EP3669989B1 - Vorrichtung zum zerkleinern von feststoffen - Google Patents

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EP3669989B1
EP3669989B1 EP19210045.1A EP19210045A EP3669989B1 EP 3669989 B1 EP3669989 B1 EP 3669989B1 EP 19210045 A EP19210045 A EP 19210045A EP 3669989 B1 EP3669989 B1 EP 3669989B1
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EP
European Patent Office
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housing
rotor
wall
wall segments
solids
Prior art date
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Active
Application number
EP19210045.1A
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French (fr)
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EP3669989C0 (de
EP3669989A1 (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
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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.
  • a device for crushing solids is known from document EP 2 829 325 A2 known.
  • a device that works on the cross-flow principle is, for example, from 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. Outlet openings that can be detached from the side parts are provided in the side parts, 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 area, through which solids can be fed into the housing.
  • a rotatably mounted rotor is formed in the region of the wall, which extends in the lower part of the housing when the device is in the operating position.
  • the rotor can be driven by a motor via belt drives in order to comminute the solids fed into the housing.
  • the rotor is formed by a hub and chains attached to the hub. With the rotor driven, the chains extend towards the wall due to centrifugal force and break up the solids fed into the housing.
  • the comminuted solids are discharged from the housing via a discharge opening formed in the housing and supplied for further use.
  • the wall and the rotor are usually made of high-strength steel to keep wear and tear to a minimum.
  • high-strength steel In the case of harder solids in particular, for example solids that consist partially or entirely of steel, there is nevertheless a high degree of wear in the area of the wall. Due to the wear, the wall is literally hollowed out on the inside, which means that the housing either has to be completely replaced at regular intervals or material has to be welded on in the area of the wall, which is costly.
  • the wall is formed by a large number of wall segments which can be plugged together and which can be detached from the housing, the wall segments being designed in such a way that they can be plugged into one another by means of tongue and groove connections.
  • This has the advantage that, in the event of wear in the area of the wall, the entire housing does not have to be replaced or material has to be laboriously welded onto it, rather the individual wall segments can be removed from the housing and thus replaced.
  • the tongue and groove connection ensures that the wall segments are positioned correctly in relation to one another and that the formation of unwanted gaps through which solids could escape to the outside is avoided.
  • the wall is formed by a large number of wall segments which can be plugged together and which can be detached from the housing. This has the advantage that, in the event of wear in the area of the wall, the entire housing does not have to be exchanged or welded on in a costly manner, but the individual wall segments can be removed from the housing and thus exchanged. This not only saves costs, but the device can also be kept more material-friendly in operation.
  • the rotor in the device according to the invention has at least one comminution element which is fastened to at least one chain.
  • the rotor is driven, there is a grinding gap between each comminuting element and the wall.
  • the resulting grinding gap improves the comminution performance, since the grinding gap increases the abrasion of the solids with one another.
  • solids are any type of metal or metal alloy materials.
  • solids can also be materials that have a high proportion of metal and also contain other elements such as plastics.
  • the wall segments are profiled in a first area that faces the rotor.
  • the surface roughness of the wall is increased by the profiling, as a result of which the solid bodies are comminuted more quickly.
  • the wall segments advantageously have cooling ribs in order to be able to better dissipate heat that arises during the comminution of the solid bodies and to avoid overheating of the device.
  • the wall is actively cooled by means of a cooling liquid.
  • the device preferably has positioning pins.
  • the housing preferably has bores distributed around the rotor in the region of the wall, and the wall segments preferably have bores.
  • the positioning pins are advantageously each threaded through at least one hole in the housing and holes in a plurality of wall segments in order to position the wall segments relative to the housing.
  • the position of the wall segments in relation to the housing is specified by the positioning pins, as a result of which the wall segments can be quickly and easily repositioned in the correct position after the wall segments have been exchanged.
  • the positioning pins are fixed, for example, via a thread on the housing and when changing, the worn wall segments are unthreaded from the positioning pins and new wall segments are threaded onto the positioning pins.
  • the tip of the positioning pins has a thread in order to brace the wall segments against the housing by means of a nut.
  • the positioning pins can be detached from the housing and can be threaded out of the bores in the wall segments.
  • This has the advantage that after the positioning pins have been released, the wall segments can simply be detached from the side of the housing and do not have to be laboriously unthreaded from the positioning pins.
  • the positioning 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 facilitate threading and 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 that can be actuated by muscle power, by at least one hydraulic cylinder that fixes the wall segments to the housing directly or via at least one intermediate element, and/or by the positioning pins, if present.
  • the fixing of the wall segments via the at least one clamping element prevents the wall segments from slipping.
  • damping elements are formed in the hub, with the chains being held on the hub in a vibration- and shock-damped manner by the damping elements.
  • the damping elements are formed, for example, by rubber elements and/or spring elements, which each hold at least one chain link in a form-fitting manner on the hub. The noise generated during the comminution of the solids is significantly reduced by the damping elements, and load changes resulting from the comminution are damped and transmitted from the chains to the motor. This extends the service life of the motor and protects the rotor and motor bearings.
  • the device preferably has a control device, by means of which a speed of the motor can be controlled.
  • the degree of comminution can be changed by different speeds. The faster the rotor rotates, the faster and smaller the solids are crushed.
  • the discharge opening is covered with chains, with solids that have been sufficiently comminuted and accelerated by the rotor penetrating the chains and exiting from the housing.
  • the chains act as a kind of sieve, whereby the chains prevent insufficiently comminuted solids from leaving the housing.
  • the size of the solids that can be discharged from the housing is influenced by the selection of the chain links and the distance between the chains. The larger the chain links and the greater the distance between the chains, the larger the solids can leave the housing through the discharge opening.
  • the chains have the advantage that impurities that cannot be crushed are conveyed out of the housing by the chains, as a result of which damage is avoided and the entire device does not have to be switched off in order to remove the impurities.
  • At least two clamping bolts are advantageously formed in the area of the discharge opening, which are arranged 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 a sliding bearing of at least one tensioning bolt in order to tension the chains to different extents.
  • the sliding bearing is formed, for example, by an eccentric bearing of a clamping bolt or by a rail, with the at least one clamping bolt being advantageously changed in its position relative to the other clamping bolt when mounted by means of a rail via a screw drive.
  • the device expediently has a slide which is formed in the discharge opening.
  • a cross section of the discharge opening can be changed via the slide.
  • the slider is perforated, with the size of the holes being able to determine a maximum size of the solids that 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 slit.
  • an inert gas can be conducted into the housing through the fluid opening in order to prevent solids containing combustible materials from igniting during comminution.
  • the rotor can expediently be driven directly by the motor via a shaft.
  • an elastic coupling is additionally formed between the motor and the rotor or between the motor and the shaft on which the rotor is seated, in order to absorb vibrations that occur during the comminution acting on the rotor, to be transmitted to the motor in a damped manner.
  • 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.
  • FIG 1 shows an embodiment of a device 1 according to the invention for crushing solids 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 an upright position in the operating position of the device 1 .
  • the feed opening 4 is located 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 area 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 29 crushing elements. 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 .
  • the chains 9 and the comminuting elements 29 extend in the direction of the wall 3 due to the centrifugal force, with a milling gap 32 being established between each comminuting element 29 and the wall 3 .
  • the chains 9 rest at least partially and the comminuting elements 29 rest completely on a base 10 of the housing 2 .
  • the rotor 5 has extensions 11 .
  • figure 1 only one chain 9 , one extension 11 and one crushing element 29 is shown for reasons of clarity.
  • the housing 2 has a discharge opening 15 in the region 6 through which crushed solids can be discharged from the housing 2 .
  • the discharge opening 15 is covered with chains 28.
  • the chains 28 act like a kind of sieve, as a result of which only sufficiently comminuted solids are discharged from the housing 2 .
  • the chains 28 have the advantage that impurities that cannot be crushed are discharged directly by the chains 28, as a result of which they are discharged without damage and the device 1 does not have to be switched off separately for discharging them.
  • clamping bolts 37 and 38 are also formed.
  • the clamping 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 displaceably mounted by means of a sliding bearing, e.g. 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. By changing the distance, the chains 28 can be tightened to different extents.
  • the wall 3 is formed by a large number of wall segments 14 that can be plugged together. See in particular the Figures 2 and 3 .
  • the wall segments 14 are arc-shaped and extend over an angle of 60°. However, there is also the possibility that these extend over a larger or smaller angle. The angle is advantageously selected in such a way 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 area 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 ribs 20 in a second area 19 , which faces away from the rotor 5 .
  • the device 1 has positioning pins 21 and the wall segments 14 have bores 22 and the housing 2 has bores 39 .
  • the bores 39 are distributed around the rotor 5 in the base 10 in the area 6 of the wall.
  • the bores 22 and 39 essentially have the shape of a keyhole.
  • the positioning pins 21 have transverse pins 41 at one end 40 and a nut 43 at the other end 42 . By means of the end 40, a positioning pin 21 can be threaded through superimposed bores 22 and 39, by turning the positioning pin 21 by 90 degrees, it is locked and can no longer be unthreaded simply by pulling.
  • the wall segments 14 on the housing 2 are clamped by tightening the nut 43 .
  • 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.
  • the supply of solids to 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 crushed solids as possible 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.
  • New wall segments 14 are placed again in place of the removed wall segments 14 in such a way 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 have been replaced, the intermediate element 25 is lowered again via the hydraulic cylinder 24, as a result of which the wall segments 14 are fixed and the wall 3 is closed again. See left page figure 1 .
  • Now all positioning pins 21 are again threaded through the holes 22 and 39 and fixed by turning them through 90 degrees. By tightening the nuts 43, the wall segments 14 are clamped.
  • the wall segments 14 are only stretched over the intermediate element 25 and the positioning pins 21 serve as additional fixation, or that the wall segments 14 are stretched over the intermediate element 25 and over the positioning pins 21 . Furthermore, there is the possibility that the wall segments are only stretched over the positioning pins 21 and the intermediate element 25 is only placed on the wall segments 14 . Due to the construction according to the invention, the entire housing no longer has to be replaced or material has to be welded on in a complex manner in the event of wear.
  • the rotor 5 can be driven again by the motor 7 and solids can be fed into the feed opening 4 .
  • Figures 4 and 5 each show detailed views of an alternative embodiment of a rotor 33 in a side view and in a plan view.
  • the rotor 33 differs from the rotor 5, which is Figures 2 and 3 is shown in detail in that the rotor 33 has four chains 34 and that crushing elements 35 are held by two chains 34 each. 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 particularly finely comminuted.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Feststoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus dem Dokument EP 2 829 325 A2 bekannt.
  • 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.
  • Erfindungsgemäß 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 (13)

  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 angetriebenem 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, wobei sich bei angetriebenem Rotor (5; 33) ein Mahlspalt (32; 36) zwischen jedem Zerkleinerungselement (29; 35) und der Wandung (3) einstellt, 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 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.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, 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.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsstifte (21) lösbar sind und aus den Bohrungen (22) der Wandsegmente (14) ausfädelbar sind.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, 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.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 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.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine Regeleinrichtung (27) aufweist, mittels welcher eine Drehzahl des Motors (7) regelbar ist.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 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.
  9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, 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.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragsöffnung ein Schieber ausgebildet ist, mittels welchem ein Querschnitt der Austragsöffnung veränderbar ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber gelocht ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, 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.
  13. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (5; 33) direkt über eine Welle (12) durch den Motor (7) antreibbar ist.
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