DE19708185C2 - Verfahren und Einrichtung zum Beschicken und Betreiben einer Anlage zum Zerkleinern von recycelbaren Alt-Gütern - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zum Beschicken und Betreiben einer Anlage zum Zerkleinern von recycelbaren Alt-GüternInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1 und die dazugehörige Einrichtung nach Anspruch 5 zum Be
schicken und Betreiben einer Anlage zum Zerkleinern von recycelbaren Alt-Gütern,
wie z. B. Alt-Automobile und/oder paketierter Schrott, mittels einer Zuführeinrichtung
in einem kontinuierlichen Beschickungsablauf.
Bei bekannten derartigen Anlagen besteht das Problem, den Betriebsablauf wegen
der schwer definierbaren Werte, wie Menge und Geometrie des aufzugebenden Alt-
Gutes einen weitgehend kontinuierlichen Prozeßablauf von der Zuführung über die
Zerkleinerung bis zur Abführung des zerkleinerten Gutes für die weitere Aufbereitung
zu sichern. Die EP 0203026 A2 betrifft einen Steinbrecher mit verbesserter
Zuführungskontrolle und umfaßt ein Verfahren und eine Anordnung zur Kontrolle des
Betriebes des Steinbrechers und der. Zuführung des Gesteins. Dazu wird in
Abhängigkeit von dem Füllstand des Gesteins im Vorratsbunker und dem Arbeits-
und Leistungsvermögen des Steinbrechers eine Steuerung vorgeschlagen, die die
Zuführungsgeschwindigkeit für das aufzugebende Gestein verändert. Hierbei ist es
typisch, daß Steinbrecher in der Regel als Backenbrecher arbeiten und das
aufzugebende Gestein trotz variierender Korngröße ein gleichmäßig homogenes
mineralisches Gefüge aufweist.
Das vorgeschlagene Verfahren und die Anordnung lassen sich somit auf die
erfindungsbemäße Aufgabe nicht übertragen; sie vermögen auch nicht, zu lösende
Problem anzuregen.
Nach dem Offenbarungsgehalt der DE 44 26 505 A1 wird ein Einwalzbrecher
beschrieben, bei dem das Brechwerkzeug, die Walze, zugleich Einzugswalze für das
stückige Brechgut ist und die Walze gegen gegen eine Brecherplatte arbeitet.
Aufgabengemäß soll sich der Einwalzenbrecher flexibel an das zu zerkleinernde
Brechgut anpassen. Auch aus den von dieser Erfindung ableitbaren
Lösungsvarianten lassen sich keine Ansätze für das neu zu lösende Problem
erkennen.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, in Abhängigkeit vom aufzugebenden Material
eines Alt-Gutes einerseits eine weitgehend kontinuierliche Zuführung für den Zerklei
nerungsprozeß zu sichern und andererseits durch Rückschlüsse aus dem Zerkleine
rungsprozeß den Betriebsablauf energieoptimiert zu steuern. Dabei sollen das neue
Verfahren und die neue Einrichtung zum Beschicken und Betreiben der Anlage zum
Zerkleinern von recycelbaren Altgütern sich durch folgende Bedingungen vom Stand
der Technik unterscheiden:
- - Die Zerkleinerungsanlage ist ein Hammerbrecher, umfassend einen in einem Gehäuse gelagerten, angetriebenen Rotor mit schwenkbeweglichen Zerkleinerungswerkzeugen, den Hämmern und mindestens einem im Gehäuse angebrachten Gegenwerkzeug. Konstruktiv funktionell und wirkungsmäßig unterscheidet sich dieser Hammerbrecher von den im Stand der Technik beschriebenen Zerkleinerungsmaschinen.
- - Diesem Hammerbrecher ist eine Zuführungseinrichtung vorgeordnet, die zwar mindestens eine Walze umfaßt, jedoch hat die Walze keine zerkleinernde Funktion, sondern eine das Aufgabematerial einziehende und volumenreduzierende Wirkung.
- - Das hiesige Aufgabegut ist im weiteren Sinne Schrott, hingegen werden gemäß dem dokumentierten Stand der Technik Gestein und stückiges Brechgut verarbeitet. Die Zerkleinerungsmaschinen des dokumentierten Standes der Technik sind nicht in der Lage, Schrott zu zerkleinern.
Erfindungsgemäß wird dies nach dem Verfahren entsprechend dem Anspruch 1
und der Einrichtung entsprechend dem
Anspruch 5 gelöst.
Die Unteransprüche 2 bis 4 und 6 bis 18 gestalten den Patentgegenstand
weiter aus.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen in mehreren Ausführungen dargestellt
und beschrieben.
In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 die Gesamtansicht einer Zerkleinerungsmaschine, ein sogenannter
ZERDIRATOR®, zum Zerkleinern von Alt-Gütern 4 (Fig. 4), wie z. B. Alt
karossen von Automobilen, ohne nachgeordnete Entstaubung mit der
erfindungsgemäßen Zuführung,
Fig. 2 die Ausführung einer erfindungsgemäßen, perspektivisch dargestellten
Zuführeinrichtung, insbesondere gesehen im Bereich der Übergabe des
Alt-Gutes 4 zur Zerkleinerungsmaschine 9 (Fig. 1),
Fig. 3 eine Ausführung eines Hebelsystems 3 mit Lagerung einer Walze 2 in
perspektivischer Ansicht und
Fig. 4 eine Ausführung der Zuführeinrichtung mit der oberen Walze 2 vorgela
gertem Preßdeckel 7 in Seitenansicht für besonders sperriges Altgut,
a) mit hochgestelltem Preßdeckel 7 und
b) mit Preßdeckel 7 in vorverdichtender Funktion.
a) mit hochgestelltem Preßdeckel 7 und
b) mit Preßdeckel 7 in vorverdichtender Funktion.
Zur verständlicheren Darstellung des Wirkungszusammenhanges wird zunächst die
Einrichtung beschrieben.
Einer Zerkleinerungsmaschine 9 ist nach den Fig. 1 bis 4 als Zuführeinrichtung ein
Gehäuse 1 mit integrierter Ladeschurre 1.1 und einer oberen, angetriebenen Walze
2 vorgeordnet. Gemäß Fig. 3 lagert die Walze 2 in einem Hebelsystem 3 und ist in
den Seitenwänden 1.2 schwenkbeweglich geführt. Das Hebelsystem 3 stützt sich
sowohl über Lager 3.1 im Gehäuse 1 als auch gegen den Druck von am Gehäuse
befestigten Hydraulikzylindern als Krafterzeugungselemente 3.2 ab. Der Abstand
zwischen der oberen Walze 2 und einem Boden 1.3 ist somit zur Erzielung eines auf
ein zuzuführendes Alt-Gut wirkenden Druckes regelbar. Zugleich ist der Bereich
(Ansicht nach Fig. 2) der Übergabe des Altgutes 4 von der Ladeschurre 1.1 zur
Zerkleinerung durch die in der Höhe zum Boden 1.3 einstellbare obere Walze 2 und
die Seitenwände 1.2 im Gehäuse 1 begrenzt. Es sind entsprechend der schemati
schen Darstellung nach Fig. 1 weiterhin Mittel 5.1, 5.2, 5.3 zur Erfassung von Daten
während der Zuführung und zur Erfassung von Betriebswerten des Zerkleinerungs
prozesses für eine Auswertung und Einsteuerung von erforderlichen Betriebsdaten
aus einer Steuerzentrale 5 der Zerkleinerungsmaschine 9 vorgesehen.
Darüber hinaus ist für die Erfindung wesentlich, daß das Gehäuse 1 mit Ladeschurre
1.1 als kompakte Baueinheit mit den integrierten, bereits genannten Merkmalen
ausgeführt ist.
Diese für den noch darzustellenden Verfahrensablauf wichtige Eigenschaft wird
konstruktiv dadurch erreicht, daß die Zuführeinheit hinsichtlich ihrer Teilevielfalt
wesentlich reduziert wurde und eine hydraulische Antriebseinheit in einem geschlos
senen Raum unter der Ladeschurre 1.1 im Gehäuse 1 steht, wodurch infolge "kurzer
Wege" des der Zerkleinerung zuzuführenden Alt-Gutes 4 erheblich auf den gesam
ten Betriebsprozeß der Anlage Einfluß genommen werden kann.
Diese Kompaktheit unterstützend besteht das Hebelsystem 3 aus zwei parallel
angeordneten, im Knie 3.4 gelagerten Winkelhebeln 3.3, die an den Enden der
vorderen Hebelarme die obere Walze 2 in Lagern 2.1 aufnehmen und an den Enden
der unteren Hebelarme je mit den Hydraulikzylindern als Krafterzeugungselemente
3.2 verbunden sind. Im Bereich der Knie 3.4 weisen die Winkelhebel 3.3 eine den
parallelen Abstand und den praktisch verwindungsfreien Zustand des Hebelsystems
3 sichernde Verbindung auf, was für den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf von
funktioneller Bedeutung ist.
Vorteilhaft für die verfahrensgemäße Zuführung wirkt sich die im Boden 1.3 der
Ladeschurre 1.1 vorgesehene, angetriebene untere Walze 6 aus, wodurch
- - ein Verschleiß der Ladeschurre 1.1 unter der oberen Walze 2 vermieden wird,
- - der sogenannte nachteilige Bananeneffekt durch den einseitigen Walzendruck, infolge dessen sich der Schrott nach oben krümmt und die Eintrittsöffnung zur Zerkleinerung verfehlt, nicht eintritt und
- - doppelte obere Andruckwalzen vermeidbar sind, die zum Aufgabestau führen würden.
Die untere Walze 6 läßt sich vorteilhaft per Kran nach oben ausheben. Damit ist es
möglich, diese in einer Arbeitsschicht auszubauen. Der Bereich der Walze 6 ist nach
unten und zur Seite abgedichtet. Schmutz und Flüssigkeiten, die an dieser Stelle
durch den Spalt zwischen Walze 6 und Ladeschurre 1.1 dringen, werden sicher
aufgefangen und in eine Materialabfuhrrinne weitergeleitet.
Die gesamte Zuführeinheit wird durch einen geschlossenen Hydraulikkreis angetrie
ben, wobei für den Antrieb der Walze 2 ein elektrohydraulischer Antrieb vorgesehen
ist. Der Hydraulikantrieb ist leistungsgeregelt: Bei aufzugebenden leichten Schrotten
wird hoher Durchsatz erreicht, bei problematischerem Schrott steht sofort ein hohes
Drehmoment bereit. Dieser Antrieb für die Walzen 2 und 6 ist hier nicht näher
dargestellt.
Die erfindungsgemäße Zuführeinheit ermöglicht eine Anpreßkraft von z. B. 500 kN.
Normalerweise lastet die obere Walze 2 mit ihrem Eigengewicht auf das zugeführte
Alt-Gut 4, bei sperrigem Material kann zusätzlich eine hydraulische Anpreßkraft
zugeschaltet werden.
Vorteilhaft ist, daß das Pressen und Fördern des Alt-Gutes 4 als bisher getrennte
Arbeitsgänge nunmehr gleichzeitig realisiert werden können.
Um das zu unterstützen, ist das Hebelsystem 3, wie beschrieben, gegen seitliches
Verwinden versteift, so daß es sich nicht verdrehen kann, wenn das zugeführte Alt-
Gut 4 auf einer Seite weniger nachgibt als auf der anderen. Auch bei schwierigem
Material ist es jetzt möglich, die installierte Motorleistung ohne Unterbrechungen zu
nutzen. Vor allem bietet die erfindungsgemäße Ausführung größere Sicherheit bei
der Verarbeitung von Paketschrott, da auch hier infolge der von der oberen Walze 2
übertragenen Anpreßkraft eine relativ gleichmäßige Zuführung des Alt-Gutes zur
Zerkleinerung gewährleistet ist.
Zugleich ist das Hebelsystem 3 mit einem seitlichen Schild versehen, der als Spritz
schutz dient; wenn Material unter dem Druck der Treibrollen splittert, fängt dieser die
wegfliegenden Teile auf.
Für besonders sperriges Material ist ein hydraulisch betriebener Preßdeckel 7 vorge
sehen. Er verdichtet das aufgegebene Material, das sich vor den Walzen 2, 6 auf der
Ladeschurre 1.1 befindet, so daß es besser gegriffen und in den Zerkleinerer
gedrückt werden kann.
Diese erfindungsgemäße Zuführeinheit mit den möglichen Variationen nach den
Ansprüchen 11 bis 23 für die Zerkleinerungsmaschine 9 stellt im wesentlichen die
funktionell erforderliche Einrichtung zur Durchführung des nun im folgenden
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens dar.
Zum Beschicken und Betreiben einer Anlage für das Zerkleinern von recycelbarem
Alt-Gut 4 (Fig. 4), wie z. B. Karossen von Alt-Automobilen und/oder paketiertem
Schrott mittels der oben beschriebenen Zuführeinrichtung in einem weitgehend
kontinuierlichen Beschickungsablauf wird das Alt-Gut 4 durch die angetriebenen
Walzen 2, 6 eingezogen, in weitgehend gleichmäßiger Menge der Zerkleinerung
zugeführt, wobei einerseits, Daten über die Mittel 5.1 während der Zuführung bzw.
des Beschickungsablaufes wie für die gleichmäßige Menge aufgenommen und
andererseits Daten des Zerkleinerungsprozesses über Mittel 5.2 erfaßt werden, um
Einsteuerungsparameter für den Betrieb der Anlage über die Mittel 5.3 in der Steuer
zentrale 5 zu gewinnen. Dadurch kann das Alt-Gut 4 energie- und betriebsoptimiert
der Zerkleinerung zugeführt werden.
Dabei wird während des Beschickungsablaufes der Durchsatz nach den Parametern
aus rückgewonnenen Daten des Zerkleinerungsprozesses wie Stückgröße und/oder
Maschinenauslastung gesteuert, indem danach die Werte für die Zuführgeschwin
digkeit und das erforderliche Einzugsdrehmoment und/oder den Anpreßdruck für
mindestens eine der Walzen 2, 6 eingestellt, anschließend diese Werte für den
Durchsatz des zu zerkleinernden Alt-Gutes 4 erfaßt und für die Leistungsdaten des
Zerkleinerungsprozesses eingegeben, schließlich die Auslastungsdaten des Zerklei
nerungsprozesses für einen differenzierten Beschickungsablauf eingesteuert, dabei
eintretende Störungen, Unterbrechungen, Auswirkungen von Fehlern und/oder
Schwankungen im Betriebsablauf als Signale für die Steuerung des energieoptimier
ten Betriebes der Anlage bis hin zur automatischen Unterbrechung des Anlagen
betriebes verarbeitet werden und mittels ständig ausgewerteter online-Daten von
den jeweiligen Ereignispunkten/-stellen der jeweilige Betriebszustand der Anlage in
der Steuerzentrale 5 darstell- und nachvollziebar ist.
Zu diesem Grundprinzip können die Verfahrensmerkmale gemäß einem der Ansprü
che 2 bis 4 ergänzend angewendet werden.
Die zu verwendende Zerkleinerungsmaschine 9 ist im Anspruch 5
wiedergegeben.
Insgesamt werden mit der Erfindung die Voraussetzungen geschaffen, bei
vergleichsweise gleichen Antriebsleistungsdaten und Baugrößen vorbekannter.
Zerkleinerungsanlagen den Durchsatz zu erhöhen und verfahrensgemäß gesteuert
der Zerkleinerung einen im Querschnitt weitgehend gleichmäßig vorverdichteten
Strang zuzuführen.
Claims (18)
1. Verfahren zum Beschicken und Betreiben eines Hammerbrechers mit in einem
Gehäuse gelagertem, angetriebenen Rotor mit schwenkbeweglichen Hämmern
und mindestens einem im Gehäuse angebrachten Gegenwerkzeug zum
Zerkleinern von recycelbaren metallischen Alt-Gütern jeglicher Art, wie z. B.
Karossen von Alt-Automobilen und/oder paketiertem Schrott, mittels einer dem
Hammerbrecher vorgeordneten Zuführeinrichtung, die eine in einem
Hebelsystem gelagerte Walze beinhaltet, in einem kontinuierlichen
Beschickungsablauf, umfassend die Verfahrensschritte
- - Einzug des Alt-Gutes mittels mindestens einer angetriebenen Walze,
- - Zuführung des Alt-Gutes in weitgehend gleichmäßiger Menge zu der Zerkleinerung und
- - Erfassung von Daten während des Beschickungsablaufes und Zerkleine rungsprozesses zur Gewinnung und Einsteuerung von Betriebsparame tern für die Zuführung des Alt-Gutes und einen energie- und be triebsoptimierten Zerkleinerungsprozeß,
- a) Werte für die Zuführgeschwindigkeit und das erforderliche Einzugs drehmoment und/oder den Anpreßdruck für mindestens eine der Walzen (2, 6) eingestellt werden,
- b) anschließend diese Werte für den Durchsatz des zu zerkleinernden Alt- Gutes (4) erfaßt und für die Leistungsdaten des Zerkleinerungsprozesses eingegeben werden,
- c) schließlich die Auslastungsdaten des Zerkleinerungsprozesses für einen differenzierten Beschickungsablauf eingesteuert werden,
- d) dabei eintretende Störungen, Unterbrechungen, Auswirkungen von Fehlern und/oder Schwankungen im Betriebsablauf als Signale für die Steuerung des energieoptimierten Betriebes der Anlage bis hin zur automatischen Unterbrechung des Anlagenbetriebes verarbeitet werden und
- e) mittels ständig ausgewerteter online-Daten von den jeweiligen Ereig nispunkten/-stellen der jeweilige Betriebszustand der Anlage in einer Steuerzentrale (5) dargestellt und nachvollzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung
von sich anbahnenden Zerstörungen und zur Vermeidung von Brüchen der
Maschinenelemente solche Maschinenzustände, wie Unwuchten, Schwingun
gen, Resonanzen und/oder Schall, erfaßt, ausgewertet und für ein recht
zeitiges Stillsetzen der Anlage und dazu mindestens ein an einer Stelle der
Anlage installierter Überlastungsschutz verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Strom eines Antriebsmotors und/oder die Drehzahl einer Zerkleinerungs
maschine (9) für eine sich stufenlos ändernde Regelung der Zuführge
schwindigkeit des Alt-Gutes (4) verwendet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die
Verwendung eines Programms mit Hardware zur Erfassung und Auswertung
der Daten für den Betriebsablauf und eine automatische Zuführung des Alt-
Gutes (4) durch die Erkennung/Auswertung mindestens einen der Zustände
- a) Alt-Gut (4) in der Ladeschurre (1.1),
- b) Alt-Gut (4) vor mindestens einer der Walzen (2, 6),
- c) gefördertes und/oder gepreßtes Alt-Gut (4) im Übergabebereich zur Zerkleinerungsmaschine (9),
- d) Größe der Belastung des Antriebsmotors der Zerkleinerungsmaschine (9),
- e) Größe der Belastung von mindestens einer der Walzen (2, 6).
5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus
einem Gehäuse mit integrierter, seitenbegrenzter, schiefer Ebene als Lade
schurre und mindestens einer oberen, angetriebenen Walze, die in einem
Hebelsystem gelagert ist, gekennzeichnet durch
- a) eine schwenkbewegliche Führung der Walze (2) in Seitenwänden (1.2) des Gehäuses (1) und eine Abstützung des Hebelsystems (3) sowohl über Lager (3.1) im Gehäuse (1) als auch gegen den Druck mindestens eines, die Einstellung des Abstandes zwischen der Walze (2) und einem Boden (1.3) der Ladeschurre (1.1) bewirkenden Krafterzeugungselemen tes (3.2),
- b) eine Begrenzung des Bereiches der Übergabe des Alt-Gutes (4) von der Ladeschurre (1.1) zur Zerkleinerung durch die in der Höhe zum Boden (1.3) einstellbare Walze (2) und die Seitenwände (1.2) im Gehäuse (1),
- c) Mittel (5.1, 5.2) zur Erfassung von Daten während des Beschickungs ablaufes und Zerkleinerungsprozesses und Mittel (5.3) zur Einsteuerung von erforderlichen Betriebsdaten dafür und
- d) eine Gestaltung des Gehäuses (1) als kompakte Baueinheit.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebel
system (3) aus zwei parallel angeordneten Winkelhebeln (3.3) besteht, die an
den Enden der vorderen Hebelarme die Walze (2) in Lagern (2.1) aufnehmen,
die Winkelhebel (3.3) im Knie (3.4) am Gehäuse (1) in Lagern (3.1) abgestützt
sind und an den Enden der unteren Hebelarme je mit einem
Krafterzeugungselement (3.2), welche sich am Gehäuse (1) abstützen,
verbunden sind, wobei die Winkelhebel (3) mindestens im Bereich der Knie
(3.4) eine den parallelen Abstand und den praktisch verwindungsfreien Zustand
des Hebelsystems (3) sichernde Verbindung aufweisen.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse (1) mindestens ein Krafterzeugungselement (3.2) oder mindestens
eine Antriebseinheit aufnimmt.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ladeschurre (1.1) im Boden (1.3) mindestens eine untere,
angetriebene Walze (6) aufnimmt, die im Gehäuse (1) gelagert ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der oberen Walze (2) ein Preßdeckel (7) vorgeordnet ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß das Krafterzeugungselement (3.2) ein Hydraulikzylinder mit Kolben für die
Druckbeaufschlagung der oberen Walze (2) mittels der Winkelhebel (3.3) ist.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Antriebseinheit für den Antrieb mindestens einer der Walzen (2, 6)
vorgesehen ist.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Walzen (2, 6) Bordscheiben mit Abstreiferfunktion zur
querschnittdefinierbaren Zuführung des quasi zu einem Strang vorverdichteten
Alt-Gutes (4) aufweist.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Walzen (2, 6) mit einem hydraulischen Antrieb
verbunden ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens im der unteren Walze (6) nachgeordneten Bereich auswech
selbare Schleißplatten (8) vorgesehen sind.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel (5.1) zur Erfassung von Daten oder Zuständen während des
Beschickungsablaufes mindestens eine Mikrowellenschranke aufweisen.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel (5.2) zur Erfassung von Daten oder Zuständen des Zerkleine
rungsprozesses Stromwerte des Antriebsmotors und/oder Drehzahlwerte des
Rotors der Zerkleinrungsmaschine (9) aufnehmen.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß
für die Walze (2) ein hydrostatischer Antrieb vorgesehen ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel (5.1) zur Erfassung von Daten oder Zuständen während des
Beschickungsablaufes den Flüssigkeitsdruck des elektrohydraulischen Antriebs
der Walze (2) aufnehmen.
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