DE3632987A1 - Anlage zum granulieren von feststoffkoerpern, insbesondere altreifen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Granulieren von Fest­ stoffkörpern, insbesondere Altreifen, bestehend aus einem geneigten Kühltunnel, in dem in Einzelstücke vorzerkleinerte Feststoffkörper einer die Sprödigkeit fördernden Unterkühlung mittels eines im Gegenstrom geführten Kühlmittels unterwor­ fen werden, und aus einer die Einzelstücke granulierenden Zerkleinerungsmaschine, in die die unterkühlten Einzelstücke fallen. Eine derartige speziell für Altreifen konzipierte Anlage ist in dem Sonderdruck So H 185 der Firma HAZEMAG Dr. E. Andreas KG aus VDI-Nachrichten Nr. 39/1974 beschrie­ ben. Hiernach werden Altreifen auf minus 60°C in einer leicht schräg geneigten Drehtrommel im Gegenstrom des Kühl­ mittels gekühlt. Da das Kühlmittel, nämlich flüssiger Stick­ stoff, schwerer als Luft ist, ist ein hoher Stickstoffbedarf anzunehmen, da innerhalb der Drehtrommel keine bewegten Teile vorhanden sein sollen, der Transport der Altreifen durch die Drehtrommel also durch das Gefälle der Drehtrommel bewirkt wird, die dann gerade am unteren Ende eine Auswurföffnung hat, an dem sich der schwere flüssige Stickstoff konzentrieren kann. Inzwischen ist das Verfahren dahingehend weiterent­ wickelt worden, daß die Altreifen vor der Unterkühlung in Einzelstücke vorzerkleinert werden, was sich auf die Größe der Zerkleinerungsmaschine, vorzugsweise eine Prallmühle, günstig auswiken dürfte.

Zum Stand der Technik bezüglich des Verfahrens zum Granulie­ ren von Feststoffkörpern ist auf die DE-OS 28 03 859 zu ver­ weisen.

Eingedenk des Umstandes, daß der Verbrauch an Kühlmittel bzw. Tieftemperatur-Gefriermittel der ausschlaggebende Kostenfaktor bei der Wiedergewinnung des Materials von sonst nicht mehr verwendbaren Feststoffkörpern darstellt, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, unter Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Verfahrens zum Granulieren dieser Fest­ stoffkörper den Kühlmittelbedarf zu minimieren.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in Überwindung des Vorur­ teils, im Kühlraum dürften keine bewegten Teile vorhanden sein, gemäß der Erfindung darin, daß der Kühltunnel aus einem schräg aufwärts fördernden Schneckenförderer besteht, in den das Kühlmittel über Düsen im mittleren bis oberen Bereich eingeleitet wird, dessen Mantel bis auf die Anschlüsse je eines Einwurf- und Auswurfgehäuses geschlossen ist und dessen Transportschnecke ein der maximalen Größe der Einzelstücke angepaßtes Steigungsmaß hat, daß die geneigte Transportschnecke an ihrem oberen Ende angetrieben ist und die Welle der Trans­ portschnecke an deren unterem Ende innerhalb des Kühltunnels in einer Halbschale gelagert und an der sich schräg zur Welle erstreckenden unteren Stirnwand des Mantels mittels eines kugelkopfförmigen Stützvorsprunges axial abgestützt ist, und daß das an die tiefste Stelle des geneigten Kühltunnels ange­ schlossene Einwurfgehäuse mindestens eine den Schacht ver­ schließende Dichtungsklappe hat, die beim Einwurf eines Einzel­ stückes öffnet.

Durch die Verwendung eines schräg aufwärtsfördernden Schnecken­ förderers wird zunächst die Unterkühlung im Gegenstrom opti­ miert, da das Kühlmittel die Tendenz hat, zum Einwurfende des Kühltunnels hin zu fließen, das durch eine Stirnwand abge­ schlossen werden kann. Einem Kühlmittelverlust an dieser Stel­ le wird dadurch begegnet, daß ein Schacht des Einwurfgehäuses normalerweise mit einer Dichtungsklappe verschlossen ist, die nur beim Einwurf eines Einzelstückes öffnet. Da die tiefe Temperatur gerade im Bereich der unteren Stirnwand des Kühl­ tunnelmantels eine normale, geschmierte Lagerung der Welle der Transportschnecke unmöglich macht, sieht die Erfindung deren Lagerung innerhalb des Kühltunnels in einer Halbschale vor, wobei sich die Welle axial an der Stirnwand abstützt. Da sich die Transportschnecke mit relativ niedriger Drehzahl dreht, ist eine derartige Radial- und Axiallagerung auch bei tiefen Temperaturen und ohne Verwendung eines Schmiermittels funktionssicher.

Um die Dichtverhältnisse im Bereich des Einwurfgehäuses zu verbessern, sieht die Erfindung vor, daß das mit einem Schacht versehene Einwurfgehäuse zwei aus einer Schließlage abwärts schwenkbar angetriebene Dichtungsklappen enthält, die derart in Abhängigkeit von der Drehung der Transport­ schnecke nacheinander aufsteuerbar sind, daß die untere Dichtungsklappe ein Einzelstück zum freien Fall freigibt, wenn der erste Schneckengang der Transportschnecke zur Auf­ nahme des Einzelstückes aufnahmefähig und die obere Dichtungs­ klappe geschlossen ist. Auf diese Weise wird in dem Einwurf­ schacht eine Art Schleuse geschaffen, die ein Entweichen des Kühlmittels weitgehend verhindert. Die Steuerung der Dichtungs­ klappen kann durch Schaltnocken der Schneckenwelle elektrisch ausgelöst werden.

Um das "Schleusenprinzip" im Einwurfgehäuse weiter zu ver­ vollkommnen sieht die Erfindung vor, daß das Einwurfgehäuse einen waagerechten Einwurfstutzen mit einer in Schließlage senkrechten Dichtungsklappe hat, die in Folgesteuerung gemein­ sam mit der unteren Dichtungsklappe aufsteuerbar ist. Wenn diese Dichtungsklappe öffnet, kann ein Einzelstück in den Schacht eingeführt werden, da dann die obere Dichtungsklappe des Schachtes geschlossen ist, während dessen die untere Dichtungsklappe ein Einzelstück zum freien Fall in den ersten Schneckengang der Transportschnecke freigegeben hat.

Auch im Bereich des an die höchste Stelle des Kühltunnels angeschlossenen Auswurfgehäuses kann zur Vermeidung von Kühl­ mittelverlusten bzw. Luftzutritt das Schleusenrinzip ange­ wendet werden, was Gegenstand des Patentanspruches 4 ist.

Eine doppelwandige Ausführung des Mantels des Kühltunnels nach Patentanspruch 6 dient ebenfalls einer verbesserten Kühlung.

Da durch die Verwendung einer aufwärts fördernden Transport­ schnecke das Auswurfende des Kühltunnels hochgelegt ist, wird die Möglichkeit geschaffen, das Auswurfgehäuse mit seinem senkrechten Schacht unter Abdichtung an das Gehäuse der Zer­ kleinerungsmaschine anzuschließen. Hierdurch wird das Innere der Zerkleinerungsmaschine in den weitgehend abgedichteten Kühlraum einbezogen, was sich wirtschaftlich auf die Leistung der Zerkleinerungsmaschine auswirkt. Versuche zum Granulieren von vorzerkleinerten Altreifen haben ergeben, daß innerhalb der Zerkleinerungsmaschine das Drahtgewebe völlig frei von Gummiresten anfällt, was auf eine weitgehende Aufrechter­ haltung der die Sprödigkeit fördernden Tieftemperatur inner­ halb der Zerkleinerungsmaschine zurückzuführen ist.

Der Kontinuität des Verfahrens dienlich ist es, wenn das Auswurfgehäuse zwei von einer gesteuerten Klappe wechselweise abzusperrende geneigte Anschlußstutzen hat, die unter Ab­ dichtung jeweils an eine Zerkleinerungsmaschine angeschlos­ sen sind. Wenn eine Zerkleinerungsmaschine zur Entnahme des Granulats und gegebenenfalls des Knäuls von Drahtgewebe stillgesetzt wird, kann die andere Zerkleinerungsmaschine beschickt werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Granu­ lier-Anlage gemäß der Erfindung dargestell, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtdarstellung in Seitenansicht, teilweise geschnitten,

Fig. 2 das Einwurfgehäuse mit drei gesteuerten Dichtungs­ klappen,

Fig. 3 das Auswurfgehäuse mit drei federbelasteten, auto­ matischen Dichtungsklappen, und

Fig. 4 ein Auswurfgehäuse mit zwei Auswurfstutzen und zwei Zerkleinerungsmaschinen.

Die Anlage besteht gemäß Fig. 1 aus einem geneigten Kühl­ tunnel 1, der eine aufwärtsfördernde Transportschnecke 2 enthält. Die Kühlmittelzufuhr 3 liegt am oberen Ende des Kühltunnels 1, dessen Mantel doppelwandig ausgeführt ist und einen Ringraum 4 als Zwischenbehälter für das Kühlmittel bildet. Das Kühlmittel gelangt aus dem Zwischenbehälter 4 im oberen bis mittleren Bereich des Kühltunnels 1 durch Düsen 3 a in den eigentlichen Kühlraum, in dem die Transportschnecke 2 umläuft.

Am unteren Ende des Kühltunnels 1 ist ein Einwurfgehäuse 5 mit einem senkrechten Schacht 5 a angeschlossen, wogegen an der höchsten Stelle des Kühltunnels 1 ein Auswurfgehäuse 6 mit einem senkrechten Schacht angeschlossen ist. Die Welle 7 der Transportschnecke 2 durchgreift die obere Stirnwand 1 a des Kühltunnels 1 und ist von einem Motor 9 mit Schneckenge­ triebe angetrieben. Das obere Lager 8 für die Schneckenwelle 7 befindet sich außerhalb des Kühltunnels 1. Am unteren Ende ist die Schneckenwelle 7 innerhalb des Kühltunnels 1 in einer Halbschale 11 radial abgestützt und hat einen kugelkopf­ förmigen Stützvorsprung 7 a, der die Schneckenwelle axial gegen die untere Stirnwand 1 b des Kühltunnels 1 abstützt. Die untere Stirnwand 1 b ist leicht lösbar, um die nicht ge­ schmierte Halbschale 11 und gegebenenfalls die Stirnwand selbst nach Verschleißerscheinungen von Zeit zu Zeit auszu­ wechseln. Die Stirnwand 1 b ist zweckmäßig im Bereich der Anlage des Stützvorsprunges 7 a mit verschleißfestem Material zu versehen.

Das Auswurfgehäuse 6 ist unter Abdichtung an eine Zerkleine­ rungsmaschine 10, vorzugsweise eine Prallmühle, angeschlos­ sen. Nach Fig. 4 kann das Auswurfgehäuse mit zwei geneigten Anschlußstutzen 6 a und 6 b versehen sein, die jeweils unter Abdichtung an zwei Zerkleinerungsmaschinen 10, 12 angeschlos­ sen sind. Eine von einem Druckluftzylinder 13 steuerbare Klappe 14 dient dazu, die Auswurfstutzen 6 b, 6 c wechselweise abzusperren, so daß die tiefgekühlten Einzelstücke aus der Gefrieranlage jeweils in der Zerkleinerungsmaschine fallen, die nicht stillsteht und entladen wird. In Fig. 4 ist die Zerkleinerungsmaschine 12 in Betrieb, da die Klappe 14 den Auswurfstutzen 6 a absperrt. Wenn sie in Pfeilrichtung in die gestrichelte Lage umgesteuert wird, ist die Zerkleinerungs­ maschine 10 in Betrieb.

Der Kühltunnel 1 ist bis auf die Anschlüsse des Einwurfge­ häuses 5 und des Auswurfgehäuses 6 verschlossen. Um auch in diesen Bereichen weitgehend einen Kühlmittelverlust zu ver­ meiden, hat das Einwurfgehäuse 5 nach Fig. 2 innerhalb seines senkrechten Schachtes 5 a zwei Dichtungsklappen 15 und 16, die um Schwenkachsen 15 a und 16 a schwenkbar sowie durch Druckluft­ zylinder 17, 16 steuerbar sind. Zur nicht dargestellten Steuerung dieser Dichtungsklappen gehören zwei diametrale Schaltnocken an der Schneckenwelle 7, die in einer bestimmten Relation zu der Drehlage des ersten Schneckenganges unter­ halb des Schachtes 5 a angeordnet sind. Ein eingeworfenes Einzelstück darf nämlich nur dann zum freien Fall in den ersten Schneckengang eingegeben werden, wenn dieser Schnecken­ gang in einer aufnahmefähigen Drehlage ist, um Blockierungen zu vermeiden. Aus dieser Forderung wird im übrigen deutlich, daß das Steigungsmaß der Transportschnecke 2 der Größe der vorzerkleinerten Einzelstücke angepaßt sein muß bzw. umge­ kehrt.

In Fig. 1 ist der waagerechte Stutzen des Einwurfgehäuses 5 noch mit einer weiteren Dichtungsklappe 19 versehen, die um eine Achse 20 schwenkbar gelagert ist und von einem Druckluft­ zylinder 21 betätigt wird. Diese Klappe wird in Folgesteue­ rung gleichzeitig mit der unteren Dichtungsklappe 16 betätigt. Die Wirkungsweise der Klappenanordnung nach Fig. 2 ist folgen­ de:.

Wenn ein vorzerkleinertes Einzelstück 22 eingeworfen wird, ist die Dichtungsklappe 19 in der gestrichelten Lage aufge­ steuert, ebenso die untere Dichtungsklappe 16, die ein be­ reits eingeworfenes Einzelstück 23 zum freien Fall freigibt.

Das Einzelstück 22 gelangt auf die geschlossene Dichtungs­ klappe 15. Wenn nach einer halben Umdrehung der Schnecken­ welle 7 die Klappe 16 schließt, schließt auch die Klappe 19 und die Klappe 15 wird geöffnet. Hierdurch fällt das Einzelstück 22 auf die geschlossene Klappe 16. Nach einer weiteren halben Umdrehung ist der erste Schneckengang wieder aufnahmebereit, wonach das Arbeitsspiel durch Öffnen der Dichtungsklappe 16 und - in Folgesteuerung - auch der Klappe 19 von neuem beginnt. Mit dieser Klappensteuerung ist ein Schleusenprinzip verwirklicht, das die Verluste an Kühl­ mittel minimiert.

Einfacher gestaltet sich die Klappensteuerung im Bereich - des Auswurfgehäuses 6. Hier sind drei untereinander ange­ ordnete Dichtungsklappen 24, 25 und 26 vorgesehen, die um Schwenkachsen 27 nach unten schwenkbar gelagert sind, und zwar entgegen der Kraft von Federn 28. Diese Dichtungsklappen öffnen nacheinander unter dem Gewicht ausgeworfener, unter­ kühlter Einzelstücke.

Eine Versuchsanordnung hat ergeben, daß sich im Bereich des unteren Endes der Transportschnecke 2 ein Kältestau von ca. minus 190°C einstellt, dem die erfindungsgemäße Halbschalen-Lagerung und Axialabstützung gewachsen ist, zumal die Schnecke mit einer Drehzahl von ca. 20 upm um­ läuft. Es wurde eine Produktion von einer Tonne pro Stunde bei einem Verbrauch an flüssigem Stickstoff von 210 Liter pro Tonne erzielt.

Claims (7)

1. Anlage zum Granulieren von Feststoffkörpern, insbesondere Altreifen, bestehend aus einem geneigten Kühltunnel, in dem in Einzelstücke vorzerkleinerte Feststoffkörper einer die Sprödigkeit fördernden Unterkühlung mittels eines im Gegenstrom geführten Kühlmittels unterworfen werden, und aus einer die Einzelstücke granulierenden Zerkleinerungs­ maschine, in die die unterkühlten Einzelstücke fallen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühltunnel (1) aus einem schräg aufwärtsfördernden Schneckenförderer besteht, in den das Kühlmittel über Düsen (3 a) im mittleren bis oberen Bereich eingeleitet wird, dessen Mantel bis auf die Anschlüsse je eines Einwurf- (5) und Auswurfgehäuses (6) geschlossen ist und dessen Transportschnecke (2) ein der maximalen Größe der Einzelstücke angepaßtes Steigungs­ maß hat, daß die geneigte Transportschnecke an ihrem obe­ ren Ende angetrieben ist und die Schneckenwelle (7) an deren unterem Ende innerhalb des Kühltunnels in einer Halb­ schale (11) gelagert und an der sich senkrecht zur Welle erstreckenden unteren Stirnwand (1 b) des Mantels mittels eines kugelkopfförmigen Stützvorsprunges (7 a) axial abge­ stützt ist, und daß das an die tiefste Stelle des geneigten Kühltunnels angeschlossene Einwurfgehäuse (5) mindestens eine den Schacht verschließende Dichtungsklappe (15, 16, 19) hat, die beim Einwurf eines Einzelstückes (22, 23) öffnet.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem senkrechten Schacht (5 a) versehene Einwurfgehäuse (5) zwei aus einer Schließlage abwärts schwenkbar ange­ triebene Dichtungsklappen (15, 16) enthält, die derart in Abhängigkeit von der Drehung der Transportschnecke (2) nacheinander aufsteuerbar sind, daß die untere Dichtungs­ klappe (16) ein Einzelstück (23) zum freien Fall freigibt, wenn der erste Schneckengang der Transportschnecke zur Aufnahme des Einzelstückes aufnahmefähig und die obere Dichtungsklappe (15) geschlossen ist.

3. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einwurfgehäuse (5) einen waagerechten Einwurfstutzen mit einer in Schließlage senkrechten Dichtungsklappe (19) hat, die in Folgesteuerung gemeinsam mit der unteren Dichtungs­ klappe (16) aufsteuerbar ist.

4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das an die höchste Stelle des Kühltunnels (1) angeschlossene Auswurfgehäuse (6) einen senkrechten Schacht mit minde­ stens zwei unter dem Gewicht eines ausgeworfenen Einzel­ stückes nacheinander entgehen nachhaltiger Kraft abwärts schwenkenden Dichtungsklappen (24, 25, 26) versehen ist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Kühltunnels (1) doppelwandig ausgeführt und der so gebildete Ringraum (4) an die Kühlmittelzufuhr (3) angeschlossen ist.

6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswurfgehäuse (6) mit seinem senkrechten Schacht unter Abdichtung an das Gehäuse der Zerkleinerungsmaschine (10) angeschlossen ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswurfgehäuse (6) zwei von einer gesteuerten Klappe (14) wechselweise abzusperrende geneigte Anschlußstutzen (6 a, 6 b) hat, die unter Abdichtung jeweils an eine Zerkleinerungs­ maschine (10, 12) angeschlossen sind.