DE4215268A1 - Umsetzvorrichtung mit variabler Werkzeugbestückung für die Bearbeitung fester Stoffgemenge in offenen und geschlossenen Systemen - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf selbstfahrende, multivariable Um­ setzvorrichtungen, deren auswechselbare Werkzeuge es gestatten, feste Stoffgemenge zu lockern, zu zerkleinern, zu homogenisieren und zu transportieren.

Zugrundeliegender Stand der Technik

Für die Bearbeitung fester Stoffgemenge gibt es bereits maschi­ nelle Vorrichtungen unterschiedlichster Ausführung. Ihre Kon­ struktion ist auf das zu bearbeitende Material so zugeschnitten, daß die Funktionen der Werkzeuge nicht auf andere Gemengesysteme ohne weiteres übertragbar sind. Zwischen der Beschaffenheit or­ ganischer Reststoffgemenge, z. B. Stallmist, und der Zusammensetzung überwiegend anorganischer Materialien, z. B. Böden oder Formsande, bestehen Unterschiede der Textur und Dichte, die eine sorgfältige Adaptation der Werkzeuge an das umzusetzende Material erforderlich machen. Bisher ist diese Aufgabe nur ungenügend gelöst, wenn man die Vielfalt der Gemengearten im Bereich der Abfallbewirtschaftung betrachtet. Eine suboptimale Aufbereitung der Gemenge zu sehr unterschiedlichen Produkten, z. B. Kompostierung biogener Reststoffe, Sanierung schadstoffbelasteter Böden, ist zeitraubend und verschwendet Energie.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Optimierung von Umsetzvor­ richtungen, um notwendige Behandlungsverfahren für feste Stoff­ gemenge wirtschaftlich gestalten zu können. Im Sinne einer modu­ laren Bauweise wird eine robuste maschinelle Basiskonstruktion mit Werkzeugen bestückt, deren Ausführung an die zu bearbeiten­ den Stoffgemenge gezielt angepaßt ist.

Die maschinelle Umsetzung von Stoffgemengen muß gewährleisten, daß die Komponenten zerkleinert und vermischt werden. Mit diesem Vorgang kann ein zusätzlicher Stoffeintrag, eine Luft- oder Gas­ zufuhr und gegebenenfalls eine Bewässerung verknüpft sein. Die Bearbeitung kann in einem Silo oder in einem geschlossenen Be­ hälter stattfinden und dient dem Zweck, Stoffumsetzungen zu ak­ tivieren und zu optimieren.

Das Prozeßziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß im einfachsten Falle eine Trommel mit dem Durchmesser der Mieten­ höhe funktionsbezogene, spezialisierte Werkzeuge trägt, deren Zusammenspiel so abgestimmt ist, daß zuerst Material aus der be­ stehenden Miete gelockert, gegebenenfalls zerkleinert und homo­ genisiert, dann aufgenommen und schließlich über die Trommel nach hinten befördert wird, wo wieder eine Miete entsteht. Die Rotationsgeschwindigkeit ist dabei auf die Art des zu bearbei­ tenden Gemenges, die Zahl und Anordnung der Werkzeuge, sowie die angestrebte Wurfparabel hinter der Umsetzvorrichtung abgestimmt. Um die angestrebte Funktion der Werkzeuge zu optimieren, können konstruktive Änderungen der Umsetzvorrichtungen notwendig sein.

Die Umsetzvorrichtung kann auch aus drei versetzt angeordneten kleinen Trommeln gleichen oder verschiedenen Durchmessers beste­ hen, die gleich oder verschieden schnell laufen, um den Mate­ rialdurchsatz bevorzugt auf die Zerkleinerung oder auf die Homo­ genisation variieren zu können. Diese Flexibilität ist notwen­ dig, wenn Stoffgemenge unterschiedlicher Struktur und Dichte mit derselben Maschine bearbeitet werden sollen.

Die Umsetzvorrichtung kann als reine Trommel- oder Scheibenrad­ konstruktion ausgeführt werden, daneben sind auch Kombinationen möglich. Die mit spezialisierten Werkzeugen bestückten Trommeln und Scheibenräder können als rotierende Elemente zur Ausnutzung von Scherkräften gleich- oder gegensinnig laufen.

Das Homogenisieren und Vermischen darf nicht zu Verklumpungen und Verschmierungen führen. Daher ist es wichtig, daß der Vor­ trieb des Gerätes der Umsetzleistung der Werkzeuge angepaßt ist. Die Werkzeuge müssen funktionsgerecht konstruiert sein, damit die Lockerung, die Zerkleinerung und Homogenisation, die Aufnahme und der Transport mit geringstmöglichen Energieaufwand erfolgt. Es muß vermieden werden, daß die Mietenbearbeitung zum Aufschaukeln elastischer Schwingungen führt. Die Aufnahme und das Absetzen der Gemengeportionen muß einen Freiraum im Bereich der Umsetzvorrichtung schaffen, damit ein Festfahren verhindert wird. Sollte es dennoch geschehen, muß eine Reversiereinrichtung und die Möglichkeit des selbsttätigen Hebens und Senkens der Ma­ schine vorhanden sein, damit die Funktionsfähigkeit auch ohne ständige Personalpräsenz erhalten bleibt.

Der Einsatz der Umsetzvorrichtung in offenen und geschlossenen Behälterkonstruktionen erfordert eine hohe Korrosions- und Ver­ schleißfestigkeit der Antriebsaggregate, so daß in Abhängigkeit von den Rahmenbedingungen die Umsetzvorrichtung elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben werden kann. Wichtig ist, daß die rotierenden Elemente unabhängig vom Vortrieb der Umsetz­ vorrichtung geregelt werden können. Wichtig ist auch, daß die Umsetzvorrichtung durch Herausheben aus der Miete in den gekap­ selten Raum über der Miete beliebig verfahren werden kann.

Die Werkzeuge an den rotierenden Elementen müssen so konstruiert sein, daß sie ihre Funktion optimal erfüllen können. Das bedeu­ tet im einzelnen, daß die Lockerung ein Herausreißen und kein Herausschlagen ist. Die herausgerissene Portion muß dann von Förderwerkzeugen übernommen werden, die im Zusammenspiel mit gleichsinnig oder gegenläufig arbeitenden Zerkleinerungswerkzeu­ gen die gewünschte Wurfweite und -richtung zulassen. Dies kann erfindungsgemäß dadurch erreicht werden, daß die Rotationsele­ mente so gestaltet und kombiniert werden, daß über die Geschwin­ digkeiten der gewünschte Durchsatz erzielt wird.

Claims (18)

1. Selbsttätig vorwärts und rückwärts laufende Umsetzvorrichtung mit rotierenden Elementen für die Aufbereitung von Stoffgemengen zum Zwecke der Aktivierung und Optimierung von Stoffumsetzungen in offenen und geschlossenen Behälterkonstruktionen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die rotierenden Elemente spezialisierte Werk­ zeuge tragen, die auf Stoffgemenge einwirken.

2. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Elemente Scheibenräder sind.

3. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Betrieb elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch erfolgen kann.

4. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vortrieb vom Antrieb der Umsetzelemente getrennt oder mit diesem verkoppelt werden kann.

5. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Vortrieb in beiden Richtungen mit Reversierschaltungen versehen ist.

6. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umsetzvorrichtung insgesamt oder Teile manuell oder automatisch angehoben bzw. abgesenkt werden können.

7. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Umsetzvorrichtung insgesamt über die Miete gehoben und beliebig verfahren werden kann.

8. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die rotierenden Elemente einzeln oder gruppiert mit gleicher oder unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit einander zu­ geordnet sind.

9. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, daß sie beidseitig mit starren oder rotierenden Egalisie­ rungsvorrichtungen versehen ist.

10. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzvorrichtung über den rotierenden Elemen­ ten eine Kapselung des Arbeitsbereiches einschließt.

11. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kapselung mit einem Absaugstutzen oder einer Absaugeinrichtung versehen ist.

12. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugbestückung der rotierenden Elemente, unabhängig von der Laufrichtung der Umsetzvorrichtung ihren Zweck erfüllt.

13. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die spezialisierten Werkzeuge je nach den Erfor­ dernissen der Gemengezusammensetzung auf den rotierenden Elemen­ ten fest angebracht oder wahlweise austauschbar sind.

14. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die spezialisierten Werkzeuge als Zerkleinerungs-, Auflockerungs-, Aufnahme- und Transportelemente ausgebildet sind.

15. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zerkleinerungswerkzeuge im wesentlichen schmal, scharf und lang ausgebildet sind.

16. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Auflockerungswerkzeuge im wesentlichen schmal, stumpf und lang ausgebildet sind.

17. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Transportwerkzeuge breit, stumpf und kurz aus­ gebildet sind.

18. Umsetzvorrichtung nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die rotierenden Elemente einzeln oder gruppiert gleich- oder gegensinnig laufen.