DE2550879B2 - Vorrichtung zur bekannten Wiederverwertung des Abfalls von wärmegehärtetem Kunststoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur bekannten Wiederverwertung des Abfalls vor. wärmegehärtetem Kunststoff mit einer Zerkleinerungseinrichtung und einer nachfolgenden Pulverisiereinrichtung für den Abfall, welche mit einem Staubsammler und mit einem Gasreiniger verbunden sind, sov/ie mit einer Mischeinrichtung, in welcher der pulverisierte Abfall und frisches Material mittels jeweils einer Meßeinrichtung im gewünschten Mengenverhältnis abgemessen und vermischt werden.

Είπε derartige Vorrichtung ^iirds in der Zeitschrift »Modem Plastics International«, 1974, Heft 11, Seite 66 vorgeschlagen.

Nach den· Stand der Technik war es bereits bekannt den Spritzgußabfall von thermoplastischem Material wieder zu verwenden. Das thermoplastische Material wird dabei in einer Zerkleinerungs- und Mischeinrichtung aufbereitet wobei keine grundsätzlichen Probleme auftreten, da das thermoplastische Material leicht wiedererweicht werden kann.

Wärmehärtbare Materialien, wie Duroplaste, können

\l*Ar\n\l Attrnh prKif7An ni/*h* tuiaAarartuatfhi mor/ion cn Flexibilität, der Dehnbarkeit der Festigkeit der Schlagfestigkeit und der Schrumpfungseigenschaften des frischen Materials eintritt, wenn bestimmte Bedingungen hinsichtlich des Mischungsverhältrisses und der Durchmengung eingehalten werden.

In der Praxis zeigte sich dabei das Problem, daß die verfügbaren Anlagen zur Zerkleinerung, Pulverisierung und Mischung von Materialien diesen Erfordernissen in keiner Weise gerecht wurden, da sie für ihermoplastisches Material ausgelegt waren und den besonderen Bedingungen bei der Verarbeitung von wärmehärtbarem Abfallmaterial nicht genügten. Insbesondere zeigte sich dabei, daß bei der Zerkleinerung von wännehärtbaren Materialien schädliche, die Umwelt belastende Gase entstehen und daß die Einhaltung des erforderlichen Mischungsverhältnisses Schwierigkeiten mii sich brachte.

In der US-PS 20 91 297 ist bereits eine Hammermühle beschrieben, die zur Verarbeitung von thermoplastische

μ Materialien enthaltenden Cellulosederivaten ausgebildet ist Derartige Materialien sind gummiartig erweichbar und werfen ganz besondere Probleme bei der Zerkleinerung auf, welche durch die beschriebene Ausbildung der Hammermühle beherrscht werden sollen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei kompaktem Aufbau eine automatische gewichtsmäßige Mischung von Abfallmaterial und

x> frischem Material, sowie die wirksame Beseitigung von bei der Zerkleinerung entstehenden schädlichen Gasen ermöglicht

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die Zerkleinerungseinrichtung und die Pulverisiereinrichtur.g als Hammermühlen mit jeweils gegen geriffelte Auskleidungen arbeitenden rotierenden Hämmern ausgebildet sind und die Pulverisiereinrichtung kleinere Hämmer hat al· die Zerkleineningseinrichtung und daß die Meßeinrichtung aus zwei Wiegeeinrichtungen besteht von denen jede einen Meßbecher aufweist welcher mit eine .i Verschlußelement versehen ist das den Becher in Abhängigkeit vom Gleichgewicht mit zugeordneten, einstellbaren Meßgewichten öffnet und daß der Gasreiniger in eine Heizkammer und in eine einen Katalysator enthaltende

Der Grundgedanke der Erfindung besteht somit darin, die einzelnen zur Wiederaufbereitung erforderlichen Geräte in einet einzigen kompakten Vorrichtung

so zu kombinieren, so daß die bei der Zerkleinerung entstehenden Abgase und schädlichen Staubteilchen auf einfache beherrschbare Weise beseitigt werden können. Von <*ntscheidender V/ichtigkeit ist zudem die automatische Mischung von pulverisiertem Abfallmaterial und frischem Material in einem vorbestimmbaren Gewichtsverhältnis mittels der konstruktiv besonders einfachen trtA 7111/0

CIn Qi*hd!laiu4an A ttblniiAttntr Aa

daß d^e erneute Verwendung im Spritzguß- bzw. Druckgußverfahren nicht ohne weiteres möglich ist. Man hat daher bisher die Abfälle aus wärmehärtbarem Material nur als Füller in begrenzter Menge dem frischen Material zugegeben. Eine echte Wiederverwendung war nicht möglich.

Wie sich jedoch zeigte, kann hinreichend fein zerkleinertes wärmehärtbares Abfallmaterial im pulverisierten Zustand dem frischen Material bis zu einem Mischungsverhältnis von etwa 50% beigemengt werden, ohne daß eine nennenswerte Beeinträchtigung der richtungen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß unterhalb der Meßbecher wenigstens eine perforierte Scheibe drehbar angeordnet ist

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; es zeigt
F i f>. 1 einen schematischen Aufriß der Vorrichtung,

F i g. 2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 3 eine Seitenansicht der in der F i g. 2 dargestell-

ten Vorrichtung in teilweise weggebrochener Darstellung,

Fig.4 eine weitere Seitenansicht (entgegengesetzte Seite zu Fig.3) der Anordnung gemäß Fig.2 in teilweise weggebrochener Darstellung und

Fig.5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in der Fig. 4.

Die Fig. 1 zeigt in schematicher Darstellung den gesamten Aufbau der Vorrichtung. Die umfaßt eine Zerkleinerungs^inrichtung und eine Pulverisiereinrichtung und deren Verbindung sowie eine Mischeinrichtung, in der das feinpulverisierte Material mit frischem Material zu mischen ist, und eine Reinigungsanlage, in der die Abgase giftigen und staubhakigen Gase zu reinigen sind.

Gemäß Fig.4 ist als Zerkleinerur.gse^riric; · ng eine Mahleinrichtung 1 fest an einer Plattform 2 a.-gabracht, weiche über Puffer 3 an einer Rahmenkonstruktion 4 der Vorrichtung befestigt ist *:... Welle 5 der Mahleinrich«ing 1 ist drehbar i - einem Paar von Lagern 6', 6' gehalten, die in einem Gt.'³"se 6 angebracht sind, und wird von einem Motor 13 angetrieben. Mehrere Hammer 8, die aus Ni-Cr-Stahl bestehen, sind jeweils durch Stifte T, 7" schwenkbar mit Schei¹ en 7 verbunden, die auf der Welle 5 angebracht sind. Wie F i g. 5 zeigt ist eine gewellte oder geriffelte Auskleidung 9 (hochlegierter Mn- oder Ni-Cr-Stah!) an der Innenseite des Gehäuses 6 befestigt, und ein Sieb 10 mit Bohrungen 11 (Anzahl und Durchmesser sind von Fall zu Fall festzulegen) ist fest an dem unteren Teil des Gehäuses 6 unterhalb der drehbaren Hämmer angeordnet wobei sowohl die Auskleidung 9 als auch das Sieb 10 dem rotierenden Hammer 8 gegenüberstehen. Ein Trichter 12 verbindet einen Zuführungsschacht 60 mit dem oberen Teil des Gehäuses 6.

Um den durch die Mahleinrichtung 1 bereits gemahlenen Abfall feiner zu pulverisieren, ist eine Feinzerkleinerungseinrichtung 14 vorgesehen, die fest auf einer Plattform 15 angebracht ist weiche über Puffer 16 an der Rahmenkonstruktion 4 befestigt ist Ein Zuführungsf^;chter 17, welcher auch zur Speicherung des gemahlenen Materials dient ist mit der Mahleinrichtung 1 und mit einem Zuführungszylinder 19 der Feinzerkleinerungseinrichtung 14 verbunden. Im Zuführungsbeispiel ist eine Spindel 18 zur Förderung des

net Die Spindel 18 wird durch einen Motor 22 angetrieben (Umdrehuügsgeschwindigk :it kann steuerbar sein), und zwar über Zahnräder 20 und 21. Scheiben 23, die drehbar in dem Gehäuse 24 angeordnet sind, werden durch einen Motor 25 angetrieben (Umdrehungsgeschwindigkeit kann -teuerbar sein), und kleinere Hammer 26 (Ni-Cr-St&hl, insbesondere mit einer außerordentlich harten Legierung an dem Ende) sind durch Stifte 27 schwenkbar mit den Scheiben 23 verbunden. Eine gewellte oder geriffelte Auskleidung 28 aiario¹*· Mn-

Kit-rV-CtohH xct f^e* on

oberen Oberfläche des Gehäuses 24 angebracht, wobei ein Abstand von etwa 0,5 bis 1,0 mm zwischen der Auskleidung 28 und den Hämmern 26 besteht Ein Sieb 29 mit mehreren Bohrungen 30 (Anzahl und Durchmesser der Bohrungen köiirren den jeweiligen Bedingungen angepaßt sein), deckt den unteren Teil des Gehäuses 24 ab. Ein Kühlmantel 31 unter dem ein Kühlmedium zirkuliert, umgibt das Gehäuse 24. Die Partikelgröße des pulverisierten Abfalls, welcher von der Mahleinrichtung 1 oder von der reinzerkleinerungseinrichtung 14 geliefert wird, ist in Größen entsprechend der Maschenwerte eines Siebes mit 30 bis 200 Maschen pro cm² einstellbar, indem die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle, der Abstand zwischen der Auskleidung und den Hämmern und/oder die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel verändert werden.

Eine Speicherung des feinpulverisierten Materials und des frischen Materials ist jeweils in Zuführungen 32 und 33 vorgesehen. Zur Förderung des feinpulverisierten und des frischen Materials sind Schneckenförderer 34 und 35 angeordnet, die jeweils durch einen Motor 36 bzw. 37 angetrieben werden. Eine Mischereinrichtung 38 weist ein Gehäuse 39 auf, welches fest an der Rahmenkonstruktion 4 angebracht ist Ferner ist ein Deckel 40 vorhanden, um das Gehäuse 39 zu verschließen, das eine drehbare Scheibe 53, ein stationäres Sieb 55, einen drehbaren Abstreifer 58, sowie Rührblätter 59 und einen Motor 51 zum Antreiben dieser drehbaren Teile aufweist Zwei Wiegeeinrichtungen IVl und W2 weisen Gewichte 47 und 48 sowie Endschalter LSI und LS2 und pneumatische Zylinder 49 und 50, und weiterhin Meßbecher 41 und 42 zur Aufnahme vcd ^inpulverisierten Materialien und frischem Material in vorgeschriebener Menge auf, wobei jeweils Klappen 43 und 44 zum öffnen bzw. Schließen der Böden der Meßbecher 41 und 42 vorhanden sind und wobei die Klappen schwenkbar an dem Deckel 40 mit Stiften 45 und 46 gelagert sind, so daß die Becher 41 und 42 mit Hilfe der Gewichte 47 und 48 geschlossen gehalten werden können, bis die jeweils vorgeschriebene Menge eingefülh ist Wenn das feinpulverisierte Material oder das frische Material, welches jedem Becher 41 und 42 zugeführt wird, sich dem Gewicht 47 oder 48 nähert spricht der Endschalter LSI oder LS2 auf diesen Zustand infolge der kleinen Bewegung der Klappen 43 oder 44 an, wobei jedoch die Klappen durch (nicht dargestellte) elektromagnetisch zu betätigende pneumatische Zylinder 43 und 50 im geschlossenen Zustand gehalten werden, bis die jeweils vorgeschriebene Menge Material in den beiden Bechern 41 und 42 enthalten ist In der Praxis erfolgt da^ i'fnen der Klappe somit gleichzeitig. Die drehbare Scheibe 53 mi? Bohrungen 54 und die Rührblätter 59 sind gemeinsam auf einer vertikalen Welle 52 angeordnet, die durch einen Motor 51 angetrieben wird. Das stationäre Sieb 55 mit den Bohrungen 56 ist auf der Innenseite des Gehäuses 39 befestigt, "^d die WeHe 52 ist im Bereich 57 drehbar durch das stationäre Sieb 55 hindurchgeführt, das als Lagerung dient. Die Bohrungen 54 und 56 sind derart dimensioniert, daß das feinpulverisierte Material und das frische Material jeweils hindurchfallen können. Die Bohrungen können durch mehrere Schlitze auf einem Umfangsabschnitt der Siebscheiben ersetzt werden. Der Abstreifer 58 ist an der Welle 52 in einem Abschnitt unmittelbar oberhalb des stationären Siebes 55 angebracht Der Zuführungsschacht 60 ist mit einer Abfalleinfüüöffnung 61

SüSgCStSnC*.

Staub und Gas, die innerhalb der Mahleinrichtung 1 und des Zuführungsschachtes 60 erzeugt werden, werden über ein,η Lüfter 62 einer zyklonenartig aufgebauter Staubsammlereinrichtung 63 und einer Staubsammeleinrichtung 64 mit einem Beutelfilter 65 zugeführt. Eine Öffnung 66 der Zuführung 32 und das Beutelfilter 65 sind durch einen Schlauch 67 miteinander verbünden. Ein Schlauch oder eine Leitung 68 verbindet die Staubsammeleinnchtungen 63 und 64 mit einer in der F i g. 1 dargestellter Gasreinigungseinrichtung 69. Die Gasreinigungseinrichtung 69 gemäß Fig.3 weist

eine Heizkammer 71 auf. in welcher eine Heizeinrichtung 72 angeordnet ist, und eine Reaktionskammer 73, welche einen Katalysator 74 enthält. In der Kammer 71 ,aufgeheiztes Gas kann durch öffnungen 75 in die jReaktionskammer 73 gelangen- Durch einen Auslaß 76 [wird gereinigtes Gas aus der Reaktionskammer 73 ' abgeführt Eine Schalttafel 77 dient dazu, die Vorrichtung zu steuern, und Räder 78 dienen dazu, die Vorrichtung zu fahren.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Vorrichtung erläutert; Der Motor 13 treibt die Wähleinrichtung 1 über Riemenscheiben 79, 80 und einen Riemen 81 an. durch weichen die Welle 5 in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung in Umlauf gesetzt wird (bei dieser Ausführungsform 2000 U/min). Dadurch werden die Hämmer 8. welche mit den Stiften T und 7" schwenkbar an den Scheiben / angebracht sind, und mit der Welle 5 unter Wirkung der Zentrifugalkraft gedreht wie es in den F ι g 4 und 5 dargestellt ist Dann wird Abfall, der aus Angußtrichtern, Eingußkanälen und anderen Abfallteilen bestehen kann, durch die AbfalleinfOilöffnung 61 der Zuführungseinrichtung 60 zugeführt, und gelangt von dort durch den Trichter 12 der Mahleinrichtung 1 in das Gehäuse 6. Der Abfall wird von den rotierenden Hämmern 8 beaufschlagt und gelangt somit unter die auf die gewellte oder geriffelte Auskleidung 9 gerichteten Hammer, so daß das Abfallsmaterial in grobe Stücke zerschlagen wird. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, und dabei wird der Abfall in Teile zerkleinert deren Abmessungen geringer sind als die Größe der Bohrungen 11 des Siebes 10. Auf diese Weise wird das zerkleinerte Material mit Abmessungen unter 5 mm in den Zuführungstrichter 17 der Pein-Zerkleinerungseinrichtung 14 geführt. Wenn ein (nicht dargestellter) Pegelschalter ermittelt daß das zerkleinerte Material in einer vorgegebenen Menge in dem Zuführungstrichter 17 angesammelt ist wird der Motor 13 der Mahleinrichtung bzw. Zerkleinerungseinrichtung 1 angehalten, und gleichzeitig werden der Motor 25 der Fein-Zerkleinerurigseinrichtung oder Pulverisierungseinrichtung 14 sowie der Motor 22 der Förderschnecke 18 in Betrieb gesetzt um die Scheiben 23 in der durch den Pfeil in Fig.4 angedeuteten Richtung in Drehung zu versetzen (8000 U/min bei dieser Ausführungsform), so daß der gemahlene oder grob zerkleinerte Abfall der Fein-Zerkleinerungseinrichtung 14 in steuerbarer Rate zugeführt ist Die Hammer 26. welche durch Stifte 27 schwenkbar an den Scheiben 23 angebracht sind, werden in Umlauf gesetzt und aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen geschwenkt Die Spindel oder Schnecke 18 wird über die Zahnräder 20 und 21 in Drehung versetzt so daß der im Zuführungstrichter 17 befindliche gemahlene Abfall in das Gehäuse 24 gefördert wird, um dort durch das Aufschlagen der rotierenden Hammer 26 unter Mitwirkung der geweilten oder geriffelten Auskleidung 28 sowie durch eine gegenseitige Kollision der zu pulverisierenden Partikel weiter zerkleinert zu werden. Dieser Vorgang wird wiederholt und die hinreichend zerkleinerten Teilchen fallen durch die Bohrungen 30 des Siebes 29 in die Zuführung 32, in der sie sich in Partikelgröße F mit 30 bis 200 Maschen pro cm² bis zu einer vorgegebenen Menge sammeln. Die Pulverisienmgskapazität dieser Ausführungsform beträgt 50 kg/h.

Staub uöd giftige Gase wie Ammoniak oder Formalin, ■welche in der Zerkleinerungseinrichtung oder Mahleinrichtung 1 und im ZuführungssA^cht 60 erzeugt werden, werden durch den Lü^cr 62 aus einer Öffnung 82 in eine zykionenartig aufgebaute Staubsammeleinrichtung 63 eingcblasen, in welcher der Staub im unteren Teil zurückbleibt und das Gas durch die Leitung 68 einer Öffnung 70 der Heizkammer 71 der

s Gasreinigungseinrichtung 69 zugeführt wird. Staub und giftiges Gas, welche in der Zuführung 32 entstehen, werden durch den Luftdruck aufgrund der Arbeitsweise der Pulverisierungseinrichfung 14 durch eine Leitung 67 in das Beutelfilter 65 geführt, in welchem sich der feine Staub sammelt Von dem Gasgemisch, und zwar auch das aus der Leitung 67 welches der Heizkammer 71 zugeführt wird, wird das brennbare Gas durch die Heizeinrichtung 72 verbrannt während nicht-brennbare j-as durch die öffnungen 75 in die Reaktionskam- ..icr 73 geleitet wird, um unter der Wirkung des Katalysators 74 gereinigt und dann durch die öffnung 76 ausgeblasen zu werden.

Wenn ein in der Zuführung 32 angeordneter Pegelschalter 83 ermittelt das feinpulverisiertes Mate rial in einer bestimmten Menge in der Zuführung 32 gespeichert ist werden die Motoren 22 und 25 abgeschaltet (wenn ein weiterer Pegelschalter 83' ermittelt daß das feinpulverisierte Material in der Zuführung auf einen bestimmten Pegel abgenommen hat werden die Motoren 22 und 25 wieder in Betrieb gesetzt). Der Motor 36 oder der Motor 37 werden in Drehung versetzt um die Schneckenförderer 34 oder 35 anzutreiben, so daß das feinpulverisierte Material in der Zuführung "t oder das frische Material in der Zuführung 33 jeweils dem Becher 41 w*"* dem Becher 42 zugeführt wird.

Wenn das Gewicht 47 oder 48 durch das feinpulverisierte Material oder das frische Material in dem Becher 41 bzw. 42 ausgeglichen ist schaltet der Endschalter LS1 oder LS2 den Motor 36 oder den Motor 37 ab. Jedoch nur dann, wenn die zwei Endschalter ermitteln, daß die Becher 41 und 42 bis zur ihren jeweils vorgegebenen Pegeln gefüllt sind, werden die pneumatischen Zylinder 49 und 50 gleichzeitig in Betrieb gesetzt um die Klappen 43 und 44 zu öffnen, so daß feinzerkleinertes Material und frisches Material gleichzeitig auf die rotierende Scheibe 53 fallen, weiche bereits durch den Motor 51 in Drehung versetzt ist Die zwei Materialien, sowohl das erneut zerkleinerte Material als auch das frische Material, fallen gemeinsam auf das stationäre Sieb 55. oberhalb dessen eine Abstreifeinrichtung 58 mit der Welle 52 rotiert Das Sieb 55 und die Abstreifeinrichtung 58 sind zweckmäßige Einrichtungen, die jedoch nicht notwendigerweise

so vorhanden sein müssen. Das feinpulverisierte Material und das frische Material, die von dem stationären Sieb 55 herunterkommen, werden durch die Rührblätter 59 gerührt und durchmischt weiche unterhalb des stationären Siebes 55 angeordnet sind.

Wenn die Pneumatikzylinder 49 und 50 in ihre Ausgangsposition zurückgeführt werden, werden die Motoren 36 und 37 erneut in Drehung versetzt um das entsprechende Fördersystem anzutreiben. Wenn ein Pegelschalter 84 ermittelt, daß das gemischte Material in einer vorgegebenen Menge im Gehäuse 39 gespeichert ist, wird der Motor 51 abgeschaltet

Das Mischungsverhältnis der gemischten Materialien kann durch das Verhältnis der Gewichte 47 und 48 in den Wiegeeinrichtungen Wi und W2 eingestellt werden. Das gemischte Material im Gehäuse 39 wird durch eine Fördereinrichtung 85 einem Zuführungsschacht einer Spritzgußmaschine oder einer ähnlichen Maschine zugeführt, weiche nicht dargestellt ist

Gemäß der Erfindung läßt sich nach der obigen Beschreibung hitzehärtbares Kunststoff-Abfallmaterial oder anderes hitzehärtbares Material rückführen, welches früher nur schwer einer Rückführung zugänglich war, und es wird gemäß der Erfindung eine in sich geschlossene, kompakte Vorrichtung geschaffen, welche auch feinpulverisiertes Abfallmateriaf mit frischem Material in einem steuerbaren Verhältnis mischt und darüber hinaus Staub und giftige Gase eliminiert bzw. reinigt, welche bei dem Pulvensierungsvorgang erzeugt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

25 50 87S Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur bekannten Wiederverwertung des Abfalls von wärmegehärtetem Kunststoff mit einer Zerkleinerungseinrichtung und einer nachfolgenden Pulverisiereinrichtung für den Abfall, weiche mit einem Staubsammler und einem Gasreiniger verbunden sind, sowie mit einer Mischeinrichtung, in welcher der pulverisierte Abfall und frisches Material mittels jeweils einer Meßeinrichtung im gewünschten Mengenverhältnis abgemessen und vermischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungseinrichtung (1) und die Pulverisiereinrichtung (14) als Hammermühlen mit jeweils gegen geriffelte Auskleidungen (9; 28) arbeitenden rotierenden Hämmern (8; 26) ausgebildet sind und die Pulverisiereinrichtung (14) kleinere Hämmer hat als die Zerkleinerungseinrichtung (1) und daß die Meßeinrichtung aus zwei Wiegeeinrichtungen CWl, W2) besteht, von denen jede einen Meßbecher (41, 42) aufweist, welcher mit einem Verschlußelemont (43, 44) versehen ist, das d
Becher in Abhängigkeit vom Gleichgewicht mn zugeordneten, einstellbaren Meßgewichten (47, 48) öffnet, und daß der Gasreiniger (69) in eine Heizkammer (71) und in eine einen Katalysator enthaltende Reaktionskammef(73) aufgeteilt ist

2. Vorrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Meßbecher (41, 42) wenigstens eine perforierte Scheibe (53) drehbar angeordnet ist