EP1497032A1 - Zerkleinerungsvorrichtung - Google Patents

Zerkleinerungsvorrichtung

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Publication number
EP1497032A1
EP1497032A1 EP03720351A EP03720351A EP1497032A1 EP 1497032 A1 EP1497032 A1 EP 1497032A1 EP 03720351 A EP03720351 A EP 03720351A EP 03720351 A EP03720351 A EP 03720351A EP 1497032 A1 EP1497032 A1 EP 1497032A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
stator
comminution
hooks
rotor
shredding
Prior art date
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Granted
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EP03720351A
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English (en)
French (fr)
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EP1497032B1 (de
Inventor
Donat BÖSCH
Philippe Bachmann
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Alpinit Patentverwertungs-Anstalt
Original Assignee
Alpinit Patentverwertungs-Anstalt
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Publication date
Application filed by Alpinit Patentverwertungs-Anstalt filed Critical Alpinit Patentverwertungs-Anstalt
Publication of EP1497032A1 publication Critical patent/EP1497032A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1497032B1 publication Critical patent/EP1497032B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C18/142—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within horizontal containers with two or more inter-engaging rotatable cutter assemblies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • B02C18/182—Disc-shaped knives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C2018/164—Prevention of jamming and/or overload
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
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    • B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
    • B02C18/16—Details
    • B02C18/18—Knives; Mountings thereof
    • B02C2018/188—Stationary counter-knives; Mountings thereof

Definitions

  • the invention relates to a shredding device for
  • Shredding of all types of products consisting of at least one rotor, on the circumference of which hooks are attached, and at least one stator.
  • Such machines are used to shred all types of products, especially in the context of the disposal, processing and recycling of waste and materials.
  • the material fed into the comminution device is gripped by the hooks of at least one rotor, pulled downward in the material flow direction and, depending on the type of comminution device, torn, shredded, broken, cut and / or crushed depending on the type of comminution device.
  • Shredding machines can be driven hydraulically and are provided with the known devices for automatically changing the direction of rotation for forward and backward running.
  • a problem with such shredding devices is the wear of the hooks and the stator depending on the material to be shredded. As a result of the wear, the gaps between the shredding elements increase, which reduces the efficiency of the shredding as a result of wear. The replacement of worn elements is very expensive and time consuming.
  • Shredding elements of the rotor U-shaped disk segments are put over as wear protection.
  • DE 196 19 411 describes a mineral processing machine in which the comminution takes place by means of two toothed rollers, the teeth of which are at a radial distance are arranged from each other.
  • the teeth of the two toothed rollers additionally push the final grain through a comb-like, flexibly mounted die and thus reduce the size.
  • the matrix cuts, breaks and tears on three edges of the teeth.
  • the distances between the teeth and the die have only a small amount of empty space, so that even small parts that are not necessarily to be shredded are detected in this machine and cause wear.
  • the teeth of the toothed rollers, which are difficult to repair, are particularly subject to wear due to the first size reduction process and the subsequent pushing through the dies.
  • the invention has for its object to provide a shredding device in which the wear on the shredding elements is both low and can be compensated for without removal and the associated downtimes.
  • This task will include solved by the features of claim 1 for the first time in a surprising manner.
  • Alternative or advantageous developments of the invention are described in the dependent claims.
  • the invention is based on the basic idea that, on the one hand, a special arrangement of the hooks on the rotor and the comminution elements on the stator leads to little wear, and on the other hand, this compensates for the space between the hook of the rotor and the stator which is increased as a result of the wear can be that on the one hand the stator is displaced in the direction of the rotor axis and / or in the direction of the rotor axis and on the other hand the stator is rotated by a certain angle, so that a worn side of the stator is replaced by an unused side of the stator.
  • Shredding elements is extended many times over. Through the adjustability of the position of the stator in relation to the rotor, throughput and grain size can also be regulated.
  • Figure 1 shows a shredding device in cross section with two rotors and a stator.
  • FIG. 2 shows the comminution device from FIG. 1 in
  • Figure 3a shows an adjustable locking of the stator in a "lower” position.
  • Figure 3b shows an adjustable locking of the stator in an "upper” position.
  • FIG. 4 shows a hydraulic locking of the stator.
  • FIG. 4a shows the hydraulic locking in a detailed view
  • Figure 4b shows the hydraulic in a detailed view
  • FIGS. 5a and 5b show a comminution device with four rotors and three stators.
  • 6a and 6b show a comminution device with a rotor and laterally arranged stators.
  • the material fed in is gripped by the hooks of at least one rotor, pulled downward in the direction of material flow and torn, shredded, broken, cut and / or crushed on a stator.
  • the actual comminution takes place essentially through the interaction between the hook and
  • the position of the stator towards the rotor axis offset - d "h is the distance decreases to the rotor axis -.. And / or around the stator be rotated to change the position, the -.
  • the stator can also be displaced axially, ie in the direction of the rotor axis, after the fixing has been released.
  • Shredding elements of the stator can be reduced by simply moving the stator. Furthermore, the adjustment of the stator position opens an additional one Possibility to regulate throughput and grain size.
  • the adjustment mechanism for displacing the position of the stator can, for example, be designed mechanically by screwing with a manually operated hydraulic cylinder or with an automated - in particular hydraulic - system.
  • the stator is arranged downstream of the rotor in the material flow direction of the material to be comminuted. Due to the special arrangement of the hooks on the rotor and the stator according to the invention, the actual comminution takes place essentially through the interaction between the hook and the stator, since the distances between the rotor axes and the
  • Free spaces between the hooks are so large that there is little interaction between the hooks of the rotors.
  • the stator can be attached, for example, below the rotor approximately parallel to the rotor shaft and attached to the cross members of the frame of the comminution device. If several rotor shafts are attached, the stator is placed between the rotor shafts, preferably offset downwards. If necessary, the stator can also be protected by wear plates.
  • stator can also be arranged on the frame laterally to the rotor, optionally between two hooks, and / or lengthways, optionally parallel, to the rotor axis and perpendicular to the hooks.
  • Stators such as these, which in particular fulfill the function of a scraper that prevent the comminuted material from escaping against the direction of introduction, can also be displaceable in their position. With These stators reduce the space between the frame and the rotors.
  • At least one fixed comminution element composed of one or more parts is fastened on the stator.
  • This element can be interchangeably mounted on the stator and, if necessary, protected with wear plates or welds.
  • Stator is selected depending on the function and the arrangement of the hooks on the rotors as well as the desired shredding performance in terms of throughput and grain size.
  • stator with the comminution elements in the spaces formed by the rotors and hooks allows even small-grained material to fall through, while large pieces of material cannot fall through and are therefore comminuted.
  • throughput and grain size are regulated and, among other things, achieves the following effects: cleaning of the rotor and its hooks, - additional comminution of the material between the rotor and stator, and more even grain size distribution due to the improved sieving effect.
  • the front edges of the hooks are mainly, in particular each have a single side edge and possibly a front edge on the front side of a hook, and the breaking edges of the stator are exposed to wear, whereas the difficult rear edges of the hooks are only slightly worn. '' Small parts that do not have to be shredded can fall through and cause no additional wear. Due to the larger free spaces, the machine is also cheaper and lighter, since material can be saved.
  • the shredding elements on the stator are plate-shaped, and they can have a polygonal or disk-shaped cross section.
  • the comminuting elements preferably have at least three side edges, one of which is oriented essentially transversely to the material flow direction of the material to be comminuted and cooperates with the hook.
  • the comminution element has four side edges and an essentially orthogonal shape. Because of this construction, only one or a part of it
  • Shredding element surrounding edges and sides involved in the shredding and affected by the material flow of the material to be shredded and the associated wear.
  • the hydraulic system for locking or locking and / or moving the stator can also be used to protect against overload. If necessary, the hydraulic lock to avoid the stator when overloaded be set so that when a predetermined load is exceeded, the determination is released and the stator then either axially and / or shifts transversely to its axis. This is a significant simplification compared to the complex systems for overload protection known from the prior art, in which the stators are folded away in the event of overload, for example. If necessary, the hydraulic locking can take effect again as soon as the overload decreases.
  • hooks are understood to mean the formations of comminution elements on rotors known from the prior art, which are suitable for grasping the material to be comminuted and comminuting it by at least one cutting, tearing or breaking effect. This term is also intended to include, for example, gear-shaped rotor disks.
  • the hooks can be equipped with protective elements.
  • Protective elements of this type are described, for example, in WO 00/44499.
  • U-shaped rotor disc segments - possibly with extensions for shaft protection - can be placed over the hooks.
  • the rotor shafts are arranged approximately parallel to one another.
  • the opposing hooks on the rotors which are essentially parallel, are preferably arranged offset from one another, the distance between the rotor shafts being selected such that the effective ranges of the opposing hooks only overlap slightly and do not mesh with one another.
  • the position of the rotor can also be displaced — optionally hydraulically. The same measures can be taken to adjust the rotor as to move the stator.
  • FIG. 1 shows in cross section a shredding device according to the invention with a frame which is formed from cross members 8 and longitudinal members 9.
  • Two rotors 1 designed as shafts are arranged essentially parallel to one another within the frame.
  • Hooks 3 are attached to the rotors 1 as comminution elements. The distance between the rotors 1 is chosen so that the effective areas of the hooks 3 only interlock slightly.
  • the material is introduced into the device above the rotors 1, is gripped by the hooks 3 and can, if necessary, be slightly pre-comminuted thereby.
  • a bar-shaped stator 4 is arranged, on which the actual comminution process takes place.
  • the stator 4 determined before rotation can be rotated about the stator axis 5. Are on the stator 4
  • Comminution elements 6 with an orthogonal cross section attached The shredding elements 6 can be replaced individually if required.
  • a side edge 10a of the comminution elements 6 is aligned transversely to the direction of flow of the material to be comminuted. Is the service life of the
  • the stator 4 can be fixed and the stator can be rotated by 90 °, as a result of which the edge 10b, which is still unsealed in the circumferential direction and opposite to the direction of rotation, is transverse to the Material flow direction is brought. After the stator 4 has been re-established or locked, the comminution can be continued.
  • lateral stators 7 are mounted on the two longitudinal beams 9 between the frame and the rotors 1 perpendicular to the rotor axis 2, and are optionally height-adjustable relative to the rotor axis 2.
  • FIG 2 shows the shredding device from Figure 1 in supervision.
  • the crushing elements 6 and the hooks 3 are arranged axially one behind the other on the rotors 1 and the stator 4, the hooks 3 of the rotors 1 arranged parallel to one another and the crushing elements 6 of the stator being offset from one another such that between each of two opposing hooks 3 the a comminution element 6 comes to rest in both mutually parallel rotors 1.
  • the lateral distance between the comminution elements 6 and the hooks 3 or the gap between the hooks 3 and the comminution element 6 can be adjusted axially to the stator axis 5 by centering the stator 4.
  • FIGS. 3a and 3b show an example of an adjustment mechanism for displacing the position of the stator.
  • FIG. 3a shows the stator in a “lower”, lower position relative to the rotor.
  • the stator axis 5 is displaced in the direction of the rotor axis and comes to lie in the "upper", higher position shown in FIG. 3b.
  • FIGs 4, 4a and 4b show an example of a hydraulic adjustment mechanism for displacing the position of the stator.
  • the position of the stator 4 is fixed with screws 11a in the cross members 8.
  • the screws 11a are loosened, and the stator 4 is raised to the “higher” position shown in FIG. 4b with a hydraulically driven piston 12, as a result of which the distance between the stator 4 and the rotor 1 is reduced.
  • the stator 4 is then locked in the new position with the screws 11a.
  • the hydraulic adjustment can be done both manually and automatically.
  • FIG. 5a shows a cross section and FIG. 5b shows a top view of a comminution device according to the invention with four rotors 1 and three stators 4.
  • the frame of the comminution device is formed from the cross members 8 and the longitudinal members 9.
  • the stators 4 and rotors 1 are fastened to the cross members 8.
  • stators 7 which are fixed in their position on the longitudinal beams 9 and / or stators 7 which can be displaced in their position on the cross beams 8 can be arranged.
  • FIG. 6a shows a cross section and FIG. 6b shows a plan view of a comminution device according to the invention with a rotor 1 and two stators 7 arranged laterally on the longitudinal members 9 of the frame, at least one stator 7 being displaceable with respect to the rotor axis 2, in particular along the longitudinal member 9.

Description

Zerkleinerungsvorrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung zum
Zerkleinern von Produkten aller Art, bestehend aus zumindest einem Rotor, an dessen Umfang Haken angebracht sind, und zumindest einem Stator.
Hintergrund der Erfindung
Solche Maschinen werden zum Zerkleinern von Produkten aller Art, insbesondere im Rahmen der Entsorgung, Aufbereitung und Wiederverwertung von Abfällen und Werkstoffen eingesetzt.
Das in die Zerkleinerungsvorrichtung aufgegebene Material wird von den Haken mindestens eines Rotors erfasst, in Stoffflussrichtung nach unten gezogen und durch Zusammenwirken mit einem Stator je nach Art der Zerkleinerungsvorrichtung zerrissen, zerfetzt, gebrochen, zerschnitten und/oder zerquetscht .
Zerkleinerungsmaschinen können hydraulisch angetrieben werden und sind mit den bekannten Vorrichtungen zur automatischen Drehrichtungsänderung zum Vorwärts- bzw. Rückwärtslauf versehen.
Die Auswahl geeigneter Zerkleinerungsmaschinen hinsichtlich
Antrieb, Grosse, Anzahl und Ausstattung mit Rotoren und Statoren erfolgt nach der geforderten
Durchsatzleistung,
Korngrösse des zerkleinerten Guts, und
Standzeit. Ein Problem derartiger Zerkleinerungsvorrichtungen ist der Verschleiss der Haken und des Stators in Abhängigkeit von dem zu zerkleinernden Gut. Durch den Verschleiss vergrössern sich die Zwischenräume zwischen den Zerkleinerungselementen, wodurch die Effizienz der Zerkleinerung verschleissbedingt abnimmt. Der Austausch von verschlissenen Elementen ist sehr kostenintensiv und zeitaufwendig.
Aus der WO 00/44499 ist eine Zerkleinerungsvorrichtung bekannt, bei der den als Haken ausgeführten
Zerkleinerungselemente des Rotors U-förmige Scheibensegmente als Verschleissschutz übergestülpt werden.
Aus der Offenlegungsschrift JP 2001-149806A ist eine zweiachsige Brechmaschine - insbesondere für Industrieabfälle - bekannt, bei der die Zerkleinerung durch auf zwei Wellen angeordneten Brechklingen erfolgt, die scherenähnlich wirken. Eine sekundäre Zusatzzerkleinerung erfolgt durch nachgeschaltete, feststehende Klingen, deren Abstand zu den Wellen verstellbar ist, um Verschleiss ausgleichen und die Korngrösse verstellen zu können. Der Leerraum zwischen den einzelnen Brechklingen ist gering, weshalb die eigentliche Zerkleinerung hauptsächlich durch die Interaktion der Rotoren - insbesondere über die nur schwierig aufbereitbaren oder erneuerbaren Rückenkanten der Brechklingen - erfolgt, die somit dem Verscheiss stark ausgesetzt sind. Kleinere Teile, die aufgrund ihrer geringen Grosse nicht zerkleinert werden müssten, werden ebenfalls erfasst und verursachen einen zusätzlichen Verschleiss.
In DE 196 19 411 wird eine Aufbereitungsmaschine für Mineralstoffe beschrieben, bei der die Zerkleinerung durch zwei Zahnwalzen erfolgt, deren Zähne in einem radialen Abstand voneinander angeordnet sind. Das Endkorn wird von den Zähnen der zwei Zahnwalzen zusätzlich durch eine kammähnliche, flexibel gelagerte Matrize hindurchgedrückt und somit nachzerkleinert. In der Matrize erfolgt ein Schneiden, Brechen und Reissen an drei Kanten der Zähne. Die Abstände zwischen den Zähnen und der Matrize weisen nur wenig Leerraum auf, so dass auch bei dieser Maschine kleine, nicht notwendigerweise zu zerkleinernde Teile erfasst werden und Verschleiss verursachen. Die schwierig instandsetzbaren Zähne der Zahnwalzen sind durch den ersten Zerkleinerungsvorgang und das anschliessende Hindurchdrücken durch die Matrizen einem besonderen Verschleiss unterworfen.
Kurze Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zerkleinerungsvorrichtung bereitzustellen, bei der der Verschleiss an den Zerkleinerungselementen sowohl gering ist, als auch ohne Ausbau und den damit verbundenen Stillstandzeiten kompensiert werden kann. Diese Aufgabe wird u.a. durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erstmals in überraschender Weise gelöst. Alternative oder vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Bei der Lösung geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, dass einerseits eine spezielle Anordnung der Haken auf dem Rotor und der Zerkleinerungselemente auf dem Stators zu einem geringen Verschleiss führt, andererseits der durch den Verschleiss vergrösserte Zwischenraum zwischen dem Haken des Rotors und dem Stator dadurch kompensiert werden kann, dass einerseits der Stator in Richtung zur Rotorachse und/oder in Richtung der Rotorachse versetzt wird und andererseits der Stator um einen bestimmten Winkel verdreht wird, so dass eine verschlissene Seite des Stators durch eine unverbrauchte Seite des Stators ersetzt wird.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch die oben genannten Massnahmen die Standzeit der erfindungsgemässen Zerkleinerungseinrichtung ohne Ausbau der
Zerkleinerungselemente um ein Vielfaches verlängert wird. Durch die Verstellbarkeit der Position des Stators gegenüber dem Rotor können Durchsatz und Korngrösse zusätzlich reguliert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figur 1 zeigt eine Zerkleinerungsvorrichtung im Querschnitt mit zwei Rotoren und einem Stator.
Figur 2 zeigt die Zerkleinerungsvorrichtung aus Figur 1 in
Aufsicht . Figur 3a zeigt eine verstellbare Arretierung des Stators in einer "unteren" Position. Figur 3b zeigt eine verstellbare Arretierung des Stators in einer "oberen" Position. Figur 4 zeigt eine hydraulische Arretierung des Stators Figur 4a zeigt in einer Detailansicht die hydraulische
Arretierung des Stators in einer "unteren" Position. Figur 4b zeigt in einer Detailansicht die hydraulische
Arretierung des Stators in einer "oberen" Position. Figuren 5a und 5b zeigen eine Zerkleinerungsvorrichtung mit vier Rotoren und drei Statoren. Figuren 6a und 6b zeigen eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Rotor und seitlich angeordneten Statoren. Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Im Folgenden soll die Erfindung näher erläutert werden.
Bei der erfindungsgemässen Zerkleinerungsvorrichtung wird das aufgegebene Material durch die Haken mindestens eines Rotors erfasst, in Stoffflussrichtung nach unten gezogen und an einem Stator zerrissen, zerfetzt, gebrochen, zerschnitten und/oder zerquetscht. Die eigentliche Zerkleinerung erfolgt im Wesentlichen durch das Zusammenwirken zwischen Haken und
Stator, da die Abstände zwischen den Rotoren und die Freiräume zwischen den Haken so gross sind, dass zwischen den Haken der Rotoren nur eine geringe Interaktion stattfindet. Da somit vor allem der Stator dem Stofffluss des zu zerkleinernden Guts voll ausgesetzt ist, wird hauptsächlich das Material des
Stators verschlissen. Gemäss der Erfindung kann ausserdem die Position des Stators in Richtung zur Rotorachse versetzt - d". h. der Abstand zur Rotorachse verringert - und/oder um die Statorachse verdreht werden. Zur Änderung der Position wird die - gegebenenfalls hydraulische und/oder mechanische - Feststellung des Stators gelöst. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Stator nach Lösen der Feststellung zusätzlich axial, also in Richtung der Rotorachse verschoben werden.
Das Versetzen der Position des Stators ermöglicht es, den Verschleiss der am Zerkleinerungsprozess beteiligten Elemente - insbesondere der Haken und Zerkleinerungselemente des Stators - zu kompensieren, da der durch den Verschleiss erweiterte Spalt zwischen den Haken des Rotors und den
Zerkleinerungselementen des Stators durch einfaches Versetzen des Stators vermindert werden kann. Weiters eröffnet die Verstellung der Position des Stators eine zusätzliche Möglichkeit zur Regulierung des Durchsatzes und der Korngrösse .
Der Verstellmechanismus zum Versetzen der Position des Stators kann beispielsweise mechanisch durch Schrauben mit einem handbetätigten Hydraulikzylinder oder mit einem automatisierten - insbesondere hydraulischen - System ausgebildet sein.
Der Stator ist in Stoffflussrichtung des zu zerkleinernden Guts nachfolgend dem Rotor angeordnet. Durch die erfindungsgemässe, spezielle Anordnung der Haken auf dem Rotor und des Stators erfolgt die eigentliche Zerkleinerung im Wesentlichen durch das Zusammenwirken zwischen Haken und Stator, da die Abstände zwischen den Rotorachsen und die
Freiräume zwischen den Haken so gross sind, dass zwischen den Haken der Rotoren nur eine geringe Interaktion stattfindet.
Der Stator kann beispielsweise unterhalb des Rotors in etwa parallel zur Rotorwelle angebracht und auf den Querträgern des Rahmens der Zerkleinerungsvorrichtung befestigt werden. Wenn mehrere Rotorwellen angebracht sind, wird der Stator - bevorzugt nach unten versetzt - zwischen den Rotorwellen platziert. Bei Bedarf kann der Stator zusätzlich durch Verschleissplatten geschützt werden.
Zusätzlich kann der Stator auch am Rahmen seitlich zum Rotor, gegebenenfalls zwischen zwei Haken, und/oder längs, gegebenenfalls parallel, zur Rotorachse und senkrecht zu den Haken angeordnet sein. Auch solche Statoren, die insbesondere die Funktion eines Abstreifers erfüllen, der ein Austreten des zerkleinerten Guts entgegen der Einbringrichtung verhindern, können in ihrer Position versetzbar ausgebildet sein. Mit diesen Statoren wird der Freiraum zwischen Rahmen und den Rotoren vermindert.
Auf dem Stator ist zumindest ein festes, aus ein oder mehreren Teilen zusammengesetztes Zerkleinerungselement befestigt.
Dieses Element kann austauschbar auf dem Stator montiert sein und gegebenenfalls mit Verschleissplatten oder Aufschweissungen geschützt werden.
Die Anzahl und Anordnung der Zerkleinerungselemente auf dem
Stator wird in Abhängigkeit von der Funktion und der Anordnung der Haken auf den Rotoren sowie der gewünschten Zerkleinerungsleistung hinsichtlich des Durchsatzes und der Korngrösse gewählt.
Die besondere Anordnung des Stators mit den Zerkleinerungselementen in den aus den Rotoren und Haken gebildeten Zwischenräumen erlaubt, dass bereits kleinkörniges Material durchfallen kann, während grosse Materialstücke nicht durchfallen können und somit zerkleinert werden.
Durch die Zusammenarbeit von Rotor und Stator werden Durchsatz und Korngrösse reguliert und u.a. folgende Wirkungen erzielt: Reinigung des Rotors und dessen Haken, - zusätzliche Zerkleinerung des Guts zwischen Rotor und Stator, und gleichmässigere Korngrössenverteilung durch die verbesserte Siebwirkung.
Da die Abstände zwischen den Rotorachsen und die Freiräume zwischen den Haken so gross sind, dass zwischen den Haken der Rotoren nur eine geringe Interaktion stattfindet und somit die eigentliche Zerkleinerung am Stator erfolgt, sind hauptsächlich die vorderen Kanten der Haken, insbesondere jeweils eine einzige Seitenkante und eventuell eine Vorderkante auf der vorderen Seite eines Hakens, und die Brechkanten des Stators dem Verschleiss ausgesetzt, wohingegen die schwierig instandsetzbaren Rückenkanten der Haken nur geringfügig verschleissen. 'Kleine Teile, die nicht zerkleinert werden müssen, können durchfallen und verursachen keinen zusätzlichen Verschleiss. Durch die grösseren Freiräume wird die Maschine ferner kostengünstiger und leichter, da Material eingespart werden kann.
Die Zerkleinerungselemente am Stator sind plattenförmig ausgebildet, wobei sie einen polygonalen oder scheibenförmigen Querschnitt aufweisen können. Bevorzugt weisen die Zerkleinerungselemente zumindest drei Seitenkanten auf, von denen eine im Wesentlichen quer zur Stoffflussrichtung des zu zerkleinernden Guts ausgerichtet ist und mit dem Haken zusammenwirkt. In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung weist das Zerkleinerungselement vier Seitenkanten und eine im wesentlichen orthogonale Form auf. Aufgrund dieser Konstruktion ist jeweils nur eine bzw. ein Teil der das
Zerkleinerungselement umlaufenden Kanten und Seiten an der Zerkleinerung beteiligt und vom Stofffluss des zu zerkleinernden Guts und dem damit einhergehenden Verschleiss betroffen. Durch Verdrehen des Stators um die Statorachse kann die dem Verschleiss ausgesetzte Kante deplaziert und durch eine in ümfangrichtung, entgegen der Drehrichtung, nachfolgende, unverschlissene Kante ersetzt werden. Durch diese erfindungsgemässe Massnahme wird die Standzeit des Stators vervielfacht.
Das Hydrauliksystem zum Feststellen bzw. Arretieren und/oder Versetzen des Stators kann auch zum Schutz vor Überlastung eingesetzt werden. Bei Bedarf kann die hydraulische Feststellung zum Ausweichen des Stators bei Überlastung so eingestellt werden, dass bei Überschreiten einer festgelegten Belastung die Feststellung gelöst wird und der Stator sich dann entweder axial und/oder quer zu seiner Achse verschiebt. Dies ist eine wesentliche Vereinfachung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten aufwendigen Systemen für den Überlastungsschutz, in welchen die Statoren bei Überlastung z.B. weggeklappt werden. Gegebenenfalls kann die hydraulische Feststellung wieder greifen, sobald die Überlastung zurückgeht .
Die einzelnen Haken können auf dem Rotor austauschbar montiert sein. Unter "Haken" werden im Rahmen der Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannten Ausbildungen von Zerkleinerungselementen an Rotoren verstanden, die dazu geeignet sind, das zu zerkleinernde Gut zu erfassen und durch zumindest einen Schneid-, Reiss- oder Brucheffekt zu zerkleinern. Mit diesem Begriff sollen beispielsweise auch zahnradförmige Rotorscheiben umfasst sein.
Abhängig von den Anforderungen an die Verschleiss- und
Materialbeständigkeit können die Haken mit Schutzelementen ausgestattet werden. Derartige Schutzelemente sind zum Beispiel in der WO 00/44499 beschrieben. Beispielsweise können Rotorscheibensegmente in U-Form - gegebenenfalls mit Fortsätzen für den Wellenschutz - über die Haken gestülpt werden.
Bei Maschinen mit mehreren Rotoren werden die Rotorwellen in etwa parallel zueinander angeordnet. Die gegenüberliegenden Haken auf den einander im Wesentlichen parallelen Rotoren sind, bevorzugt, zueinander versetzt angeordnet, wobei der Abstand zwischen den Rotorwellen derart gewählt wird, dass die Wirkungsbereiche der einander gegenüberliegenden Haken sich nur leicht überschneiden und wenig ineinander greifen. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist auch die Position des Rotors - gegebenenfalls hydraulisch - versetzbar. Zum Verstellen des Rotors können die selben Massnahmen ergriffen werden wie zum Versetzen des Stators.
Nachfolgend werden die Figuren mit Beispielen für Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben.
Figur 1 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemässe Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Rahmen, der aus Querträgern 8 und Längsträgern 9 gebildet wird. Innerhalb des Rahmens sind, im Wesentlichen parallel zueinander, zwei als Wellen ausgebildete Rotoren 1 angeordnet. Auf den Rotoren 1 sind als Zerkleinerungselemente Haken 3 angebracht. Der Abstand zwischen den Rotoren 1 ist so gewählt, dass die Wirkungsbereiche der Haken 3 nur leicht ineinander greifen. Zur Zerkleinerung wird das Gut oberhalb der Rotoren 1 in die Vorrichtung eingebracht, von den Haken 3 erfasst und kann gegebenenfalls hierdurch geringfügig vorzerkleinert werden. In der Stoffflussrichtung den Haken 3 nachfolgend, unterhalb und zwischen den beiden Rotoren 1, ist ein balkenförmiger Stator 4 angeordnet, an welchem der eigentliche Zerkleinerungsvorgang stattfindet. Der vor Verdrehung festgestellte Stator 4 ist um die Statorachse 5 drehbar. Auf dem Stator 4 sind
Zerkleinerungselemente 6 mit orthogonalem Querschnitt befestigt. Die Zerkleinerungselemente 6 sind bei Bedarf einzeln austauschbar. Eine Seitenkante 10a der Zerkleinerungselemente 6 ist quer zur Stoffflussrichtung des zu zerkleinernden Guts ausgerichtet. Ist die Standzeit der
Kante 10a überschritten, kann die Feststellung des Stators 4 gelöst werden und man kann den Stator um 90° verdrehen, wodurch die in Umfangsrichtung entgegen der Drehrichtung nachfolgende, noch unverschlissene Kante 10b quer zur Stoffflussrichtung gebracht wird. Nach erneuter Feststellung bzw. Arretierung des Stators 4 kann mit der Zerkleinerung fortgefahren werden. Zusätzlich sind an den beiden Längsträgern 9 seitliche Statoren 7 zwischen dem Rahmen und den Rotoren 1 senkrecht zur Rotorachse 2 angebracht, die gegebenenfalls gegenüber der Rotorachse 2 höhenverstellbar ausgebildet sind.
Figur 2 zeigt die Zerkleinerungsvorrichtung aus Figur 1 in Aufsicht. Auf den Rotoren 1 und dem Stator 4 sind axial hintereinander die Zerkleinerungselemente 6 und die Haken 3 angeordnet, wobei die Haken 3 der zueinander parallel angeordneten Rotoren 1 und die Zerkleinerungselemente 6 des Stators zueinander so versetzt sind, dass jeweils zwischen zwei einander gegenüberliegenden Haken 3 der beiden zueinander parallelen Rotoren 1 ein Zerkleinerungselement 6 zu liegen kommt. Der seitliche Abstand der Zerkleinerungselemente 6 zu den Haken 3 bzw. der Spalt zwischen den Haken 3 und dem Zerkleinerungselement 6 kann durch Zentrieren des Stators 4 axial zur Statorachse 5 eingestellt werden.
Figuren 3a und 3b zeigen ein Beispiel für einen Verstellmechanismus zum Versetzen der Position des Stators. Figur 3a zeigt den Stator in einer gegenüber dem Rotor "unteren", tiefer liegenden, Position. Durch Anziehen der
Schraube 11 wird die Statorachse 5 in Richtung der Rotorachse versetzt und kommt in die in Figur 3b dargestellte "obere", höhere Position zu liegen.
Figuren 4, 4a und 4b zeigen ein Beispiel für einen hydraulischen Verstellmechanismus zum Versetzen der Position des Stators. Die Position des Stators 4 ist mit Schrauben 11a in den Querträgern 8 festgestellt. Zum Versetzen der "unteren", tiefer liegenden Position des Stators 4 in Figur 4a werden die Schrauben 11a gelöst, und der Stator 4 wird mit einem hydraulisch getriebenen Kolben 12 auf die in der Figur 4b dargestellte "höhere" Position gehoben, wodurch der Abstand zwischen dem Stator 4 und dem Rotor 1 verringert wird. Danach wird der Stator 4 in der neuen Position mit den Schrauben 11a wieder festgestellt. Die hydraulische Verstellung kann sowohl manuell als auch automatisch gesteuert erfolgen.
Figur 5a zeigt einen Querschnitt und Figur 5b eine Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Zerkleinerungseinrichtung mit vier Rotoren 1 und drei Statoren 4. Der Rahmen der Zerkleinerungseinrichtung wird aus den Querträgern 8 und den Längsträgern 9 gebildet. Die Statoren 4 und Rotoren 1 sind an den Querträgern 8 befestigt. Zusätzlich können direkt an den Längsträgern 9 in ihrer Position fixierte Statoren 7 und/oder an den Querträgern 8 in ihrer Position versetzbare Statoren 7 angeordnet sein.
Figur 6a zeigt einen Querschnitt und Figur 6b eine Aufsicht auf eine erfindungsgemässe Zerkleinerungseinrichtung mit einem Rotor 1 und zwei seitlich an den Längsträgern 9 des Rahmens angeordnete Statoren 7, wobei zumindest ein Stator 7 zur Rotorachse 2, insbesondere entlang des Längsträgers 9 versetzbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. Zerkleinerungsvorrichtung zum Zerkleinern eines Gutes, mit mindestens einem um eine Rotorachse (2) rotierbaren Rotor (1) , an dessen Umfang entlang der Rotorachse (2) mehrere Haken (3) in einem gewissen Abstand voneinander zum Erfassen und Mitreissen des Gutes in eine Stoffflussrichtung angebracht sind, und mindestens einem Stator (4, 7), an dem - insbesondere in Richtung der Rotorachse - mehrere mit den Haken (3) in Eingriff stehende Zerkleinerungselemente (6) befestigt sind, welcher Stator (4, 7) in Richtung zur Rotorachse (2) versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- zwischen jeweils zwei Zerkleinerungselementen (6) mindestens ein Haken (3) rotiert, dessen Rotationsebene sich in einem wesentlich aussermittigen Bereich, bezogen auf den Abstand zweier Zerkleinerungselemente (6), befindet, und
- die Zerkleinerungselemente (6) jeweils mindestens eine im Wesentlichen quer zur Stoffflussrichtung ausrichtbare
Seitenkante (10a, 10b) zum Zerkleinern des von den Haken (3) mitgerissenen, zu zerkleinernden Guts aufweisen,
- wobei die Zerkleinerung im Wesentlichen jeweils durch die quer zur Stoffflussrichtung ausrichtbare Seitenkante (10a, 10b) des Zerkleinerungselements (6) und im
Wesentlichen durch eine einzigen Haken-Seitenkante und eventuell eine Haken-Vorderkante eines Hakens (3) erfolgt.
2. Zerkleinerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
- die Zerkleinerungseinrichtung zumindest zwei zueinander parallele Rotoren (1) aufweist, — zwischen jeweils zwei Rotoren (1) ein Stator (4) platziert ist und
- die Haken (3) einander gegenüberliegend, axial versetzt auf den zueinander parallelen Rotoren (1) so angeordnet sind und die Rotorachsen (2) dermassen voneinander beabstandet sind, dass die Haken (3) der nebeneinander angeordneten Rotoren in einem solchen Abstand aneinander vorbeirotieren, dass die Zerkleinerung im Wesentlichen zwischen den Haken (3) und den Zerkleinerungselementen (6) erfolgt.
3. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4) um eine Statorachse
(5) verdrehbar ist.
4. Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungselemente (6) jeweils plattenförmig ausgebildet sind und jeweils zumindest drei Seitenkanten (10a, 10b) - vorzugsweise vier Seitenkanten (10a, 10b) mit einem im Wesentlichen orthogonalen Querschnitt - aufweisen, wobei abhängig von einem Verdrehwinkel des Stators (4) um die Statorachse (5) jeweils eine andere der mindestens drei Seitenkanten (10a, 10b) quer zur Stoffflussrichtung ausgerichtet und somit an der Zerkleinerung beteiligt ist.
5. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4) hydraulisch feststellbar ist und insbesondere die hydraulische Feststellung beim Erreichen einer vorbestimmten
Druckbelastung gelöst wird, sowie gegebenenfalls beim Unterschreiten dieser vorbestimmten Druckbelastung zugestellt wird.
6. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (4) axial und/oder quer zur Statorachse (5) verschiebbar ist.
7. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zerkleinerungsvorrichtung von einem Rahmen (8, 9) umgeben ist und der Stator (7) zwischen dem Rahmen (8) und einem Haken (3) oder zwischen dem Rahmen (9) und einem Rotor (1) angeordnet ist.
8. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Rotor (1) - gegebenenfalls hydraulisch - verstellbar ist.
9. Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haken (3) und/oder das Zerkleinerungselement (6) am Stator (4, 7) austauschbar und/oder mit einem Schutzelement zumindest teilweise abgedeckt sind.
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