DE60120229T2

DE60120229T2 - Vorrichtung zum desintegrieren und kompaktieren von cellulosehaltigem material

Info

Publication number: DE60120229T2
Application number: DE2001620229
Authority: DE
Inventors: Ulf Nordin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: AU2002224262A1; EP1386034A2; ATE328152T1; NO20032448D0; DE60120229D1; EP1386034B1; SE517954C2; NO20032448L; WO2002044465A3; WO2002044465A2; SE0004376D0; SE0004376L

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von zellulosehaltigen Verpackungs- und Umhüllungsmaterialien, die Wellpappe enthalten, und zum Formen von verdichteten Einheiten des zerkleinerten Materials mit einer höheren Dichte, als das Material vor der Zerkleinerung und der Verdichtung aufwies (siehe zum Beispiel Dokument US-A-4844363).
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Abfallmaterial in Form von gebrauchten Verpackungs- und Umhüllungsmaterialien enthält einen großen Anteil Wellpappe. Dieser ist für Faserrecycling, oder alternativ für Treibstoff sehr wertvoll. Die herkömmliche Art zellulosehaltiges Abfallmaterial zu behandeln besteht darin, es zu bündeln und danach in diesem Zustand zu Firmen zum Faserrecycling oder zum Verbrennen zu transportieren. Der Nachteil besteht dabei darin, daß Wellpappe ein sehr voluminöses Erzeugnis ist und daß die Bündel eine geringe Dichte erhalten, was den Transport, die Lagerung und die Verarbeitung beim Empfänger verteuert. Mit den existierenden Bündelpressen ist es möglich eine Dichte von ca. 130–140 kg/m³ zu erreichen, wenn das Material in Containern geladen wird. Es ist auch bekannt, das Material unter hohem Druck in Brikettmaschinen zu verdichten. Diese Briketts, die die Endform von Würfeln oder Zylindern mit ungefähr einem Liter Inhalt aufweisen, können dann als voluminöses Erzeugnis für Faserrecycling oder Verbrennung transportiert werden. In dem voluminösen Erzeugnis hat jedes Brikett eine hohe Dichte, aber die Packungsdichte der Briketts in dem voluminösen Erzeugnis ist ziemlich gering, weshalb auch die resultierende Dichte in diesem Fall, relativ gering ist. Außerdem sind die sehr hart gepressten Briketts für Faserrecycling schwer auflösbar und aufgrund ihrer Form und Kompaktheit sind sie kein besonders idealer Treibstoff.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend genannten Probleme zu überwinden und eine Vorrichtung bereitzustellen, die ein Material erzeugt, das leicht zu sehr hoher Dichte zu bündeln, und zusätzlich zum Faserrecycling leicht auflösbar und/oder für eine effiziente Verbrennung geeignet ist.
Die Erfindung ist darauf gerichtet eine Vorrichtung bereitzustellen, die den Bedarf der Händler nach Ausrüstung zum Umgang mit zellulosehaltigen Verpackungs- und Umhüllungsmaterialien befriedigt, die Wellpappe, bevorzugt Wellpappe als Hauptbestandteil, enthält die vorbereitet werden soll, um an Betriebe zum Faserrecycling, zur Verbrennung oder zur Vernichtung versendet zu werden. Unter den Anforderungen, die an so eine Vorrichtung gestellt werden, kann erwähnt werden, daß sie nicht viel Platz benötigen darf, daß sie auch für nicht-technisches Personal leicht zu bedienen ist, daß sie ein Produkt gewünschter Qualität zum anschließenden Transport, Bearbeitung und Gebrauch bereitstellt, und daß sie nicht zu teuer ist.
Die Tatsache jedoch, daß die Vorrichtung entsprechend der Erfindung für den Bedarf des Händlers entwickelt ist, schließt nicht aus, daß die Vorrichtung auch in völlig anderen Branchen benutzt werden kann, in denen Bedarf an effizienten Geräten zur Auflösung und Verdichtung von zellulosehaltigem Material der oben erwähnten Art besteht, zum Beispiel in der Industrie und größeren Büroblöcken.
Die Erfindung ist durch die technischen Merkmale aus Anspruch 1 definiert. Die abhängigen Ansprüche 2 bis 16 definieren weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Weitere Charakteristika und Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform werden die begleitenden Zeichnungen erwähnt, in denen
1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung entsprechend der bevorzugten Ausführungsform, sowie zum Teil das Innenleben eines Pressabschnitts in der Vorrichtung zeigt,
2 dieselbe Vorrichtung, teilweise als Durchsicht in einer Seitenansicht zeigt,
3 einen Teil des Zerkleinerers im Querschnitt zeigt, der einen Teil der Vorrichtung bildet,
4 und 5 detaillierte Bilder des Zerkleinerers zeigen,
6 den Entladebereich der Vorrichtung in perspektivischer Sicht zeigt,
7 einen Abschnitt der Teile in der Umgebung der Entladeöffnung der Vorrichtung in größerem Maßstab, teilweise als Querschnitt zeigt, und
8 ein Kontrollsystem zum automatischen Arbeiten der Vorrichtung schematisch zeigt.
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die in 1 und 2 gezeigte Maschine oder Vorrichtung, weist folgende Hauptkomponenten auf, nämlich einen Pressabschnitt 1, der gleichzeitig den Einführungsabschnitt des zu bearbeitenden Materials bildet, einen Zerkleinerer 2 und einen Verdichter 3. Der Verdichter 3 besteht der Reihe nach aus einem Vorverdichter 4, einem Zwischenverdichter 5 und einem Abschluss bildenden Abschnitt 6, zugleich Entladebereich. Weiter beinhaltet die Vorrichtung einen Gestell 7 mit vier Füßen.
Der Press-/Einführungsabschnitt 1 umfasst ein vertikales Gehäuse 10 mit vier vertikalen Wänden; einem Paar Seitenwänden 11, einer Rückwand 12 und einer Vorderwand 13. In der Vorderwand 13 befindet sich eine Luke 14, die, aufgrund eines Scharnierpaares 15 am oberen Rand der Luke 14, um eine horizontale Rotationsachse drehbar ist. Die Luke kann mit einem Griffstück 16 geschlossen werden. Dort ein Paar doppeltwirkender Aktuatoren 17 in Gestalt von pneumatisch dämpfenden Zylindern bekannter Bauart, um das Manövrieren der Luke und die Bewegung zwischen geschlossener und offener Position und umgekehrt zu erleichtern.
Im vertikalen Gehäuse 10 im Pressabschnitt 1 befindet sich eine Presse, allgemein mit 20 bezeichnet, die eine Pressplatte 21 und einen Aktuator 22 umfasst, und durch einen Pfeil symbolisiert ist, und die so eingerichtet ist, um die Pressplatte 21 innerhalb des Gehäuses 10 in vertikaler Richtung bewegen zu können. Die Pressplatte 21 verläuft schräg ansteigend von der linken der beiden Seitenwände 11 aufwärts zur rechten der Seitenwände 11 im gleichen Neigungswinkel v wie die Rotationsachse 23, wie die bewegliche integrierte Baugruppe 22 im Zerkleinerer und Verdichter, die im Folgenden geschrieben wird. Die Pressplatte 21 kann von einer oberen Position in der Nähe des Gehäusedeckels 10 zu einer unteren Position im Bereich der schräg ansteigenden Ebene 25, die den Übergang zwischen dem vertikalen Pressgehäuse 10 und dem Zerkleinerergehäuse 26 bildet, versetzt sein.
Die integrierte bewegliche Baugruppe 24 beinhaltet einen rückwärtigen Abschnitt in Form einer Schneideinrichtung 30 im Bereich des Zerkleinerergehäuses 26 und einen Vorderabschnitt in Form einer Verdichterschraube 31 im Bereich des Verdichters 3. Die integrierte Baugruppe 24 (die Schneideinrichtung 30 und die Verdichterschraube 31) ist um die Rotationsachse 23 mittels eines langsam laufenden hydraulischen Motors 32 drehbar; typischerweise mit 2–10 Umdrehungen/Minute oder zum Beispiel mit 5 Umdrehungen/Minute. Die dazu erforderliche Energie ist gering; entsprechend dem Beispiel 5,5 kW, das durch die ruhige und gleichmäßige Arbeitsweise des Motors und durch die Vermeidung von extremen Ladungsspitzen ermöglicht wird, die im Folgenden beschrieben wird. Ferner gibt es, aufgrund der langsamen Geschwindigkeit, keine Staubentwicklung, wenn das Material im Zerkleinerer zerrissen wird.
Die Schneideinrichtung 30 ist wie eine zweigängige zylindrische Schraube geformt, das heißt mit zwei Gewindegängen pro Gewindesteigung, und einem zylindrischen Kern. Präziser ausgedrückt wird die Schneideinrichtung 30 aus einem sehr großen, zweigängigen Schraubenabwalzfräser mit dünnen Gewindegängen 33 oder Messern mit aufrechten Harken und einem breiten zylindrischen Gewindefuß 34 zusammengesetzt. Die Gewindegänge/Messer 33 sind sägezahnförmig. In 4 und 5 sind die Schneidezähne abgebildet 35. Die Zahnkopfecken 36 sind rückwärts geneigt. Die Rotationsrichtung der Schneideinrichtung ist durch den Pfeil 37 dargestellt. Die Zahnrücken 38 sind im Wesentlichen gerade. Die Schneidezähne 35 sind zweischneidig. Die schneidenden Kanten bzw. Klingen sind mit 39 und 40 bezeichnet. Die Spitzen 41 und 42 der schneidenden Kanten 39 beziehungsweise 40 bilden Bereiche aus Zylindern können aber als im Wesentlichen glatt beschrieben werden. Die Schnitthöhe h, das heißt der radiale Abstand vom Gewindefuß 34 bis zu den Spitzen 41, 42 der schneidenden Kanten beträgt ungefähr 65 mm. Der kürzeste Abstand b, 2, zwischen den benachbarten Gewindegängen/Messern beträgt ungefähr 125 mm. Die Zahnlänge, l, 3, beträgt ungefähr 125 mm, das heißt, die Schneidezähne sind 35 ungefähr genauso lang wie die Breite b zwischen den benachbarten Gewindegängen/Messern 33. Die Dicke der Gewindegänge/Messer 33 beträgt ca. 20 mm.
Das Zerkleinerergehäuse 26 weist eine Rück-End-Wand 45 auf mit einem Einlass für eine Antriebswelle zur Rotation der drehbaren Baugruppe 24, einschließlich der Schneideinrichtung 30 und der Verdichterschraube 31, der Antriebswelle, die sich vom hydraulischen Motor 32 erstreckt, einer oberen Vorder-End-Wand 46 mit einem Einlass der integrierten beweglichen Baugruppe 24 und für das Material, das im Zerkleinerer 2 zerkleinert wurde, ein Paar Seitenwänden 47, 48 und einem bogenförmigen Bodenbereich 49. Zusammen bilden die Endwände 45, 46 und die Seitenwände 47, 48 und der Bodenbereich 49 eine Wanne, die das besagte Verdichtergehäuse 26 bilden. In diesem Gehäuse dreht sich die Schneideinrichtung 30 um ihre Rotationsachse 23.
Der bogenförmige Bodenbereich 49 des Zerkleinerergehäuses 26 setzt sich aus einer Anzahl axialer Platten 52, die sich entlang der vollen Länge des Zerkleinerergehäuses 26 erstrecken zusammen. Die Platten 52 sind entlang des Hauptteils ihrer Breite glatt enthalten jedoch einen nach innen gerichteten Abschnitt 53 an der Längskante der in Rotationsrichtung der Schneideinrichtung gerichtet ist. Der nach innen gerichtete Abschnitt 53 schließt mit einer Abhebung bzw. einem Abschnitt (cut) 54 auf der gleichen radialen Ebene wie die Spitzen 41, 42 der Schneidkanten 39, 40 ab. Die Abschnitte 54 sind anders ausgedrückt so abgestimmt, daß sie mit den Schneidkanten 39, 40 zusammenwirken, um das Arbeitsmaterial im Zerkleinerer 2 durch den Schneid- und/oder Reißeffekt zu zerkleinern. Die Breite der Platten 52, das heißt der Abstand zwischen den nach Innen gerichteten Abschnitten 53 und ihren Abschnitten 54 entsprechen ungefähr der Länge von 1,5 bis 2 Schneidezähnen.
Die Verdichterschraube 31 ist nur ungefähr halb so lang wie die Schneideinrichtung 30. Der Vorverdichter 4 und der Zwischenverdichter 5 sind ungefähr gleich lang. Im Bereich des Vorverdichters 4 sind sowohl die Verdichterschraube als auch das Schraubengehäuse 60 konisch verjüngt. Dieser konisch verjüngte Abschnitt des Vorverdichters wurde mit 61 bezeichnet. Die Gewindehöhe im Bereich des Vorverdichters 4 ist konstant, der Kegelwinkel nimmt jedoch um ein paar Grad zu, zum Beispiel in Zuführungsrichtung der Schraube pro Umdrehung des Schraubengewindes sowohl im Vorverdichter 4 als auch im Zwischenverdichter 5 um 3°. Daher sollte sich der Inhalt in axialer Richtung in der Gewindeluke bezüglich der radialen Verdichtung des Inhalts ausbreiten. Folglich wird der Belastungsdruck an den Gewindeflanken geringer als am Schraubengehäuse, das dem Inhalt aufgrund der Rotation mit der Schraube entgegenarbeitet Dadurch wird die Bildung von Stopfen bzw. Verstopfungen vermieden. Die Verdichterschraube 31 ist entlang ihrer vollen Ausdehnung eingängig. Die Gewindegänge 62 haben gerade Flanken ähnlich der Gewindegänge/Messer 33 im Bereich des Zerkleinerers 2.
Auch die Dicke ist im Wesentlichen gleich. Die Verjüngung der Schraube 61 im Bereich des Vorverdichters 4, das heißt der obere Winkel des Kegelstumpfes, beträgt ungefähr 30°. Die Länge des Kegelstumpfes im Bereich des Vorverdichters 4 entspricht ungefähr dem halben Durchmesser des Kegelstumpfes an der Basis, das heißt am nächsten beim Zerkleinerer 2. Dadurch wird eine erhebliche Reduzierung des Durchmessers des Schraubengehäuses über eine kurze Distanz erreicht. Ferner bedeutet dies eine starke absolute Kompression des Materials im Gewindekanal, trotz dem, daß die Höhe des Gewindes konstant bleibt. Der Zweck der Vorkompression und die Form des Vorverdichters 4 ist es, eine starke Kompression des Materials über eine kurze Distanz zu erreichen und ein großes Format für den Einlass zum Verdichter zu gestatten, was es wiederum ermöglicht, die Schneideinrichtung 30, das Zerkleinerergehäuse 26 und das Pressgehäuse 10 in ihren Ausmaßen groß genug auszulegen, so daß das integrierte Bauteil sehr große Behältnisse und Platten erfassen und zerkleinern kann. Typischerweise hat die Schneideinrichtung 30, deren Ende dem Schraubenverdichter gegenüberliegt, einen Außendurchmesser von 500–1000 mm. Die Einlassöffnung des Verdichters 2 weist die gleichen Abmessungen auf. Die Auslassöffnung des Verdichters hat einen Durchmesser von 205–600 mm. Innerhalb der Grenzen dieser Intervalle nimmt der Durchmesser des Verdichters zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung um mindestens 25% und höchstens um 75% ab.
Der Zwischenverdichter 5 ist vorgesehen, um das zellulosehaltige Arbeitsmaterial weiter zu verdichten, das vorverdichtete Material auseinanderzuziehen und flachzudrücken wodurch ihm eine geeignete Form für das anschließende bündeln und für eine mögliche Auftrennung bezüglich Faserrecycling gegeben wird. Demzufolge divergiert der Schraubenkern 31 im Bereich des Zwischenverdichters 5 konisch in diesem Abschnitt in Laderichtung der Schraube, während gleichzeitig, das Schraubengehäuse 60 in diesem Abschnitt 63 zylindrisch ist, was bedeutet, daß die Gewindehöhe in Laderichtung der Schraube im Bereich des Zwischenverdichters 5 abnimmt.
Ähnlich wie die Bodenabschnitt 49 des Zerkleinerergehäuses 26, ist das Schraubengehäuse 60 durch Längsplatten 65 zusammengefügt, die mit dem Kantenabschnitt nach innen, entgegen der Rotationsrichtung der Schraube 31 gerichtet, zusammengeschweißt sind. Diese überlappenden Plattenabschnitten dienen in diesem Fall nicht als Schneideinrichtungen, sondern tragen dazu bei, das Arbeitsmaterial axial in den Gewindekanälen zu verschieben, anstatt sich mit der Schraube mitzudrehen.
Im Abschluss bildendem Abschnitt/dem Entladebereich 6 erweitern sich beide, sowohl der Schraubenkern als auch das Innere des Schraubengehäuses, konisch. Diese beiden konischen Bereiche sind in 7 sind jeweils mit 66 und 67 gekennzeichnet. Sie weisen im Wesentlichen die gleiche Verjüngung und die gleiche axiale Länge auf und sind im gleichen axialen Gebiet des Verdichters ausgerichtet. Außerhalb des konischen Abschnitts 66 des Schraubenkerns folgt ein konischer Endabschnitt 68, dessen Verjüngung wesentlich größer ist als im Abschnitt 66. Der Neigungswinkel der Innenseite des Konus im Abschnitt 68 beträgt ungefähr 55°.
Der konische Abschnitt 67 bildet das Ende des geraden, zylindrischen Teils 63 des Schraubengehäuses 60, das integrierte Schraubengehäuse jedoch endet mit einem ringförmigen Abschnitt 69, der sich konisch auf der Innenseite des Endteils im Bereich um und jenseits des konischen Endabschnitts 68 des Schraubenkerns erweitert. Die konische Ringoberfläche ist mit 70 gekennzeichnet. Die Verjüngung dieses Abschnitts 70 ist wesentlich geringer als im Endabschnitt 68 des Schraubenkerns. Das bedeutet, daß der Durchgang 71 zwischen den konischen Oberflächen 68 und 70 in axialer Richtung verjüngt ist, was wiederum bedeutet, daß das komprimierte Material, das durch den Durchgang 71 herausgepresst wird, eine Kraft auf die Oberfläche 70 ausübt. Diese Kraft hat eine rückwärtsgerichtete Komponente die folglich bestrebt ist, den Ring 69 rückwärts zu drücken. Diese rückwärtsgerichtete Bewegung wird wiederum von einer Anzahl vorgespannter Federn 73 entgegengewirkt, die zwischen einem, mit dem beweglichen Ring 69 fest verbundenen, vorderem Ring 76 und einem, regulierbar mit der Hülle von Teil 63 des Schraubengehäuses verbundenem, rückwärtigem Ring 77 zur Regulierung der Federvorspannung angeordnet sind. Durch das Zusammenspiel der zusammenwirkenden Kraft auf den Ring 69 und die Federn 73, die in die entgegengesetzte Richtung arbeiten, kann zu jedem Zeitpunkt ein Gleichgewicht durch die Verschiebung des Rings 69 erreicht werden, so daß immer näherungsweise ein gleicher zusammenpressender Druck erreicht wird, unabhängig von der Art des verarbeiteten und zusammengepressten Materials in der Vorrichtung. Dies bedeutet wiederum, daß das Material, das über den Entladebereich 6 ausgeworfen wird, einen entsprechend gleichmäßigen Komprimierungsgrad erhält, was einen positiven Qualitätsfaktor darstellt. Unterhalb des Entladebereichs 6 befindet sich ein Container 75, um das verdichtete Material aufzunehmen.
Die beschriebene Vorrichtung soll auf folgende Weise arbeiten. Nachdem Plastik, Müll und/oder anderes Material, von dem man nicht will, das es zerkleinert und verdichtet wird, aussortiert wurde, wird das hauptsächlich aus Wellpappe bestehende Restmaterial, nachdem der Griff 16 gedreht und die Luke 14 durch die Hebezylinder 17 aufgeschwungen wurde und im Wesentlichen in horizontale Stellung an den Scharnieren 15 gedreht wurde, in das Gehäuse 10 geworfen. Die Presse 20 mit der Pressplatte 21 ruht jetzt bewegungslos in der oberen Position. Das Einfüllen des Materials durch die geöffnete Luke 14 in das Gehäuse 10 kann von Hand vorgenommen werden. Allerdings sind selbstverständlich verschiedene Ladevorrichtungen möglich, aber ein Vorteil besteht darin, daß das Beladen einfach über die geöffnete Luke in bequemer Arbeitshöhe durchgeführt werden kann.
Wenn die Luke wieder geschlossen und versiegelt ist, wird die Presse 20 angelassen, wobei die Aktuatoren 22 die Pressplatte 21 herunterdrücken, die die Waren, die in den Pressabschnitt 10 geladen wurden, in Richtung der Schneideinrichtung 30 hinunterdrückt. Zeitgleich damit beginnt die gesamte bewegliche Vorrichtung 24 vom Motor 32 gedreht zu werden. Das einigermaßen komprimierte Material im Zerkleinerergehäuse 26 und im Pressabschnitt 1 wird mit einiger Kraft gegen die Schneideinrichtung 30 gedrückt. Die damit zusammengedrückten Waren werden nun durch das Zusammenwirken der Schneidezähne 35 und die nach innen gerichteten Abschnitte 54, die im Bodenbereich des Zerkleinerergehäuses 26 als Schneideinrichtung arbeiten, zerfetzt bzw. zerrissen. Die Rotationsrichtung wird durch den Pfeil 37 dargestellt. Der Abstand d zwischen den benachbarten Gewinde/Messern 33 und die Länge der Schneidezähne 35 sind so gewählt, daß die so erhaltenen Materialstücke eine typische Abmessung von 1 dm³ bekommen, einige ein bischen größer, aber viele sehr viel kleiner.
Die Schneideinrichtung 30 arbeitet auch als Zubringerschraube und drückt das zerkleinerte Material, die ganze Zeit unter dem Druck der Pressplatte 21, aufwärts gegen, und in den Verdichter 3.
Im Verdichter 3 wird das so zerkleinerte Material zuerst im Vorverdichter 4, mit Hilfe des vorwärts durch den sich konisch verjüngenden Schraubenabschnitt hineingeladenen Materials, zusammengepresst, wobei das Material durch die Plattenkanten innerhalb des Schraubengehäuses wie oben beschrieben daran gehindert wird, sich zu drehen.
Anschließend geht das Zusammendrücken im Zwischenverdichter 5 weiter, wobei das zusammengedrückte Material gleichzeitig auf die gewünschte Weise flachgedrückt wird.
Schließlich wird das fertig gestellte Material aus dem schräg aufwärts verlaufenden Verdichter 3 durch den Abschluss bildenden Abschnitt 6 herausgedrückt, was dazu beiträgt, daß das Material eine gewünschte, verhältnismäßig gleich bleibende Qualität bezüglich des Komprimierungsgrades erhält. Wie dieser Abschnitt 6 arbeitet, wurde ebenfalls bereits vorstehend beschrieben und wird hier nicht wiederholt.
Die Vorrichtung arbeitet automatisch. Das Kontrollsystem ist in 8 schematisch dargestellt. Im automatischen System gibt es ein Wegeventil 81 bzw. Richtungsventil für den Fluß von Hydraulikflüssigkeit zum Hydraulikmotor 32 und ein Wegeventil 82 für den Fluß von Hydraulikflüssigkeit zum Aktuator der Pressplatte 22, der aus einem Hydraulikzylinder mit seinem Kolben gebildet wird. Weiter gibt es in einem Hydraulikkreislauf 80 sowohl einen Druckschalter 83 als auch einen Computer 84, der programmiert ist, die Vorrichtung gemäß der Erfindung anhand eines im Computer gespeicherten Programms zu steuern. Falls die bewegliche, rotierende Baugruppe einschließlich der Presse 30 und der Verdichterschraube 31 aus irgendeinem Grund stecken bleibt, erhöht sich der Druck im Hydraulikkreislauf 80, was von dem Druckschalter 83 erkannt wird, der über den Computer 84 einen Befehl zu den Ventilen 81 und 83 schickt, so daß der Motor 32 stehen bleibt und der Kolben im Hydraulikzylinder 22 und damit die Pressplatte 21 etwas angehoben wird. Anschließend wird entsprechend des Programms im Computer 84 ein Impuls zum Wegeventil 81 geschickt, um eine Position für umgekehrte Arbeitsweise bzw. den Rückwärtsgang des Hydraulikmotors 32 einzunehmen.
Dadurch wird die drehbare Baugruppe 24 für 3 bis 10 Sekunden entgegen der Zuführungsrichtung gedreht, wonach die Pressplatte 21 erneut durch Richtungsanpassung des Wegeventils 82 durch den Hydraulikzylinder 22 abgesenkt wird und durch die Umstellung des Wegeventils 81 arbeitet der Hydraulikmotor 32 wieder normal, in Richtung der Zuführungsrichtung. Dieser Prozess kann für einige Male wiederholt werden, bis die Maschine wieder ohne Störung arbeitet. Das automatische System ist auch programmiert eventuelle Aufwölbungen in der Nähe der Schneideinrichtung 30 im Material, das durch die Pressplatte 21 gegen die Schneideinrichtung gedrückt wird, zu beseitigen. Demnach wird die bewegliche Baugruppe 24 entsprechend des Programms in normaler, in Richtung der Zuführungsrichtung für eine bestimmte Zeitspanne gesteuert, zum Beispiel für 45 Sekunden, wonach die Pressplatte 21 angehoben und die bewegliche Baugruppe 24 in normaler, d.h. in Richtung der Zuführungsrichtung gedreht wird. Diese Prozedur wird entsprechend des Programms andauernd wiederholt. Dabei werden mögliche Aufwölbungen im Material zerstört. Durch diese automatische Arbeitsweise kann die Vorrichtung entsprechend der Erfindung ohne Störungen und ohne spezielles Fachpersonal arbeiten. Das automatische System schützt die Maschine/Vorrichtung vor Zerstörung, verhindert extreme Ladespitzen und unterstützt ein gleichmäßiges Arbeiten. Weiterhin verhindert das automatische System, daß die Pressplatte 21 immer in kurzem Abstand über der Schneideinrichtung 30 anhält, wodurch die Schneideinrichtung niemals leer läuft.
Der oben beschriebene Vorgang geht weiter bis das Niveau aus nicht zerkleinertem Material im Pressabschnitt 1, gemessen von einem, hier nicht gezeigten Grenzwertdetektor, unter ein voreingestelltes, Niveau gesunken ist. Danach wird die Pressplatte 21 aufwärts bewegt und die Schneideinrichtung 30 und die Verdichterschraube 31, das heißt die drehbare integrierte Baugruppe 24 bleibt infolge des Anhaltens des Motors 32 stehen. Wenn jemand mehr Material in den Pressabschnitt 10 laden will, bevor der voreingestellte Mindestniveau erreicht wird, was während der praktischen Arbeit oft passiert, wird der Motor 32 gestoppt. In Verbindung dazu wird die Pressplatte 21 automatisch in die obere Position zurückgebracht, wonach die Luke 14 wieder geöffnet und mehr Material in den Pressabschnitt geladen werden kann. Sobald die Luke wieder geschlossen und versiegelt ist, fährt der Prozess wie oben fort.
Weil der Zerkleinerer 2 und der Verdichter aufwärts schräg gestellt sind, kann der Entladebereich auf so einer Höhe angebracht werden, daß ein Container 75 passender Größe unter dem Mundstück platziert werden kann.
Damit kann das fertig gestellte Material in Form von gut gepressten Stücken, die relativ dünn und bogenförmig sind – entsprechend dem Radius des abschließenden Formungsabschnitts 6 – in den Container 75 fallen. Typischerweise weisen sie eine Dicke von 20 bis 35 mm, eine Länge von ungefähr 50 bis 250 mm und eine Breite von 50 bis 100 mm auf. Das auf diese Weise erhaltene Material hat bezüglich Abmessung, Form und Dichte, typischerweise 400 bis 500 kg/m³, geeignete Eigenschaften so daß es in größere Transport- und Lagerungseinheiten gebündelt oder in Containern geladen werden kann. Zum Laden in einen Container hat das Material eine Dichte von 250 bis 300 kg/m³. Die Stücke können bei gleich bleibender Dichte innerhalb jedes Teils, d.h. typischerweise von rund 400 bis 500 kg/m³ leicht in kleinere Teile zerbrochen werden. Das Produkt ist auch besonders zum Auflösen beim Empfänger für Faserrecycling oder zur Verbrennung ohne Vorbehandlung geeignet.

Claims

Vorrichtung zum Zerkleinern von zellulosehaltige Verpackungs- und Umhüllungsmaterialien, die Wellpappe enthalten, und zum Formen von verdichteten Einheiten des zerkleinerten Materials mit einer höheren Dichte als das Material vor der Zerkleinerung und der Verdichtung aufwies, dadurch gekennzeichnet, – dass die Vorrichtung in Abfolge einen Pressabschnitt (1), einen Zerkleinerer (2) und einen Verdichter (3) umfasst, – dass der Pressabschnitt (1) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und Wänden (11, 12, 13) zwischen dem ersten und zweiten Ende einer Beladeöffnung, wobei es bevorzugt möglich ist, zu schließen, für das zu zerkleinernde und zu verdichtende zellulosehaltige Material und Pressvorrichtungen (20) angeordnet ist, die eingerichtet sind, um unter Krafteinwirkung das in dem Pressabschnitt geladene Material gegen den Zerkleinerer (2) in dem zweiten Ende des Pressabschnitts zusammen zu pressen, – dass eine multifunktionelle, drehbare, bewegliche Vorrichtung (24) mit einer Bewegungsvorrichtung (32) angeordnet ist, um die bewegliche Vorrichtung zu drehen, welche sich durch den Zerkleinerer und den Verdichter erstreckt, – dass der Zerkleinerer (2) ein Zerkleinerergehäuse (26) mit Wandelementen (53) an der Innenseite eines unteren Abschnitts des Zerkleinerergehäuses umfasst und dass Zerkleinerungsvorrichtungen (35) auf einem hinteren Teil der beweglichen, drehbaren Vorrichtung (24) in dem Zerkleinerergehäuse angeordnet sind, zusammenwirkend mit den Wandelementen (53), und – dass der Verdichter ein Schrauben-Gehäuse (60) umfasst und dass ein vorderer Teil der beweglichen, drehbaren Vorrichtung einen Schrauben-Verdichter (3) mit einer dem Zerkleinerer benachbarten Einlassöffnung und einer Entladeöffnung an dem gegenüberliegenden Ende bildet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hintere Ende der beweglichen, drehbaren Vorrichtung (24) durch eine Schneideinrichtung (30) gebildet ist, umfassend die Zerkleinerungsvorrichtungen (35).
Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (30) wie ein Schneckenabwalzfräser in der Form einer Schraube mit dünnen Gewinden (33) gestaltet ist, wobei die Gewinde sägezahnförmig sind.
Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die sägezahnförmigen Schneidzähne (35) die Zerkleinerervorrichtung bilden und dass die Wandelemente (53) auf der Innenseite des unteren Abschnitts des Zerkleinerergehäuses feste Abschnitte (54) umfassen, die sich entlang dem Zerkleinerergehäuse erstrecken und bereitgestellt sind, um mit den Schneidzähnen der Schneideinrichtung zusammenzuwirken.
Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidzähne zweischneidig sind.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (b) zwischen benachbarten Gewinden 70 bis 200 mm beträgt, dass die Schnitthöhe (h), d. h. der Radialabstand von dem Gewindefuß (34) zu den Spitzen (41–42) der Schnittkanten 40 bis 100 mm beträgt und dass die Zahnlänge (1) 70 bis 200 mm beträgt.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (30) zweigängig ist.
Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte bewegliche Vorrichtung (24) abgeschrägt ist, wobei die Entladeöffnung schräg nach oben gerichtet ist.
Vorrichtung gemäß irgendeinem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneideinrichtung (30) einen äußeren Durchmesser von 500 bis 1000 mm an seinem Ende aufweist, das dem Schrauben-Verdichter zugewandt ist.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubengehäuse in dem Bereich eines ersten Abschnitts des Verdichters in einer Richtung weg von dem Zerkleinerer zusammenläuft.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt des Verdichters (3) einen Vor-Verdichter umfasst, dass ein Zwischen-Verdichter (5) und ein Abschluss bildender Abschnitt (6) dem Vor-Verdichter folgen, wobei das in dem Vor-Verdichter zusammengepresste Material mit einer erweiterten, flachen Form versehen wird, bevor es den Abschluss bildenden Abschnitt verlässt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschluss bildende Abschnitt (6) einen trichterförmigen Kanal für das verdichtete Material umfasst, wobei der Kanal in der Einspeiserichtung auseinander läuft, dass der Durchgang in einem Mündungsabschnitt durch einen äußeren beweglichen Ring (69) begrenzt ist, der unter Druck von dem Material, das abgegeben wird, im Fall zunehmenden Drucks rückwärts bewegt werden kann, so dass der Durchgang geweitet wird, und dass Kraftelemente (73) bereitgestellt sind, um den beweglichen Ring (69) vorwärts zu bewegen, wenn der Druck von dem durchgehenden zusammengepressten Material abnimmt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Entlade-Ende des Verdichters einen Durchmesser von 250 bis 600 mm aufweist und dass sein Durchmesser vom Einlassende bis zum Entlade-Ende um 25 bis 75 % reduziert ist.
Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Vorrichtung eine Rotationsgeschwindigkeit von 2 bis 10 Umdrehungen/Minute aufweist, bevorzugt 3 bis 8 Umdrehungen/Minute.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Press-Vorrichtung (20) einen Aktuator (22) und eine Pressplatte (21) mit einer dem Material zugewandten Seite umfasst, das gegen den Zerkleinerer zusammenpresst werden soll, wobei diese Seite parallel zu der Rotationsachse der multifunktionellen, drehbaren Vorrichtung ist, die sich durch den Zerkleinerer (2) und den Verdichter (3) erstreckt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressplatte (21) mit Hilfe des Aktuators (22) der Pressplatte das zu zerkleinernde Material während einer Zerkleinerung gegen die multifunktionelle, bewegliche Vorrichtung in dem Zerkleinerer (2) presst, bei der die multifunktionelle, bewegliche Vorrichtung (24) während einer Zerkleinerung in einer ersten Vorwärts-Speiserichtung des Materials gegen den Verdichter (3) gedreht wird, dass ein automatisches System (80) bereitgestellt ist, um die Bewegungsvorrichtung (32) der multifunktionellen, beweglichen Vorrichtung (24) und den Aktuator (22) der Fressplatte (21) zu steuern, und dass das automatische System (80) eingerichtet ist, in voreingestellten Intervallen die multifunktionelle, bewegliche Vorrichtung (24) während einer kurzen Zeitdauer in entgegengesetzter Richtung zu drehen, nachdem das gleiche automatische System zuerst einen Befehl an den Aktuator (22) der Pressplatte übermittelt hat, um die Pressplatte etwas anzuheben, und dass das automatische System eingerichtet ist, um die Pressplatte dann wieder abzusenken, um das Pressen fortzusetzen und um die funktionell bewegliche Vorrichtung noch einmal in ihrer normale Vorwärts-Speisebewegungsrichtung anzutreiben.