EP3669989A1 - Vorrichtung zum zerkleinern von feststoffen - Google Patents

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EP3669989A1
EP3669989A1 EP19210045.1A EP19210045A EP3669989A1 EP 3669989 A1 EP3669989 A1 EP 3669989A1 EP 19210045 A EP19210045 A EP 19210045A EP 3669989 A1 EP3669989 A1 EP 3669989A1
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EP
European Patent Office
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housing
rotor
wall
wall segments
chains
Prior art date
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EP19210045.1A
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EP3669989C0 (de
EP3669989B1 (de
Inventor
Franz Duspiva
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Technik Management GmbH
Original Assignee
Technik Management GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP3669989C0 publication Critical patent/EP3669989C0/de
Publication of EP3669989B1 publication Critical patent/EP3669989B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/282—Shape or inner surface of mill-housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/14—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices
    • B02C13/16—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with vertical rotor shaft, e.g. combined with sifting devices with beaters hinged to the rotor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/26—Details
    • B02C13/28—Shape or construction of beater elements
    • B02C2013/2816—Shape or construction of beater elements of chain, rope or cable type

Definitions

  • the invention relates to a device for crushing solids according to the preamble of claim 1.
  • waste Before waste can be adequately recycled, it has to be shredded in order to separate recyclable solids and to prepare the non-recyclable waste for incineration or landfill.
  • Devices that work according to the cross-flow principle have proven particularly useful for comminuting the solids, since they offer a high degree of comminution with a comparatively low power input.
  • a device that works on the cross-flow principle is for example from the DE 202004007482 U1 known.
  • the grinding chamber of the device comprises a grinding chamber wall which has individual, straight side parts which are arranged at an angle to one another.
  • detachable outlet openings are provided, through which comminuted material is ejected, which has a smaller particle size than the desired material particle size, which is defined by the width of the outlet openings.
  • the desired material particle size can be adjusted by exchanging the outlet openings.
  • the device has a housing which is cylindrical and has a wall. In the operating position of the device, the housing has a feed opening in the upper region, through which solids can be fed into the housing. In the area of the wall, which extends in the operating position of the device in the lower part of the housing, a rotatably mounted rotor is formed.
  • the rotor can be driven by a motor via belt drives in order to shred the solids fed into the housing.
  • the rotor is formed by a hub and chains attached to the hub. When the rotor is driven, the chains extend in the direction of the wall due to the centrifugal force and shred the solids fed into the housing.
  • the comminuted solids are removed from the housing via a discharge opening formed in the housing and used for further use.
  • the wall and the rotor are usually made of high-strength steel in order to keep wear to a minimum.
  • a high wear occurs in the area of the wall.
  • the inside of the wall is virtually hollowed out by wear, which means that the housing either has to be completely replaced at regular intervals or expensive material has to be welded on in the area of the wall.
  • the wall is formed by a multiplicity of pluggable wall segments which can be detached from the housing, the wall segments being designed such that they can be plugged into one another by means of tongue and groove connections.
  • This has the advantage that, in the case of wear in the area of the wall, the entire housing does not have to be replaced or material has to be welded onto it in a complex manner, but the individual wall segments can be removed from the housing and thus exchanged.
  • the tongue and groove connection ensures that the wall segments are positioned correctly in relation to each other and that the formation of unwanted gaps through which solids can penetrate is avoided.
  • the wall is formed by a large number of pluggable wall segments which can be detached from the housing.
  • the rotor in the device according to the invention has at least one comminution element which is in each case attached to at least one chain.
  • a grinding gap is established between each shredding element and the wall. The grinding capacity is improved by the resulting grinding gap since the abrasion of the solids among one another is increased by the grinding gap.
  • Solids are all types of materials made of metals or metal alloys. Solids can also be materials that have a high proportion of metal and also contain other elements, such as plastics.
  • the wall segments are advantageously profiled in a first region which faces the rotor.
  • the profiling increases the surface roughness of the wall, as a result of which the solids are broken up more quickly.
  • the wall segments advantageously have cooling fins.
  • the wall is actively cooled by means of a cooling liquid.
  • the device preferably has position pins.
  • the housing preferably has bores distributed in the region of the wall around the rotor, and the wall segments preferably have bores.
  • the position pins are each advantageously threaded through at least one hole in the housing and holes in a plurality of wall segments in order to position the wall segments with respect to the housing.
  • the position of the wall segments in relation to the housing is predetermined by the position pins, which means that the wall segments can be quickly and easily repositioned in the correct position after the wall segments have been replaced.
  • the position pins are fixed to the housing, for example by means of a thread, and that the worn-out wall segments are threaded off the position pins when changing and new wall segments are threaded onto the position pins.
  • the tip of the position pins has a thread in order to brace the wall segments against the housing by means of a nut.
  • the position pins can be detached from the housing and can be threaded out of the holes in the wall segments.
  • This has the advantage that after the position pins have been loosened, the wall segments can easily be detached from the side of the housing and do not have to be laboriously threaded off the position pins.
  • the position pins are provided with a cross pin at one end which is threaded into the bore of the housing and the bores of the wall segments, and at the other end with a nut, the bores being additionally slotted to assist in threading and Threading out to provide space for the cross pin.
  • the bores expediently have a shape similar to a keyhole.
  • the device advantageously has at least one clamping element, the at least one clamping element fixing at least one wall segment to the housing.
  • the at least one clamping element is formed, for example, by at least one toggle joint, which can be actuated by muscle power, by at least one hydraulic cylinder, which fixes the wall segments to the housing directly or by at least one intermediate element, and / or, if present, by the position pins.
  • the wall segments are prevented from slipping by fixing the wall segments via the at least one tensioning element.
  • damping elements are formed in the hub, the chains being held on the hub in a vibration and shock-absorbing manner by the damping elements.
  • the damping elements are formed, for example, by rubber elements and / or spring elements, each of which holds at least one chain link in a form-fitting manner on the hub.
  • the damping elements significantly reduce the noise generated during the comminution of the solids, and load changes that occur as a result of the comminution are transmitted from the chains to the motor in a damped manner. This extends the life of the motor and protects the rotor and motor bearings.
  • the device preferably has a regulating device, by means of which a rotational speed of the motor can be regulated.
  • a degree of comminution can be changed by different speeds. The faster the rotor turns, the faster and smaller the solids are crushed.
  • the discharge opening is covered with chains, solid particles accelerated by the rotor and sufficiently comminuted penetrate the chains and emerge from the housing.
  • the chains represent a kind of sieve, whereby the chains prevent insufficiently comminuted solids from leaving the housing.
  • the size of the solids that can be removed from the housing is influenced by the choice of chain links and the distance between the chains. The larger the chain links and the greater the distance between the chains, the larger solids can leave the housing through the discharge opening.
  • the chains have the advantage that non-comminutable contaminants are conveyed out of the housing through the chains, which prevents damage and does not require the entire device to be switched off to remove the contaminants.
  • At least two tensioning bolts are advantageously formed in the area of the discharge opening, which are spaced apart from one another and are each threaded through different chain links of the chains.
  • a distance between the tensioning bolts can be changed by means of a sliding bearing arrangement of at least one tensioning bolt in order to tension the chains to different degrees.
  • the sliding bearing is formed, for example, by an eccentric bearing of a clamping bolt or by a rail, the position of the at least one clamping bolt in the case of storage by means of a rail advantageously being changed via a screw drive in relation to the other clamping bolt.
  • the device expediently has a slide which is formed in the discharge opening.
  • a cross section of the discharge opening can be changed using the slide.
  • the slide is perforated, and the size of the holes can be used to determine a maximum size of the solids which are discharged from the housing.
  • the at least one wall segment preferably has a fluid opening, by means of which fluids can be fed into the housing and / or by means of which fluids can be discharged from the housing.
  • the fluid opening is advantageously formed by at least one hole or by at least one slot.
  • An inert gas can, for example, be passed through the fluid opening into the housing in order to prevent the ignition of solids provided with combustible materials during comminution.
  • the rotor can expediently be driven directly by the motor via a shaft.
  • an elastic coupling is advantageously formed between the motor and rotor or between the motor and shaft on which the rotor is seated, in order to prevent vibrations that occur during comminution the rotor act dampened to transmit to the motor.
  • the motor drives the rotor via a belt drive or a chain.
  • the motor is advantageously formed by a servo motor or a hydraulic motor.
  • Figure 1 shows an embodiment of a device 1 for comminuting solids according to the invention in a side view.
  • the device 1 comprises a housing 2 with a wall 3 and a feed opening 4 for feeding solids into the housing 2.
  • the housing 2 is cylindrical and is arranged in the operating position of the device 1.
  • the feed opening 4 is in the operating position of the device 1 in the upper part of the housing 2.
  • the wall 3 is arranged in the operating position of the device 1 in the lower region 6 of the housing 2.
  • the wall 3 represents the outer surface of the housing 2 in the area 6.
  • the device 1 has a rotor 5, which is rotatably mounted in the region 6 of the wall 3, and a motor 7, which is designed to drive the rotor 5 in order to comminute solids fed into the housing 2.
  • the motor 7 is connected to the rotor 5 directly via a shaft 12 which is rotatably mounted in a bearing housing 13 flanged to the housing 2.
  • the motor 7 is flanged to the bearing housing 13.
  • the motor 7 is advantageously connected to the shaft 12 via an elastic coupling.
  • the device 1 has a control device 27, by means of which a speed of the motor 7 can be controlled.
  • the degree of comminution of the solids can be changed via the speed.
  • the rotor 5 is formed by a hub 8, chains 9 and size reduction elements 29. Damping elements 26 are formed in the hub 8, the chains 9 being held in the hub 8 in a damped manner by the damping elements 26. When the rotor 5 is driven, the chains 9 and the comminution elements 29 extend in the direction of the wall 3 due to the centrifugal force, a grinding gap 32 being established between each comminution element 29 and the wall 3.
  • the chains 9 lie at least partially and the comminution elements 29 rest completely on a bottom 10 of the housing 2.
  • the rotor has 5 extensions 11.
  • Figure 1 only a chain 9, an extension 11 and a comminution element 29 is shown for reasons of clarity.
  • the housing 2 has a discharge opening 15 in the region 6, through which comminuted solids can be discharged from the housing 2.
  • the discharge opening 15 is covered with chains 28.
  • the chains 28 act like a type of sieve, as a result of which only sufficiently comminuted solids are removed from the housing 2.
  • the chains 28 have the advantage that non-comminutable impurities are carried out directly by the chains 28, as a result of which they are discharged without damage and the device 1 for discharging them does not have to be switched off separately.
  • Two clamping bolts 37 and 38 are also formed in the region of the discharge opening 15.
  • the tensioning bolts 37 and 38 are arranged at a distance from one another and are each threaded through different chain links of the chains 28.
  • At least one of the clamping bolts 37 or 38 is slidably supported by a sliding bearing, for example an eccentric or a rail with spindle adjustment, as a result of which a distance between the clamping bolts 37 and 38 can be changed.
  • the wall 3 is formed by a plurality of wall segments 14 which can be plugged together. See in particular the Figures 2 and 3 .
  • the wall segments 14 are arcuate and extend over an angle of 60 °. But there is also the possibility that they extend over a larger or smaller angle. The angle is advantageously selected such that the wall segments do not become too long and their position can still be changed individually by one person.
  • the wall segments 14 have a groove 16 at a first end and a tongue 17 at a second end so that they can be plugged into one another. Only the wall segments 14, which are arranged in the region of the discharge opening 15, have either a groove 16 or a tongue 17. These wall segments 14 are also only partially arcuate.
  • the wall segments 14 are profiled in a first area 18 which faces the rotor 5 and they have cooling fins 20 in a second area 19 which faces away from the rotor 5.
  • the device 1 has position pins 21 and the wall segments 14 have bores 22 and the housing 2 has bores 39.
  • the holes 39 are arranged in the bottom 10 in the region 6 of the wall distributed around the rotor 5.
  • the bores 22 and 39 are essentially in the form of a keyhole.
  • the positioning pins 21 have cross pins 41 at one end 40 and a nut 43 at the other end 42. By means of the end 40, a position pin 21 can be threaded through bores 22 and 39 lying one above the other, the position pin 21 being locked by rotating it by 90 degrees and it can no longer be removed by simply pulling it. By tightening the nut 43, the wall segments 14 are tensioned on the housing 2.
  • the device 1 has a clamping element 23, the clamping element 23 being formed by a plurality of hydraulic cylinders 24 and an intermediate element 25 in the form of a ring.
  • a supply of solids into the housing 2 is interrupted and the motor 7 is stopped with a time delay via the control device 27 in order to discharge as much comminuted solids from the housing 2 via the discharge opening 15.
  • the wall segments 14 are exposed, as a result of which they can be detached laterally from the rest of the housing 2. Instead of the removed wall segments 14, new wall segments 14 are placed again such that the individual bores 22 of the wall segments 14 lie one above the other. If all defective wall segments 14 or all wall segments 14 that have reached their wear limit are replaced, the intermediate element 25 is lowered again via the hydraulic cylinders 24, as a result of which the wall segments 14 are fixed and the wall 3 is closed again. See left side Figure 1 . Now all position pins 21 are threaded through the bores 22 and 39 and fixed by turning 90 degrees. By tightening the nuts 43, the wall segments 14 are tensioned.
  • the rotor 5 can be driven again by the motor 7 and solids can be fed into the feed opening 4.
  • FIGS 4 and 5 each show detailed views of an alternative embodiment of a rotor 33 in side view and in plan view.
  • the rotor 33 differs from the rotor 5 which is shown in FIG Figures 2 and 3 is shown in detail, in that the rotor 33 has four chains 34 and comminution elements 35 are each held by two chains 34. Furthermore, the rotor 33 has no extensions 11.
  • the crushing elements 35 are profiled on a side facing the wall 3 in order to change their roughness.
  • a grinding gap 36 is selected to be very small, as a result of which the solids are crushed particularly finely.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)
  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Feststoffen umfasst ein Gehäuse (2) mit einer Wandung (3) und einen in dem Gehäuse (2) im Bereich (6) der Wandung (3) drehbar gelagerten Rotor (5; 33). Der Rotor (5; 33) ist von einem Motor (7) antreibbar, um in das Gehäuse (2) zugeführte Feststoffe zu zerkleinern und ist durch eine Nabe (8) und Ketten (9; 34) gebildet. Die Ketten (9; 34) sind an der Nabe (8) befestigt. Das Gehäuse (2) weist eine Austragsöffnung (15) auf, durch welche zerkleinerte Feststoffe aus dem Gehäuse (2) ausschleusbar sind. Die Wandung (3) ist durch eine Vielzahl an zusammensteckbaren Wandsegmenten (14) gebildet, welche von dem Gehäuse (2) lösbar sind. Der Rotor (5; 33) weist Zerkleinerungselemente (29; 35) auf, die jeweils an zumindest einer Kette (9; 34) befestigt sind. Bei angetriebenem Rotor (5; 33) stellt sich ein Mahlspalt (32; 36) zwischen jedem Zerkleinerungselement (29; 35) und der Wandung (3) ein.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Feststoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bevor Abfälle adäquat verwertet werden können müssen diese zerkleinert werden, um recycelbare Feststoffe abzutrennen und den nicht recycelbaren Abfall für die Verbrennung bzw. Deponierung aufzubereiten. Zur Zerkleinerung der Feststoffe haben sich vor allem Vorrichtungen bewährt, die nach dem Querstromprinzip arbeiten, da diese bei einem vergleichsweise geringen Leistungseinsatz einen hohen Zerkleinerungsgrad bieten.
  • Eine Vorrichtung, die nach dem Querstromprinzip arbeitet, ist zum Beispiel aus der DE 202004007482 U1 bekannt. Der Mahlraum der Vorrichtung umfasst eine Mahlraumwandung, welche einzelne, gerade Seitenteile aufweist, welche winklig zueinander angeordnet sind. In den Seitenteilen sind von den Seitenteilen lösbare Auslassöffnungen vorgesehen, durch welche zerkleinertes Material ausgeworfen wird, welches eine kleinere Partikelgröße aufweist, als die gewünschte Materialpartikelgröße, die durch die Weite der Auslassöffnungen definiert ist. Durch ein Austauschen der Auslassöffnungen kann die gewünschte Materialpartikelgröße angepasst werden.
  • Eine weitere Vorrichtung, die nach dem Querstromprinzip arbeitet, ist aus der
    WO 2010/012512 A1 bekannt. Die Vorrichtung besitzt ein Gehäuse, welches zylindrisch ausgebildet ist und eine Wandung aufweist. In Betriebslage der Vorrichtung weist das Gehäuse im oberen Bereich eine Zuführöffnung auf, durch welche Feststoffe in das Gehäuse zugeführt werden können. Im Bereich der Wandung, welche sich in Betriebslage der Vorrichtung im unteren Teil des Gehäuses erstreckt, ist ein drehbar gelagerter Rotor ausgebildet. Der Rotor ist von einem Motor über Riementriebe antreibbar, um die in das Gehäuse zugeführten Feststoffe zu zerkleinern. Der Rotor ist durch eine Nabe und an der Nabe befestigte Ketten gebildet. Bei angetriebenem Rotor erstrecken sich die Ketten aufgrund der Zentrifugalkraft in Richtung der Wandung und zerkleinern die in das Gehäuse zugeführten Feststoffe. Über eine in dem Gehäuse ausgebildete Austragsöffnung werden die zerkleinerten Feststoffe aus dem Gehäuse abgeführt und einer weiteren Verwendung zugeführt.
  • Die Wandung sowie der Rotor sind für gewöhnlich aus hochfestem Stahl gebildet, um Verschleiß möglichst gering zu halten. Insbesondere bei härteren Feststoffen, zum Beispiel bei Feststoffen, die anteilig oder komplett aus Stahl bestehen, tritt aber dennoch ein hoher Verschleiß im Bereich der Wandung auf. Durch den Verschleiß wird die Wandung innen regelrecht ausgehöhlt, wodurch das Gehäuse in regelmäßigen Abständen entweder komplett getauscht werden oder aufwendig Material im Bereich der Wandung aufgeschweißt werden muss.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet und bei der ein regelmäßiger Tausch des Gehäuses oder ein regelmäßiges Aufschweißen von Material am Gehäuse vermieden wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Wandung durch eine Vielzahl an zusammensteckbaren Wandsegmenten gebildet, welche von dem Gehäuse lösbar sind, wobei die Wandsegmente so ausgebildet sind, dass sie mittels Nut- und Feder-Verbindungen ineinander steckbar sind. Hierdurch ist der Vorteil erhalten, dass bei Verschleiß im Bereich der Wandung nicht das gesamte Gehäuse getauscht oder Material auf dieses aufwendig aufgeschweißt werden muss, sondern es können die einzelnen Wandsegmente von Gehäuse entfernt und somit getauscht werden. Darüber hinaus wird durch die Nut- und Feder-Verbindung sichergestellt, dass die Wandsegmente richtig zueinander positioniert werden und dass die Bildung von ungewollten Spalten, durch die Feststoffe nach außen dringen könnten, vermieden wird.
  • Hierdurch werden nicht nur Kosten gespart, sondern die Vorrichtung kann auch materialschonender im Betrieb gehalten werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Wandung durch eine Vielzahl an zusammensteckbaren Wandsegmenten gebildet, welche von dem Gehäuse lösbar sind. Hierdurch ist der Vorteil erhalten, dass bei Verschleiß im Bereich der Wandung nicht das gesamte Gehäuse getauscht oder dieses aufwendig aufgeschweißt werden muss, sondern es können die einzelnen Wandsegmente von Gehäuse entfernt und somit getauscht werden. Hierdurch werden nicht nur Kosten gespart, sondern die Vorrichtung kann auch materialschonender im Betrieb gehalten werden.
  • Weiterhin weist der Rotor bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest ein Zerkleinerungselement auf, das jeweils an zumindest einer Kette befestigt ist. Bei angetriebenem Rotor stellt sich ein Mahlspalt zwischen jedem Zerkleinerungselement und der Wandung ein. Durch den sich ergebenden Mahlspalt wird die Zerkleinerungsleistung verbessert, da durch den Mahlspalt der Abrieb der Feststoffe untereinander erhöht wird.
  • Feststoffe sind zum Beispiel jegliche Arten von Materialien aus Metallen oder Metalllegierungen. Feststoffe können aber auch Materialien sein, die einen hohen Anteil an Metall aufweisen und zusätzlich andere Elemente, wie Kunststoffe, beinhalten.
  • Vorteilhaft sind die Wandsegmente in einem ersten Bereich, der dem Rotor zugewandt ist, profiliert. Durch die Profilierung wird eine Oberflächenrauigkeit der Wandung erhöht, wodurch die Festkörper schneller zerkleinert werden.
  • Um Wärme, die beim Zerkleinern der Festkörper entsteht, besser abführen zu können und eine Überhitzung der Vorrichtung zu vermeiden weisen die Wandsegmente vorteilhaft Kühlrippen auf. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Wandung mittels einer Kühlflüssigkeit aktiv gekühlt wird.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung Positionsstifte auf. Bevorzugt weist das Gehäuse im Bereich der Wandung um den Rotor verteilt Bohrungen auf und bevorzugt weisen die Wandsegmente Bohrungen auf. Die Positionsstifte sind vorteilhaft jeweils durch zumindest eine Bohrung des Gehäuses und Bohrungen mehrerer Wandsegmente gefädelt, um die Wandsegmente gegenüber dem Gehäuse zu positionieren. Durch die Positionsstifte ist die Position der Wandsegmente gegenüber dem Gehäuse vorgegeben, wodurch nach einem Tausch der Wandsegmente die Wandsegmente leicht und schnell wieder in der richtigen Position positioniert werden können.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass die Positionsstifte beispielsweise über ein Gewinde am Gehäuse fixiert sind und beim Wechsel die abgenutzten Wandsegmente von den Positionsstiften abgefädelt werden und neue Wandsegmente auf die Positionsstifte aufgefädelt werden. Diesbezüglich ist vorteilhaft, wenn die Spitze der Positionsstifte ein Gewinde aufweist, um die Wandsegmente mittels einer Mutter gegenüber dem Gehäuse zu verspannen.
  • Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Positionsstifte vom Gehäuse lösbar sind und aus den Bohrungen der Wandsegmente ausfädelbar sind. Hierdurch ist der Vorteil erhalten, dass nach dem Lösen der Positionsstifte die Wandsegmente einfach seitlich vom Gehäuse gelöst werden können und nicht umständlich von den Positionsstiften abgefädelt werden müssen. In diesem Zusammenhang sind die Positionsstifte an einem Ende, das in die Bohrung des Gehäuses und den Bohrungen der Wandsegmente eingefädelt wird, mit einem Querstift versehen, und an einem anderen Ende mit einer Mutter versehen, wobei die Bohrungen zusätzlich geschlitzt sind, um beim Einfädeln und Ausfädeln Platz für den Querstift zu bieten. Zweckmäßig weisen die Bohrungen eine Form ähnlich eines Schlüssellochs auf. Durch Drehen der Positionsstifte nach dem Einfädeln um 90 Grad werden diese gesperrt, wobei durch Anziehen der Mutter die Wandsegmente gespannt werden können. Zum Lösen der Positionsstifte werden diese nach dem Lösen der Mutter um 90 Grad zurückgedreht oder weitergedreht, wodurch diese durch die Bohrungen ausgefädelt werden können.
  • Vorteilhaft weist die Vorrichtung zumindest ein Spannelement auf, wobei das zumindest eine Spannelement zumindest ein Wandsegment am Gehäuse fixiert. Das zumindest eine Spannelemente ist beispielsweise durch zumindest ein Kniehebelgelenk, welches über Muskelkraft betätigbar ist, durch zumindest einen Hydraulikzylinder gebildet, der direkt oder über zumindest ein Zwischenelement die Wandsegmente am Gehäuse fixiert, und/oder falls vorhanden durch die Positionsstifte gebildet. Durch die Fixierung der Wandsegmente über das zumindest eine Spannelement wird ein Verrutschen der Wandsegmente vermieden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind in der Nabe Dämpfungselemente ausgebildet, wobei die Ketten durch die Dämpfungselemente schwingungs- und stoßgedämpft an der Nabe gehalten sind. Die Dämpfungselemente sind zum Beispiel durch Gummielemente und/oder Federelemente gebildet, die jeweils zumindest ein Kettenglied formschlüssig an der Nabe halten. Durch die Dämpfungselemente wird eine Geräuschentwicklung während der Zerkleinerung der Feststoffe signifikant reduziert, und es werden durch die Zerkleinerung entstehende Lastwechsel von den Ketten gedämpft auf den Motor übertragen. Dadurch wird die Lebensdauer des Motors verlängert, sowie eine Lagerung des Rotors und des Motors geschont.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung eine Regeleinrichtung auf, mittels welcher eine Drehzahl des Motors regelbar ist. Durch verschiedene Drehzahlen kann ein Grad der Zerkleinerung verändert werden. Je schneller der Rotor dreht, desto schneller und kleiner werden die Feststoffe zerkleinert.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Austragsöffnung mit Ketten verhängt, wobei durch den Rotor beschleunigte, ausreichend zerkleinerte Feststoffe die Ketten durchdringen und aus dem Gehäuse austreten. Die Ketten stellen eine Art Sieb dar, wobei durch die Ketten vermieden wird, dass unzureichend zerkleinerte Feststoffe das Gehäuse verlassen. Durch die Wahl der Kettenglieder und den Abstand der Ketten zueinander wird die Größe der Feststoffe beeinflusst, die aus dem Gehäuse abgeführt werden können. Je größer die Kettenglieder und je größer der Abstand der Ketten, desto größere Feststoffe können das Gehäuse durch die Austragsöffnung verlassen. Weiterhin ist durch die Ketten der Vorteil erhalten, dass nicht zerkleinerbare Störstoffe durch die Ketten aus dem Gehäuse befördert werden, wodurch Schäden vermieden werden und zum Entfernen der Störstoffe nicht extra die gesamte Vorrichtung abgeschaltet werden muss.
  • Vorteilhaft sind im Bereich der Austragsöffnung zumindest zwei Spannbolzen ausgebildet, welche beanstandet zueinander angeordnet sind und jeweils durch unterschiedliche Kettenglieder der Ketten gefädelt sind. Ein Abstand zwischen den Spannbolzen ist durch eine Schiebelagerung zumindest eines Spannbolzens veränderbar, um die Ketten unterschiedlich stark zu spannen. Die Schiebelagerung ist zum Beispiel durch eine Exzenterlagerung eines Spannbolzens oder durch eine Schiene gebildet, wobei der zumindest eine Spannbolzen bei einer Lagerung mittels einer Schiene vorteilhaft über einen Gewindetrieb in seiner Lage gegenüber dem anderen Spannbolzen verändert wird.
  • Zweckmäßig weist die Vorrichtung einen Schieber auf, der in der Austragsöffnung ausgebildet ist. Über den Schieber kann ein Querschnitt der Austragsöffnung verändert werden. Es besteht die Möglichkeit, dass der Schieber gelocht ist, wobei mittels der Größe der Löcher eine maximale Größe der Feststoffe festgelegt werden kann, die aus dem Gehäuse ausgetragen werden.
  • Bevorzugt weist das zumindest eine Wandsegment eine Fluidöffnung auf, mittels welcher Fluide in das Gehäuse zuführbar sind und/oder mittels welcher Fluide aus dem Gehäuse abführbar sind. Die Fluidöffnung ist vorteilhaft durch zumindest ein Loch oder durch zumindest einen Schlitz gebildet. Durch die Fluidöffnung kann beispielsweise ein Inertgas in das Gehäuse geleitet werden, um ein Entzünden von mit brennbaren Materialien versehenen Feststoffen beim Zerkleinern zu verhindern.
  • Der Rotor ist zweckmäßig direkt über eine Welle durch den Motor antreibbar. Vorteilhaft ist zusätzlich zwischen Motor und Rotor bzw. zwischen Motor und Welle, auf der der Rotor sitzt, eine elastische Kupplung ausgebildet, um Vibrationen, die bei der Zerkleinerung auf den Rotor wirken, gedämpft auf den Motor zu übertragen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Motor den Rotor über einen Riementrieb oder eine Kette antreibt.
  • Vorteilhaft ist der Motor durch einen Servomotor oder einen Hydraulikmotor gebildet.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden in weiterer Folge anhand der Figuren näher erläutert.
    • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Seitenansicht.
    • Figuren 2 und 3 zeigen einen Rotor der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 in Seitenansicht und in Draufsicht.
    • Figuren 4 und 5 zeigen eine alternative Ausführungsform eines Rotors in Seitenansicht und in Draufsicht.
  • Figur 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Zerkleinern von Feststoffen in einer Seitenansicht. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Wandung 3 und einer Zuführöffnung 4 zum Zuführen von Feststoffen in das Gehäuse 2.
  • Das Gehäuse 2 ist zylinderförmig ausgebildet und ist in Betriebslage der Vorrichtung 1 stehend angeordnet. Die Zuführöffnung 4 befindet sich in Betriebslage der Vorrichtung 1 im oberen Teil des Gehäuses 2. Die Wandung 3 ist in Betriebslage der Vorrichtung 1 im unteren Bereich 6 des Gehäuses 2 angeordnet. Die Wandung 3 stellt die Mantelfläche des Gehäuses 2 in dem Bereich 6 dar.
  • Die Vorrichtung 1 weist einen Rotor 5, welcher in dem Bereich 6 der Wandung 3 drehbar gelagert ist, und einen Motor 7 auf, der zum Antreiben des Rotors 5 ausgebildet ist, um in das Gehäuse 2 zugeführte Feststoffe zu zerkleinern. Der Motor 7 ist mit dem Rotor 5 direkt über eine Welle 12 verbunden, welche in einem an das Gehäuse 2 angeflanschten Lagergehäuse 13 drehbar gelagert ist. An das Lagergehäuse 13 ist der Motor 7 angeflanscht. Vorteilhaft ist der Motor 7 mit der Welle 12 über eine elastische Kupplung verbunden.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass der Motor 7 und der Rotor 5 über einen Riementrieb, Zahnräder oder eine Kette verbunden sind.
  • Die Vorrichtung 1 weist eine Regeleinrichtung 27 auf, mittels welcher eine Drehzahl des Motors 7 regelbar ist. Über die Drehzahl kann ein Grad der Zerkleinerung der Feststoffe verändert werden.
  • Der Rotor 5 ist durch eine Nabe 8, Ketten 9 und Zerkleinerungselemente 29 gebildet. In der Nabe 8 sind Dämpfungselemente 26 ausgebildet, wobei die Ketten 9 durch die Dämpfungselemente 26 gedämpft in der Nabe 8 gehalten sind. Die Ketten 9 und die Zerkleinerungselemente 29 erstrecken sich bei angetriebenem Rotor 5 aufgrund der Zentrifugalkraft in Richtung der Wandung 3, wobei sich ein Mahlspalt 32 zwischen jedem Zerkleinerungselement 29 und der Wandung 3 einstellt.
  • Ist der Rotor 5 nicht angetrieben, liegen die Ketten 9 zumindest teilweise und die Zerkleinerungselemente 29 vollständig auf einem Boden 10 des Gehäuses 2 auf. Darüber hinaus weist der Rotor 5 Fortsätze 11 auf. In Figur 1 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Kette 9, ein Fortsatz 11 und ein Zerkleinerungselement 29 dargestellt.
  • Das Gehäuse 2 weist im Bereich 6 eine Austragsöffnung 15 auf, durch welche zerkleinerte Feststoffe aus dem Gehäuse 2 ausschleusbar sind. Die Austragsöffnung 15 ist mit Ketten 28 verhängt. Die Ketten 28 wirken wie eine Art Sieb, wodurch nur ausreichend zerkleinerte Feststoffe aus dem Gehäuse 2 ausgeschleust werden. Weiterhin ist durch die Ketten 28 der Vorteil erhalten, dass nicht zerkleinerbare Störstoffe durch die Ketten 28 unmittelbar ausgetragen werden, wodurch diese ohne Schaden ausgeschleust werden und die Vorrichtung 1 zum Ausbringen dieser nicht extra abgeschaltet werden muss.
  • Im Bereich der Austragsöffnung 15 sind weiterhin zwei Spannbolzen 37 und 38 ausgebildet. Die Spannbolzen 37 und 38 sind beabstandet zueinander angeordnet und jeweils durch unterschiedliche Kettenglieder der Ketten 28 gefädelt. Zumindest einer der Spannbolzen 37 oder 38 ist durch eine Schiebelagerung, z.B. ein Exzenter oder eine Schiene mit Spindelverstellung, verschiebbar gelagert, wodurch ein Abstand zwischen den Spannbolzen 37 und 38 veränderbar ist. Durch Veränderung des Abstands können die Ketten 28 unterschiedlich stark gespannt werden.
    Die Wandung 3 ist durch eine Vielzahl an zusammensteckbaren Wandsegmenten 14 gebildet. Siehe insbesondere die Figuren 2 und 3. Die Wandsegmente 14 sind bogenförmig ausgebildet und erstrecken sich über einen Winkel von 60°. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass sich diese über einen größeren oder kleineren Winkel erstrecken. Vorteilhaft ist der Winkel derart gewählt, dass die Wandsegmente nicht zu lange werden und noch einzeln durch eine Person in ihrer Lage verändert werden können.
  • Die Wandsegmente 14 weisen an einem ersten Ende eine Nut 16 und an einem zweiten Ende eine Feder 17 auf, damit diese ineinander steckbar sind. Nur die Wandsegmente 14, die im Bereich der Austragsöffnung 15 angeordnet sind, weisen entweder eine Nut 16 oder eine Feder 17 auf. Diese Wandsegmente 14 sind auch nur teilweise bogenförmig ausgebildet.
  • Weiterhin sind die Wandsegmente 14 in einem ersten Bereich 18, der dem Rotor 5 zugewandt ist, profiliert und sie weisen in einem zweiten Bereich 19, der dem Rotor 5 abgewandt ist, Kühlrippen 20 auf.
  • Ferner weist die Vorrichtung 1 Positionsstifte 21 auf und die Wandsegmente 14 weisen Bohrungen 22 und das Gehäuse 2 weist Bohrungen 39 auf. Die Bohrungen 39 sind im Boden 10 im Bereich 6 der Wandung um den Rotor 5 verteilt angeordnet. Die Bohrungen 22 und 39 weisen im Wesentlichen die Form eines Schlüssellochs auf. Die Positionsstifte 21 weisen an einem Ende 40 Querstifte 41 und an dem anderen Ende 42 eine Mutter 43 auf. Mittels dem Ende 40 kann ein Positionsstift 21 durch übereinanderliegende Bohrungen 22 und 39 gefädelt werden, wobei durch Drehen des Positionsstifts 21 um 90 Grad dieser gesperrt wird und nicht mehr durch einfaches Ziehen ausgefädelt werden kann. Durch Anziehen der Mutter 43 werden die Wandsegmente 14 am Gehäuse 2 gespannt. Zum Lösen der Positionsstifte 21 werden diese nach dem Lösen der Mutter 43 um 90 Grad zurückgedreht oder weitergedreht, wodurch diese durch die Bohrungen 22 und 39 ausgefädelt werden können. Bei ausgefädelten Positionsstiften 21 können die Wandsegmente 14 auf einfache Weise seitlich entfernt werden.
  • Ferner weist die Vorrichtung 1 ein Spannelement 23 auf, wobei das Spannelement 23 durch mehrere Hydraulikzylinder 24 und ein Zwischenelement 25 in Form eines Rings gebildet ist.
  • In weiterer Folge wird nun ein Wechsel der Wandsegmente 14 näher beschrieben.
  • Zum Wechseln der Wandsegmente 14 wird eine Zufuhr von Feststoffen in das Gehäuse 2 unterbrochen und zeitverzögert über die Regeleinrichtung 27 der Motor 7 gestoppt, um möglichst viel zerkleinerte Feststoffe aus dem Gehäuse 2 über die Austragsöffnung 15 auszutragen.
  • In einem ersten Schritt werden sämtliche Muttern 43 gelöst und sämtliche Positionsstifte 21 entfernt, indem sie um 90 Grad gedreht werden und durch die Bohrungen 22 der Wandsegmente 14 und durch die Bohrung 39 des Gehäuses 2 gefädelt werden.
  • In weiterer Folge wird das Zwischenelement 25 über die Hydraulikzylinder 24 angehoben, wodurch sich ein an das Zwischenelement 25 angeschlossener Hals 30 in das restliche feststehende Gehäuse 2 schiebt, welches durch Steher 31 gehalten ist. Siehe rechte Seite von Figur 1.
  • Durch das Anheben des Zwischenelements 25 liegen die Wandsegmente 14 frei, wodurch diese seitlich vom restlichen Gehäuse 2 gelöst werden können. Neue Wandsegmente 14 werden anstelle der entfernten Wandsegmente 14 wieder so platziert, dass die einzelnen Bohrungen 22 der Wandsegmente 14 übereinander liegen. Wurden alle schadhaften Wandsegmente 14 bzw. alle Wandsegmente 14, die ihre Verschleißgrenze erreicht haben, getauscht, wird das Zwischenelement 25 über die Hydraulikzylinder 24 wieder abgesenkt, wodurch die Wandsegmente 14 fixiert werden und die Wandung 3 wieder verschlossen ist. Siehe linke Seite Figur 1. Nun werden wieder alle Positionsstifte 21 durch die Bohrungen 22 und 39 gefädelt und durch Drehen um 90 Grad fixiert. Durch Festdrehen der Muttern 43 werden die Wandsegmente 14 gespannt. Es besteht die Möglichkeit, dass die Wandsegmente 14 nur über das Zwischenelement 25 gespannt werden und die Positionsstifte 21 als zusätzliche Fixierung dienen, oder dass die Wandsegmente 14 über das Zwischenelement 25 und über die Positionsstifte 21 gespannt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Wandsegmente nur über die Positionsstifte 21 gespannt werden und das Zwischenelement 25 nur auf den Wandsegmenten 14 aufgelegt ist. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion muss bei Verschleiß nicht mehr das gesamte Gehäuse getauscht werden bzw. aufwändig Material aufgeschweißt werden.
  • Nachdem die Wandsegmente 14 wieder gespannt sind, können der Rotor 5 wieder durch den Motor 7 angetrieben und Feststoffe in die Zuführöffnung 4 zugeführt werden.
  • Figuren 4 und 5 zeigen jeweils Detailansichten einer alternativen Ausführungsform eines Rotors 33 in Seitenansicht und in Draufsicht. Der Rotor 33 unterscheidet sich vom Rotor 5, der in Figuren 2 und 3 im Detail dargestellt ist, dahingehend, dass der Rotor 33 vier Ketten 34 aufweist und dass Zerkleinerungselemente 35 jeweils durch zwei Ketten 34 gehalten werden. Weiterhin weist der Rotor 33 keine Fortsätze 11 auf.
  • Die Zerkleinerungselemente 35 sind an einer der Wandung 3 zugewandten Seite profiliert, um deren Rauigkeit zu verändern. Bei dieser Ausführungsform des Rotors 33 ist ein Mahlspalt 36 sehr gering gewählt, wodurch die Feststoffe besonders fein zerkleinert werden.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Feststoffen, umfassend
    ein Gehäuse (2) mit einer Wandung (3) und einer Zuführöffnung (4) zum Zuführen von Feststoffen in das Gehäuse (2),
    einen in dem Gehäuse (2) im Bereich (6) der Wandung (3) drehbar gelagerten Rotor (5; 33), einen Motor (7), der zum Antreiben des Rotors (5; 33) ausgebildet ist, um in das Gehäuse (2) zugeführte Feststoffe zu zerkleinern,
    wobei der Rotor (5) durch eine Nabe (8) und Ketten (9; 34) gebildet ist, die an der Nabe (8) befestigt sind und sich bei angetriebenen Rotor (5; 33) in Richtung der Wandung (3) erstrecken, wobei der Rotor (5; 33) zumindest ein Zerkleinerungselement (29; 35) aufweist, das jeweils an zumindest einer Kette (9; 34) befestigt ist, und
    wobei das Gehäuse (2) eine Austragsöffnung (15) aufweist, durch welche zerkleinerte Feststoffe aus dem Gehäuse (2) ausschleusbar sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Wandung (3) durch eine Vielzahl an zusammensteckbaren Wandsegmenten (14) gebildet ist, welche von dem Gehäuse (2) lösbar sind, wobei die Wandsegmente (14) so ausgebildet sind, dass sie mittels Nut (16) und Feder (17) Verbindungen ineinander steckbar sind, und
    dass sich bei angetriebenem Rotor (5; 33) ein Mahlspalt (32; 36) zwischen jedem Zerkleinerungselement (29; 35) und der Wandung (3) einstellt.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandsegmente (14) in einem ersten Bereich (18), der dem Rotor (5; 33) zugewandt ist, profiliert sind und in einem zweiten Bereich (19), der dem Rotor (5; 33) abgewandt ist, Kühlrippen (20) aufweisen.
  3. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) Positionsstifte (21) aufweist, dass das Gehäuse (2) im Bereich (6) der Wandung (3) um den Rotor (5; 33) verteilt Bohrungen (39) aufweist und dass die Wandsegmente (14) Bohrungen (22) aufweisen, wobei die Positionsstifte (21) jeweils durch zumindest eine Bohrung des Gehäuses (2) und Bohrungen (22) mehrerer Wandsegmente gefädelt sind, um die Wandsegmente (14) gegenüber dem Gehäuse (2) zu positionieren.
  4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsstifte (21) lösbar sind und aus den Bohrungen (22) der Wandsegmente (14) ausfädelbar sind.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest ein Spannelement (23) aufweist, wobei das zumindest eine Spannelement (23) zumindest ein Wandsegment (14) am Gehäuse (2) fixiert.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Spannelement (23) durch zumindest ein Kniehebelgelenk, welches über Muskelkraft betätigbar ist, durch zumindest einen Hydraulikzylinder (24), der direkt oder über zumindest ein Zwischenelement (25) die Wandsegmente (14) am Gehäuse (2) fixiert, und/oder falls vorhanden durch die Positionsstifte (21) gebildet ist.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nabe (8) Dämpfungselemente (26) ausgebildet sind, wobei die Ketten (9; 34) durch die Dämpfungselemente (26) gedämpft an der Nabe (8) gehalten sind.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Regeleinrichtung (27) aufweist, mittels welcher eine Drehzahl des Motors (7) regelbar ist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Austragsöffnung (15) mit Ketten (28) verhängt ist, wobei durch den Rotor (5; 33) beschleunigte, ausreichend zerkleinerte Feststoffe die Ketten (28) durchdringen und aus dem Gehäuse (2) austreten.
  10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Austragsöffnung (15) zumindest zwei Spannbolzen (37, 38) ausgebildet sind, welche beabstandet zueinander angeordnet sind und jeweils durch unterschiedliche Kettenglieder der Ketten (28) gefädelt sind, wobei ein Abstand zwischen den Spannbolzen (37, 38) durch eine Schiebelagerung zumindest eines Spannbolzen (37, 38) veränderbar ist, um die Ketten (28) unterschiedlich stark zu spannen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragsöffnung ein Schieber ausgebildet ist, mittels welchem ein Querschnitt der Austragsöffnung veränderbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber gelocht ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Anspruche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in einem der Wandsegmente eine Fluidöffnung ausgebildet ist, mittels welcher Fluide in das Gehäuse zuführbar sind und/oder mittels welcher Fluide aus dem Gehäuse abführbar sind.
  14. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5; 33) direkt über eine Welle (12) durch den Motor (7) antreibbar ist.
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