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Verfahren und Einrichtung zur faserigen Feinzerklei-
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nerung von Holz, Rinde oder holzartigen Pflanzenteilen.
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Beschreibung: Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung
zur faserigen Feinzerkleinerung von Holz, Rinde oder holzartigen Pflanzenteilen
z.B. für Kompostanlagen oder als Grundstoff für Platten oder Formkörper aus Holzwerkstoff
mit Kunstharz-Bindemitteln oder mineralischen, hydraulisch abbindenden Zuschlagstoffen
wie Gips oder Zement. Natürlich kann das Feingut auch für Verbrennungsanlagen, Entgasungsanlagen,
Brikettieranlagen oder dergleichen Verwendung finden.
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Die Zerkleinerung insbesondere von Abfällen aus Holz oder holzartigen
Pflanzen ist sehr aufwendig. Z.B. arbeitet die Spanplattenindustrie mit Zerspanungsmaschinen,
die mit Messern bestückt sind, welche alle 2 bis 6 Stunden ausgewechselt, geschliffen
und wieder auf 100-stel mm genau eingestellt werden müssen. Das erfordert hochbezahlte
Fachkräfte. die, besonders bei 3- oder 4-Schicht-Dauerbetrieb der Anlagetnoch ein
vielfaches der reinen Messer-Ersatz-Kosten an Lohnkostenaufwand verursachen und
die Zerkleinerungekosten zu einem der höchsten Posten im Gesamtkostenaufwand der
Spanplattenfertigung machen.
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Der Aufwand für eine andere Sparte der Holzwerkstoffindustrie, der
Faserpiattenindustris, ist infolge der hohen Verschleißkosten für die Mahlscheiben
der Scheibenzerfaserungsmaschinen, auch Defibrator oder Refiner genanntebenfalls
sehr hoch.
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Besonders hoch ist der Zerkleinerungsaufwand durch Verschleiß der
Zerkleinerungswerkzeuge, gleichgültig ob es sich Us eine schneidende, schlagende
oder reißende Zerkleinerung handelt, wenn stark verschmutzte Abfälle wie Altholz
aus Hausabbruch oder im Walde mittels Scaufellader aufgeladene Rinde zerkleinert
werden.
Ähnliche Verhältnisse und Probleme bestehen bei der Hausmüllzerkleinerunq.
Dabei hat sich herausgestellt daß die Verschleißkosten auf einen Bruchteil, bis
zu fast 2 Zehnerpotenzen verringert werden können, wenn die Zerkleinerung in einer
modifizierten Kugelmühle stattfindet, deren Hauptmerkmal ein Durchmesser-Längenverhältnis
1 : l bis 3 : l ist, deren axiale Länge (der Mahlt rommel) also wesentlich kleiner
ist als der Durchmesser. Derartige Mühlen sind unter der Bezeichnung "Cascadenmühlen"
oder "Müllcascade" im Prospektblatt ZLoesche Infom 1/76 " oder in der Druckschrift
n Aufbereitung und biologische Stabilisierung von Müllklärschlammge.ischen.....'.
der Willisch GmbH & Co KG, Stommeln, 5024 Pulheim 3 beschrieben.
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Die Erfindung geht von diesem Mühlenprinzip aus.
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Nachteilig an diese. Mühlenkonzept ist der hohe Aufwand der aus einer
Erzmühle stammenden Grundkonstruktion mit kegeligen Seitenwänden, Hals-Stehlagern
großen Durchmessers, nur von innen auswechselbaren und nur an einer Seitenwand (Stirnwand)
anbringbaren Rost-oder Lochplatten zur Mahlugklassierung und speziellen Hubleisten,
die das durch die Lochplatten in der inneren Seitenwand ausgetragene Gut zur zentralen
Austragöffnung innerhalb einer zusätzlichen äußeren Seitenwand heben und in die
im Durchmesser wesentlich kleinere Austragöffnung in der äußeren Seitenwand fördern
sollen.
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Eine Feinmahlung ist nur mit einer nachgeschalteten, separaten Einrichtung
ur Klassierung oder Slchtung des Mahlgutes und ständiger Rückführung des Grobgutes
in die Mühle möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu finden, das frei von
den angfange genannten hohen VerschleiB-und Betriebskosten ist und mit einer Einrichtung
arbeit tat, die frei von einem aufwendigen Grundkonzept z.B.
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für die autogene Erzvermahlung konstruktiv so einfach wie möglich
ausgelegt ist und in der eine faserige Feinzerkleinerung in einem Durchgang möglich
ist0
Die Erfindung löst diese Aufgabe für das VerfahSezn'MaMF Patentanspruch
1 und für die Einrichtung nach den Patentansprüchen 2 bis 7 Dabei bietet ein Verfahren
nach Anspruch l folgende Vorteile: Nach Verfahrensschritt 1 a) ist nur eine Grobzerkleinerung
auf etwa 50 bis 800 mm Kantenlänge erforderlich. was z.B. bei der Vorzerkleinerung
von Altholz in Form von Kisten, Palletten, Möbeln oder Schwellen bzw. Hausabbruch
erhebliche Kosteneinsparungen erbringt. Auch Sägewerksabfälle können wirtschaftlich
auf eine Hackschnitzellänge von 50 mm oder wesentlich mehr grob vorzerkleinert werden.
Um auch den Aufwand der Vorzerkleinerung von Einjahrespflanzen, z.B. Stroh oder
Zuckerrohr (Häckseln) zu vermeiden, soll in solchen Fällen lediglich die Herstellung
von Preßballen vorgesehen werden- die üblichen sog. ZHD-Preßballenw aus Stroh haben
ein Format von etwa 400 x 500 x 600 mm Nach Verfahrensschritt 1 b) soll die vor
Scheibenzerfaserungsmaschinen übliche Dämpfung unter erhöhtem Druck bestenfalls
durch eine drucklose Dämpfung (Wegfall der Druckschleusenl) erfolgen oder das Zerkleinerungsgut
soll lediglich durch Zugabe von- Wasser oder wäßrigen Lösungen,Dispersionen, Emulsionen
oder Aufschwemmungen angefeuchtet werden um dann durch die in der Kugelmühle entstehende'
Wärme den Faserverbund zu lockern und das Fasermaterial zu plastifizieren. Beispielsweise
für die nachfolgende Herstellung von Gips- oder Zement- gebundenen Platten kann
bei dieser Gelegenheit gleichzeitig ein Härtungsbeschleuniger zugegeben werden.
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Nach Verfahrensschritt l c) können vorzugsweise zur Herstellung von
Bodenverbesserungsmittel" z.B. Kompost, mineralische Dünger zugegeben werden und
bei der Feiner mahlung mit dem Mahlgut innig gemischt werden. Der Zusatz von gebranntem
Kalk ( Ca O ) zu feuchter Baumrinde kann durch chemische Neutralisation und zusätzliche
Wärmeentwicklung bei der Vermahlung wachstumshemmende Gerbsäuren für den späteren
Einsatz als Tibf-Ersatz unschädlich machen.
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GemäB Verfahrensschritt 1 d) nützt die Feinzerkleinerung die gleichen
Vorteile wie die Müllzarkleinerung in der "Cascadenmühle" oder "Müllcascade" in
Bezug auf niedrigste Verscheißkosten.
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Schließlich bietet Verfahrensschritt 1 e) den Vorzug, daß mittels
einer Absaugung des feinen Mahlgutes mit in die Mühle integrierter Windsichtung
eine externe Klassierung oder Sichtung mit ständiger Grobgutrückführung erübrigt
wird, Außerdem würde bei einer Aus tragung des Feingutes durch Loch- oder Rostplatten
in den Seitenwänden der Trommel einer Kugelmühle eine ständige Faserquetschung und
Faserkürzung durch die Mahlkugeln an den Lochkanten stattfinden, sodaß die Herstellung
extrem langfaseriger Kleinteile, wie sie für die Plattenfabrikation gewünscht werden,
zumindest stark beeinträchtigt würde.
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Gemäß Anspruch 2 wird bereits eine Vereinfachung der erfindungsgemäßen
Einrichtung durch flach, planebene Seitenwände und Lochblech (Rostplatten) an beiden
Seitenwänden sowie Wegfall der dritten Seitenwand ersichtlich.
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Die Ansprüche 3 und 4 zeigen Beispiele, wie in einfacher Waise an
einen Absaugrohr innerhalb der Kugelmühle eine Wind@ichtung angeordnet werden kanne
Anspruch 5 zeigt eine besonders einfache Lagerung der Kugelmühle mittels Laufringen
auf gummibereiften Antriebs rollen, wie das beispielsweise bisher nur an Trommelsiebmaschinen
ausgeführt wird.
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Die durch keilförmige Leisten i Betriebezustend verschlossenen Schlitze
zwischen Segmenten des Trommelumfanges gemäß Anspruch 6 dienen zur periodischen
Austragung von auf eine bestimmte Korngröße zerkleinerten Eisenteilen oder auf dieselbe
Korngröße verschlissenen Mahlkugeln oder von zu Sand oder kleinen Splittern zerkleinerten
Steinen, wenn des feserige Feingut aus der Mühle nur durch Absaugung ausgetragen
wird. Das nicht absaugfähige "Schwergut" wird von Zeit zu Zeit bei leergefahrener
Mühle und- offenen Schlitzen ausgetragen.
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Anspruch 7 betrifft schließlich eine wesentli12 einfachung des Lochblech-
bzw. Rostplattenwechsels von außen, während bei der bekannten Cascadenmühle die
Monteure zum Wechseln der Rostplatten, die durch klassierende Wirkung die Feinheit
des Mahlgutes bewirken, in die Trommel der Kugelmühle klettern müssenl Die Vorteile
der Erfindung liegen damit auf der Hand, das Verfahren zeigt einen völlig neuartigen
und bisher nirgends angewandten Weg der Holzzerkleinerung mit bisher unerreicht
niedrigen Verschweiß- und Wartungskosten aufjund die Einrichtung eine gegenüber
der bekannten Müllcascade erhebliche Vereinfachung und Verbilligung des Konstruktionakonzeptes
für eine Kugelmühle mit ähnlicher Aufgabenstellung'sowie einen Weg, ohne externe
Sichtung oder Klassierung und Grobgutrückförderung faseriges Feingut in einem Durchgang
zu erzeugen.
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Figurenbeschreibung: Fig. 1 zeigt eine Kugelmühle der erfindungsgemäßen
Einrichtung in der Seitenansicht in Richtung der Drehachse und links unten teilweise
im Querschnitt Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die mittlere, horizontale Querschnittsebene
gemäß Fig. 1 mit pneumatischer Feingutabsaugung ohne Lochplatten zum klassierten
Gutaustrag.
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In Fig. 1 ist die Trommel l mit plan-ebenen Seitenwänden 2,2' mit
daran angeordneten Laufringen 3 versehen, die auf vorzugsweise gummibereiften Stütz-
und Antriebsrollen 4 aufliegen. Zwischen den Laufringen 3 und den zentralen Öffnungen
5,6 in den Seitenwänden 2,2' sind Lochplatten 7 eingesetzt, zwischen denen Versteifungsstege
8 für die Seitenwände 2,2' angeordnet sein können.
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Der Außenumfang der Trommel l , - im Schnitt links unten erkennbar,
- besteht aus Segmenten 9 , die innen mit Verschleißplatten 10 ausgekleidet sind
und zwischen denen nach innen keilförmig verjüngte Spalte 11 im Betriebszustand
durch
keilförmige Leisten 12 verschlossen sind. Im Teilausschnltt sind ferner die Mahlkugeln
13 in der Trommel l sichtbar.
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Fig.2 zeigt die Trommel 1 im Querschnitt mit der Seitenwand 2 mit
zentraler Oeffnung 5 an der Guteinlaufseite und Seitenwand 2' mit zentraler Offnung
6 an der Gutauslaufseite. - Wenn der Gutaustrag nur klassiert durch Lochplatten
7 wie in Fig. 1 dargestellt erfolgt, entfällt die zentrale Öffnung 6 und die Seitenwand
2' ist geschlossen. - Im Falle der Fig. 2 sind keine Lochplatten 7 vorgesehen, der
Gutaustrag erfolgt nur pneumatisch.
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Durch die zentrale Öffnung 5 in der Seitenwand 2 wird das Gut eingetragen,
dies gesucht beispielsweise durch eine der oeffnung 5 angepaßte Förderschnecke.
Durch die zentrale Öffnung 6 in der Seitenwand 2' ist das Absaugrohr 14 eingeführt.
das beispielsweise außerhalb der Seitenwand 2' über ein Spiralgehäuse 15 in die
Absaug-Rohrleitung 16 mündet. Innerhalb der Seitenwand 2' (innerhalb der Trommel
1 ) ist als Abschluß des Absaugrohres 14 ein drehbarer Stabkäfig 17 angeordnet,
der z.B. zentral im Absaugrohr 14 mit seiner Antriebswelle 18 gelagert ist. Die
Antriebswelle 18 kann außerhalb des Spiralgehäuses 15 stufenlos regelbar angetrieben
werden.
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Der Als Zentrifugal-Windsichter wirksame. rotierende Stabkäfig 17
sortiert das abzusaugende Feingut nach dem Verhältnis Masse zu Luftwiderstand, also
praktisch nach der Sinkgeschwindigkeit in ruhender Luft. Bei höherer Drehzahl des
Stabkäfigs l7 oder geringerer Absaug-Luftgeschwindigkeit wird das ausgetragene Material
feiner bei geringe rar Drehzahl oder höherer Luftgeschwindigkeit gröber. Diese Sichewirkung
beruht auf dem Gleichgewichtszustand zwischen Zentrifugalkraft des einzelnen. in
den rotierenden Luftschleier außerhalb des Stab-käfigs 17 geratendes Partikels und
der Schleppkraft der Absaugluft auf denselben Partikel.
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Die Laufringe 3 sind im Schnitt und die Rollen 4 teilweise verdeckt
von oben sichtbar0
- L e e r s e i t e -