PL189958B1 - Maszyna do rozcierania na miazg� - Google Patents

Abstract

1. Maszyna do rozcierania na miazge, za- wierajaca naczynie, w którym moze byc wy- tworzony przeplyw pierscieniowy dzialajacy na mieszanine znajdujaca sie w ukladzie ciecz/cialo stale w tym naczyniu i powoduja- cy jej rozcieranie oraz przesiewacz do od- dzielania materialów gruboziarnistych z tej zawiesiny, który to przesiewacz posiada ksztalt stozka scietego majacego otwory na swojej powierzchni bocznej i który zamon- towany jest do podstawy tego naczynia, przy czym stozek sciety ustawiony jest w kierun- ku do góry swoja mniejsza powierzchnia kolowa, a jego powierzchnia boczna lezy zasadniczo stycznie do przeplywu toroidal- nego mieszaniny, znamienna tym, ze prze- siewacz (4) podzielony jest na rózne segmen- ty oraz tym, ze segmenty te moga byc indy- widualnie montowane od strony zewnetrznej naczynia (1) i demontowane od strony we- wnetrznej tego naczynia. FIG 1a PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest maszyna do rozcierania na miazgę, przeznaczona zwłaszcza do rozcierania mieszaniny będącej w układzie ciecz/ciało stałe oraz do oddzielania z uzyskanej zawiesiny materiałów gruboziarnistych na przesiewaczu.

Przesiewacz tego typu znany jest z niemieckiego opisu patentowego DE 964 286 C.

Natomiast maszyny do rozcierania na miazgę tego rodzaju ujawnione zostały w opisach patentowych DE-AS 23 48 540 i DE-AS 26 58 845 jak również w De 20 61 519 C2 oraz US-A-2 661 666. Innego rodzaju maszyna do rozcierania ujawniona została we francuskim opisie patentowym FR-A-1 374 767.

Przesiewacze stosowane są w najprzeróżniejszych gałęziach przemysłu i znajdują wielorakie zastosowanie. Przesiewacze są szeroko wykorzystywane w procesach technologicznych do sortowania substancji o swobodnym przepływie, które zawierają części stałe o różnej wielkości. Ważnym przypadkiem zastosowania jest tak zwana maszyna do rozcierania na miazgę, która wykorzystywana jest do przetwarzania mieszanin materialnych zawierających składniki

189 958 łatwe do rozcierania. Istotne przypadki zastosowania dotyczą przeróbki odpadów i materiałów podobnych, jak również przemysłu papierniczego do przetwarzania makulatury.

Taka maszyna do rozcierania na miazgę zawiera naczynie zaopatrzone w wirnik. Podczas pracy maszyny, mieszanina materialna do przetwarzania załadowywana jest do naczynia, a naczynie wypełniane jest cieczą, którą zwykle jest woda. Przy obrocie wirnika powstają duże siły przepływu. W przekroju osiowym przez maszynę do rozcierania na miazgę można dostrzec, iż przepływ ma kształt toroidalny, przez co dwie główne składowe przepływu zachodzą na siebie i są to te odpowiadające kierunkowi promieniowemu i współśrodkowemu. W obszarze wirnika przepływ taki najpierw wypływa na zewnątrz na ścianki naczynia, promieniowo, a następnie podnosi się w kierunku do góry, aby ponownie przepływać promieniowo w kierunku do wewnątrz w obszarze powierzchni cieczy, po osiągnięciu której przepływ prowadzony jest do środka wirnika. Przepływ ten może być wspomagany poprzez zamontowanie dodatkowych płyt prowadzących. W tym samym czasie ciecz poddawana jest impulsowi ruchowemu w kierunku rotacyjnym wirnika. Przepływ toroidalny powoduje, że części stałe zawarte w cieczy w sposób gwałtowny osiągają obszar wirnika, gdzie poddawane są przetwarzaniu.

Z uwagi na silny przepły w', dające się łatwo rozetrzeć części stałe znajdujące się w maszynie do rozcierania na miazgę ulegną roztarciu. Niezależnie od rozcierania na miazgę, ma miejsce także częściowe skrócenie włókien lub odpowiednio, część materiałów dających się rozetrzeć ulega rozpuszczeniu. Ponieważ główny nacisk ze strony procesu położony jest jednak na rozcieranie, to wyłącznie „rozcieranie” będzie przedmiotem dalszego omówienia, natomiast nie będą oddzielnie omawiane kwestie dotyczące procesu rozdrabniania i rozpuszczania.

Roztarte składniki załadowanej mieszaniny materialnej tworzą zawiesinę wraz z cieczą, która może być spuszczana z maszyny do rozcierania na miazgę za pomocą przesiewacza otworowego. Nie roztarte składniki pozostające w maszynie do rozcierania na miazgę, dalej zwane jako „materiały gruboziarniste” mogą być usunięte z tej maszyny w inny sposób, na przykład za pomocą kolektora przewidzianego na zanieczyszczone materiały gruboziarniste wprowadzonego do maszyny.

Korzystny przypadek zastosowania dotyczy, na przykład, przetwarzania makulatury lub przeróbki odpadów dla biologicznej utylizacji poszczególnych składników. Podczas przeróbki odpadów składniki, które w aspekcie biologicznym są korzystne dla utylizacji, oddzielane są od tych składników, które nie mogą zostać poddane utylizacji biologicznej, ponieważ składniki nadające się do utylizacji biologicznej mogą być roztarte z łatwością, podczas gdy roztarcie innych składników jest trudne lub wręcz niemożliwe.

Utworzona zawiesina oddzielona przez przesiewacz otworowy, w której składniki nadające się do biologicznej utylizacji znajdują się w stanie stężonym mogą być następnie poddane przetwarzaniu biologicznemu, podczas gdy składniki nie nadające się do biologicznej utylizacji, na przykład materiały gruboziarniste, które pozostały w maszynie do rozcierania na miazgę po spuszczeniu zawiesiny, zostają oddzielone i mogą być dostarczone w inne miejsce właściwe do przeprowadzenia utylizacji, albo też mogą zostać usunięte.

Inne znane przesiewacze wykorzystywane dotąd w połączeniu z maszynami do rozcierania na miazgę dla oddzielenia materiałów gruboziarnistych z zawiesiny kształtowane są albo jako przesiewacze płaskie (jak podano w europejskim opisie patentowym EP 0 520 172 B1 lub w niemieckim opisie DE 195 06 084 A1) lub jako przesiewacze cylindryczne (jak podano w europejskim opisie patentowym EP0598187B1).

Użycie przesiewaczy płaskich powoduje to, że przepływ toroidalny skierowany zostaje na przesiewacz, co powoduje tę niedogodność, że części stałe występujące w maszynie do rozcierania na miazgę, które nie mogą ulec roztarciu lub mogą, być roztarte ale z trudem, jak gruby żwir, stłuczone szkło lub tym podobny materiał, powodują przez to znaczne zużycie przesiewacza. Ponadto istnieje ryzyko, że otwory takiego przesiewacza zostaną zatkane. Składniki ciężkie występujące w mieszaninie materialnej dążą do osadzenia się na przesiewaczu, gdzie pozostają dopóki nie zostaną roztarte tak, że będą mogły przejść przez przesiewacz wraz z zawiesiną. Stosowaną zwykle metodą pozwalającą na utrzymanie przesiewacza wolnego od takich materiałów gruboziarnistych i gwarantującą przejście zawiesiny są powtarzające się zabiegi czyszczenia powierzchni przesiewacza za pomocą listew czyszczących, które jednak także narażone są na znaczne zużycie.

189 958

Użycie pionowych cylindrycznych przesiewaczy stwarza natomiast inne niedogodności, ponieważ zawiesina jest z nich spuszczana przez pionowo usytuowane elementy przesiewacza. Nie roztarte materiały gruboziarniste dążą w tym przypadku do osadzania się dokoła przesiewacza na spodzie maszyny do rozcierania na miazgę, tym samym zatykając przejście przez przesiewacz. Warunki przepływu w maszynie do rozcierania na miazgę nie są odpowiednie dla przeprowadzenia satysfakcjonującego przemieszczenia materiałów gruboziarnistych i przez to czyszczenia powierzchni przesiewacza, ponieważ przepływ nie styka się z elementami pionowymi przesiewacza. W takim też przypadku przesiewacz może być jedynie czyszczony dodatkowymi sposobami, zasadniczo przy wykorzystaniu listew czyszczących. Materiały gruboziarniste zgromadzone dokoła przesiewacza na spodzie maszyny do rozcierania na miazgę podobnie przyczyniają się do jego znacznego zużycia. Użycie listew czyszczących przynosi ponadto w efekcie inne istotne niedogodności, ponieważ listwy czyszczące silnie rozdrabniają składniki z tworzywa sztucznego występujące w odpadach. Małe cząstki z tworzywa sztucznego mogą w ten sposób przejść przez przesiewacz otworowy wraz z zawiesiną. W ten sposób cząstki te zanieczyszczają zawiesinę przeznaczoną do utylizacji biologicznej, co także daje w rezultacie niepożądany poziom zanieczyszczeń w produktach finalnych, przede wszystkim kompostu i wody przemysłowej.

Celem wynalazku jest ulepszenie wyżej określonej maszyny do rozcierania na miazgę służącej do oddzielania materiałów gruboziarnistych z zawiesiny w celu zmniejszenia jej zużycia, dla ułatwienia operacji czyszczenia i konserwacji przesiewacza, dla przyspieszenia przejścia zawiesiny oraz dla poprawienia jakości uzyskiwanego produktu.

Cel ten osiągnięty został za pomocą maszyny do rozcierania na miazgę według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem, maszyna do rozcierania na miazgę zawierająca naczynie, w którym może być wytworzony przepływ pierścieniowy działający na mieszaninę znajdującą się w układzie ciecz/ciało stałe w tym naczyniu i powodujący jej rozcieranie oraz przesiewacz do oddzielania materiałów gruboziarnistych z tej zawiesiny, który to przesiewacz posiada kształt stożka ściętego mającego otwory na swojej powierzchni bocznej i który zamontowany jest do podstawy tego naczynia, przy czym stożek ścięty ustawiony jest w kierunku do góry swoją mniejszą powierzchnią kołową, a jego powierzchnia boczna leży zasadniczo stycznie do przepływu toroidalnego mieszaniny, charakteryzuje się tym, że przesiewacz podzielony jest na różne segmenty i tym, że segmenty te mogą być indywidualnie montowane od strony zewnętrznej naczynia i demontowane od strony wewnętrznej tego naczynia.

Korzystnie, kąt nachylenia powierzchni bocznej przesiewacza leży w zakresie od 30° do 50° względem osi obrotowej naczynia, a otwory przesiewacza mają kształt kwadratowy, kołowy albo podłużny.

Korzystnie, charakterystyczne wymiary otworów przesiewacza wynoszą od 6 mm do 30 mm.

Korzystnie, otwory przesiewacza są kołowe, a ich średnica korzystnie wynosi od 8 mm do 12 mm.

Korzystnie, w naczyniu osadzony jest wirnik, a przesiewacz w kształcie stożka ściętego zamontowany jest zasadniczo równolegle do osi wirnika.

Korzystnie jest, jeśli maszyna posiada ponadto urządzenie zgarniające, które połączone jest obrotowo z wirnikiem, a powierzchnia boczna przesiewacza mająca otwory może być czyszczona przez urządzenie zgarniające.

Korzystnie, urządzenie zgarniające zawiera jeden lub więcej zgarniaków mających zakrzywienie ciągłe lub nieciągłe skierowane przeciwnie względem przepływu.

Korzystnie, zgarniaki zaopatrzone są w wymienialną i/lub regulowaną osłonę ochronną zamontowaną na ich powierzchni czołowej.

Korzystnie jest, jeśli maszyna ponadto posiada pompę z napędem regulowanym, przy pomocy której zawiesina spuszczana jest przez przesiewacz.

Zaletą niniejszego wynalazku jest to, że w maszynie do rozcierania na miazgę stosowany jest przesiewacz, który ma kształt stożka ściętego. Stożek ścięty ustawiony jest w kierunku do góry swoją mniejszą powierzchnią kołową, a na bocznej nachylonej powierzchni bocznej przesiewacz posiada otwory. Nachylenie jest skonfigurowane tak, że leży w przybliżeniu

189 958 stycznie lub równolegle do przepływu toroidalnego. Ponadto, przesiewacz podzielony jest na segmenty i może być zamontowany od zewnątrz.

Zaletą rozwiązania jest i to, że kąt nachylenia powierzchni bocznej przesiewacza wynosi od 30° do 50°, przy czym wartość ta może ulegać zmianie, w zależności od kształtu naczynia. Układ z nachyleniem wpływa na to, że przepływ w sposób ciągły powoduje, iż materiały gruboziarniste opadają w maszynie do rozcierania na miazgę, przez co mogą być usunięte z bocznej powierzchni przesiewacza w wyniku porywania ich przez przepływ. Korzystne jest też wspomaganie procesu poprzez użycie zgarniaków, które poddawane są niniejszemu obciążeniu w porównaniu z tymi według rozwiązań ze stanu techniki, ponieważ etap oczyszczania powierzchni bocznej przesiewacza nie jest dokonywany wyłącznie przez listwy czyszczące, jak w przypadku opisywanych przesiewaczy płaskich lub cylindrycznych, ale w znacznej mierze także przez przepływ.

Ponieważ materiały gruboziarniste usuwane są przez przepływ w sposób ciągły z przesiewacza tak, że mogą one, w przeciwieństwie do przesiewaczy stosowanych w rozwiązaniach ze stanu techniki, zbierać się na przesiewaczu lub dokoła niego w o wiele mniejszym zakresie, to także i ścieranie powodowane przez piasek, gruby żwir, szkło, i tym podobne materiały ulega znacznemu zmniejszeniu. Ponadto, z uwagi na lepsze oczyszczanie powierzchni przesiewacza, przejście przez przesiewacz odbywa się w sposób o wiele bardziej korzystny, przez co skróceniu ulega czas spuszczenia zawiesiny.

Zaletą rozwiązania jest ponadto i to, że otwory w przesiewaczu mogą mieć różny kształt i że przesiewacz podzielony jest na segmenty w celu ułatwienia jego demontażu, a zastosowane zgarniaki używane do wspomagania oczyszczania otworów przesiewacza z zanieczyszczeń zgrubnych korzystnie zamontowane są na wirniku lub na jego wale i również mogą mieć różne kształty.

Chociaż, jak podkreślono, w celu spuszczenia z maszyny do rozcierania na miazgę zawiesiny przez przesiewacz korzystnie stosuje się pompę o napędzie regulowanym, to jednak możliwe jest też opróżnienie takiej maszyny przez spuszczenie zawiesiny do niżej położonego naczynia do składowania.

Wynalazek szczególnie nadaje się do wykorzystania przy przetwarzaniu i oddzielaniu mieszanin odpadowych zawierających w wysokim stopniu związki organiczne, na przykład biologiczne odpady komunalne. Bez względu na biogenne składniki organiczne, które są odpowiednie do oczyszczania biologicznego i późniejszego recyklingu, odpady takie odznaczają się tym, że ich część pozbawiona jest właściwości biogennych, jak tworzywa sztuczne, gruby żwir, szkło i metale.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1a przedstawia schematycznie przekrój poprzeczny maszyny do rozcierania na miazgę, fig. 1b pokazuje przekrój tej maszyny wzdłuż linii A-A' z fig. 1a, a fig. 1c przedstawia powiększony przekrój obszaru oznaczonego literą Z.

Mieszanina odpadowa dostarczana jest do cylindrycznego naczynia 1 maszyny do rozcierania na miazgę z dodatkiem wody··. Oznacznik I wskazuje miejsce dostarczania odpadów, a oznacznik II wskazuje miejsce doprowadzania wody.

Poprzez obrót wirnika 2 dokoła osi obrotowej R naczynia 1 maszyny do rozcierania na miazgę, mieszanina ściekowa wprawiana zostaje w ruch. Wytworzony zostaje silny przepływ toroidalny 3 dający w efekcie rozcieranie biogennych nie zdrewniałych składników organicznych odpadów. Wymienione wcześniej włókna tworzą zawiesinę wraz z cieczą znajdującą się w maszynie do rozcierania na miazgę, która spuszczana jest przez otworowy przesiewacz 4 położony w dolnej części tej maszyny i wypływa przez wylot III, do którego w razie potrzeby może być podłączona pompa (nie pokazana na rysunku). Składniki organiczne me mające charakteru biogennego oraz składniki zdrewniałe odpadów pozostają w naczyniu 1 maszyny do rozcierania na miazgę, jako w znacznym stopniu nie naruszone przez siły przepływu, w postaci materiału gruboziarnistego.

Utworzona zawiesina rozdzielona przez przesiewacz 4, w której składniki nadające się do biologicznej utylizacji znajdują się w pewnym stężeniu, może zostać następnie poddana procesowi biologicznego przetwarzania, podczas gdy składniki nie nadające się do biologicznej utylizacji, jak materiały gruboziarniste pozostające w maszynie do rozcierania na miazgę,

189 958 po spuszczeniu zawiesiny mogą zostać poddane innemu odpowiedniemu etapowi przetwarzania lub zostać usunięte.

Opisywany tu przykład wykonania udoskonalonego przesiewacza 4 ma kształt stożka ściętego. Na powierzchni bocznej 5 stożka ściętego wykonane są otwory. Otwory te są okrągłe i zwykle mają średnicę 10 mm. Kąt nachylenia powierzchni bocznej 5 przesiewacza wynosi od około 30° do 50° względem osi obrotowej R naczynia 1.

Jak można dostrzec zwłaszcza na fig. 1b, maszyna do rozcierania na miazgę posiada ponadto urządzenie zgarniające 6, które przymocowane jest, odpowiednio, do wirnika 2 lub do wału tego wirnika i posiada ono zgarniaki mające zakrzywienie w kształcie łuku skierowane przeciwnie względem przepływu. Powierzchnia czołowa zgarniaków osłonięta jest wymienialną i regulowaną osłoną ochronną 6a. Poniżej wylotu III przewidziany jest zbiornik zbiorczy, nie pokazany na rysunku, w którym następuje zbieranie spuszczanej zawiesiny.

Jak można zauważyć na fig. 1c, segmenty przesiewacza 4 przymocowane są od zewnętrznej strony naczynia i za pomocą śrub 8 wkręconych w żebro 9 tak, aby możliwe było ich usunięcie po odkręceniu śrub 8 od strony wewnętrznej tego naczynia.

Chociaż niniejszy wynalazek opisany został w oparciu o korzystny przykład wykonania, nie jest on jednak tym samym ograniczony do tego rozwiązania, ale może być zmodyfikowany przy wykorzystaniu wielu sposobów.

FIG 1a

FIG 1c

FIG 1b

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Maszyna do rozcierania na miazgę, zawierająca naczynie, w którym może być wytworzony przepływ pierścieniowy działający na mieszaninę znajdującą się w układzie ciecz/ciało stałe w tym naczyniu i powodujący jej rozcieranie oraz przesiewacz do oddzielania materiałów gruboziarnistych z tej zawiesiny, który to przesiewacz posiada kształt stożka ściętego mającego otwory na swojej powierzchni bocznej i który zamontowany jest do podstawy tego naczynia, przy czym stożek ścięty ustawiony jest w kierunku do góry swoją mniejszą powierzchnią kołową, a jego powierzchnia boczna leży zasadniczo stycznie do przepływu toroidalnego mieszaniny, znamienna tym, że przesiewacz (4) podzielony jest na różne segmenty oraz tym, że segmenty te mogą być indywidualnie montowane od strony zewnętrznej naczynia (1) i demontowane od strony wewnętrznej tego naczynia.
2. 2. Maszyna według zastrz. 1, znamienna tym, że kąt nachylenia powierzchni bocznej (5) przesiewacza (4) leży w zakresie od 30° do 50° względem osi obrotowej (R) naczynia (1).
3. 3. Maszyna według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że otwory przesiewacza (4) mają kształt kwadratowy, kołowy albo podłużny.
4. 4. Maszyna według zastrz. 3, znamienna tym, że charakterystyczne wymiary otworów przesiewacza (4) wynoszą od 6 mm do 30 mm.
5. 5. Maszyna według zastrz. 3 albo 4, znamienna tym, że otwory przesiewacza (4) są kołowe, a ich średnica korzystnie wynosi od 8 mm do 12 mm.
6. 6. Maszyna według zastrz. 1, znamienna tym, że w naczyniu (1) osadzony jest wirnik (2), a przesiewacz (4) w kształcie stożka ściętego zamontowany jest zasadniczo równolegle do osi wirnika (2).
7. 7. Maszyna według zastrz. 6, znamienna tym, że ponadto posiada urządzenie zgarniające (6), które korzystnie połączone jest obrotowo z wirnikiem (2) oraz tym, że powierzchnia boczna przesiewacza (4) mająca otwory może być czyszczona przez urządzenie zgarniające (6).
8. 8. Maszyna według zastrz. 7, znamienna tym, że urządzenie zgarniające (6) zawiera jeden lub więcej zgarniaków mających zakrzywienie ciągłe lub nieciągłe skierowane przeciwnie względem przepływu.
9. 9. Maszyna według zastrz. 8, znamienna tym, że zgarniaki zaopatrzone są w wymienialną i/lub regulowaną osłonę ochronną (6a) zamontowaną na ich powierzchni czołowej .
10. 10. Maszyna według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto posiada pompę z napędem regulowanym, przy pomocy której zawiesina spuszczana jest przez przesiewacz (4).