeinen für Siebe mit etwa 4,7 bis
8 mm Dicke, wobei sich die Grenzen für stärkere und dünnere Ringe etwas ändern.
Die Schlitze sollen waagerecht angeordnet sein, wenn sie die Aufgabe erfüllen sollen,
kunststoffbeschichtetes Papier hindurchzulassen. Senkrechte Schlitze wirken fast
genauso wie runde Löcher.