DE2743206A1

DE2743206A1 - Abfallbeseitigungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2743206A1
Application number: DE19772743206
Authority: DE
Inventors: Clarence Robert Possell
Original assignee: WINKLER ROBERT JAMES
Current assignee: WINKLER ROBERT JAMES
Priority date: 1977-03-29
Filing date: 1977-09-26
Publication date: 1978-10-05
Also published as: CA1061953A; AU505668B2; US4050636A; AU2866777A; JPS53122264A; GB1541207A

Description

1) Clarence Robert Possell ο

4842 Viane Way, San Diego, Calif./USA ^ : ' ■ ' *' ^f'

2) Robert James Winkler

14851 Jeffrey Road, '

Space 354, Irvine Abfallbeseitigung vorrichtung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine energiesparende Abfallbeseitigungsvorrichtung der Art, die einen zylindrischen unter einen Ausguß angeordneten und an dessen Abfluß in herkömmlicher V/eise angeschlossenen Mantel aufweist. Der Hantel ist im wesentlichen senkrecht angeordnet und sv/ischen seinem oberen und unteren Ende geht eine Ablaufleitung von ihm ab. Oberhalb der Ablaufleitung befindet sich in dem Mantel eine Müllzerkleinerungsanlage .

Elektrisch betriebene Abfallbeseitigungsvorrichtungen haben in den letzten Jahren in zunehmendem Maße Anklang gefunden. Jedoch wird der Einbau derartiger Vorrichtungen in vielen Orten nicht gerne gesehen oder sogar verboten. In einigen Orten ist für den Einbau dieser Vorrichtungen eine umfangreiche elektrische Verdrahtung erforderlich. In anderen Orten ist es verboten, die Vorrichtungen einzubauen mit der Begründung, daß sie die elektrische Belastung des die betreffende Einwohnerschaft versorgenden Elektrizitätswerkes übermäßig erhöhen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Abfallbeseitigungsvorrichtung zu schaffen, die keine elektrische Energie benötigt, sondern von einer Druckwasserquelle des Haushalts betrieben wird, wobei das Druckwasser nicht nur dazu dient, die Vorrichtung anzutreiben, sondern den zerkleinerten Abfall auch über

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eine Ablaufleitung wegzuspülen. 27 4 3208

Eine vreitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ab.fallbeseitigungsvorrichtung zu schaffen, die nicht nur durch Druckwasser betrieben wird, sondern die den Abfall auch in zerkleinerte Teilchen verwandelt, die nicht größer alr> eine vorbestininte Größe sind, bevor sie in eine Ablauf leitung befördert v/erden, wobei sichergestellt ist, daß aufgrund der kleinen Größe der Teilchen die Ablauf leitung nicht durcli die in sie abgeleiteten Teilchen verstopft oder blockiert wird.

Erfindungsgemüß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mittels Druckwasser aus einer neben ihr angeordneten Quelle angetrieben wird und folgende Teile aufweist:

a) Eine in dem zylindrischen Mantel angeordnete Abfallzerkleinerungseinrichtung mit einem mit Schaufeln versehenen ersten drehbaren Teil und einem mit Schaufeln versehenen zweiten ortsfesten Teil, der an der Innenfläche des zylindrischen Mantels befestigt ist und eine Vielzahl von quer verlaufenden Räumen definiert, durch die sich der erste mit Schaufeln versehene drehbare Teil dreht, wobei die Zerkleinerungseinrichtung neben der Ablaufleitung gelagert ist und an diese angeschlossen ist und wobei ein erster Teil des Abfalls zerkleinert wird und aus der ZerkleLnerungseinrichtung heraus gelangt und ein zweiter Teil des zerkleinerten Abfalls unter die Zerkleinerungseinrichtung geleitet wird;

b) Ein unterhalb des Mantels befindliches und an den unteren Teil desselben angeschlossenes Gehäuse, das einen kreisförmigen begrenzten Raum definiert;

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c) Eine Vielzahl axial ausgerichteter Turbinenscheiben, die drehbar in dem genannten kreisförmigen begrenzten Raum unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung gelagert sind, eine kegeistumpfförmige Kontur haben und mindestens einen Satz axial ausgerichteter darin ausgebildeter öffnungen aufweisen, wobei die kegeistumpfförmige Kontur eine Aufwärtsströnunrsrichtung des V/assers definiert, nachdem dieses mit den Turbinenscheiben in Berührung gestanden hat, und wobei die Turbinenscheiben eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Räumen zwischen sich definieren, die schmal genug sind, um einem durch sie fließenden Druckwasserstrom einen wesentlichen Strömungswiderstand aufzuzwingen;

d) Eine erste mit der Druckwasserquelle in Verbindung stehende Einrichtung, die mit dem Gehäuse verbunden ist, um mindestens einen V/asserstrahl hoher Geschwindigkeit in dem Gehäuse zu erzeugen, der auf die Turbinenschaufeln unter einem Winkel auftrifft, so daß er danach mit verminderter Geschwindigkeit und erhöhtem Druck durch die sich radial erstreckenden Räume strömt, um Umdrehungsenergie an die Turbinenschaufeln abzugeben, bevor er aus den Turbinenschaufeln durch die von ihnen definierten axial ausgerichteten öffnungen austritt, wobei das Wasser nach seinem Austritt durch die öffnungen in dem Hantel nach oben strömt zu der Abfallzerkleinerungseinrichtung, um den zerkleinerten Abfall durch die Austrittsöffnung herauszuspülen und dabei mit dem ersten und zweiten Teil des Abfall« zwecks Entfernung in die Ablaufleitungen in Berührung tritt;

e) Eine zweite Einrichtung zur übertragung der Umdrehungaer.ergie von den Turbinenschaufeln auf den ersten drehbaren Teil der Zerkleinerungseinrichtung;

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f) Eine dritte Einrichtung in dem Mantel, un zu verhindern, daß Abfall, der nicht zerkleinert wurde, sich in dem Mantel wesentlich weiter nach unten beweren kann als unter die Zcrkleinerungseinrichtung; und

g) Eine mit der ersten Einrichtung in VJirkverbindung stehende, von Hand betatigbare vierte Einrichtung zur Regelung des Wasserstroms von der Druckviasserquelle zu dem kreisförmigen begrenzten Raum in dem Gehäuse, die ein mit dem Druckwasser in Verbindung stehendes erstes Ventil, das genannte Gehäuse und ein normalerweise geschlossenes Ventil aufweist, das von hand betütigbar ist, um die Strömung aus der genannten Quelle durch das erste Ventil und in das Gehäuse zu regeln.

Nachfolgend werden bevorzugte Merkmale der Erfindung aufgeführt:

Von dem sich drehenden Teil der Zerkleinerungsanlage erstreckt sich eine Welle nach unten und ist an ihrem unteren Ende an einer Anzahl von Turbinenscheiben befestigt, die durch radial verlaufende Räume vorbestimmter Breite voneinander getrennt sind. Die Turbinenscheiben sind in einem kreisförmigen begrenzten Raum gelagert, der in einem vom unteren Ende des Mantels herabhängenden Gehäuse definiert ist.

Durch die Peripherie des Gehäuses erstreckt sich eine Anzahl von am Umfang beabstandeter Düsen nach innen, wobei die Düsen mit einem Verteilerrohr in Verbindung stehen. Die Düsen sind so ausgebildet, daß sie Druckwasser in Form einer Anzahl von Strahlen hoher Geschwindigkeit aus den Verteilerrohr in das Innere des Gehäuses strömen lassen, in dem die Strahlen die Turbinenscheiben beaufschlagen und im wesentlichen tangential zu diesen gestellt sind. Das Verteilerrohr steht mit einem normalerweise

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geschlossenen Ventil in Verbindung, das mittels einer herkömmlichen Rohrleitung an die Druckwasserquelle angeschlossen ist. Das Ventil ist vorzugsweise von der Art, bei der der Druck des Wassers, das dadurch zu fließen strebt, das Ventil in geschlossener Stellung halt, das Ventil jedoch eine geöffnete Stellung einnimmt, wenn man eine kleine Menge Druckwasser durch Benutzung eines Handsteuerelementes daraus ausströmen läßt. Wenn sich das Ventil in der geöffneten Stellung befindet, fließt Druckwasser zum Verteilerrohr zwecks Betätigung der Turbine. Nach dem Beaufschlagen der Turbinenschaufeln strömen die Wasserstrahlen durch die radial verlaufenden Räume und dabei folgt das vorher die Strahlen definierende V/asser bei abnehmender Geschwindigkeit und sich verstärkendem Druck einem spiralförmigen Weg. Nachdem das Wasser den oben erwähnten spiralförmigen Weg verfolgt hat, tritt es in v/enigstens einen Satz axial ausgerichteter, sich nach oben erstreckender öffnungen ein, die mit dem Inneren des Kanteis in Verbindung stehen. Mit dem Antreiben der Turbinenscheiben durch die denselben durch die Hochgeschwindigkeitswasserstrahlen zugeführte kinetische Energie dreht sich der drehbare Teil der Zerkleinerungsanlage und wird Abfall bei seiner Bewegung durch den Mantel nach unten zerkleinert. Unmittelbar unterhalb der Zerkleinerungsanlage befindet sich eine Lochplatte, deren Löcher nur den Abfall durchlassen, der auf Teilchen einer vorbestimmten Größe zerkleinert worden ist, um dadurch nach unten durchzutreten und sich mit dem von der Turbine nach oben ausgestoßenen Wasser zu vermischen, wonach die Mischung aus zerkleinertem Abfall und Wasser aus der Vorrichtung durch das vorher erwähnte Abflußrohr fließt. Die Lochplatte dient nicht nur dem vorstehend genannten Zweck, sondern stellt auch sicher, daß sich in dem Mantel nach unten bewegender Abfall vor Durchführung

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des Zorkleinerurigsvorgangs nicrit urterhalb der Zerkleinerungsanlage gelagert wird. Auf diese V/eise wird die Möglichkeit, daß sich große Klumpen von unzerkleinerten Abfall in die Ablaufleitung .schieben und diese eventuell verstopfen oder ganz blockieren in wesentlichen ausgeschaltet. Der obigen Zusammenfassung ist zu entnehmen, daß das Druckwasser nicht nur zum Betreiber, der Vorrichtung und zum Herausspülen des zerkleinerten Abfalls nach unten durch die Ablaufleitung verwendet wird, sondern daß durch die Verwendung eines Ventils der vorstehend beschriebenen Art das Druckwasser mindestens auch teilweise dazu verwendet wird, um den Betrieb der energiesparenden Abfallbeseitigungsvorrichtung zu regeln.

Nachfolgend werden Ausführungs-formen der Erfindung lediglich beispielsweise anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

FIGUR 1 eine perspektivische Ansicht der energiesparenden Abfallbeseitigungsvorrichtung und aes durch Druckwasser betätigten, zur Regelung des Betriebs derselben verwendeten Ventils;

FIGUR 2 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die Vorrichtung nach der Linie 2-2 in Figur 1;

FIGUR 3 eine vergrößerte ausschnittsweise Querschnittsansicht eines Teils des Gehäuses mit einer der Düsen, die zur Bildung eines Wasserstrahls hoher Geschwindigkeit verwendet werden, um den Satz beabstandeter Turbinenschaufeln tangential zu beaufschlagen;

FIGUR ¹J eine senkrechte Querschnittsansicht der energiesparenden Abfallbeseitigungsvorrichtung;

FIGUR 5 eine ausschnittsweise quer geführte Querschnittsansicht

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der Vorrichtung nach der Linie 5-5 in Figur *ί;

FIGUR 6 einen Seitenaufriß einer ersten alternativen Ausführ un£s form von Abfallzerkleinerungsschaufeln;

FIGUR 7 eine kombinierte quer geführte Querschnitts- und Draufsicht de;i Mantels und der Zerkleinerungsanlage nach dor Linie 7~7 in Figur β;

FIGUR 3 eine Draufsicht auf eine erste alternative Form einer Abfallzerkleinerungsschaufel;

FIGUR 9 eine senkrechte Querschr.ittsansicht eines ersten

Ventils und eines zweiten Ventils, die zur Regelung: der Druckv/asserströiaurig zur energiesparenden Abfallzerkleinerungsvorrichtung verwendet werden;

FIGUR 10 eine Draufsicht auf ein zweites Ventil zur Regelung des ersten in Figur 9 dargestellten Ventils; und

FIGUR 11 eine zweite Draufsicht auf das zweite Ventil,

wobei sich der Griff desselben jedoch in verschlossener, nach unten gerichteter zweiter Stellung befindet.

In Figur 4 ist die energiesparende Abfallbeseitigungsvorrichtung Λ unterhalb eines herkömmlichen Ausgusses B dargestellt, der einen Boden C aufweist, in dem ein Abfluß D vorgesehen ist. Unter dem Abfluß Ü befindet sich im wesentlichen senkrecht und in axialer Ausrichtung dazu ein zylindrischer Mantel F. Durch eine Kler.m-. einheit E herkömmlicher Ausbildung ist der Mantel F an den Abfluß D angescnlossen. Der Hantel F v/eist ein erstes Ende 10 auf, das sich oben befindet, und ein zweites Ende 12, von dem ein Gehäuse G sich nach unten erstreckt. Das Gehäuse G hat einen Außenunfang 1'! und eine Anzahl axial ausgerichteter und senkrecht beabstandeter darin befindlicher Turbinenscheiben K. Die Turbinenscheiben H sind an dem unteren Teil einer Welle J gelagert. In dem Außenumfang 1Ί

H (J 9840/0605"

des Gehäuses G ist eine Anzahl air, Umfang beabstandeter Öffnungen ausgebildet, und eine Anzahl von Düsen 18 ist an Gehäuse befestigt und verläuft durch die öffnungen 16.

Wie an; besten in Figur 2 zu erkennen ist, ist ein dem Gehäuse entsprechendes Verteilerrohr K vorgesehen, das mit einem normalerweise geschlossenen Ventil L verbunden ist, das durch eine Steueranlage II wahlweise in eine geschlossene oder geöffnete Stellung bewegt werden kann. An einer Stelle zwischen dem ersten und zweiten Ende des Mantels verläuft vom Mantel F aus eine Ablaufleitung N nach außen. Wie in Figur 1 und k dargestellt, wird innerhalb der Grenzen des Mantels F eine querverlaufende, starre Platte O neben der Ablaufleitung N abgestützt, die eine Anzahl beabstandeter Offnungen 2k aufweist. Wie in Figur ^l\ dargestellt ist, ist in dem Gehäuse G ein Lager P gelagert, das mit dem unteren Ende einer nach oben verlaufenden Welle J drehbar in Eingriff steht, an der die Turbinenscheiben starr befestigt sind. Ein Lager Q befindet sich im Innern des Mantels F und wird durch ein an der Innenfläche des Mantels F befestigtes Drehkreuz 26 in axialer Ausrichtung mit dem Lager P gehalten. Im Innern des Mantels F befindet sich neben der Ablaufleitung N und von dieser nach oben verlaufend eine Abfallzerkleinerungsanlage R, wie in Figur 1 und 4 dargestellt, wobei die Anlage einen drehbaren Teil R-I aufweist, der von der Welle J angetrieben wird, und einen ortsfesten Teil R-2, der in einer nach außen verlaufenden Lage von der Innenfläche des Mantels F abgestützt wird.

Vom Ventil L verläuft eine Leitung 22 zu einer nicht gezeigten Quelle von Haushaltswasser, das unter einem wesentlichen Druck steht.

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Die Welle J besitzt einen unteren Teil 28, der mit dem Lager P drehbar in Eingriff steht. Der Wellenteil 28 erstreckt sich von einem mit Gewinde versehenen Teil 30 der Welle nach unten. Der mit Getvinde versehene Teil 30 bildet mit dem darüberliegenden Teil 3^ der Welle eine Körperschulter 32. Es ist eine kegelstumpfförmige Schale 36 vorgesehen, die einen riachen waagerechten mittleren Teil 38 hat, in dem eine Zentrierbohrung 40 ausgebildet ist, durch die sich der mit Gewinde versehene Wellenteil 30 nach unten erstreckt.

Eine Mutter H2 steht mit dem mit Gewinde versehenen Wellenteil in Eingriff. Wenn die Mutter 42 festgezogen ist, arbeitet sie mit der Körperschulter 32 zusammen, um den mittleren Teil 38 der Schale 36 dazwischen zu umgreifen und die Schale in einer festen drehsicheren Lage an der Welle J zu halten.

Der kegelstumpffürmige Teil 36a der Schale 36 weist eine Anzahl am Umfang beabstandeter Bolzen 44 auf, die sich nach oben erstrecken und durch ausgerichtete, in den Turbinenscheiben K ausgebildete Siitze von Öffnungen 46 hindurchgehen. Die Turbinenscheiben H haben eine kegelstumpfartige Form und sind durch Abstandshalter 48 an den Bolzen 44 voneinander getrennt. Die Turbinenscheiben H besitzen axial ausgerichtete Zentrieröffnungen 50, die zusammenwirken, um einen nach oben verlaufenden Durchgangskanal 52 zu definieren, der jederzeit mit dem Innenraum 54 des Mantels F in Verbindung steht, und radial verlaufende, zvfischen angrenzenden Turbinenscheiben H definierte Räume 56. Die Bolzen 44 können nach oben liegende mit Gewinde versehene Enden aufweisen, in die Muttern eingreifen oder eine andere Befestigungsart, die für den hier erläuterten Erfindungsgedanken nicht von Bedeutung

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ist. Am Wellenteil 3^ befindet sich vorzugsweise ein Bund 60, der in drehbarer Berührung mit dem Lager Q steht. Das obere Stück des V/ellenteils 3't über dem Bund 60 hat vorzugsweise einen nichtkreisförmigen Querschnitt. Der Wellenteil ^k bildet sich am oberen Ende desselben in einen mit Gewinde versehenen Wellenteil 62 aus, der mit einer Mutter 64 in Eingriff steht.

Der drehbare Teil R-I der Zerkleinerungsanlage R bestellt aus einer Reihe von länglichen Schaufeln 66, die Zentrieröffnungen aufweisen, die dem nichtkreisförmigen Querschnitt des oberen Stücks des Wellenteils 3^, an dem sie gelagert sind, entsprechen. Zwischen den Schaufeln 66 befinden sich Abstandshalter 70, die mit der Welle oberhalb des Bundes 60 in Eingriff stehen, und die Schaufeln sind durch sich quer erstreckende Räume 72 voneinander getrennt. Wie in Figur *J dargestellt ist, werden die Schaufeln 66 durch eine Körperplatte 7^, die an der Welle J ausgebildet ist, daran gehindert, sich an der Welle nach unten zu bewegen.

Teil R-2 der Zerkleinerungsanlage R besteht aus einer Anzahl quer verlaufender Schaufeln 76, die sich von der Innenfläche des Mantels F nach außen erstrecken, wobei die Schaufeln 76 so ausgelegt sind und eine derartige Stärke aufweinen, daß sie durch die Räume 72 hindurchgehen, wenn sich der Zerkleinerungsteil R-I dreht.

Die nach außen gelegenene Kanten der Schaufeln 76 haben denselben Krümmungsradius wie die Innenfläche des Mantels F, an der die Schaufeln durch herkömmliche Mittel verbunden oder befestigt sind. Wenigstens ein Teil der Schaufeln 76 ist vorzugsweise so

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angeordnet, daß sie die Eingangsüffnung in der Ablaufleitung N umspannen und v/eisen eine ausreichende Lunge auf, damit die äußersten Enden der Außenkanten derselben an der Innenfläche des Mantels F an gegenüberliegenden Seiter: der Eintrittsöffnung befestigt werden können. Aus Gründen, die nachfolgend noch erläutert v/erden, ist die Breite der Räume 70 vorzugsweise geringer als der Durchmesser der öffnungen 2h.

In der Zeichnung ist der Außenurnfangsteil 14 des Gehäuses G im Querschnitt als halbkreisförmig dargestellt. Das Gehäuse H umfaßt vorzugsweise die oberen und unteren Teile 78 und 80, die sich nach außen erstreckende ausgerichtete Flansche 78a und 80a aufweisen, die durch Bolzen 82 oder andere geeignete Befestigungsmittel abnehmbar zusammengehalten werden.

Im Querschnitt entspricht das Gehäuse G im allgemeinen dem Querschnitt der Turbinenscheiben K. Die Turbinenscheiben H sind vorzugsweise aus einem keramischen Werkstoff, wie z.B. Stickstoffsilicid, Bornitrid oder dergleichen, gebildet. Keramische Werkstoffe der vorstehenden Art weisen eine große Festigkeit auf, sind jedoch nicht nachgiebig. Um beim Drehen der Turbinenscheiben H mit hoher Drehzahl ein Plattern und einen dadurch verursachten Bruch der Scheiben zu vermeiden, sind die Scheiben vorzugsweise kegelstumpfförraig ausgebildet.

Bei seinem Verlauf um das Gehäuse 14 verringert sich der Innenquerschnitt des Verteilerrohrs K allmählich in dem Maße, daß den Düsen 18 Druckwasser in der V/eise zugeführt wird, daß sämtliche Düsen Wasserstrahlen 84 mit der gleichen Geschwindigkeit ausströmen lassen. Wie in Figur 3 gezeigt, haben die Düsen einen

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zusammenlaufenden und einen auseinanderlaufenden Teil ISa und 13b. Die Wasserstrahlen 3^ von hoher Geschwindigkeit haben eine längliche Form und sind so orientiert, daß sie die Turbinenccheiben H im wesentlichen tangential zu diesen beaufschlagen, wie es in Figur 2 und 3 dargestellt ist.

Die V/asserstrahlen 84 treten in die Raune 5o zwischen den Turbinenscheiben H ein und verlieren danach aufgrund des Reibungswiderstandes mit den Scheiben an Geschwindigkeit. Hit dem Abnehmen der Geschwindigkeit erhöht sich der Wasserdruck und als Folge davon verfolgt das V/asser einen spiralförmigen Weg vor seinem Austritt aus den Scheiben durch den Durchlaufkanal 52. Beim Strömen durch die RiLurce 56 gibt das unter Druck stehende Kasser kinetische Energie an die Turbinenscheiben H zum Antrieb des drehbaren Teils R-I der Zerkleinerungseinheit R ab. Das Strömen des unter Druck stehenden Kassers zu den Düsen 18 erfolgt durch Handhabung der Steuerungseinheit M.

Wenn der drehbare Teil R-I der Zerkleinerungsanlage R angetrieben wird, wird der nicht gezeigte, sich durch die Ummantelung F nach unten bewegende Abfall aufgrund der gemeinsamen Schnitzelaktion der Zerkleinerungsanlagenteile R-I und R-2 zerkleinert. Der Abfall wird weiter zerteilt, bis er eine Teilchengröße erreicht hat, die durch die öffnungen 2h in der Platte 0 nach unten hindurchgeht. Abfall mit einer Teilchengröße, die größer als die Öffnungen 24 ist, wird jedoch von der Platte 0 daran gehindert, sich unterhalb der Zerkleinerungsanlage R nach unten zu bewegen. Das Ventil L weist einen länglichen Hohlkörper 36 auf, der ein erstes Ende 88 mit Innengewinde aufweist, das durch

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eine mit Gewinde versehene Verschlußschraube 90, die mit der Leitung 22 verbunden ist, verschlossen wird. Die Verschlußschraube 90 hat an ihrer Innenseite einen Ventilsitz 92. Der Ventilsitz steht mit einem Durchgang 9¹I in der Verschlußschraube in Verbindung, der an die Leitung 22 angeschlossen ist. Ein zweites Ende 96 des Körpers 86 ist mit dem Verteilerrohr K verbunden.

In dem Körper 86 befindet sich ein Drehkreuz 93, das ein längliches, sich in Längsrichtung erstreckendes Glied 100 abstützt. Das Glied 100 hat einen Durchgang 102, der sich darin in Längsrichtung erstreckt und mit einem zweiten Durchgang 101 im Drehkreuz in Verbindung steht, der zu einer Leitung 106 führt, die an die Steuerung M angeschlossen ist.

Es ist ein topfförmiges Ventilglied 103 vorgesehen, das eine zylindrische Seitenwand 110 und ein Endstück 112 aufweist. Ein elastischer Dichtungsring 114 ist in einer kreisförmigen quer verlaufenden Ausnehmung 116 am Glied 100 gelagert. Die Seitenwand 110 ist am Glied 100 verschiebbar und dichtet mit diesem aufgrund des Ringes 114 ab.

Eine elastische Flachdichtung 118 wird durch ein Glied 120 mit Außengewinde, das mit der im Endstück ausgebildeten Gewindebohrung 122 in Eingriff steht, an der Außenfläche des Endstückes gehalten. Durch das Glied 120 verläuft ein Durchgang 124 mit einem kleineren Durchmesser, der mit einem begrenzten Raum 126 mit variablem Volumen, der in dem Ventilglied 108 definiert ist, in Verbindung steht, wie es in Figur 9 dargestellt ist.

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Wenn die Steuerung M so gestellt ist, daß kein Wasser von Ventil L durch die Leitung 106 fließen kann, strömt Druc>v;asser in den begrenzten Raum 126 und hält in Verbindung mit einer Schraubendruckfeder 128 in dem begrenzten Raum das Ventilglied in der ersten Stellung, wie es in Figur 9 dargestellt ist.

Die Feder 123 besitzt selbst nicht genügend Kraft, um das Ventilglied 108 entgegen der durch das Druckwasser ausgeübte Kraft an der in Figur 9 linken Seite der Dichtung Il3 in der ersben Stellung zu halten.

Die Steuerungseinheit M weist einen länglichen starren Körper auf, in dem sich eine Lcingsbohrung befindet, die mit einer Leitung 106 verbunden ist. In der Bohrung 130 befindet sich ein herkömmliches Luftreifenventil 13^> wie es zum Beispiel von der Shraeder Valve Company hergestellt wird, das federbelastet ist und sich normalerweise in geschlossener Stellung befindet, um zu verhindern, daß Wasser aus der Leitung 106 fließen kann. Das Ventil 134 umfaßt einen federbelasteten Stift 136, der die Steuerung H öffnet, wenn er in Figur 9 nach unten gedruckt wird, damit V/asser zu einer Leitung 138 durchfließen kann. Wie in Figur 9 gezeigt ist, ist im oberen Teil des Körpers I30 ein Verschluß l'lO dichtend gelagert, der einen Stößel l4l mit einer Handhabe 1*12 an seinem oberen Ende gleitend abstützt.

Wenn der Stößel 140 nach unten bev/egt wird, wird der Stift 133 ebenfalls nach unten bewegt, um das Ventil 13^ zu öffnen und V/asser aus der Leitung IO6 in die Leitung 133 fließen zu lassen. Durch das Strömen des Wassers in der vorstehend beschriebenen V/eise wird der Druck des V/assers in dem begrenzten Raum 126

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verringert, wobei sich das Ventiljjlied 103 nun nach Figur 9 nach rechts in eine zweite Stellung bewegt, i'iun kann Druckwasser durch das Ventil L zum Antrieb der Abfallbeseitigung.=;vorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise zum Verteilerrohr K fließen.

Kenn der von Hand ausgeübte Druck auf die handhabe 1*12 beendet wird, führt der federbelastete Stift 135 das Ventil 13¹J in eine geschlossene Stellung zurück. Das Wasser· kann nicht mehr aus der Leitung 106 ausströmen. Jetzt fließt Wasser in den begrenzten Raun 126, um in Zusammenarbeit mit der Feder 128 das Ventilglied 108 nach links zu bewegen zwecks Einnahme der in Figur 9 gezeigten ersten Stellung. Der Durchfluß von Wasser durch das Ventil L zum Verteilerrohr K hat nun aufgehört. Die Handhabe 1*12 ist drehbar und hat ein hinterschnittenes Stück 1*1*1, das dazu bestimmt ist, lösbar mit einem L-förmigen, sich nach oben erstreckenden Haken 146 in Eingriff su treten, wenn sich die Handhabe in einer nach unten gestellten Lage befindet. Der Haken 146 ist durch herkömmliche Mittel am Körper 130 befestigt.

In Figur 6 ist eine alternative Ausführungsform der drehbarer. Zerkleinerungsanlage R'-l dargestellt, bei der die drehbaren Schaufeln 66' von den höchsten bis zu den niedrigsten in der Lange größer v/erden. Bei dieser Anordnung arbeiten die Schaufeln nit dem Innenraum des Mantels F zusammen, um einen sich nach unten erstreckenden begrenzten Raum 150 zu schaffen, in den der unterste Teil des Abfalls, wie zum Beispiel Sellerie oder Maiskolben, 152 herunterfallen und mit Sicherheit zerschnitselt werden kann. Eine zweite alternative Schaufelkonstruktion R''-l ist in Figur 3

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dargestellt j bei der die Schaufel 66" einen länglichen Schlitz aufweist, der mit einem quadratischen Querschnittsteil der Weile J>~ zur Bewegung in Querrichtung in Eingriff tritt, wenn der erste Zerkleinerungsteil R"-l angetrieben wird.

Die Wirkungsweise der bevorzugten sowie der ersten und zweiten alternativen Ausführungsform der Erfindung zur Zerkleinerung von Abfall 152, der Selleriewurzelstöcke, Maiskolben und dergleichen beinhaltet, in Teilchen S, die eine derartige Größe haben, daß sie selbst von einem sich langsam bewegenden Wasserstrom mitgenommen und befördert werden, ist in folgenden beschrieben. Wenn der Knopf 142 heruntergedrückt wird, läßt die Steuerung M V/asser zu den Düsen 18 fließen, wo es zu Strahlen Qk geformt wird, die die Turbinenscheiben Ii tangential beaufschlagen. Es wird kinetische Energie an die Turbinenscheiben H abgegeben, um die Drehung derselben sowie des Teils R-I der Abfallzerkleinerungsanlage R herbeizuführen.

3ei seiner Bewegung in dem Mantel F nach unten wird der Abfall nacheinander zwischen den sich drehenden Teil R-I und den ortsfesten Teil R-2 der Abfallzerkleinerungseinheit gebracht, urn in Teilchen S gespaltet zu werden, die klein genug sind, um sich nach unten durch die öffnungen 2k in Platte O zu bewegen. Um das Zerspalten des Abfalls 152 zu erleichtern, können die führenden Kanten der Schaufeln Messerschneiden sein, die den Abfall durchschneiden. Auch kann die unterste Fläche der untersten Schaufel im drehenden Teil R-I sowie eine beliebige Anzahl von darüber gelegenen Schaufeln nach unten und hinten hin von den führenden Kanten aus spitz zulaufen, um eine nach unten gerich-

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tete Pumpwirkung auf das zwischen ihr und der oberen Fläche der Platte 0 befindliche Wasser auszuüben, wenn sich der drehende Teil R-I dreht. Die Platte ist so zum drehenden Teil R-I der Zerkleinerungsanlage R gelagert, daß Abfall 152, der nicht zerkleinert wurde, keine nennenswerte Strecke unter den drehenden Teil gelangen kann.

Wenn die Turbinenscheiben H durch Wasser angetrieben v/erden, fließt das V/asser daraus durch den Durchgang 52 mit ausreichender Geschwindigkeit ab, um die Platte O zu beaufschlagen, wobei ein erster Teil des Wassers durch die Öffnungen 2¹I nach oben zu strömen bestrebt ist, um sich mit den Abfallteilchen S zu vermischen. Ein zweiter Teil des Wassers, der mit massiven Teilen der Platte O in Berührung kommt, verbleibt unterhalb der Platte und fließt aufgrund des aus dem Durchlaß 52 ausströmenden Wasservolumens zur Ablaufleitung N.

Die Abfallteilchen S haben eine Dichte, die größer als die des Wassers ist,und sind bestrebt, sich in dem V/asser oberhalb der Platte nach unten zu bewegen. Ein erster Teil der Teilchen S oberhalb der Platte O wird durch die Drehwirkung der Schaufeln 66 durch die öffnungen 2k nach unten getrieben, um vom zweiten Teil des Wassers mitgenommen zu werden und mit ihm zur Ablaufleitung N zu fließen. Ein zweiter Teil der Teilchen S oberhalb der Platte O kommt mit den sich drehenden Schaufeln 66 in Berührung und wird von den Schaufeln durch die Räume 72 in die Ablaufleitung N getrieben. Unabhängig davon, welchen Weg der erste und zweite Teil von Teilchen S nimmt, ist ihre endgültige Bestimmung die Ablaufleitung N. Die Umdrehung der Turbinenscheiben H wird dadurch beendet, daß man den Knopf 142 in seine Hoch-Stellung

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zurückkehren läßt. Bei Anwendung eines maximalen Zuleitung" Wasserdrucks von 4,2 kp/cm (beispielhaft für den Höchstwasserdruck im Gebiet von Los Angeles, Californien) hat man festgestellt, daß die Leerlaufdrehzahlen der Welle J in Bereich von 3000 UpM liegen. Als Gesamtabmessung haben die Turbinenscheiben K einen ungefähren Durchmesser von 15 cm, gemessen von der Mittelachse der Welle J bis zu einer Umfangskante der Turbinenscheiben H. Die zur Zeit verwendete senkrechte Abmessung der Räume zwischen den Scheiben K im Bereich von 1/16" - 1/8" hat sich bewährt. Die Grundlage der Abfallbeseitigungsvorrichtung A bildet eine Vorrichtung mit kontinuierlicher Beschickung. Es versteht sich, daß die Breite der Räume 56 auf den Querschnitt der axial ausgerichteten, in den Scheiben H ausgebildeten Sätzen von Öffnungen bezogen v/erden muß, damit das Druckwasser mit einer niedrigeren Geschwindigkeit in den Innenraum des Gehäuses G einströmen als es aus dem Gehäuse G ausströmen kann. Das Wasser kann also schneller aus den Innenraum des Gehäuses G entweichen als es in dieses einfließen kann.

Der Aufbau der Abfallbeseitigungsvorrichtung A sowie das Verfahren zur Benutzung derselben wurde bereits oben ausführlich beschrieben und bedarf keiner Wiederholung.

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Claims

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1. Abfalloeseit 1 ^uii^sVorrichtui:;" ir.it einem zylindrischen Hantel, der ein oberes und unteres E η at; aufweist und in cir.er i;r_: wesentlichen senkrechten I.a;~e unterhalb einer AbflufoSf;''nua_:~ eines Ausr-usses ^ela^ert ist, vrobei das obere Ende rc it der Abflußöffnung verbunden ist und der i'antel zwischen dem oberen und unteren Ende einen Auslad für den zerkleinerten Abfall aufweist, der mit einer Ablaufleltung in Verbindung steht, dadurch 5rekenn2eich.net, ti?.?> sie durch D"v.ckrasser aus einer neben der Vorrichtung befindlichen Quelle angetrieben wird und folgende Teile umfaßt:

a) Eine Abfallzerkleinerun^seinrichtunc (R), die in dorr· zylindrischen i'antel p;e lagert ist a:vd einen π it Sc:uu-Tt±ln verseh.eneri ersten drehbaren Teil (R 1) und einen r.it Schaufeln versehenen zweiten ortsfesten Teil (R 2), der an der Innenfläche den zylindrischen Mantels hefenci^t isc, aufvieist, v/obei der zweite Teil eine Vielzahl quer verlaufender Rciune definiert, durch die sich der erste mit Schaufeln versehene drehbare Teil dreht, und wobei die Zerkleinerunf-seinrichtung neben der Ablauf leitung gelagert isb und mit dieser in Veroindung steht und v/obsi ein erster Teil des Abfalls zerkleinert wird und aus der Zerkleinerungseinriehtung austritt und ein zweiter Teil des zerkleinerten Abfalls unter die Zerkleinerunixseinrichtun£ gelangt;

b) Ein unterhalb des Mantels gelagertes Gehäuse (G), das mit dem unteren Ende desselben verbunden ist und einen kreisförmigen begrenzten Raum definiert;

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c) Eine Vielzahl axial ausgerichteter Turbinenscheiben (Ii), die in de:r: kreisförmigen begrenzten Raum unterhalb der Zerkleinerungseinrichtung drehbar gelagert sind, eine kegelstumpfförmige Kontur haben und wenigstens einen Satz axial ausgerichteter öffnungen (50) aufweisen, wobei die kegelstuiupfformige Kontur eine Aufwärtsströmungsrichtung des Wassers definiert, nachdem das Wasser mit den Turbinenscheiben in Berührung £ elco mir. en ist, und wobei die Scheiben eine Vielzahl radial verlaufender FLLune (55) zwischen sich definieren, deren Breite schr.al genug ist, um einem durch sie fließenden Druekwasserstrom einen beachtlichen Strömungswiderstand aufzuzwingen;

d) Eine erste mit der Druckwasserquel.' verbundene Einrichtung (K), die an das Gehäuse angeschlossen ist, urn mindestens einen Wasserstrahl hoher Geschwindigkeit in dem Genius:?

zu erzeugen, der auf die Turbinenschaufeln unter einen Winkel auf trifft, um danach mit verminderter Geschwindigkeit und erhöhtem Druck durch die radial verlaufenden Räume zu fließen und Umdrehungsenergie an die Turbinenschaufeln abzugeben, bevor das Wasser aus den Turbinenschaufeln durch die von ihnen definierten axial ausgerichteten Öffnungen austritt, '^obei das ^T,Va:>ner nach seinem Auslritt durch die Öffnungen in dem Hantel nach oben zu der Abfallzerkleinerungseinrichtunr: strömt, um zerkleinerten Abfall nach außen durch die Austrittsöffnung herauszuspülen, wobei das austretende Viasser mit dem ersten und zv/eiten Teil das Abfalls zwecks Entfernung desselben in die Ablaufleitungen in Berührung kommt;

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e) Eine zweite hinrichtung (J) zur übertragung der U;:;drehungsenergie der Turbinenschaufel·!! auf den erster: drehbaren Teil der Zerkleinerungseiarichtung;

f) Eine dritte Einrichtung (0) in der.¹ hantel, u,ti zu vorhindern, daß Abfall, dor nicht zerkleinert v,^rurde, sich in dem Mantel wesentlich weiter nach unten als unter die Zerkleinerungseinrichtung bewegen kann; und

g) Eine irdt der ersten Einrichtung in VlirKverbindung stehende, von Hand betiitigbars vierte Einrichtung zur Regelung des V.^:asserstronis von der Druekv/asserquelle bis zu den kreisförmigen begrenzten Raum in den Gehäuse, die ein mit den üruckwasser in Verbindung· stehendes erstes Ventil (L' das genannte Gehäuse und ein zweites normalsrviaise geschlossenes Ventil (ii) aufweist, day von Hand bet;.Ltigbar ist, um die Strömung aus der genannten Quelle durch das erste Ventil und in das Gehäuse zu regeln.

2. Abfallbeseitigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einrichtung aus einem Plattenelement (0) besteht, das eine Vielzahl darin ausgebildeter Locher aufweist und in dem zylindrischen Mantel unterhalb der Abfallzerkleinerungseinrichtung gelagert ist.

3· Abfallbeseitigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung eine sich senkrecht erstreckende Welle (J) ist, die sowohl in Bezug auf den ersten Zerkleinerungsteil als auch auf die Turtinenscheiben zentriert und mit beiden starr verbunden ist.

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4. Abfallbeseitigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Abfallzerkleinerungseinrichtung aus einer Vielzahl erster, quer verlaufender, in Längsrichtung beabstandeter Schaufeln (66) besteht, die an der Welle befestigt sind.

5. Abfallbeseitigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zv/eite Teil der Abfallzerkleinerungseinrichtung aus einer Vielzahl zweiter, quer verlaufender Schaufeln (76) besteht, die im Abstand in Längsrichtung am Innenteil des Mantels befestigt sind, wobei sich die ersten Schaufeln bei jeder Umdrehung der Welle zwischen den zweiten Schaufeln drehen und die Räume (72) zwischen den zweiten Schaufeln eine Breite aufweisen, die geringer ist als der Durchmesser der Löcher, so daß der Abfall durch die Zerkleinerungseinrichtung in Teilchen zerkleinert wird, die klein genug sind, um sich durch die Löcher nach unten zu bewegen.

6. Abfallbeseitigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die axial ausgerichteten Turbinenscheiben folgende Teile aufweisen:

h) Eine kreisförmige Schale (,"5G), die an der Welle angebracht ist und sich innerhalb des Gehäuses befindet;

j) Eine Vielzahl am Umfang im Abstand angeordneter Stifte (44), die sich von der Schale nach oben erstrecken und durch axial ausgerichtete Sätze von Bohrungen (46) in den Turbinenscheiben hindurchgehen;

k) Eine Vielzahl von Abstandshaltern (48) an den Stiften, um die Turbinenscheiben so daran zu halten, daß sie die radial verlaufenden Räume zwischen den Turbinenscheiben definieren; und

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1) Eine fünfto rlinrichtunf" (5^)₃ die jr:it den freien Er.don der Stifte in Ein<_:;ri ff v.taht, um die Schale, die Stifte und die 'iu^biriencchoibep. als einstücki~e Kirihoi".; zusannerisuhalten.

Abfallb-r.Oeiti^uri.r'iL-ivori'iühfcutic nach Anspruch 5, dadurch -eketiiizeichnot, daß die Turbinonscneiben aus einem kerami sehen '..'erkstoff herrestelli; sind_, um "U verliindor'n, daß dieii-lbcn durca die innerhalb aeti OehclujOL; voriiandene Feuchti/'!;;.'it voi-rost^::.

8. Ab"alIbeseitiiairi;·;^vorrichtui!^· n.-iuli äri^piaici: 7, ^^''ij'i^ll—Jriij.^;rliiT z^iohrnt., da'i der Satz axi.il aujT-richteter ϋΓΓη^η,-οΐι (Ί'Ο) in der Mit to der Turblnenüchaufeln f^ela.^er't xv.t ,

9· AbrcillbeGeititninr.iJvorrichtunp, nach Ansprucli 1, d a d 11 r ο i ι ; ·».■ k ο η η z_oi_chnet, daß da» erste Ventil dor vierten hi ην Lcht'ui;". :"-)i(':e!iua Teile aufv/-;i;;t:

h) Linen Hohli:i.'r?)er (36) ία Lt einen ersten u^;:f^; ■,■■;.■ L L mi ^nae (83^ YiG) , wovon daü ei-nte i-,ndo mit OaiV L¹ γ·π,:!..f'i:5:;*>''Ίίίο 1 Lo in Verbindung steht und das z.;eite Ende πι L vier or:; ton ■/, iririchtunc um uew l/a^LJocfjtr-ahl innerhalb des f-_:'ii.^:'.u;,c;ü zu erseufX'ii, mit einem Innerhalb das Kärpe-r's riehen iio:;· jrsten Eruh? relarrcrton Ventilsitz ('J^) und mit einen ::;ri3c.ven dem ersten und zweiten l:',nde des Hühlköri> *ry Oe f i.ridl iclien Aus lan (lOii);

j) Ein Idnfilichep, topf förr.ii^ea Vent Llr;lied (Iü3)> ¹J'¹-' i^:i L".n-rsrichtun{_; innerhalb des Oel'i.^;iuses bev.orbar ist und eine erste und eine zweite Stellung in demselben elnnohnoa kann, wobei das Ventilglied in der ersten Stellung rr.lt der. Ventilsitz abdichtet und eine lünr.liehe öffnung (12^;i) aufv/eist;

k) Einen ländlichen, sich in Ldn^srichturi;-: orstrecJenden halter (100) in dem Körper, auf dem das Ventilr.lied verschiebbar und

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dichtend gelagert ist, wobei der Halter einen mit dem Au:-·la." in Verbindung stehenden Durch^an?·; (102) auf v/eist und das Ventil^lied und der Halter zusammenarbeiten, un einen begrenzten Raum (120) zu definieren, der jederzeit mit der genannter: öffnung und dem Durchtarif·; in Verbindung steht und der so bemessen ist, daß, wenn er mit Druckwasser aus der genannt^n Quelle gefüllt v;ird, das Ventilplied in die zweite Stellung pedrJnpt wird und v/o'oei das zweite handbet.^:itip;bare, normalerweise geschlossene Ventil, wenn es sich in geöffneter SI-^lJ u:v befindet, dar, Wasser aus dein begrenzten Raun hero us:fließen läßt, und sich das Ventilßlied in die ;-.v/eite Stellung; bowert, in der das Druckwasser durch das erste Ventil in das Innere des Gehäuses strömt, und wobei das zweite Ventil in se bier. geschlossenen Zustand eine Füllung dos beeren:*ten Raur..es mit Druckwassjr herbeiführt, um das Vcntilf-lied in seine erste SteLLurif: /,uruckzuführen.

10. AbfallbüseitiKurij.'svorrichtunf¹; nach Anspruch 5, dadurch freironnzeichnet, daß ein Teil der zweiten Schaufeln (7^>) di^¹ r,^enant!te Abflußöffnung für den serkleinerten Abfall unspannt, wobei die Räume (72) zwischen den zweiten ochaufe Ln sov/ohl mit dcMi Tunern des Mantels als auch mit der Abflußöffnung fur dan zerl:l;i.-nerten Abfall in Verbindung stehen und ein Toll der :;arkle Inerten Abfallteilchen durch Burührunr mit den ersten Schaufein (66) bei Umdrehung derselben aus dem Innern des ::yl}..nurIschen Mantels durch die f.enannten K-Luine zwischen den zweiten Schaufeln surn Auslaß des zerkleiri3rten Abfalls auspnschoben wird.

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11. Abfallbeseitigungsvorrichtun^; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite der radial verlaufenden Raune (56) und der Querschnitt der axial ausgerichteten S^tze von öffnungen (50) so auf die Geschwindigkeit bezogen ist, mit der das Druckv/asser in das Innere des Gehäuses eingeführt wird, daß das Wasser mit einer größeren Geschwindigkeit aus den Innern des Gehäuses entvreichen kann als es in dasselbe eingeleitet wird.

12. AbfallbeseiticunEsvorrichtun^; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Einrichtung eine Vielzahl von mit Abstand am Umfang angeordneten Wasserstrahlen (Π'ί) in das Innere des Gehäuses einströmen Ii.".fit.

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