WO2005025752A2 - Vorrichtung zum aufbereiten von aushub - Google Patents

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WO2005025752A2
WO2005025752A2 PCT/EP2004/010032 EP2004010032W WO2005025752A2 WO 2005025752 A2 WO2005025752 A2 WO 2005025752A2 EP 2004010032 W EP2004010032 W EP 2004010032W WO 2005025752 A2 WO2005025752 A2 WO 2005025752A2
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crushing
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Jürgen Schenk
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Schenk Juergen
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Definitions

  • the invention relates to a device for processing excavated earth, sludge, garbage or other material that may contain contaminants.
  • a comminution device with two counter-rotating shafts is known from utility model DE 202 14 956, on which crusher disks are mounted.
  • the crushing device is suitable, for example, for mineral materials, such as excavated soil, coarse gravel, stones or other material. It is a fine crushing
  • DE 101 11 305 AI discloses a device for processing mineral material, in particular excavated soil, which can also contain brittle, coarse-grained constituents.
  • the coarse components are crushed to a grain size of about 60 mm.
  • the flour and fine grain content is low.
  • the material produced in this way is basically suitable for reinstallation, i.e. for example for filling excavated soil depressions, such as pits or trenches.
  • an additive such as cement, ash, stone powder, granules, fibers, wood chips, wood flour, suspensions such as lime suspensions, bentonites or sealing suspensions to the material to be processed.
  • the material of indefinite form to be processed is, for example, cut up in the presence of lumpy coarse material. Subjecting process in which the lumpy coarse material is at least partially crushed and mixed with the material. The size reduction is preferably set so that the lumpy coarse material releases bindable components.
  • the process is carried out in such a way that the bindable constituents, which are usually fine constituents, act as an aggregate, so that the preparation can be carried out without the addition of additional aggregates, such as cement, lime, fibers, chips and the like.
  • the fine components required for stabilizing the shape, drying and / or solidifying the processed material thus arise from the material to be processed even when the lumpy coarse material is crushed.
  • the process control can be set so that, despite the presence of the excavation or another corresponding mineral material with clayey clay components, it is possible to generate a sufficiently large fine fraction from the coarse material.
  • This fine fraction is mixed into the loamy clay component during the grinding process and then acts as Aggregate.
  • the coarse-particle component maintains the binding capacity especially when it is comminuted if it is at least partially pulverized.
  • the lumpy coarse material can also be ground separately.
  • an additive to the material to be processed, preferably before or after grinding, which has binding capacity (e.g. cement, lime, dust, seeds, nuts / nutshells).
  • binding capacity e.g. cement, lime, dust, seeds, nuts / nutshells.
  • the coarse ground components have above all water binding capacity and thus increase the stability and load-bearing capacity of the processed material, e.g. if it is used to back up dug trenches without provoking unacceptable post-curing of the material.
  • the load-bearing capacity of the material to be processed is only brought about by adding cement, the material hardens so much that it is difficult to open the trench again later.
  • the invention makes it possible in many cases to reduce the need for additional additives to below 0.5% by weight. Additional aggregate is often unnecessary. With water contents of up to 30% and stone content of approx. 50%, there is usually no need for additional binding agents.
  • the rock flour for example, produced during the grinding process, acts like an aggregate.
  • the stone powder can show different binding properties depending on the chemical nature. For example, it can absorb water. It can also solidify through ion exchange processes. ken. It can also have a pozzolanic binding effect. It can also have a binding effect through water absorption, for example if it contains anhydride components. In addition, it can form hydrate bonds, which can come about through microcrystalline growth. This is particularly the case if concrete or other construction waste is used as the coarse material. As a rule, such construction waste still contains unbound components and thus a residual binding ability. In addition, recrystallization processes can lead to new setting after fine grinding.
  • the material can also be set so dry that it can be screened. It can be seen that stones that are still present can be screened out without substantial adherence of clay or the like.
  • Comminution devices with asymmetrical disks for holding tools are considered to be particularly advantageous.
  • the shredding device is designed, for example, as a milling cutter and arranged above a classifying device, which can be designed, for example, as a roller classifier, sieve or separator.
  • the classifying device is connected to a leveling device which serves to hold the classifying device in a predetermined orientation. If, for example, a horizontal orientation is specified and the entire system is moved, the classifying device maintains its horizontal orientation. This is particularly important because the classification is done with the help of gravity.
  • the leveling device makes it possible to use the entire shredding device as a mobile unit or as a system composed of several mobile units.
  • FIG. 1 shows the implementation of the method according to the invention in a schematic sketch
  • FIG. 2 shows the implementation of a modified method according to the invention again in a schematic sketch
  • FIG. 3 shows the comminution device according to FIG. 1 or 2 in a fragmentary, perspective illustration
  • Figure 4 shows a modified embodiment of a device for performing the method according to the invention in a schematic representation
  • Figure 5 shows a mixing device with adjustable secondary shredding in a schematic side view.
  • FIG. 1 illustrates a comminution device 1 which serves as a comminution, grinding and contaminant removal device.
  • the crushing tools can be designed, for example, according to DE 101 11 305 AI or according to DE 202 14 956 ul. Deviating from these publications, however, the crushing tools are set in such a way that not only a grain size of around 60 mm grain size but at least some of the coarse constituents are crushed to a much greater extent. This can be accomplished in a number of ways.
  • FIG. 3 This illustrates the shafts 2, 3 in perspective. They carry axially offset disks 4, 5, which are provided with recesses on their circumference.
  • Crushing chisels 6, 7 can sit in these recesses.
  • the recesses can be designed to be the same or different from one another.
  • the crushing tools 6, 7 preferably have conical tips which move towards one another above a plane defined by the two shafts 2, 3.
  • the corresponding opposite directions of rotation of the shafts 2, 3 are indicated in FIG. 3 by arrows. Stones picked up between the tips of the crushing chisels 6, 7 are blown open by the notching effect of the slow-running shafts (e.g. approximately 10 to 60 revolutions / minute). Any existing contaminants (wood, steel, car tires) are either processed or rejected.
  • the shafts 2, 3 are densely populated with toothed disks 8 to 14, which are identical to one another. It is also possible to use different tooth lock washers. These teeth 15, 16 have approximately radially oriented breast surfaces 17, 18 pointing in the direction of rotation and against the circumferential direction sloping back surfaces 19, 20 on.
  • the toothed disks 8 to 14 are each arranged in a gap, that is to say adjacent toothed disks arranged on the shaft 2 each enclose a gap into which the toothed disks of the shaft 3, which are likewise arranged with gaps, engage.
  • the number of toothed disks 8 to 14 is preferably greater than that of the bit carrier disks (disks 4, 5).
  • Each toothed pulley is assigned an essentially cylindrical pressure surface on the respectively opposite shaft, which, with the tooth back 18, 19 of the toothed pulley located opposite each other, serves a pressure gap for grinding the coarse material.
  • the comminution device 1 according to FIG. 1 also has a drive device for the two shafts 2, 3.
  • the drive device can be formed by two hydraulic motors, one of which is assigned to each shaft 2, 3. Both hydraulic motors can be driven by a common diesel engine.
  • a conveying device 21 is also arranged above the comminuting device 1, which conveys a material mixture 22 schematically illustrated in FIG. 1 to the comminuting device 1.
  • the material mixture 22 is, for example, excavated soil with a loamy composition. It contains coarse material in the form of stones 23, 24. These can of course be found in the material mixture 22 contain or have been added arbitrarily.
  • the stones 23, 24 can be bricks, concrete blocks, natural stones (limestone, sandstone, granite, basalt, gneiss, tuff, porphyry or the like). A mixture of different stones, demolition materials, road surfaces, gravel, gravel, sand or the like is also possible.
  • the material mixture 22 is conveyed to the comminution device 1 by the conveying device 21. It can be collected here in a feed hopper 25 above the comminution device 1.
  • the shredding tools carried by the shafts 2, 3 capture the loamy-cohesive material and convey it downwards.
  • the stones 23, 24 are split and broken by the breaking chisels 6, 7 (FIG. 3).
  • the fragments are further crushed by the toothed disks 8 to 14, the process control being chosen so that a high proportion of fine fraction is produced.
  • the crushing leads at least in part to the fine grinding of the stones.
  • the resulting rock flour (quartz powder, lime powder or the like) is immediately mixed with the loamy clay material of the material mixture 22. If it sticks to the toothed disks 8 to 14 and thus it performs circulations, it is mixed all the more intensively with the resulting rock powder.
  • a largely homogenized, digested material 26 is formed, which largely contains ground stones, still lumpy components and still contains the loamy clay base material.
  • This mixture of materials is generally suitable for immediate reassembly at the construction site.
  • the proportion of rock flour produced during the crushing process at least binds moisture and thus immediately reduces the stickiness and kneadability of the material.
  • rock flour tends to be used, even if it is in the grinding process described were created in a humid environment, for curing.
  • the curing process can be based on ion exchange processes, the formation of a pozzolanic bond or hydration processes.
  • the material is suitable for low-pore compaction and is given a special load-bearing capacity.
  • the cohesive portion means that the trench walls have a very good stability when reopening filled trenches or digging trenches adjacent to filled trenches.
  • the comminution device 1 according to FIG. 2 is particularly suitable for processing material 27 with a loamy clay basic structure without its own coarse components. These can be conveyed to the grinder by a further conveying device 28, which the two shafts 2, 3 form with their disks 4, 5 and toothed disks 8 to 14. A metered supply of material 27 and stones 22, 23 can take place here.
  • the stones 22, 23 are in particular construction waste, i.e. Lumps of concrete, rubble, other demolition material and natural stones.
  • the stones 22, 23 are ground in the presence of the material 27, which in turn produces rock powder that is largely homogeneously mixed with the material 27.
  • the resulting material 26 is suitable for installation on the construction site.
  • the comminution device 1 is supplemented by an aftertreatment device 31.
  • a metering device 36 is arranged, with which aggregate, such as cement, for example, can be supplied to the material 26 lying on the conveyor belts 33, 34.
  • the metering device 36 comprises, for example, a storage vessel 37 and a cellular wheel sluice 38 at the outlet thereof.
  • a conveyor wheel or a secondary shredding device 39 can be arranged, which detects the material discharged from the conveyor belt 34 with radially arranged straight or curved tines and feeds it to the roller classifier 35.
  • This has a group of round or oval bodies rotating in the same or opposite directions, between which the fine portion of the material fed is passed downward.
  • a material accumulation 41 is arranged below the roller classifier 35 in FIG. 4.
  • the coarse fraction such as individual non-ground stones 42, is released on one side by the roller classifier 35. This coarse component can be sent for further processing.
  • the metering device 36 is preferably set in such a way that it only emits small amounts of substance which make up less than 0.5% by weight of the amount of substance transported by the conveyor belts 33, 34.
  • a control device can also be provided, which determines the dosage as a function of the residual moisture of the material 26.
  • a corresponding moisture measuring device can be provided, but is not further illustrated in FIG. 4. When processing sludges, higher dosages can also be used.
  • the mixing device 39 with post-comminution function which is only indicated schematically in FIG. 4, is illustrated in somewhat more detail in FIG.
  • a rotor belongs to it 43 with a preferably horizontally arranged axis of rotation, which is driven by a hydraulic motor or another drive source.
  • the rotor preferably extends over the entire width of the conveyor belt 34 illustrated in FIG. 4. It has tools on its circumference, for example chisels 44, 45, 46, 47, which are set at an angle to the direction of rotation. Pointed chisels with a rounded tip are preferably used. However, other chisels, for example flat chisels or suitable hammers, can also be used. Chisels 44 to 47 are preferably rigidly mounted.
  • hammers when using hammers, however, they can also be mounted so as to be pivotable about a pivot axis parallel to the axis of rotation.
  • the speed of the rotor 43 is for most applications in the range of 200 to 1,000 revolutions / min. established. A speed of 400 revolutions is preferred.
  • a hood 48 is assigned to the rotor 43 and is arranged above the rotor 43 on the side opposite the conveyor belt 34.
  • the hood preferably covers about a quarter of the circumference of the rotor 43. It is mounted on a cover 49 which is arranged above the rotor 43 so as to be pivotable about a pivot axis 50.
  • a hydraulic cylinder opens and closes the cover 49.
  • the rotor is, for example, firmly connected to the conveyor belt 34 or to a frame which also carries the rotor 43 and the conveyor belt 34.
  • the hood 48 is pivotally mounted on the carrier 49 via a corresponding bearing device 51. The pivot axis is arranged above the rotor 43.
  • the pivot position is determined by an adjusting mechanism 52, for example in the form of a simple adjusting screw or in the form of fluid cylinders (hydraulics, pneumatics).
  • the hood 48 is curved approximately parallel to the flight circle defined by the chisels 44, 45, 46, 47. It thus delimits a gap-shaped comminution space 53 with the rotor 43. If necessary, one, two or more blow bars 54, 55 can be held on the hood 48, which extend over the entire axial length of the rotor 43 and in the direction of the rotor 43 protrude.
  • the mixing device 39 effects a further mixing and comminution of the material conveyed up by the conveyor belt 34.
  • the grain size can be adjusted as desired with the adjustment mechanism 52.
  • a largely homogeneous material is thus placed on the roller classifier 35.
  • a grinding process is carried out for the preparation of excavated soil, excavated earth or another material of indefinite shape, which can be provided, for example, for reinstallation at a construction site or for other processing or for disposal, in which the comminution, grinding and contaminant removal device are operated by both relevant excavation as well as lumpy coarse material.
  • the rock powder that arises during the crushing of the coarse material through suitable breakage and / or through crushing processes is used as an aggregate for the excavation of the earth, so to speak. This aggregate is suitable both to regulate the moisture of the excavated soil or sludge and to stabilize and solidify it. The material becomes puncture-proof. Granulation is also possible.
  • the degree of drying and solidification can be adjusted by the degree of grinding, for example by the coarse components depending on the degree of moisture or the desired subsequent Solidification can be ground to a greater or lesser extent.
  • coarse constituents such as asphalt, construction waste, lumps of concrete or natural stones can be added to the excavated earth in order to produce the desired amounts of rock dust during the crushing process.
  • the crushing, grinding and contaminant removal device crushes crushable contaminants and prevents the passage of non-crushable contaminants. These are rejected. For example, large steel parts are not detected or they lead to the machine blocking and reversing. Overload or reversing once or several times can lead to switching off.
  • the separating device 35 is connected to a leveling device 60 in the form of a roller classifier or another material separating device.
  • the actuators 61, 62 are preferably attached to the frame 63 in such a way that they can set both the inclination in the longitudinal grating direction and the inclination in the transverse grating direction. With their other end, the actuators 61, 62 are supported, for example, on a machine frame, not shown, which also carries the conveyor belt 34 and the comminution device 39.
  • a control unit 64 is connected to the actuators 61, 62 in order to control them appropriately.
  • the control unit 64 detects the inclination of the machine frame and / or the frame 63.
  • the control unit 64 is connected to input means with which an operator can specify a target inclination of the frame 63. If, for example, he wants to achieve an inclination of 5 ° to the horizontal, he enters this value.
  • the control unit 64 By adjusting the actuators 61, 62 accordingly, the control unit 64 now ensures that this inclination is also maintained when the entire system changes its position, ie when the upper articulation points 65, 66 of the actuators 61, 62 are adjusted by moving the system in space.
  • the leveling device 60 ensures that the classifying device 35 fulfills its classifying task as desired, even under robust operating conditions.
  • liquid e.g. Water or an aqueous solution to which material is added.
  • the water can be added, for example, in order to effect or support the setting of the added or generated fine constituent.
  • the removal of liquid by adding powdered dry material or the moistening of the material by adding water takes place depending on the initial moisture of the material.
  • a classifying device for example a roller classifier, is connected to a leveling device which, regardless of any other movement or installation of the implement, automatically ensures a desired alignment of the classifying device.
  • the orientation can be horizontal or inclined. Ensuring the desired alignment ensures that the classifying device reliably fulfills the classifying task assigned to it.
  • the classifying device can thus be used on portable or mobile devices, with no manual adjustment or setting of the classifying device being necessary after a change of location.

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  • Crushing And Grinding (AREA)
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Abstract

Erfindungsgemäss ist eine Klassiereinrichtung, beispielsweise ein Rollenklassierer, mit einer Nivelliereinrichtung verbunden, die ungeachtet einer sonstigen Bewegung oder Aufstellung des Arbeitsgeräts automatisch eine gewünschte Ausrichtung der Klassiereinrichtung sicherstellt. Die Ausrichtung kann horizontal oder geneigt sein. Durch die Sicherstellung der gewünschten Ausrichtung wird erreicht, dass die Klassiereinrichtung zuverlässig die ihr zugeordnete Klassieraufgabe erfüllt. Damit kann die Klassiereinrichtung an portablen oder auch fahrbaren Geräten Anwendung finden, wobei nach einem Ortswechsel keine manuelle Einjustierung oder Einstellung der Klassiereinrichtung erforderlich ist.

Description

Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushub
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Erdaushub, Schlämmen, Müll oder sonstigem Material, das Störstoffe enthalten kann.
Aus dem Gebrauchsmuster DE 202 14 956 ist eine Zerkleinerungseinrichtung mit zwei gegenläufig rotierenden Wellen bekannt, auf denen Brecherscheiben montiert sind. Die Zerkleinerungseinrichtung eignet sich z.B. für mineralische Materialien, wie beispielsweise Bodenaushub, Grobschotter, Steine oder sonstiges Material. Es ist eine Feinzerkleinerung
möglich, wobei Korngrößen von 10 mm bis 60 mm erreicht werden.
Des Weiteren ist aus der DE 101 11 305 AI eine Vorrichtung zum Aufbereiten von mineralischem Material, insbesondere Bodenaushub, bekannt, der auch spröde, grobkörnige Bestandteile enthalten kann. Zur Zerkleinerung dient ein Spaltwerk mit zwei gegenläufig rotierenden Wellen, auf denen zugespitzte Meißel sitzen. Diese dienen dazu, die Grobbestandteile aufzusprengen, um eine Zerkleinerung zu bewirken. Dies kann in Anwesenheit von bindigem Material, d.h. ton- oder lehmhal- tigem Material, geschehen. Die Grobbestandteile werden auf eine Korngröße von etwa 60 mm zerkleinert. Der Mehl- und Feinkornanteil ist gering.
Das so erzeugte Material eignet sich in Folge der Zerkleinerung der Grobbestandteile grundsätzlich für den Wiedereinbau, d.h. beispielsweise zum Verfüllen von ausgehobenen Bodenvertiefungen, wie Gruben oder Gräben. Allerdings ist es dazu erforderlich, dem aufzubereitenden Material einen Zuschlagstoff, wie beispielsweise Zement, Asche, Steinmehl, Granulate, Fasern, Holzspäne, Holzmehl, Suspensionen, wie beispielsweise Kalksuspensionen, Bentonite oder Dichtsuspensionen zuzugeben.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe, eine verbesserte Aufbereitungsvorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst:
Das aufzubereitende Material unbestimmter Form, wird z.B. in Anwesenheit von stückigem Grobmaterial einem Zerklei- nerungsprozess unterworfen, bei dem das stückige Grobmaterial wenigstens teilweise zerkleinert und mit dem Material vermischt wird. Die Zerkleinerung ist dabei vorzugsweise so eingestellt, dass das stückige Grobmaterial bindungsfähige Bestandteile freisetzt. Der Prozess wird dabei so gefahren, dass die erzeugten bindungsfähigen Bestandteile, die in der Regel Feinbestandteile sind, wie ein Zuschlagstoff wirken, so dass die Aufbereitung ohne Hinzugabe von zusätzlichen Zuschlagstoffen, wie Zement, Kalk, Fasern, Spänen und dergleichen, erfolgen kann. Die zur Formstabilisierung, Trocknung und/oder Verfestigung des aufbereiteten Materials erforderlichen Feinbestandteile entstehen somit aus dem aufzubereitenden Material heraus selbst bei der Zerkleinerung des stückigen Grobmaterials. Dieses kann in dem aufzubereitenden Material in Form von Gesteinsbrocken (Kalkstein, Sandstein oder sonstiges Gestein) bereits natürlich enthalten sein. Es ist jedoch auch möglich, lehmig-tonigen Aushub, der solche Bestandteile nicht enthält, vor Durchführung des erfindungsgemäßen Aufbereitungsverfahrens mit entsprechendem Grobmaterial zu versetzen. Es ist weiter möglich, das Grobmaterial bei dem Zerkleinerungsvorgang hinzuzugeben. Das Grobmaterial bildet jedoch keinen Zuschlagstoff im herkömmlichen Sinne, denn es ist für sich genommen nicht bindungsfähig. Diese Eignung erhält es erst durch den Zerkleinerungs- bzw. Mahlvorgang in der Zerkleinerungseinrichtung. Diese durchläuft das stückige Grobmaterial gemeinsam mit dem Erdaushub. Es hat sich gezeigt, dass die Prozessführung dabei durchaus so eingestellt werden kann, dass trotz Anwesenheit des Erdaushubs oder eines anderen entsprechenden mineralischen Materials mit lehmig-tonigen Bestandteilen, die Erzeugung eines ausreichend großen Feinanteils aus dem Grobmaterial möglich ist. Dieser Feinanteil wird während des Zerkleinerungsvorgangs in den lehmig-tonigen Bestandteil eingemischt und wirkt dann als Zuschlagstoff. Die Bindungsfähigkeit erhält die grobstückige Komponente bei der Zerkleinerung insbesondere dann, wenn sie zumindest teilweise pulverisiert wird. Die Vermahlung des stückigen Grobmaterials kann auch separat erfolgen.
Es ist auch möglich, dem aufzubereitenden Material vorzugsweise vor oder aber auch nach der Vermahlung einen Zuschlagstoff beizugeben, der Bindungsfähigkeit aufweist (z.B. Zement, Kalk, Stäube, Samen, Nüsse/Nussschalen) . Die Zugabemenge liegt dabei aber wesentlich niedriger, als es erforderlich wäre, wenn ohne Vermahlung der Grobbestandteile gearbeitet würde. Die vermahlenen Grobbestandteile haben vor allem Wasserbindefähigkeit und erhöhen somit Stabilität und Tragfähigkeit des aufbereiteten Materials, wenn es z.B. zum Ver- füllen von ausgehobenen Gräben eingesetzt wird, ohne eine unzuträgliche Nachaushärtung des Materials zu provozieren. Wird die Tragfähigkeit des aufzubereitenden Materials hingegen lediglich durch Zementzugäbe herbeigeführt, härtet das Material so stark, dass ein späteres erneutes Öffnen des Grabens schwierig wird. Die Erfindung ermöglicht es, in vielen Fällen den Bedarf an zusätzlichen Zuschlagstoffen unter 0,5 Gew.% zu senken. Häufig ist zusätzlicher Zuschlagstoff ganz unnötig. Bei Wassergehalten von bis zu 30% und Steinanteil von ca. 50% kann in der Regel vollständig auf zusätzliches Beindemittel verzichtet werden.
Ist das aufzubereitend bindiges Material, d.h. enthält er knetbare wasserhaltige Feststoffe, wie Ton oder Lehm, wirkt das beim Zerkleinerungsvorgang z.B. erzeugte Gesteinsmehl wie ein Zuschlagstoff. Das Gesteinsmehl kann je nach chemischer Beschaffenheit verschiedene Bindeeigenschaften zeigen. Beispielsweise kann es wasseraufnehmend sein. Es kann darüber hinaus durch Ionenaustauschprozesse verfestigend wir- ken. Es kann weiter eine puzzolanische Bindewirkung zeigen. Auch kann es durch Wasseraufnahme bindend wirken, beispielsweise wenn es Anhydridbestandteile enthält. Darüber hinaus kann es Hydratbindungen ausbilden, die durch Mikrokristall- wachstum zu Stande kommen können. Dies ist insbesondere der Fall, wenn als Grobmaterial Beton oder anderweitige Bauabfälle verwendet werden. In der Regel enthalten solche Bauabfälle noch ungebundene Bestandteile und somit eine Restbindefähigkeit. Außerdem können nach dem feinen Ausmahlen Umkristalli- sierungsvorgänge zum erneuten Abbinden führen.
Das Material kann auch so trocken eingestellt werden, dass es siebfähig wird. Es zeigt sich, dass noch vorhandene Steine ohne wesentliche Anhaftungen von Lehm oder dergleichen ausgesiebt werden können.
Als besonders vorteilhaft werden Zerkleinerungseinrichtungen mit asymmetrischen Scheiben zur Aufnahme von Werkzeugen angesehen.
Bei einer besonders bevorzugten und erfindungsgemäßen Ausführungsform der Zerkleinerungseinrichtung ist diese z.B. als Fräse ausgebildet und oberhalb einer Klassiereinrichtung angeordnet, die beispielsweise als Rollenklassierer, Sieb oder Separator ausgebildet sein kann. Die Klassiereinrichtung ist mit einer Nivelliereinrichtung verbunden, die dazu dient, die Klassiereinrichtung in einer vorgegebenen Ausrichtung zu halten. Ist beispielsweise eine horizontale Ausrichtung vorgegeben und wird die Gesamtanlage verfahren, behält die Klassiereinrichtung ihre horizontale Ausrichtung bei. Dies ist besonders bedeutsam, weil die Klassierung unter Mitwirkung der Schwerkraft erfolgt. Die Nivelliereinrichtung ermöglicht es, die gesamte Zerkleinerungseinrichtung als fahrbare Ein- heit oder als aus mehreren fahrbaren Einheiten zusammen gesetzte Anlage auszubilden.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, aus der nachfolgenden Beschreibung oder aus ünteransprüchen.
Es zeigen:
Figur 1 die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematisierten Skizze,
Figur 2 die Durchführung eines abgewandelten erfindungsgemäßen Verfahrens wiederum in einer schematisierten Skizze,
Figur 3 die Zerkleinerungseinrichtung nach Figur 1 oder 2 in ausschnittsweiser, perspektivischer Darstellung,
Figur 4 eine abgewandelte Ausführungsform einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematisierter Darstellung und
Figur 5 eine Mischeinrichtung mit einstellbarer Nachzerkleinerung in schematisierter Seitenansicht.
In Figur 1 ist eine Zerkleinerungseinrichtung 1 veranschaulicht, die als Zerkleinerungs-, Mahl- und Störstoffbe- seitigungseinrichtung dient. Sie weist beispielsweise zwei gegenläufig rotierende Wellen 2, 3 mit darauf sitzenden Brechwerkzeugen auf. Die Brechwerkzeuge können beispielsweise gemäß DE 101 11 305 AI oder gemäß DE 202 14 956 ül ausgebildet sein. Abweichend von diesen Druckschriften sind die Brechwerkzeuge allerdings so eingestellt, dass nicht lediglich eine Körnung von etwas 60 mm Korngröße sondern zumindest ein Teil der Grobbestandteile weitaus stärker zerkleinert wird. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden. Es wird dazu auf Figur 3 verwiesen. Diese veranschaulicht die Wellen 2, 3 in perspektivischer Darstellung. Sie tragen axial gegeneinander versetzt Scheiben 4, 5, die an ihrem Umfang mit Ausnehmungen versehen sind. In diesen Ausnehmungen können Brechmeißel 6, 7 sitzen. Die Ausnehmungen können untereinander gleich oder unterschiedlich ausgebildet sein. Die Brechmeißel 6, 7 weisen vorzugsweise kegelförmige Spitzen auf, die sich oberhalb einer von den beiden Wellen 2, 3 definierten Ebene aufeinander zu bewegen. Die entsprechend gegenläufigen Drehrichtungen der Wellen 2, 3 sind in Figur 3 durch Pfeile angedeutet. Zwischen den Spitzen der Brechmeißel 6, 7 aufgenommene Steine werden durch die Kerbwirkung der langsam laufenden Wellen (z.B. ungefähr 10 bis 60 Umdrehungen/Minute) aufgesprengt. Eventuelle vorhandene Störstoffe (Holz, Stahl, Autoreifen) werden entweder verarbeitet oder abgewiesen.
Ansonsten sind die Wellen 2, 3 dicht mit Zahnscheiben 8 bis 14 besetzt, die untereinander gleich ausgebildet sind. Es ist auch möglich unterschiedliche Zahnscheiben zu verwenden. Diee Zähne 15, 16 weisen ungefähr radial orientierte in Drehrichtung weisende Brustflächen 17, 18 und gegen die Umfangs- richtung abfallende Rückenflächen 19, 20 auf. Die Zahnscheiben 8 bis 14 sind jeweils auf Lücke angeordnet, d.h. benachbarte, auf der Welle 2 angeordnete Zahnscheiben schließen miteinander jeweils eine Lücke ein, in die die ebenfalls mit Lücken zueinander angeordneten Zahnscheiben der Welle 3 greifen. Die Anzahl der Zahnscheiben 8 bis 14 ist vorzugsweise größer als die der Meißelträgerscheiben (Scheiben 4, 5).
Jeder Zahnscheibe ist auf der jeweils gegenüber liegenden Welle eine im Wesentlichen zylindrische Druckfläche zugeordnet, die mit dem Zahnrücken 18, 19 der jeweils gegenüber liegenden Zahnscheibe eine Druckspalt zum mahlenden Zerkleinern des Grobmaterials dient. Es ist jedoch auch möglich, die Zahnscheiben 8 bis 14 der beiden Wellen jeweils aneinander anliegend anzuordnen, wobei die Umfangskreise der Zahnscheiben 8 bis 14 der beiden Wellen 2, 3 einander dann nicht überschneiden. Vielmehr ist der Abstand so eingestellt, dass zwischen dem Zahnrücken der Zahnscheiben der beiden Wellen 2, 3 jeweils ein geringer Spalt verbleibt, der als Quetschspalt dient .
Die Zerkleinerungseinrichtung 1 nach Figur 1 weist außerdem eine Antriebseinrichtung für die beiden Wellen 2, 3 auf. Die Antriebseinrichtung kann durch zwei Hydraulikmotore gebildet sein, von denen jeder Welle 2, 3 jeweils einer zugeordnet ist. Beide Hydraulikmotore können von einem gemeinsamen Dieselmotor her angetrieben sein. Oberhalb der Zerkleinerungseinrichtung 1 ist außerdem eine Fördereinrichtung 21 angeordnet, die ein in Figur 1 schematisch veranschaulichtes Materialgemisch 22 zu der Zerkleinerungseinrichtung 1 fördert. Das Materialgemisch 22 ist beispielsweise Bodenaushub mit lehmiger Zusammensetzung. Es enthält Grobmaterial in Form von Steinen 23, 24. Diese können naturgemäß in dem Material- gemisch 22 enthalten oder willkürlich beigemischt worden sein. Die Steine 23, 24 können Ziegelsteine, Betonsteine, Natursteine (Kalkstein, Sandstein, Granit, Basalt, Gneis, Tuff, Porphyr oder ähnliches) sein. Möglich ist auch ein Gemisch verschiedener Steine, Abbruchmaterialien, Straßendecke, Schotter, Kies, Sand oder dergleichen. Das Materialgemisch 22 wird durch die Fördereinrichtung 21 zu der Zerkleinerungseinrichtung 1 gefördert. Es kann hier in einem Aufgabetrichter 25 oberhalb der Zerkleinerungseinrichtung 1 gesammelt werden.
Bei Betrieb der Zerkleinerungseinrichtung 1 erfassen die von den Wellen 2, 3 getragenen Zerkleinerungswerkzeuge das lehmig-bindige Material und fördern dieses nach unten. Außerdem werden die Steine 23, 24 von den Brechmeißeln 6, 7 (Figur 3) gespalten und gebrochen. Nachfolgend werden die Bruchstücke durch die Zahnscheiben 8 bis 14 weiter zerkleinert, wobei die Prozessführung so gewählt ist, dass ein hoher Anteil von Feinanteil entsteht. Die Zerkleinerung führt zumindest teilweise bis zur mehlfeinen Ausmahlung der Steine. Das entstehende Gesteinsmehl (Quarzmehl, Kalkmehl oder ähnliches) wird dabei sofort mit dem lehmig-tonigen Material des Materi- algemischs 22 vermischt. Klebt dieses an den Zahnscheiben 8 bis 14 und vollführt es somit Umläufe wird umso intensiver mit dem entstehenden Gesteinsmehl vermischt. Es entsteht weitgehend homogenisiertes, aufgeschlossenes Material 26, das weitgehend zermahlende Steine, noch stückige Bestandteile und nach wie vor das lehmig-tonige Grundmaterial enthält. Dieses Materialgemisch eignet sich in der Regel zum sofortigen Wiedereinbau an der Baustelle. Der bei dem Zerkleinerungsvorgang erzeugte Gesteinsmehlanteil bewirkt zumindest die Bindung von Feuchtigkeit und somit eine sofortige Reduktion der Klebrigkeit und der Knetbarkeit des Materials. Längerfristig neigen Gesteinsmehle, auch wenn sie in dem beschriebenen Mahlvorgang im feuchten Milieu erzeugt worden sind, zum Aushärten. Der Aushärtevorgang kann auf Ionenaustauschvorgängen, der Ausbildung einer puzzolanischen Bindung oder Hydratationsvorgängen beruhen. Das Material eignet sich zur porenarmen Verdichtung und erhält dadurch eine besondere Tragfähigkeit. Der bindige Anteil bewirkt, dass beim Wiederöffnen verfüllter Gräben oder beim Ausheben von Gräben in Angrenzung an verfüllte Gräben die Grabenwände eine sehr gute Standfestigkeit haben.
Die Zerkleinerungseinrichtung 1 nach Figur 2 eignet sich insbesondere zur Aufbereitung von Material 27 mit lehmig-toniger Grundstruktur ohne eigene Grobbestandteile. Diese können mit einer weiteren Fördereinrichtung 28 zu dem Mahlwerk gefördert werden, das die beiden Wellen 2, 3 mit ihren Scheiben 4, 5 sowie Zahnscheiben 8 bis 14 bilden. Es kann hier eine dosierte Zuförderung von Material 27 und Steinen 22, 23 erfolgen. Die Steine 22, 23 sind insbesondere Bauabfälle, d.h. Betonbrocken, Ziegelschutt, sonstiges Abrissmaterial sowie auch Natursteine. In dem Mahlwerk erfolgt die Zermah- lung von den Steinen 22, 23 in Anwesenheit des Materials 27, wodurch wiederum Gesteinsmehl erzeugt wird, das mit dem Material 27 weitgehend homogen vermischt ist. Das entstehende Material 26 ist zum Einbau auf der Baustelle geeignet.
Bei der in Figur 4 veranschaulichten Anlage ist die Zerkleinerungseinrichtung 1, wie sie bereits aus Figur 1 hervorgeht und im Zusammenhang mit dieser beschrieben worden ist, durch eine Nachbehandlungseinrichtung 31 ergänzt. Zu dieser gehört eine Bandfördereinrichtung 32 mit zwei Förderbändern 33, 34, die das von der Zerkleinerungseinrichtung abgegebene homogenisierte Material als Materialstrom einem Rollenklassierer 35 zuführen. Über einem der Förderbänder 33, 34 ist eine Dosiereinrichtung 36 angeordnet, mit der dem auf den Förderbändern 33, 34 liegenden Material 26 Zuschlagstoff, wie beispielsweise Zement, zugeführt werden kann. Die Dosiereinrichtung 36 umfasst beispielsweise ein Vorratsgefäß 37 und eine Zellenradschleuse 38 an dem Ausgang desselben. Zwischen dem Förderband 34 und dem Rollenklassierer 35 kann ein Förderrad oder eine Nachzerkleinerungseinrichtung 39 angeordnet sein, das das von dem Förderband 34 abgegebene Material mit radial angeordneten geraden oder gebogenen Zinken erfasst und dem Rollenklassierer 35 zuführt. Dieser weist eine Gruppe gleich oder gegenläufig drehender runder oder ovaler Körper auf, zwischen denen der Feinanteil des aufgegebenen Materials nach unten hindurchgeführt wird. Entsprechend ist unterhalb des Rollenklassierers 35 in Figur 4 eine Materialanhäufung 41 angeordnet. Der Grobanteil, wie beispielsweise einzelne nicht zermahlene Steine 42, wird von dem Rollenklassierer 35 an einer Seite abgegeben. Dieser Grobbestandteil kann einer weiteren Verarbeitung zugeführt werden.
Die Dosiereinrichtung 36 ist vorzugsweise so eingestellt, dass sie lediglich geringe Stoffmengen abgibt, die weniger als 0,5 Gew.% der von den Förderbändern 33, 34 transportierten Stoffmenge ausmacht. Es kann auch eine Steuereinrichtung vorgesehen sein, die die Dosierung in Abhängigkeit von der Restfeuchte des Materials 26 festlegt. Eine entsprechende Feuchtemesseinrichtung kann vorgesehen sein, ist jedoch in Figur 4 nicht weiter veranschaulicht. Bei der Verarbeitung von Schlämmen kann auch mit höheren Zudosierungen gefahren werden.
Die in Figur 4 lediglich schematisch angedeutete Mischeinrichtung 39 mit Nachzerkleinerungsfunktion ist in Figur 5 etwas detaillierter veranschaulicht. Zu ihr gehört ein Rotor 43 mit vorzugsweise horizontal angeordneter Drehachse, der von einem Hydraulikmotor oder einer anderen Antriebsquelle her angetrieben ist. Der Rotor erstreckt sich dabei vorzugsweise über die gesamte Breite des in Figur 4 veranschaulichten Förderbands 34. Er ist an seinem Umfang mit Werkzeigen, z.B. Meißeln 44, 45, 46, 47 besetzt, die schräg gegen die Drehrichtung angestellt sind. Vorzugsweise werden Spitzmeißel mit abgerundeter Kuppe eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Meißel, z.B. Flachmeißel oder auch geeignete Hämmer einsetzbar. Vorzugsweise sind die Meißel 44 bis 47 starr montiert. Insbesondere bei Verwendung von Hämmern können sie jedoch auch um eine zu der Drehachse parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert sein. Die Drehzahl des Rotors 43 ist für die meisten Anwendungsfälle in dem Bereich von 200 bis 1.000 Umdrehungen/Min. festgelegt. Bevorzugt wird eine Drehzahl von 400 Umdrehungen.
Dem Rotor 43 ist eine Haube 48 zugeordnet, die oberhalb des Rotors 43 an der dem Förderband 34 gegenüber liegenden Seite angeordnet ist. Die Haube überdeckt vorzugsweise etwa ein Viertel des Umfangs des Rotors 43. Sie ist an einer Abdeckhaube 49 gelagert, die oberhalb des Rotors 43 um eine Schwenkachse 50 schwenkbar angeordnet ist. Ein Hydraulikzylinder öffnet und schließt die Abdeckhaube 49. Der Rotor ist beispielsweise fest mit dem Förderband 34 oder mit einem Gerüst verbunden, das auch den Rotor 43 und das Förderband 34 trägt. Die Haube 48 ist über eine entsprechende Lagereinrichtung 51 an dem Träger 49 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse ist oberhalb des Rotors 43 angeordnet. Die Schwenkstellung wird durch einen Verstellmechanismus 52, beispielsweise in Form einer einfachen Einstellschraube oder auch in Form von Fluidzylindern (Hydraulik, Pneumatik) festgelegt. Die Haube 48 ist ungefähr parallel zu dem von den Meißeln 44, 45, 46, 47 festgelegten Flugkreis gekrümmt. Sie begrenzt somit mit dem Rotor 43 einen spaltförmigen Zerkleinerungsraum 53. Falls erforderlich, können an der Haube 48 ein, zwei oder mehrere Schlagleisten 54, 55 gehalten sein, die sich über die gesamte axiale Länge des Rotors 43 erstrecken und in Richtung auf den Rotor 43 vorstehen.
In Betrieb bewirkt die Mischeinrichtung 39 eine weitere Vermischung und Zerkleinerung des von dem Förderband 34 he- rangefördeten Materials. Die Korngröße kann mit dem Verstellmechanismus 52 wunschgemäß eingestellt werden. Es wird somit ein weitgehend homogenes Material auf den Rollenklassierer 35 gegeben.
Erfindungsgemäß wird zur Aufbereitung von Bodenaushub, Erdaushub oder einem anderen Material unbestimmter Form, das z.B. zum Wiedereinbau an einer Baustelle oder zur sonstigen Weiterverarbeitung oder zur Entsorgung vorgesehen werden kann, ein Mahlvorgang durchgeführt, bei dem die Zerkleinerungs-, Mahl- und Störstoffbeseitungseinrichtung sowohl von dem betreffenden Aushub als auch zusätzlich von stückigem Grobmaterial durchlaufen wird. Das beim Zerkleinern des Grobmaterials durch geeigneten Bruch und/oder durch Quetschvorgänge entstehende Gesteinsmehl wird als gewissermaßen vor Ort erzeugter Zuschlagstoff für den Erdaushub verwendet. Dieser Zuschlagstoff ist sowohl geeignet, die Feuchtigkeit des Erdaushubs oder Schlamms zu regulieren als auch eine Stabilisierung und Verfestigung desselben zu bewirken. Das Material wird stichfest. Auch ist eine Granulierung möglich. Das Maß der Trocknung und Verfestigung kann durch den Mahlgrad eingestellt werden, beispielsweise indem die Grobbestandteile je nach Feuchtigkeitsgrad oder gewünschter Nach- Verfestigung mehr oder weniger stark ausgemahlen werden. Außerdem können Grobbestandteile, wie Asphalt, Bauabfälle, Betonbrocken oder Natursteine zusätzlich zu dem Erdaushub hinzu gegeben werden, um bei dem Zerkleinerungsvorgang die gewünschten Gesteinsmehlmengen zu erzeugen. Die Zerkleinerungs- Mahl- und Störstoffbeseitigungseinrichtung zerkleinert zerkleinerbare Störstoffe und verhindert den Durchgang nicht zerkleinerbarer Störstoffe. Diese werden abgewiesen. Z.B. werden große Stahlteile nicht erfasst oder sie führen zum Blockieren und Reversieren der Maschine. Überlast oder Ein- oder Mehrmaliges Reversieren kann zum Abschalten führen.
Bei der in Figur 4 veranschaulichten Anlage ist die Separiereinrichtung 35 in Form eines Rollenklassierers oder einer anderen Material trennenden Einrichtung mit einer Nivelliereinrichtung 60 verbunden. Zu dieser gehören ein oder mehrere elektrische oder hydraulische Aktoren 61, 62, die das Gestell 63 des Rollenklassierers 35 tragen. Die Aktoren 61, 62 sind dabei vorzugsweise so an dem Gestell 63 angebracht, dass sie sowohl die Neigung in Rostlängsrichtung als auch die Neigung in Rostquerrichtung einstellen können. Mit ihrem anderen Ende stützen sich die Aktoren 61, 62 beispielsweise an einem nicht weiter veranschaulichten Maschinengestell ab, das auch das Förderband 34 und die Zerkleinerungseinrichtung 39 trägt. Eine Steuereinheit 64 ist mit den Aktoren 61, 62 verbunden, um diese zweckentsprechend anzusteuern. Dazu erfasst die Steuereinheit 64 die Neigung des Maschinengestells und/oder des Gestells 63. Außerdem ist die Steuereinheit 64 mit Eingabemitteln verbunden, mit denen ein Bediener eine Sollneigung des Gestells 63 vorgeben kann. Möchte dieser beispielsweise eine Neigung von 5° zur Horizontalen erreichen, gibt er diesen Wert ein. Die Steuereinheit 64 sorgt durch entsprechendes Nachstellen der Aktoren 61, 62 nun dafür, dass diese Neigung auch dann eingehalten wird, wenn die gesamte Anlage ihre Position verändert, d.h. wenn die oberen Anlenk- punkte 65, 66 der Aktoren 61, 62 durch eine Bewegung der Anlage im Raum verstellt werden. Die Nivelliereinrichtung 60 stellt sicher, dass die Klassiereinrichtung 35 auch unter robusten Einsatzbedingungen im praktischen Betrieb ihre Klassieraufgabe wie gewünscht erfüllt.
Bei der Materialaufbereitung kann außerdem vor oder nach dem Zerkleinern sowie wenn eine mehrstufige Zerkleinerung stattfindet zwischen den einzelnen Zerkleinerungsstufen oder in dem Zerkleinerungsprozess Flüssigkeit, wie z.B. Wasser oder eine wässrige Lösung, zu dem Material zugegeben werden. Die Wasserzugabe kann beispielsweise erfolgen, um das Abbinden des hinzugegebenen oder erzeugten Feinbestandteils zu bewirken oder zu unterstützen. Das Entziehen von Flüssigkeit durch Zugabe von pulverisierten Trockenmaterial oder das Anfeuchten des Materials durch Wasserzugabe erfolgt je nach Ausgangsfeuchtigkeit des Materials.
Erfindungsgemäß ist eine Klassiereinrichtung, beispielsweise ein Rollenklassierer, mit einer Nivelliereinrichtung verbunden, die ungeachtet einer sonstigen Bewegung oder Aufstellung des Arbeitsgeräts automatisch eine gewünschte Ausrichtung der Klassiereinrichtung sicherstellt. Die Ausrichtung kann horizontal oder geneigt sein. Durch die Sicherstellung der gewünschten Ausrichtung wird erreicht, dass die Klassiereinrichtung zuverlässig die ihr zugeordnete Klassieraufgabe erfüllt. Damit kann die Klassiereinrichtung an por- tablen oder auch fahrbaren Geräten Anwendung finden, wobei nach einem Ortswechsel keine manuelle Einjustierung oder Einstellung der Klassiereinrichtung erforderlich ist.

Claims

Ansprüche :
1. Vorrichtung mit einer Zerkleinerungseinrichtung (39), die oberhalb einer Klassiereinrichtung (35) angeordnet ist, wobei die Klassiereinrichtung (35) mit einer Nivelliereinrichtung (60) verbunden ist, um ungeachtet der Ausrichtung der Zerkleinerungseinrichtung (39) eine vorgegebene Ausrichtung zur Horizontalen einzuhalten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Fördereinrichtung zur kontrollierten Zuführung des mineralischen Materials zu der Zerkleinerungseinrichtung.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, mit einer Fördereinrichtung zur kontrollierten Zuführung von Grobmaterial zu der Zerkleinerungseinrichtung.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungseinrichtung eine Fräseinrichtung ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerkleinerungseinrichtung (39) eine weitere Zerkleinerungseinrichtung (1) vorgelagert ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zerkleinerungseinrichtung (1) eine Brecheinrichtung ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zerkleinerungseinrichtung (1) eine Mahlfunktion aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerungseinrichtung (1, 39) eine mehrstufige Zerkleinerungseinrichtung ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Zerkleinerungseinrichtung (1) wenigstens eine Welle aufweist, die Scheiben (4, 5) mit Zerkleinerungswerkzeugen trägt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in Drehrichtung vor den Brechmeißeln einer Scheibe (4, 5) jeweils eine Ausnehmung ausgebildet ist und dass die Ausnehmungen unterschiedlich sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Nivelliereinrichtung (61, 62) Aktoren gehören, die sich einerseits an einem Maschinenrahmen (65, 66) abstützen und die andererseits ein Gestell (63) tragen, das zu der Klassiereinrichtung (35) gehört.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassiereinrichtung (35) ein Rollenklassierer ist .
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