DE2136203A1 - Abfall-Zerkleinerungsmaschine - Google Patents

Description

Somat Corporation, Pomeroy, Pennsylvania, USA Abfall-Zerkleinerungsmaschine

Zum Beseitigen von Abfall findet die Naßzerkleinerung immer weitere Anwendung. Bei der Naßzerkleinerung wird der Abfall in einen von einem Zerkleinerungsrotor erzeugten Wasserwirbel eingebracht und zu einem Brei verarbeitet, der einer Wasser-Extraktionsvorrichtung zugeführt wird, in welcher das Wasser entfernt und wieder in die Zerkleinerungsvorrichtung zurückgeführt wird. Die üblichen Abfall-Zerkleinerungsvorrichtungen wurden unter der Voraussetzung entwickelt, daß fast der gesamte Abfall von einer faserartigen und daher zu Brei verarbeitbaren Art ist, und sie wurden überwiegend für Lebensmittelreste und Papierabfall verwendet. In der letzten Zeit wurde eine Anzahl von Verbesserungen durchgeführt, welche die Fähigkeit dieser Maschinen verbesserten, steigende Mengen von nicht zu Brei verarbeitbarem Material, insbesondere Kunststoffen, zu behandeln. Diese Verbesserungen umfassen die Verwendung von geschlitzten Ringen, welche den Zerkleinerungsrotor umgeben, Ansätze am Rand des Rotors, welche die öffnungen des Siebes überstreichen, Pumpflügel an der Außenseite des Siebes und Verzögerungsglieder oberhalb des Umfanges des Zerkleinerungsrotors. Dadurch wurde die Fähigkeit, Kunststoffmaterial zu verarbeiten bis auf 10 Gew.% erhöht, wodurch das Aussortieren dieser Stoffe aus dem Abfall verringert wurde. Der Anteil der Kunststoffe am Abfall hat sich jedoch laufend erhöht und beträgt sehr häufig mehr als 10$. Ausserdem ist dieses Material zäher geworden. Die Verwendung von geschlitzten Ringen hat ihre Grenzen, wenn der weniger zerkleinerte Brei durch eine Rohrleitung einem entfernt liegenden Wasserextrakt or zugeführt werden muß. Andere Stoffe, die sich üblicherweise im Abfall befinden, wie Gegenstände aus Draht, ergeben immer noch erhebliche Probleme und verlangen eine manuelle Sortierung, bevor der Abfall der Maschine zugeführt werden kann.

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In neuerer Zeit wurden Abfallzerkleinerungsmaschinen entwickelt, welche aus einem zylindrischen Behälter zur Aufnahme von Abfall und Wasser bestehen, der eine ringförmige Wand sowie einen davon radial nach innen sich erstreckenden Boden aufweist, und in dem ein umlaufender, im Abstand von der Wand angeordneter Zerkleinerungsrotor angeordnet ist, dessen Oberseite Schneidwerkzeuge aufweist und der von einem stationären Sieb umgeben ist, wobei sich von der Oberseite des Zerkleinerungsrotors nach oben . über das Sieb mindestens ein erstes Scherglied erstreckt, dessen Schneidkante mit der Schneidkante mindestens eines zweiten stationären Schergliedes zusammenwirkt, und wobei im Behälter von dessen Boden nach oben sich erstreckende und im Abstand von dem zweiten Scherglied angeordnete Abweisblenden vorgesehen sind. Bei dieser Maschine wurden die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten weitgehend behoben. Ein zusätzliches, neuentdecktes Problem besteht jedoch darin, daß sich faserförmiges Material zwischen den umlaufenden und den feststehenden Teilen der Maschine verklemmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Maschine der letztgenannten Art faserförmiges Material, das sich zwischen den umlaufenden und feststehenden Teilen der Maschine verklemmt hat, zu lösen, um dessen Zerschneiden und Entfernen zu erleichtern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an dem Sieb mindestens ein Abstreifer angebracht ist, der sich nach innen und über die Oberseite des Zerkleinerungsrotors erstreckt und eine Schneidkante aufweist, die beim Umlauf des Zerkleinerungsrotors periodisch mit der Schneidkante des ersten Schergliedes zusammenwirkt, um das Lösen, Zerschneiden und Entfernen von faserförmigem Material zu erleichtern.

Das erste Scherglied ist von dem Außenumfang der Oberseite des Zerkleinerungsrotors radial nach innen versetzt, sodaß es in

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bad

einem Abstand von dem Abstreifer liegt und ein scherenartiges Zusammenwirken zwischen der Scherkante dieses Schergliedes und einer Schneidkante des Abstreifers bewirkt wird, wenn zwischen diesen Teilen eine Relativbewegung besteht.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn zwischen der Scherkante und der Schneidkante ein V/inkel zwischen etwa 16 und 35 besteht. Dieser Winkel soll jedoch kleiner sein als der Winkel zwischen der Scherkante des ersten Schergliedes und der Scherkante des zweiten Schergliedes.

Das Sieb kann an seiner oberen Kante mit einem radial nach außen sich erstreckenden Flansch versehen sein, an dem das zweite Scherglied angebracht ist, das sich radial nach innen zu um etwa den gleichen Betrag erstreckt wie der Abstreifer, um das richtige Zusammenwirken zwischen der ersten und der zweiten Scherkante zu erleichtern, wobei sich die beiden Scherglieder nach oben über das Sieb hinaus erstrecken.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind an dem Zerkleinerungsrotor zwei diametral gegenüberliegende erste Scherglieder angeordnet, während gleichmäßig über den Umfang des Siebes verteilt eine ungerade Anzahl von Abstreifern vorgesehen ist, sodaß stets nur ein Abstreifer mit einem der ersten Scherglieder zusammenwirkt. Beispielsweise können neun Abstreifer am Umfang des Siebes vorgesehen sein. Vorzugsweise sind drei zweite Scherglieder gleichmäßig verteilt auf dem Flansch des Siebes angebracht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Abfall-Zerkleinerungsmaschine, teilweise geschnitten, und

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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Zerkleinerungsrotors, des diesen umgebenden Siebes und der darauf angeordneten Scherglieder und Abstreifer.

Der Behälter der Abfall-Zerkleinerungsmaschine wird von dem zylindrischen Gehäuse 10 und dem kreisförmigen Fuß 11 gebildet. Ein Sieb 12 trennt die Zerkleinerungskammer 13 von der Breikammer Ik. Das Sieb 12 umgibt mit geringem Spalt einen Zerkleinerungsrotor 15 j der auf dem Absatz 18 der Welle 17 eines. Motors 16 befestigt und durch letzteren angetrieben wird. Eine Dichtung 19 dichtet die Welle 17 ab. .

Am Boden des Behälters 10 sind Abweisblenden 20 angebracht, die das zu zerkleinernde Material in den Bereich des Zerkleinerungsrotors 15 bringen. Der Rotor 15 ist auf seiner Oberseite mit einer Mehrzahl von Schneidzähnen 21 und zwei diagonal gegenüberliegenden, von der Oberseite hochstehenden Schergliedern 22 versehen. Selbstverständlich können auch mehr als zwei Scherglieder vorgesehen werden.

Das Sieb 12 ist an seiner Oberkante mit einem radial nach außen sich erstreckenden Flansch 23 versehen, an dem drei sich nach oben erstreckende Scherglieder angeordnet sind.

An der Innenseite des Siebes 12 sind mehrere Abstreifer oder Vorsprünge 25 in gleichem Abstand voneinander vorgesehen. Die Anzahl dieser Abstreifer 25 hängt von den Gegebenheiten ab. Im Ausführungsbeispiel sind neun derartige Abstreifer vorgesehen. Jeder Abstreifer 25 weist eine Schneidkante auf, die sich in Bezug auf die Scherglieder 22 von der Ebene, in der die Oberseite des Zerkleinerungsrotors 15 liegt, nach oben erstreckt, um eine zusätzliche Schneidwirkung neben der Schneidwirkung zwischen den Schergliedern 22 und 2k zu bewirken.

Die Scherglieder 22 sind von dem Außenumfang des Rotors 15 radial

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nach innen versetzt, um einen Spalt zwischen dem Abstreifer 25 und den Schergliedern 22 zu erhalten und ein scherenartiges Zusammenwirken zwischen den Scher- bzw. Schneidkanten der Teile 22 und 25 zu erreichen. Entsprechend dieser Anordnung der Scherglieder 22 sind die feststehenden Scherglieder 24 am Plansch 23 so angebracht, daß sie sich radial nach innen zu über den Zerkleinerungsrotor 15 um den gleichen Betrag erstrecken wie die Abstreifer 25. Dadurch wird ein scherenartiges Zusammenwirken der Scherglieder 22 und 24 während des Umlaufs des Rotors erreicht. Die Schneidwirkung zwischen den Schergliedern 22 und den Abstreifern 25 findet unterhalb der Oberfläche des Flansches 23 statt und da sich die Scherglieder 22 und 24 nach oben über die Oberseite des Flansches 23 erstrecken, findet die Schneidwirkung zwischen diesen Gliedern oberhalb des Flansches

23 statt.

Abfall und Wasser werden in die Zerkleinerungskammer 13 eingeführt, in der der Abfall durch den Zerkleinerungsrotor 15 auf eine Größe zerkleinert wird, bei der die festen Teilchen durch die öffnungen 26 im Sieb 12 in die Breikammer 14 eintreten können. Der Brei gelangt in den Auslaßkanal 27 und von dort über eine nicht gezeigte Pumpe zu einem ebenfalls nicht gezeigten Extraktor, in welchem das Wasser entfernt und der Zerkleinerungsmaschine wieder zugeführt wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, bilden die Scherglieder 22 und

24 zwei Teile eines Satzes, von denen der eine 22 mit dem Rotor 15 umläuft, während der andere 24 am Behälter befestigt ist. Wenn der Rotor 15 umläuft, passiert das Scherglied 22 das Scherglied 24. Die Form dieser Teile ist derart, daß dabei eine scherenartige Wirkung erzielt wird. Die Abweisblende 20 ist so angeordnet, daß sie die zu zerkleinernden Stoffe zwischen die Scherkanten führt und einen kontinuierlichen Zwangsfluß des Materials über die Scherflächen erzeugt. Die Lage des stationären Scher-

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gliedes 24 in Bezug auf die Abweisblende 20 hängt von den Umständen ab. Vorzugsweise sollte jedoch das Scherglied 24 so angeordnet sein, daß der Strom aus Wasser und Feststoffen gerade vor dem feststehenden Scherglied 24 abgelenkt wird, sodaß das umlaufende Scherglied 22 die Feststoffe zerschneiden kann. Bei einer ausgeführten Maschine beträgt der eingeschlossene Winkel A zwischen den Scherkanten der Scherglieder 22 und 24 zwischen -35 und 55 · Dadurch wird das Material gehalten, sodaß das Scherglied 22 scherenartig auf dieses wirken kann. Die Scherkante des Schergliedes 22 ist aus zwei Gründen schräggestellt. Einer der Gründe liegt darin, daß dadurch Material, das nicht geschnitten werden kann, wie Rohre, Stangen usw., weggeschoben werden. D3r zweite Grund besteht darin, daß dadurch verhindert werden soll, daß fadenförmiges Material sich an dem umlaufenden Scherglied anhängt und dadurch eine Unwucht für den Rotor 15 erzeugt. Dadurch wird die Schneidwirkung verbessert, da die Schneidkante stets sauber ist. Es ist zweckmäßig, das stationäre Scherglied 24 verschiebbar am Flansch 23 zu befestigen, um es in Bezug auf das umlaufende Scherglied 22 einstellbar zu machen, sodaß ein bestimmter Abstand zwischen den Leitkanten der Scherglieder 22 und 24 aufrechterhalten werden kann.

Eine derartige Maschine hat eine fast unbegrenzte Fähigkeit, bisher schwierig zu handhabende Mengen von Kunststoffen oder anderem nicht in Brei verwandelbarem Material allmählich zu zerkleinern. Je schwerer und härter die Scherglieder sind, umso schwerer und zäher kann das zu verarbeitende Abfallmaterial sein.

Ein zusätzliches scherenartiges Zusammenwirken ist zwischen den Abstreifern 25 und den umlaufenden Schergliedern 22 vorgesehen. Der Winkel B zwischen den Schneidkanten der Abstreifer 25 und der Scherglieder 22 kann zwischen 0°und 35° betragen und er liegt vorzugsweise im Bereich zwischen l6° und 35 ·

Ohne die Anwesenheit der Abstreifer 25 würde beim Umlauf des

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BAD ORIGINAL

Rotors 15 für manche Stoffe, wie faser- oder fadenförmiges Material, die Tendenz bestehen, sich zwischen den Schergliedern 22 und der zylindrischen Innenfläche des Siebes 12 zu verklemmen. Dieses Material würde nicht mehr entfernt werden, da sich der Abstand zwischen den Schergliedern 22 und dem Sieb 12 über den ganzen Umfang des Siebes erstreckt. Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Abstreifern 25 um den Umfang des Siebes 12 herum, die sich nach innen über die Oberfläche des Rotors 12 erstrecken, werden zusätzliche Schneidflächen gebildet, welche das Lösen, Schneiden und Entfernen des verklemmten faserförmigen Materials erleichtern. Um die Abstreifer 25 anbringen zu können, sind die Scherglieder 22 um ein Stück radial nach innen von dem Umfang des Rotors 15 angebracht, um ein scherenförmiges Zusammenwirken zwischen den Scherkanten der Scherglieder 22 und den Schneidkanten der Abstreifer 25 zu ermöglichen. Um die Scherwirkung zwischen den stationären Schergliedern 2*1 und den umlaufenden Schergliedern 22 zu erhalten, erstrecken sich die stationären Scherglieder 2k radial nach innen zu bis zu einer Stelle, wo ein scherenartiges Zusammenwirken mit den umlaufenden Schergliedern 22 möglich ist. Die Abstreifer 25 bewirken ein periodisches Schneiden, das von einer periodischen Entlastung gefolgt wird. Durch diese Anordnung wird verklemmtes faserförmiges Material gelöst und das Zerschneiden und Entfernen erleichtert. Zu jeder Zeit wirkt nur ein Abstreifer 25 mit einem der beiden Scherglieder zusammen. Darauf folgt eine kurze Entlastungsperiode und dann kommt ein anderer Abstreifer 25 mit dem Scherglied 22 auf der anderen Seite des Rotors 25 in Eingriff. Durch Anordnung von zwei Schergliedern 22 auf gegenüberliegenden Seiten des Rotors 15 sind die Zeitintervalle zwischen den Schnitten kürzer. Es ist jedoch trotzdem ein Zeitintervall gegeben, um zu gewährleisten, daß nur jeweils ein Abstreifer 25 mit einem der beiden Scherglieder 22 zusammenwirkt, sodaß der Motor 16 eine geringere Leistung haben kann. Aus diesem Grunde soll eine ungerade Anzahl von

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Abstreifern vorgesehen werden. Zusätzlich zu dem geringeren Leistungsbedarf ist ein kürzerer Zeitraum zwischen den einzelnen Schnitten gegeben, da die gegenüberliegenden Scherglieder 22 abwechselnd einen Abstreifer 25 überstreichen.

In der Zeichnung ist die Schneidkante jedes Abschneiders 25 im wesentlichen senkrecht. Die Schneidkanten können jedoch auch geringfügig schräggestellt werden, um ein besseres scherenartiges Zusammenwirken mit den Schergliedern 22 zu erreichen.

- Patentansprüche -

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Abfall-Zerkleinerungsmaschine bestehend aus einem zylindrischen Behälter zur Aufnahme von Abfall und Wasser, der eine ringförmige Wand sowie einen von dieser radial nach innen sich erstreckenden Boden aufweist und in dem ein umlaufender, im Abstand von der Wand angeordneter Zerkleinerungsrotor angeordnet ist, dessen Oberseite Schneidwerkzeuge aufweist und der von einem stationären Sieb umgeben ist, wobei sich von der Oberfläche des Zerkleinerungsrotors nach oben über das Sieb hinaus mindestens ein erstes Scherglied erstreckt, dessen Schneidkante mit der Schneidkante mindestens eines zweiten stationären Schergliedes scherenartig zusammenwirkt und wobei im Behälter mindestens eine Abweisblende vorgesehen ist, die sich vom Behälterboden nach oben erstreckt und in einem Abstand von dem zweiten Scherglied angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Sieb (12) mindestens ein Abstreifer (25) angebracht ist, der sich nach innen über die Oberseite des Zerkleinerungsrotors (15) erstreckt und eine Schneidkante aufweist, die beim Umlauf des Zerkleinerungsrotors (15) periodisch mit der Scherkante des ersten Schergliedes (22) zusammenwirkt, um das Lösen, Schneiden und Entfernen von faserförmigem Material zu erleichtern.

2. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Scherglied (22) von dem Außenumfang der Oberseite des Zerkleinerungsrotors (15) radial nach innen versetzt und in einem Abstand von dem Abstreifer (25) angeordnet ist, um ein scherenartiges Zusammenwirken seiner Scherkante mit einer Schneidkante des Abstreifers (25) zu erreichen.

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3. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Scherkante des ersten Schergliedes (22) und der Schneidkante des Abstreifers (25) zwischen l6° und 35° beträgt.

4. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen den Scherkanten des ersten und des zweiten Schergliedes (22 bzw. 24) größer ist als der Winkel zwischen der Scherkante des ersten Scherglie-

W des (22) und der Schneidkante des Abstreifers (25)·

5. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (12) an seiner Oberkante einen radial nach außen sich erstreckenden Plansch (23) aufweist, an welchem das zweite Scherglied (24) derart angebracht ist, daß es sich um im wesentlichen den gleichen Betrag wie der Abstreifer (25) radial nach innen erstreckt, um ein scherenartiges Zusammenwirken der ersten und zweiten Scherglieder (22 bzw. 24) oberhalb des Siebes (12) zu ermöglichen.

6. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am

) Zerkleinerungsrotor (15) zwei diametral gegenüberliegende erste Scherglieder (22) angeordnet sind, und daß am Umfang des Siebes (12) im gleichen Abstand voneinander eine ungerade Anzahl von Abstreifern (25) vorgesehen ist, die so angeordnet sind, daß stets jeweils nur ein Abstreifer (25) mit einem ersten Scherglied (22) zusammenwirkt.

7· Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß neun Abstreifer (25) am Umfang des Siebes (12) angebracht sind.

8. Abfall-Zerkleinerungsmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei in gleichem Abstand zueinander befindliche zweite Scherglieder (24) am Plansch (23) des Siebes (12) angebracht sind.

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