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Vorrichtung zum Zerkleinern
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern mit einer
in einem Gehäuse angeordneten Trommel mit horizontaler Achse, die längs mehrerer
Erzeugenden gerethteWerkzeuge trägt, die mit Gegenwerkzeugen an der Innenseite des
Gehäuses zusammenarbeiten, wobei die Trommel an ihrer Unterseite über einen Teil
ihres Umfangs von einem Gitter umgeben ist, das sich von der Schwelle einer EintUllöffnung
an der Vorderseite des Gehäuses erstreckt. Die Erfindung betrifft insbesondere die
Zerkleinerung im industriellen Bereich.
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Es gibt zahlreiche Anwendungen für die mechanische Zerkleinerung.
Sie hat den Zweck, eine Verringerung der Abmessungen fester Körper zu erhalten,
um deren Handhabung und hschaffenheit zu verbessern oder um spätere Behandlungen
nach physikalischen Verfahren (Sortieren, Dosieren, Mischen und dergleichen),nach
physikalisch-chemischen Verfahren oder chemischen Verfahren zu ermöglichen oder
zu erleichtern.
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Es gibt auch zahlreiche verschiedene Vorrichtungen zum Zerkleinern,
die nach verschiedenen Verfahren arbeiten (Zerquetschen, Abscheren, Zerreiben, Zerschlagen
mit vorstehenden Mahlkörpern, Zermahlen usw.). Es versteht sich, daß die Auswahl
der Jeweiligen Vorrichtung (Brecher, Mühle, Zerkleinerer) und ihre Konstruktion
(Walzenbrecher, Kreiselbrecher, Backenbrecher, Brecher, die mit einem Fallgewicht
oder mit Brechwalzen arbeiten, Hammermühle, Kollergang, Reißmaschinen, die mit Messern
oder Spitzen arbeiten) hauptsächlich von den Eigenschaften des zu behandelnden Stoffes
abhängt, von ihren Bruchkoeffizienten, von ihrer Eignung zu Bruch oder Anlagerung
und dergleichen.
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Während es verhältnismäßig einfach ist, eine Vorrichtung zum Zerkleinern
anzugeben, die sich am besten für die Behandlung eines Stoffes eignet, der in Form
einer Menge von Teilen vorliegt, die ungefähr gleiche Härte und innerhalb bestimmter
Grenzen liegende Abmessungen aufweisen, ergeben sich beim Zerkleinern eines Produktes
aus sehr unterschiedlichen Teilen komplexe Probleme.
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Es ist bekannt, daß faserige, elastische oder weiche Produkte, die
flexibel und häufig zäh sind, nicht mit einer derartigen Vorrichtung zerkleinert
werden können. Das ist z.B. bei Holz, Kautschuk, Leder, organischen Abfällen, thermoplastischen
Stoffen, Lumpen, Altpapier, Futterstoffen und dergleichen der Fall. Wenn die zu
zerkleinernden Stoffe als Schüttgut aus einer Menge von Stücken von im wesentlichen
gleichen Eigenschaften und vergleichbaren Abmessungen vorliegen, ist es einfach,
die Eigenschaften einer Zerreißvorrichtung mit Messern oder Spitzen zu bestimmen,
die es erlaubt, die gewünschte Zerkleinerung zu erhalten. Derartige Vorrichtungen
weisen eine Trommel oder einen Rotor mit einer horizontalen Achse auf, der ReiB-werkzeuge
(Klingen, Spitzen, Messer) trägt, die gegebenenfalls mit Gegenwerkzeugen zusammenarbeiten,
von denen wenigstens
einige an der Schwelle einer Füllöffnung angeordnet
sind.
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In der Regel sind derartige Vorrichtungen mit einer Einrichtung zur
Zwangsfullung ausgerilstet.
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Wenn daher die Stoffe aus Stücken unterschiedlicher Größe und Zähigkeit
bestehen, z.B. Altpapier wie dicke Jahrbücher oder kartonierte BUcher, ist es für
eine homogene Zerkleinerung erforderlich, für die sehr dicken und widerstandsfähigen
Elemente eine Möglichkeit vorzusehen, daß sie mehreren Zyklen im Inneren der Zerkleinerungsvorrichtung
ausgesetzt werden. Man ordnet deshalb ein konkaves Gitter an, das den Rotor auf
der Unterseite umgibt und sich von der Schwelle der Füllöffnung erstreckt und die
Abführung der noch nicht genügend zerkleinerten Bruchstücke verhindert, die von
den Werkzeugen des Rotors erfaßt worden sind, damit sie von neuem zwischen diesen
und den Gegenwerkzeugen zerteilt werden.
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Problem und Lösung sind die gleichen, wenn die Gefahr besteht, daß
die zu behandelnde Materie mit Stücken von sehr viel größerer Härte und/oder Zähigkeit
vermischt sind, wie z.B.
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mit Schrott oder verschiedenen metallischen Teilen. In solchen fällen
benötigt man immer eine Zerkleinerungsvorrichtung mit sehr widerstandsfähigen Werkzeugen,
nämlich eine Zerkleinerungsvorrichtung mit Messern und Gegenmessern, die teilweise
schneidend und teilweise schlagend arbeiten.
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Eine solche Lösung muß auch angewendet werden, wenn die zu behandelnde
Materie eine sehr unterschiedliche Zusammensetzung hat, wenn es sich z.B. um die
Behandlung von Haushaltsabfällen, Schlachthausabfällen, entwässerten und gegebenenfalls
trockenen Schlammablagerungen aus Kanalisationen und dergleichen handelt. Nach dem
Zerkleinern können die zerkleinerten Stoffe zu einer manuellen oder mechanischen
Sortiereinrichtung gebracht werden (Schwingabscheider für schwere
Stoffe,
Magnettrommel für eisenhaltige Stoffe, Schwingsiebe und dergleichen).
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Deshalb sollte in all den Fällen, in denen die zu zerkleinernde Materie
eine heterogene Zusammensetzung im Hinblick auf die Eigenschaften der Stücke, nämlich
ihre Dicke, ihre Zähigkeit und ihre Härte, der Zerkleinerer unter dem Rotor ein
Gitter zum Zurückhalten aufweisen, um das Wiedereinführen zu voluminöser Bruchstücke
in den Zyklus zu ermöglichen. Das ist insbesondere deshalb wichtig, weil die Homogenität
des Zerkleinerungsproduktes für eine spätere optimale Bearbeitung oder Verwendung
notwendig ist, z.B. bei der Auflösung von Altpapier auf nassem Wege oder bei der
Verbrennung von Abfällen in einem Fließbettofen.
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Unglücklicherweise sind, wenn die zu behandelnde Materie weiche und/oder
faserige Stoffe enthält, diese häufig feucht aufgrund zugeführten Wassers, aber
auch, weil in pflanzlichen oder tierischen Fällen Wasser enthalten ist, so daß dadurch
die Verstopfung der Öffnungen im Gitter gefördert wird.
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Versuche haben gezeigt, daß die Verstopfung am unteren Ende des Gitters
beginnt, insbesondere dann, wenn in diesem Bereich Gegenwerkzeuge angeordnet sind,
und sich Stück für Stück in Richtung auf das obere Ende des Gitters fortsetzt.
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Es hat deshalb den Anschein, daß es zum Verhindern der Verstopfung
genügt, wenn das Gitter, anstelle einer konzentrischen Anordnung zum Rotor, von
der Schwelle der EinfUllöffnung bis zu seinem gegenüberliegenden Ende zunehmend
näher am Rotor angeordnet wird. Befriedigende Ergebnisse wurden erhalten, wenn die
Werkzeuge im Bereich des unteren Endes des Gitters mit einem Abstand von 40 mm und
im Bereich des oberen Endes des Gitters mit einem Abstand zwischen 100 und 120 mm
vorbeigeführt werden.
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Dennoch besteht die Gefahr, daß der Rotor beim Durchgang einer schweren
und insbesondere widerstandsfähigen Masse blokkiert, weil deren Passage sich verengt.
Diese Gefahr ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn Haushaltsabfälle behandelt
werden, in denen sich manchmal faserige oder weiche Produkte befinden können (Verpackungen
aus Karton, organische Stoffe), die die Verstopfung fördern, und die auch sehr widerstandsfähige
und manchmal voluminöse Stücke enthalten (metallische Abfälle, elektrische Haushaltsgeräte
und dergleichen).
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Wenn aber das Gitter wie oben beschrieben zur Vermeidung von Verstopfungen
angeordnet ist, eignet sich die Zerkleinerungsvorrichtung nur wenig für trockene
und nichtstopfende Stoffe (und ihre Leistungsfähigkeit liegt an der unteren Grenze
im Vergleich mit einem Gerät gleicher Leistungsfähigkeit, das ein konzentrisches
Gitter aufweist) oder es ist sogar unbrauchbar für sehr widerstandsfähige Stoffe
wie Schrott, Hammerschlag und dergleichen (und es bildet sich eine Verstopfung im
Engpaß am unteren Ende des Gitters).
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Aufgabe der Erfindung ist es, Verstopfungen und Blockierungen zu verhindern
und eine Vorrichtung zum Zerkleinern anzugeben, die für alle Zwecke verwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gitter aus mehreren Sektoren
besteht, die voneinander unabhängig und dicht nebeneinander mit ihren oberen Enden
gelenkig an einer gemeinsamen Welle gelagert sind, die horizontal in der Nähe der
Einfüllöffnung angeordnet ist, wobei das untere Ende Jedes der Sektoren gelenkig
auf der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders abgestützt ist, daß alle Hydraulikzylinder
eine gemeinsame Versorgung aufweisen, deren Steuerung mit einem angetriebenen Pumpenaggregat
es ermöglicht, die Sektoren von einer unteren Stellung, in der sie auf Widerlagern
aufliegen
und im wesentlichen konzentrisch zur Trommel sind, in
eine obere Stellung zu bringen, und daß in den Vers orgung sleitungen Absperrorgane
vorgesehen sind, die bei der oberen Stellung der Sektoren die Druckräume der Hydraulikzylinder
vom Pumpenaggregat trennen und die den Kolbenstangen gegenüberliegenden Druckräume
parallel an einen ölpneumatischen Regler mit konstant eingestelltem Druck anschließen.
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Dabei kann Jeder Sektor des Gitters in oberer Stellung unter dem Druck
einer harten und voluminösen Masse ausweichen, um dieser den Durchtritt zu ermöglichen,
und anschließend zwanglos wieder in die Reihe der anderen Sektoren zurückkehren.
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Um zu verhindern, daß Stücke in den Zwischenraum zwischen benachbarten
Sektoren fallen, wenn ein Sektor zwischen zwei benachbarten ausweicht,oder wenn
die Schwenkwinkel zweier benachbarter Sektoren sehr voneinander abweichen, kann
Jeder Sektor auf Jeder seiner Längsseiten eine feste Schürze aufweisen, die sich
in einer zur Achse der Trommel senkrechten Ebene erstreckt.
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Im folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes AusfUhrungsbeispiel
erläutert, deren einzige Figur in schematischer und perspektivischer Darstellung
ein Gitter aus vier gelenkig angeordneten Sektoren widergibt.
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Eine im einzelnen nicht dargestellte Vorrichtung zum Zerkleinern weist
im Inneren eines Gehäuses einen Rotor oder eine Trommel mit horizontaler Achse auf,
die längs mehrerer Brzeugenden gereihte Werkzeuge trägt, die mit Gegenwerkzeugen
zusammenarbeiten, welche längs zweier Jeweils an den Enden eines Gitters befindlicher
Reihen angeordnet sind, das die Trommel an der Unterseite ihres Umfangs umgibt und
sich von
der Schwelle einer Zuführöffnung an der Vorderseite des
Gehäuses erstreckt.
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In der Figur ist lediglich das Gitter mit der Schwelle der Zuführöffnung
16 a dargestellt.
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Um das Gitter auf einfache Weise aus einer zur Trommel konzentrischen
Stellung, die sich z.B. zur Behandlung von Schrott oder Hammerschlag eignet, in
eine Stellung zu bringen, die sich zum Zerkleinern von z.B. Haushaltsabfällen eignet,
ohne daß die Gefahr einer Verstopfung besteht, und in der das Gitter in Drehrichtung
der Trommel zunehmend näher an die Trommel herangeführt ist, genügt es, das Gitter
in eine Mehrzahl von dicht nebeneinander angeordneten Sektoren zu zerteilen, beim
dargestellten Ausführungsbeispiel vier Sektoren 140 a, 140 b, 140 c und 140 d, die
um eine gemeinsame horizontale Welle 141 schwenkbar gelagert sind, welche in der
Nähe der Schwelle der Zuführöffnung 16 a angeordnet ist, wobei die Sektoren an ihren
unteren Enden Jeweils auf einem Hydraulikzylinder 142 abgestützt sind, die schwenkbar
auf einer Welle 143 gehalten sind. Alle Hydraulikzylinder 142 besitzen eine gemeinsame
Versorgung 144, die es ermöglicht, die Hydraulikzylinder zusammen durch Betätigen
eines nicht dargestellten Pumpenaggregates aus einer unteren Position, bei der sie
frei auf zugeordneten, nicht dargestellten Widerlagern ruhen, in eine obere Position
zu bringen.
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Obgleich in der Regel Jeder Sektor die Form einer Halbschale besitzt,
erstrecken sich aus Gründen der Klarheit die in der Figur dargestellten Sektoren
nur über einen Winkel von ca.
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0 900.
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In ihrer unteren Stellung sind die Sektoren des Gitters im wesentlichen
konzentrisch zur Trommel. In dieser Position eignet sich die Vorrichtung, wie oben
beschrieben, z.B. zum Zerkleinern von Schrott.
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Wenn man Abfälle behandeln will, die relativ weiche, z.B.
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schwammige Stoffe enthalten, wird, um eine Verstopfung der Öffnungen
145 des Gitters zu vermeiden, das untere Ende jedes der Sektoren in Richtung auf
die Achse der Trommel angehoben, d.h. die Sektoren werden um ihre Welle 141 in Richtung
des Pfeils F 2 geschwenkt. Dazu brauchen lediglich die Hydraulikzylinder 142 in
ihre obere Position bewegt zu werden. Wenn das erfolgt ist, bietet ein System von
Absperrorganen die Möglichkeit, die Leitung für die Versorgung 144 von dem Pumpenaggregat
zu trennen und sie an einen ölpneumatischen Druckregler mit konstant eingestelltem
Druck anzuschließen. Nunmehr kann Jeder Sektor des Gitters unter der Wirkung einer
gelegentlich auftretenden Überlast durch eine voluminöse und widerstandsfähige Masse
ausweichen. Jegliche Blockierung aufgrund der zunehmenden Verengung des Durchgangskanals
für die behandelten Produkte entfällt damit. Nach dem Durchgang der Masse, d.h.,
nachdem sie über den oberen Teil der Trommel in einen neuen Zyklus geschickt worden
ist, kehrt der Sektor oder kehren die betreffenden Sektoren wieder in die obere
anfängliche Position zurück, und zwar zwanglos dank der ausgleichenden Wirkung des
ölpneumatischen Reglers.
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Es versteht sich, daß, wenn die Sektoren nicht alle gleichzeitig schwenken
oder wenn sie mit unterschiedlichen Amplituden schwenken,die Produkte von dem untersten
Sektor von zwei benachbarten Sektoren herabfallen können. Um das zu verhindern,
sind feste Schürzen 146 auf Jeder Seite Jedes Sektors derart angeordnet, daß sie
die gebildete Spalte versperren.
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Auch wenn die an den ölpneumatischen Regler angeschlossenen Hydraulikzylinder
142 in der oberen Stellung wegen der Absperrorgane in der Versorgungsleitung 144
einfachwirkend arbeiten, handelt es sich doch um doppeltwirkende Hydraulikzylinder,
deren von den Kolbenstangen durchsetzten Druckräume an eine gemeinsame Leitung 147
angeschlossen ist, die von der Versorgungsleitung 144 zum Pumpenaggregat abzweigt,
und zwar unter Zwischenschaltung eines handbetätigten Steuerschiebers.
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Dieser handbetätigte Steuerschieber erlaubt es, einen gewünschten
Abstand der unteren Enden des Gitters von der Trommel einzustellen. Beim Schließen
eines in der Leitung 147 angeordneten Ventiles und eines in der Leitung 144 angeordneten
Ventiles werden die Hydraulikzylinder vollständig vom Pumpenaggregat getrennt, und
die Kolben werden in einer der gewünschten Höhe des Gitters entsprechenden Stellung
blockiert.
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Es genügt deshalb, wenn die Leitung 144 mit dem ölpneumatischen Regler
verbunden ist. Vorzugsweise besitzt dieser einen Aufbau, wie er in der französischen
Patentanmeldung 73 36 457 des Anmelders beschrieben ist.