WO2016124618A1 - Zerkleinerungsvorrichtung zur rückgewinnung von sekundärrohstoffen aus entsorgtem material sowie verfahren zu deren steuerung - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a crushing apparatus for recovering secondary raw materials from discarded material, and to a method of controlling such a crushing apparatus.
- Secondary raw materials are usually understood to mean raw materials that are obtained by processing (recycling) waste material. They serve as starting materials for new products and thus differ from the primary (natural) raw material. In the context of the present invention, therefore, these are, in particular, those substances which are used for the second or repeated time in a cascade or multiple use within the framework of the raw material economy. The use of secondary raw materials saves natural resources and contributes to sustainable development.
- material disposed of may, in particular, be material composites, as occur, for example, in the recycling treatment of electrical and electronic devices or assemblies, or non-recycled mono- or mixed materials of ferrous metals Iron metals, fiber composite or other plastics and / or wood and / or Halmfr hopeen such as old or recycled wood, debarked logs, Kappholz technicallye- or other wood residues such as chips in particular to waste paper or straw, as well as material fractions from upstream other Coarse shredding processes in the recycling industry or slag from incineration processes.
- EP 1 536 892 B1, EP 1 721 674 B1 or WO 2010/057604 A1 each comprising a first comminution stage with a percussion tool rotating in a cylindrical housing, to the central region of which a feed channel is guided for the discarded material, wherein the impact tool rotates at high speeds and thereby generates a radial air vortex high speed, which leads in the first crushing step-crushed material fractions along formed in the cylindrical housing openings to the outlet of sufficiently crushed material fractions into a plenum.
- a disadvantage of the known from the prior art crushing devices is limited by the outlet openings in the housing material throughput.
- the object of the present invention is to provide a comminution device which is improved, in particular with regard to the material throughput, for the recovery of secondary raw materials from disposed material and a method for the control thereof.
- the device and the method should serve in particular the dust production from the disposed material.
- this object is achieved by a comminuting device with the features of patent claim 1 and by a method for controlling with the features of patent claim 10.
- the solution for the shredder for recovering secondary raw materials from discarded material essentially comprises a first crushing stage with a feed channel for supplying the discarded material to a first housing with a rotating impact tool for crushing the discarded material into a blow-crushed material fraction and for producing a Air vortex, which spends from the first crushing stage, the impact-crushed material fractions between the walls of a double-walled second housing downstream of the first crushing stage, second crushing stage, wherein the double-walled housing of the second crushing stage 20 on the outer wall with a first sieve and on the inner wall with a second sieve is provided, whereby pass through these sieves correspondingly friction-reduced material fractions in a downstream of the respective sieve collecting space.
- a first Reibsieb and arranged on the outside of the inner wall a second Reibsieb.
- the second crushing stage according to the invention is designed as a double-walled housing whose walls are each provided with sieves for the passage of Reibfein-comminuted material fractions, a crushing device can be provided with an advantageously significantly improved material throughput for recovered secondary raw materials from discarded material.
- the air vortex can be exploited in order to rub the material to be comminuted on itself and / or on the friction elements or friction screens for comminution.
- the comminution device is preferred if the inside of the first wall of the first comminution stage is provided with splitting edges, which further promote the impact comminution of disposed material when it is thrown by the impact tool onto the splitting edges.
- the hole diameter of a Reibsiebes are preferably selected to be larger than in the other Reibsieb.
- Conidur® screens as these are offered by the German company HEIN, LEHMANN GmbH.
- Conidur® sieves are manufactured according to a special process, which makes it possible to produce very fine holes in sheet thicknesses, which can amount to a multiple of the hole diameter.
- Conidur® screens have, in particular, conical holes, wherein the passage direction is inclined, so that a scale-like, rough surface defining the particle size assists the comminution process.
- the shredding device according to the invention further defined particle sizes tuned sieves, be downstream.
- hole spacings in the friction sieves are preferred which are smaller in the circumferential direction of the double-walled housing than in its longitudinal extent.
- hole spacings in the friction sieves are preferred which are smaller in the circumferential direction of the double-walled housing than in its longitudinal extent.
- the cover of the double-walled housing of the second comminution stage is provided with friction strips which further promote the friction comminution of impact-comminuted material fractions as they pass through the reis.
- the comminution device it is preferable to support the throughput of the, in particular friction-comminuted, material fractions through the device by a suction air flow.
- the present invention also relates to a method for controlling a comminuting device as described above, which is characterized by adjusting means by which the ratio of the volume flows in the collecting chambers is adjustable so that the volume flow of friction-comminuted material fractions in the collecting space behind the inner wall of the housing of the second Crushing stage is greater than the volume flow of friction-cut material fractions in the collecting space behind the outer wall of the housing of the second crushing stage.
- a first development of the method is preferably characterized in that the speed of at least one suction means can be varied as an adjusting device for the volume flow ratio.
- a second development of the method is preferably characterized in that a control flap which throttles the volume flow is arranged as the adjusting device for the volume flow ratio in at least one collecting space.
- a third development of the method is preferably characterized by the fact that the motor current of an electric motor driving the impact tool can be adapted, in particular in the event of changes or fluctuations in the material input and / or in the event of imminent blockage in the first housing of the first comminution stage.
- volumetric flow ratios have proven successful in which the ratio of the volume flows from the outer collecting space to the inner collecting space is less than 1, preferably in particular 2: 3.
- volume flow ratio is indirectly monitored by measuring the back pressure in the collecting chambers
- a correctly adjusted volume flow ratio is characterized in that the back pressure in the inner plenum behind the inner wall of the housing of the second crushing stage is smaller than the back pressure in the outer collecting chamber behind the outer wall of the housing of the second crushing stage.
- the present invention can serve in particular for the production or preparation of substitute fuels, which can preferably be burned in dust burners after classification or screening.
- substitute fuels which can preferably be burned in dust burners after classification or screening.
- additional fuel in firing is conceivable.
- FIG. 1 shows a first embodiment of a comminution device for recovering secondary raw materials, in particular particle sizes of the same particle size distribution, for example from disposed fiber composite materials; and
- FIG. 2 shows a second embodiment of a crushing device for the recovery of secondary raw materials, in particular particle sizes of different particle size distribution, for example, from disposed wood and / or Halmmaterialien.
- FIGS. 1 and 2 each show a comminuting device 1 for recovering secondary raw materials 99 from disposed material 90.
- a first comminution stage 10 is realized.
- the this disintegration stage 10 supplied by a feed channel 50 disposed material 90 is thereby smashed by a, trained in a known manner, for example, as a blade rotor, impact tool 12.
- the impact tool 12 rotating in a first, for example cylindrical or hexagonal, octagonal or other polygonal shaped housing 11 is preferably dimensioned such that a radial air vortex and thus a sifter action for impact-comminuted material fractions 91 are created, depending on the density of the supplied material 90 in which blow-crushed material fractions 91 are spun at high speed into a second comminution stage 20 arranged above the first comminution stage 10, which have undergone sufficient impact comminution.
- the impact tool 12 may be equipped with blades (not shown), which promote the previously described sifter effect.
- the impact crushing of the discarded material 90 can be further promoted if this discarded material 90 by the rotating in the first crushing stage 10 impact tool 12 on the Split edges 61 is thrown and split.
- the housing 21 of the second crushing stage 20 is formed according to the invention as a double-walled housing 21, between the outer wall 22 and inner wall 23, the impact-comminuted material fractions 91 are thrown, and which are each provided with Reibsieben 32, 33 for the passage of reibfein-comminuted material fractions 92nd 93 in a respective rubbing screen 32, 33 downstream collecting space 42, 43.
- the second crushing stage 20 is thus by triturating previously impact-crushed material fractions 91 not only on a rough inside of the outer wall 22 of the double-walled housing 21 but also on a rough outside the inner wall 23 of the double-walled housing 21 is achieved.
- the provision of two Reibsiebe 32, 33 increases the material throughput for recovered secondary raw materials 99 from disposed material 90 advantageously significantly.
- the double-walled housing 21 may be cylindrical or six-, eight- or other polygonal shaped analog or different from the first housing 11.
- the transport of the material fractions 91, 92, 93 in the purely mechanically generated air vortices and / or additionally assisted with suction by the comminution device 1 can take place.
- This is preferably designed such that via the feed channel 50 also fresh or - as far as the discarded material requires drying - also dry or warm air is sucked.
- this air in the feed channel 50 may also be provided by alternative or cumulative means.
- impact-comminuted material fractions 91 from the first comminuting stage 10 are not only thrown upwards into the second comminution stage 20 but are additionally rotated in the air vortex.
- the necessary air flow through the Reibsiebe 32, 33 is preferably realized by means of a control method, which is characterized by adjusting means by which the flow rates 42 43 are adjustable.
- the ratio of the volume flows 42: 43 is adjustable so that the volume flow 43 frictionally-comminuted material fractions 93 in the collecting space 43 in the flow direction behind the inner wall 23 of the housing 21 of the second crushing stage 20 is greater than the volume flow 42 Reibfein-crushed material fractions 92 in the collecting space 42 behind the outer wall 22 of the housing 21st
- the pressures P42 >> P43 will be set, which consequently serve as indicators for the ratio of the volume flows 42: 43 can serve. Because pressures P lighter than volume flows Are measurable in a development of the control method is preferred that the volume flow ratio 42 ⁇ 43 indirectly monitored by measuring the pressures P42, P43 in the collecting chambers 42, 43, wherein a correctly adjusted volume flow ratio 42 ⁇ 43 characterized in that the pressure P43 in the inner plenum 43 in the flow direction behind the inner wall 23 of the housing 21 of the second crushing stage 20 is smaller than the pressure P42 in the outer plenum 42 in the flow direction behind the outer wall 22 of the housing 21 of the second crushing stage 20th These are essentially dynamic pressure conditions.
- a further development of the method is preferably characterized in that as a control device for the volume flows 42 43 or the volume flow ratio 42 ⁇ 43, the speed D52 and / or D53 at least one suction means 52, 53 is variable.
- a second development of the method is preferably characterized by the fact that the actuating device for the volume flows 42 43 or the volume flow ratio 42 ⁇ 43 in at least one collecting space 42, 43 a the flow 42 42 throttling control flap 72, 73 is arranged.
- a third development of the method is preferably characterized by the fact that the motor current of an electric motor 13 driving the impact tool 12 can be adapted, in particular in the case of changes or fluctuations in the material input and / or imminent blockage in the first housing 11 of the first comminution stage 10.
- volumetric flow ratios have proven useful in which the ratio of the volume flows 42: 43 from outer plenum 42 to inner plenum 43 is less than 1, preferably in particular 2: 3.
- Fig. 1 shows a first embodiment of a crushing device 1 for the recovery of secondary raw materials 99, for example, from disposed fiber composite materials, with a grain size respectively a particle size distribution.
- the holes are preferably used for use Reibsiebe 32, 33 in both Reibsieben 32, 33 preferably uniformly designed so that these are guided by these break-crushed fiber composite material fractions 91 are rubbed so that as uniform as possible fibers give a defined length, which is sufficient to be able to transfer after further processing of the recovered fibers, eg preparation in a yarn or a flat semi-finished, again acting in a component forces between the fibers and the surrounding matrix.
- hole spacings in the Reibsieben 32, 33 has proven in this context, which in typical direction of impact-crushed material fractions 91, ie the flowing air vortex, greater distances than in the transverse extension thereto, so that the holes in the Reibsieben 32, 33 unfold by sufficient distance from each other a longitudinal fibers abreibende effect, so friction-comminuted fiber material fractions 92 with defined fiber length enter the collection space 42.
- the fibers of uniform length which have passed through the rubbing sieves 32, 33 into the collection space 42 arranged downstream in the direction of flow can be supplied as secondary raw material 99 with or without suction means 52 to a central collecting space.
- FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a comminution device 1 for the recovery of secondary raw materials 99, for example from disposed wood materials with two different particle size distributions.
- the holes are preferably used for use Reibsiebe 32, 33 thereby preferably designed differently in two Reibsieben 32, 33, that at these passing brittle-crushed wood and / or Halmmaterialfr risken 91 are rubbed so that two different from the form of chips result.
- the hole diameter of a Reibsiebes 32 are preferably selected to be greater than in the other Reibsieb 33, so that the slower larger chips through the Reibsieb 32 in the outer wall 22 and the finer chips - preferably supported by a suction flow - Pass through the rubbing screen 33 in the inner wall 23 in the respective Reibsieb 32, 33 downstream storage space 42, 43.
- the chips of the length of length passed through the rubbing sieves 32, 33 into downstream collecting chambers 42, 43 can be removed separately from the collecting chambers 42, 43 as secondary raw material 99 without or preferably with suction means 52, 53.
- the second crushing stage 20 is designed as a double-walled housing 21, the outer and- mecanicwandept 22, 23 respectively provided with Reibsieben 32, 33 for the passage of reibfein-comminuted material fractions 92, 93, a crushing device 1 with an advantageous significantly improved Material throughput for recovered secondary raw materials 99 are provided from disposed material 90.
- a comminution device 1 designed for a preferably optimized material throughput was operated, for example, under the following conditions:
- the electric motor 13 driving the impact tool 12 was operated in constant mode during normal operation.
- the suction means 52 and 53 associated with each plenum 42 and 43 were operated at nominal speeds D52 and D53 of about 70%.
- the control flaps 72 and 73 disposed in each plenum 42 and 43 have been adjusted so that the ratio of volumetric flows 42: 43 from outer plenum 42 to inner plenum 43 is less than 1, preferably about 2: 3.
- the motor current of the electric motor 13 could be adjusted accordingly within the scope of an emergency control.
- the impact-comminuted material fractions 91 are first propelled by the high-speed rotating impact tool 12 in one direction cover 24 rising air vortex on the first Reibsieb 32 on the inside of the outer wall 22 of the double-walled housing 21, then on the friction strips 62 on the lid 24th guided inward until they fall back into the first stage 10 in contact with the inner wall 23 of the double-walled housing 21 in the center due to gravity along the second Reibsiebes 33 - of course only as far as not worn down and through the Reibsiebe passed through as material fraction 92nd , 93.
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- Food Science & Technology (AREA)
- Crushing And Pulverization Processes (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungsvorrichtung (1) zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen (99) aus entsorgtem Material (90), umfassend: eine erste Zerkleinerungsstufe (10) mit einem Zuführkanal (50) zur Zuführung des entsorgten Materials (90) zu einem ersten Gehäuse (11) mit einem rotierenden Schlagwerkzeug (12) zur Zerkleinerung des entsorgten Materials (90) in eine schlag-zerkleinerte Materialfraktion (91 ) und zur Erzeugung eines Luftwirbels, welcher von der ersten Zerkleinerungsstufe (10) die schlag-zerkleinerte Materialfraktionen (91) zwischen die Wandungen eines doppelwandigen zweiten Gehäuses (21) einer, der ersten Zerkleinerungsstufe (10) nachgelagerten, zweiten Zerkleinerungsstufe (20) verbringt, wobei das doppelwandige Gehäuse (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) an der Außenwandung (22) mit einem ersten Sieb und an der Innenwandung (23) mit einem zweiten Sieb versehen ist und wobei durch diese Siebe entsprechend reibfein-zerkleinerte Materialfraktionen (92, 93) in einen dem jeweiligen Sieb nachgelagerten Sammelraum (42, 43) gelangen. In vorteilhafter Weiser erhöhen sich in der zweiten Zerkleinerungsstufe die Durchtrittsmöglichkeiten durch die an dem doppelwandigen Gehäuse (21) angeordneten Siebe und die Durchsätze. Besonders bevorzugt ist dabei die Ausführungsvariante, mit unterschiedlichen Siebanordnungen unterschiedliche Korngrößenverteilungen zu gewinnen.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material sowie auf ein Verfahren zur Steuerung einer solchen Zerkleinerungsvorrichtung.
Unter Sekundärrohstoffen werden gewöhnlich Rohstoffe verstanden, die durch Aufarbeitung (Recycling) aus entsorgtem Material gewonnen werden. Sie dienen als Ausgangsstoffe für neue Produkte und unterscheiden sich dadurch vom primären (aus der Natur gewonnenen) Rohstoff. Es handelt sich also im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung insbesondere um solche Stoffe, die im Rahmen der Rohstoffwirtschaft in einer Kaskaden- bzw. Mehrfachnutzung zum zweiten oder wiederholten Mal genutzt werden. Die Nutzung von Sekundärrohstoffen schont vorteilhaft natürliche Ressourcen und leistet einen Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung.
Bei entsorgtem Material kann es sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere um Materialverbunde handeln, wie sie beispielsweise bei der Recycling-Aufbereitung von Elektro- und Elektronik-Geräten bzw. -baugruppen auftreten, um Recycling-Mono- oder Mischmaterialien aus Eisen-Metallen, Nicht-Eisen-Metallen, Faserverbund- oder anderen Kunststoffen und/oder um Holz- und/oder Halmfraktionen wie Alt- oder Recyclingholz, entrindetes Stammholz, Kappholzstücke- oder andere Holzreste wie insbesondere Späne, um Altpapier oder um Stroh, sowie um Materialfraktionen aus vorgeschalteten anderen Grob-Zerkleinerungsprozessen in der Recycling-Industrie oder um Schlacken aus Verbrennungsprozessen.
Zur industriellen Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material sind eine Vielzahl von Zerkleinerungsvorrichtungen bekannt geworden.
Beispielsweise sei hier auf die in der EP 1 536 892 B1, der EP 1 721 674 B1 oder der WO 2010/057604 A1 beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtungen verwiesen, jeweils umfassend eine erste Zerkleinerungsstufe mit einem in einem zylindrischen Gehäuse rotierenden Schlagwerkzeug, zu dessen zentralem Bereich ein Zuführkanal für das entsorgte Material geführt ist, wobei das Schlagwerkzeug mit hohen Drehzahlen rotiert und dadurch einen radialen Luftwirbel hoher Geschwindigkeit erzeugt, welcher in der ersten Zerkleinerungsstufe schlag-zerkleinerte Materialfraktionen entlang von im zylindrischen Gehäuse ausgebildeten Öffnungen zum Austritt hinreichend zerkleinerter Materialfraktionen in einen Sammelraum führt.
Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Zerkleinerungsvorrichtungen ist der durch die Austrittsöffnungen im Gehäuse begrenzte Materialdurchsatz.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere hinsichtlich des Materialdurchsatzes verbesserte Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material sowie ein Verfahren zu deren Steuerung bereitzustellen. In einer Erweiterung der Aufgabe soll die Vorrichtung und das Verfahren insbesondere der Staubherstellung aus dem entsorgten Material dienen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zur Steuerung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.
Die Lösung für die Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material, umfasst im Wesentlichen eine erste Zerkleinerungsstufe mit einem Zuführkanal zur Zuführung des entsorgten Materials zu einem ersten Gehäuse mit einem rotierenden Schlagwerkzeug zur Zerkleinerung des entsorgten Materials in eine schlag-zerkleinerte Materialfraktion und zur Erzeugung eines Luftwirbels, welcher von der ersten Zerkleinerungsstufe die schlag-zerkleinerte Materialfraktionen zwischen die Wandungen eines doppelwandigen zweiten Gehäuses einer, der ersten Zerkleinerungsstufe nachgelagerten, zweiten Zerkleinerungsstufe verbringt, wobei das doppelwandige Gehäuse der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 an der Außenwandung mit einem ersten Sieb und an der Innenwandung mit einem zweiten Sieb versehen ist, wobei durch diese Siebe entsprechend reibfein-zerkleinerte Materialfraktionen in einen dem jeweiligen Sieb nachgelagerten Sammelraum gelangen.
Bevorzugt sind dabei am doppelwandigen Gehäuse der zweiten Zerkleinerungsstufe auf der Innenseite der Außenwandung ein erstes Reibsieb und auf der Außenseite der Innenwandung ein zweites Reibsieb angeordnet.
Indem die zweite Zerkleinerungsstufe erfindungsgemäß als doppelwandiges Gehäuse ausgebildet ist, dessen Wandungen jeweils mit Sieben versehenen sind für den Durchtritt entsprechend reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen, kann eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einem vorteilhaft deutlich verbesserten Materialdurchsatz für rückgewonnene Sekundärrohstoffe aus entsorgtem Material bereitgestellt werden.
Besonders bevorzugt kann dabei der Luftwirbel ausgenutzt werden, um das zu zerkleinernde Material an sich selbst und/oder an den Reibelementen bzw. Reibsieben zur Zerkleinerung zu reiben.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
So ist in einer Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung bevorzugt, wenn die Innenseite der ersten Wandung der ersten Zerkleinerungsstufe mit Spaltkanten versehen ist, welche die Schlag-Zerkleinerung entsorgten Materials weiter fördern, wenn dieses durch das Schlagwerkzeug auf die Spaltkanten geschleudert wird.
Soweit als entsorgtes Material Mono-Materialien zum Einsatz kommen und/oder Sekundärrohstoffe mit gleich verteilten Partikelgrößen erhalten werden sollen, hat sich in einer Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung der Einsatz von Reibsieben mit in beiden Sieben gleich großen Lochdurchmessern bewährt.
Soweit als entsorgtes Material dagegen Misch-Materialien zum Einsatz kommen und/oder Sekundärrohstoffe (gleich ob aus Mono- oder Misch-Materialien gewonnen) mit unterschiedlich verteilten Partikelgrößen erhalten werden sollen, hat sich in einer alternativen Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung der Einsatz von Reibsieben mit verschieden großen Lochdurchmessern bewährt, wobei die Lochdurchmesser des einen Reibsiebes bevorzugt größer gewählt sind als in dem anderen Reibsieb.
In beiden Fällen haben sich insbesondere Reibsiebe bewährt, welche bevorzugt als sog. Conidur®-Siebe ausgebildet sind, wie diese von der deutschen Firma HEIN, LEHMANN GmbH angeboten werden. Bekanntlich sind Conidur®-Siebe nach einem besonderen Verfahren hergestellt, welches es ermöglicht, feinste Löcher in Blechdicken herzustellen, die ein Vielfaches des Lochdurchmessers betragen können. Vorteilhaft weisen Conidur®-Siebe insbesondere konische Löcher auf, wobei die Durchgangsrichtung schräggestellt ist, so dass eine die Partikelgröße definierende schuppenartige, raue Oberfläche den Zerkleinerungsprozess unterstützt.
Soweit die Partikelgröße – je nach zugeführtem entsorgten Material – wesentlichen Einfluss auf die technischen Eigenschaften des Sekundärrohstoffes hat und deshalb die durch die Reibsiebe gelangten reibfein-zerkleinerten Materialfraktionen einer weiter differenzierten Partikelgrößenverteilung bedürfen, können in einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung den Reibsieben entsprechend weitere, auf definierte Partikelgrößen abgestimmte Siebe, nachgelagert sein.
Um auch reibfein-zerkleinerte Fasermaterialfraktionen mit definierter Faserlänge rückgewinnen zu können sind Lochabstände in den Reibsieben bevorzugt, welche in Umfangsrichtung des doppelwandigen Gehäuses kleiner gewählt sind als in dessen Längserstreckung. Mit anderen Worten: soweit in Längserstreckung und damit typischer Bewegungsrichtung schlag-zerkleinerter Materialfraktionen diese auf größere Lochabstände stoßen als in Quererstreckung dazu, hat dies zum Vorteil, dass die Löcher in den Reibsieben durch hinreichenden Abstand zueinander eine Längsfasern abreibende Wirkung entfalten.
In einer weiteren Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung ist bevorzugt, wenn der Deckel des doppelwandigen Gehäuses der zweiten Zerkleinerungsstufe mit Reibleisten versehen ist, welche die Reib-Zerkleinerung schlag-zerkleinerter Materialfraktionen weiter fördern, wenn diese die Reibleisten passieren.
In einer weiteren Ausgestaltung der Zerkleinerungsvorrichtung ist bevorzugt, den Durchsatz der, insbesondere reibfein-zerkleinerten, Materialfraktionen durch die Vorrichtung durch eine Saugluftströmung zu unterstützen.
Dabei hat sich insbesondere bewährt, zumindest dem zweiten Sammelraum ein den Materialdurchsatz förderndes Absaugmittel zuzuordnen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Steuerung einer Zerkleinerungsvorrichtung wie zuvor beschrieben, welches durch Stelleinrichtungen gekennzeichnet ist, mittels welchen das Verhältnis der Volumenströme in den Sammelräumen so einstellbar ist, dass der Volumenstrom reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen im Sammelraum hinter der Innenwandung des Gehäuses der zweiten Zerkleinerungsstufe größer ist als der Volumenstrom reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen im Sammelraum hinter der Außenwandung des Gehäuses der zweiten Zerkleinerungsstufe.
Eine erste Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass als Stelleinrichtung für das Volumenstromverhältnis die Drehzahl wenigstens eines Absaugmittels variierbar ist.
Eine zweite Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass als Stelleinrichtung für das Volumenstromverhältnis in wenigstens einem Sammelraum eine den Volumenstrom drosselnde Steuerklappe angeordnet ist.
Eine dritte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass der Motorstrom eines das Schlagwerkzeug antreibenden Elektromotors anpassbar ist, insbesondere bei Änderungen oder Schwankungen im Materialeintrag und/oder bei drohender Verstopfung im ersten Gehäuse der ersten Zerkleinerungsstufe.
Bei erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtungen haben sich insbesondere Volumenstromverhältnisse bewährt, bei denen das Verhältnis der Volumenströme von äußerem Sammelraum zu innerem Sammelraum kleiner 1 ist, vorzugsweise insbesondere 2:3 beträgt.
Schließlich zeichnet sich eine Weiterbildung des Verfahrens dadurch aus, dass das Volumenstromverhältnis mittelbar durch Messung der Staudrücke in den Sammelräumen überwacht wird, wobei ein korrekt eingestelltes Volumenstromverhältnis sich dadurch auszeichnet, dass der Staudruck im inneren Sammelraum hinter der Innenwandung des Gehäuses der zweiten Zerkleinerungsstufe kleiner ist als der Staudruck im äußeren Sammelraum hinter der Außenwandung des Gehäuses der zweiten Zerkleinerungsstufe.
Die vorliegende Erfindung eignet sich zur industriellen Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen, insbesondere aus
- Materialverbunden, wie sie beispielsweise bei der recycling-Aufbereitung von Elektro- und Elektronik-Geräten bzw. -baugruppen auftreten; und/oder
- Recycling-Mono- oder Mischmaterialien aus Eisen-Metallen, Nicht-Eisen-Metallen, Faserverbund- oder anderen Kunststoffen; und/oder
- Holz- und/oder Halmfraktionen wie Alt- oder Recyclingholz, entrindetes Stammholz, Kappholzstücke oder andere Holzreste wie insbesondere Späne, Altpapier oder Stroh; und/oder
- Materialfraktionen aus vorgeschalteten anderen Grob-Zerkleinerungsprozessen in der Recycling-Industrie oder Schlacken aus Verbrennungsprozessen.
Gleichwohl kann die vorliegende Erfindung insbesondere zur Herstellung bzw. Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen dienen, die bevorzugt nach einer Klassierung respektive Aussiebung, in Staubbrennern verbrannt werden können. Auch die Verwendung als Zusatzbrennmittel in Feuerungsstätten ist denkbar.
Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter beispielhafter Zerkleinerungsvorrichtungen zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen aus entsorgtem Material – auf welche die vorliegende Erfindung jedoch nicht beschränkt ist – näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen, insbesondere Partikelgrößen gleicher Korngrößenverteilung, beispielsweise aus entsorgten Faserverbund-Materialen; und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen, insbesondere Partikelgrößen unterschiedlicher Korngrößenverteilung, beispielsweise aus entsorgten Holz- und/oder Halmmaterialien.
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen, insbesondere Partikelgrößen gleicher Korngrößenverteilung, beispielsweise aus entsorgten Faserverbund-Materialen; und
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen, insbesondere Partikelgrößen unterschiedlicher Korngrößenverteilung, beispielsweise aus entsorgten Holz- und/oder Halmmaterialien.
Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleicher Bauteile.
In den Figuren 1 und 2 ist jeweils eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen 99 aus entsorgtem Material 90 dargestellt.
Erkennbar ist, wie in einem unteren Bereich der Zerkleinerungsvorrichtung 1 eine erste Zerkleinerungsstufe 10 realisiert ist. Das dieser Zerkleinerungsstufe 10 durch einen Zuführkanal 50 zugeführte entsorgte Material 90 wird hierbei durch ein, in bekannter Weise beispielsweise als Messerrotor ausgebildetes, Schlagwerkzeug 12 zerschlagen. Das in einem ersten, beispielsweise zylindrisch oder sechs-, acht- oder anders vieleckförmig ausgebildeten, Gehäuse 11 rotierende Schlagwerkzeug 12 wird bevorzugt so dimensioniert, dass je nach Dichte des zugeführten Materials 90 ein radialer Luftwirbel und somit eine Sichterwirkung für schlag-zerkleinerte Materialfraktionen 91 entsteht, durch welchen schlag-zerkleinerte Materialfraktionen 91 mit hoher Geschwindigkeit in eine oberhalb der ersten Zerkleinerungsstufe 10 angeordneten zweiten Zerkleinerungsstufe 20 geschleudert werden, welche eine ausreichende Schlag-Zerkleinerung erfahren haben.
Das Schlagwerkzeug 12 kann dazu mit Schaufeln ausgestattet sein (nicht dargestellt), welche die zuvor beschriebene Sichterwirkung fördern.
Wenn – wie dargestellt – die Innenseite des Gehäuses 11 der ersten Zerkleinerungsstufe 10 mit Spaltkanten 61 versehen ist, kann die Schlag-Zerkleinerung des entsorgten Materials 90 weiter gefördert werden, wenn dieses entsorgte Material 90 durch das in der ersten Zerkleinerungsstufe 10 rotierende Schlagwerkzeug 12 auf die Spaltkanten 61 geschleudert und aufgespalten wird.
Das Gehäuse 21 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 ist erfindungsgemäß als doppelwandiges Gehäuse 21 ausgebildet, zwischen dessen Außenwandung 22 und Innenwandung 23 die schlag-zerkleinerten Materialfraktionen 91 geschleudert werden, und welche jeweils mit Reibsieben 32, 33 versehen sind für den Durchtritt entsprechend reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen 92, 93 in einen dem jeweiligen Reibsieb 32, 33 nachgelagerten Sammelraum 42, 43. Die zweite Zerkleinerungsstufe 20 wird somit durch Zerreiben von zuvor schlag-zerkleinerten Materialfraktionen 91 nicht nur an einer rauen Innenseite der Außenwandung 22 des doppelwandigen Gehäuses 21 sondern auch an einer rauen Außenseite der Innenwandung 23 des doppelwandigen Gehäuses 21 erzielt. Das Vorhalten zweier Reibsiebe 32, 33 erhöht den Materialdurchsatz für rückgewonnene Sekundärrohstoffe 99 aus entsorgtem Material 90 vorteilhaft deutlich. Dass doppelwandige Gehäuse 21 kann analog oder abweichend zum ersten Gehäuse 11 zylindrisch oder sechs-, acht- oder anders vieleckförmig ausgebildet sein.
Damit nicht oberhalb der Außen- und Innenwandung 22, 23 schlag-zerkleinerte Materialfraktionen 91 austreten, sind diese bevorzugt mit einem Deckel 24 abgedeckt, womit durch die Außen- und Innenwandung 22, 23 und dem Deckel 24 ein Raum 25 für die in der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 aufzureibenden schlag-zerkleinerten Materialfraktionen 91 begrenzt ist. Wenn – wie ebenfalls dargestellt – der Deckel 24 des doppelwandigen Gehäuses 21 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 mit Reibleisten 62 versehen ist, kann auch die Reib-Zerkleinerung schlag-zerkleinerter Materialfraktionen 91 weiter gefördert werden, wenn diese Materialfraktionen 91 die Reibleisten 62 passieren.
Insbesondere kann der Transport der Materialfraktionen 91, 92, 93 im rein mechanisch erzeugten Luftwirbel und/oder zusätzlich saugtechnisch unterstützt durch die Zerkleinerungsvorrichtung 1 erfolgen.
Bei letztgenannter Ausgestaltung hat sich insbesondere bewährt, beiden Sammelräumen 42, 43 oder zumindest einem Sammelraum 42 oder 43 ein den Materialdurchsatz förderndes Absaugmittel 52, 53 zuzuordnen.
Dieses ist bevorzugt dergestalt ausgelegt, dass über den Zuführkanal 50 auch Frisch- oder – soweit das entsorgte Material der Trocknung bedarf – auch Trocken- oder Warmluft angesaugt wird. Freilich kann diese Luft im Zuführkanal 50 auch durch alternative oder kumulative Mittel bereitgestellt werden. In jedem Fall aber hat sich bewährt, im Bereich der ersten Zerkleinerungsstufe 10 das Gehäuse 11 bevorzugt verschlossen auszubilden, so dass keine Luft entweichen und eine Saugluftströmung in Richtung der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 schwächen kann.
Durch den stets zumindest mechanisch mittels des Schlagwerkzeuges 12 erzeugten Luftwirbel werden schlag-zerkleinerte Materialfraktionen 91 aus der ersten Zerkleinerungsstufe 10 nicht nur nach oben in die zweite Zerkleinerungsstufe 20 geschleudert sondern im Luftwirbel zusätzlich im Kreis gedreht.
Die notwendige Luftströmung durch die Reibsiebe 32, 33 wird bevorzugt mit Hilfe eines Steuerungsverfahrens realisiert, welches durch Stelleinrichtungen gekennzeichnet ist, mittels welchen die Volumenströme 42, 43 einstellbar sind. Insbesondere ist bevorzugt, dass das Verhältnis der Volumenströme 42 : 43 so einstellbar ist, dass der Volumenstrom 43 reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen 93 im Sammelraum 43 in Strömungsrichtung hinter der Innenwandung 23 des Gehäuses 21 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 größer ist als der Volumenstrom 42 reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen 92 im Sammelraum 42 hinter der Außenwandung 22 des Gehäuses 21.
Dabei werden sich die Drücke P42 >> P43 einstellen, welche folglich als Indikatoren für das Verhältnis der Volumenströme 42 : 43 dienen können. Da Drücke P leichter als Volumenströme messbar sind ist in einer Weiterbildung des Steuerungsverfahrens bevorzugt, dass das Volumenstromverhältnis 42 << 43 mittelbar durch Messung der Drücke P42, P43 in den Sammelräumen 42, 43 überwacht wird, wobei ein korrekt eingestelltes Volumenstromverhältnis 42 << 43 sich dadurch auszeichnet, dass der Druck P43 im inneren Sammelraum 43 in Strömungsrichtung hinter der Innenwandung 23 des Gehäuses 21 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 kleiner ist als der Druck P42 im äußeren Sammelraum 42 in Strömungsrichtung hinter der Außenwandung 22 des Gehäuses 21 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20. Es handelt sich dabei im Wesentlichen um Staudruckverhältnisse.
Eine weitere Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass als Stelleinrichtung für die Volumenströme 42, 43 oder das Volumenstromverhältnis 42 << 43 die Drehzahl D52 und/oder D53 wenigstens eines Absaugmittels 52, 53 variierbar ist.
Eine zweite Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass als Stelleinrichtung für die Volumenströme 42, 43 oder das Volumenstromverhältnis 42 << 43 in wenigstens einem Sammelraum 42, 43 eine den Volumenstrom 42, 42 drosselnde Steuerklappe 72, 73 angeordnet ist.
Eine dritte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass der Motorstrom eines das Schlagwerkzeug 12 antreibenden Elektromotors 13 anpassbar ist, insbesondere bei Änderungen oder Schwankungen im Materialeintrag und/oder bei drohender Verstopfung im ersten Gehäuse 11 der ersten Zerkleinerungsstufe 10.
Bei erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtungen haben sich insbesondere Volumenstromverhältnisse bewährt, bei denen das Verhältnis der Volumenströme 42 : 43 von äußerem Sammelraum 42 zu innerem Sammelraum 43 kleiner 1 ist, vorzugsweise insbesondere 2:3 beträgt.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung 1 zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen 99, beispielsweise aus entsorgten Faserverbund-Materialen, mit einer Korngröße respektive einer Korngrößenverteilung.
Insbesondere aus dem steigenden Anteil von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen in unterschiedlichen Industriezweigen ergibt sich zwangsläufig, dass immer mehr ausgediente CFK-Produkte als Abfall anfallen, welche dann auch im Sinne der Produktverantwortung recycelt werden müssen. Die Verwertung von CFK-Materialien erlangt aufgrund des umfassenden Einsatzes, in der Luftfahrtindustrie, der Automobilindustrie, in der Windenergiebranche und vielen anderen Bereichen, immer mehr an Bedeutung. Hier ist insbesondere die Werthaltigkeit der Carbonfasern von Bedeutung, für deren Herstellung bereits ein sehr hoher Energieaufwand investiert wurde. Mit einem hochwertigen Recycling lässt sich diese Energie zumindest zu hohen Anteilen erhalten, wenn es gelingt, Verfahren zu entwickeln und zu etablieren, die nur eine möglichst geringe Degradierung der Fasern beinhalten. Dies ist nämlich Voraussetzung dafür, dass die Eigenschaften der Fasern auch in einem Bauteil der zweiten Generation zum Einsatz kommen können und nutzbar bleiben. Hinzu kommt, dass die Kohlenstofffasern (eben aufgrund der sehr aufwändigen Herstellung) ein relativ hochpreisiger Rohstoff sind. Somit sind nicht nur ökologische Gründe für das Recycling von Faserverbundwerkstoffen vorhanden, sondern es handelt sich auch um einen wirtschaftlich interessanten Ansatzpunkt, die wiedergewonnenen Fasern einzusetzen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Löcher bevorzugt zum Einsatz kommender Reibsiebe 32, 33 dabei in beiden Reibsieben 32, 33 vorzugsweise einheitlich so gestaltet, dass an diesen vorbeigeführte bruch-zerkleinerte Faserverbund-Materialfraktionen 91 derart aufgerieben werden, dass sich möglichst einheitliche Fasern einer definierten Länge ergeben, welche hinreichend ist, um nach Weiterverarbeitung der rückgewonnenen Fasern, z.B. Aufbereitung in ein Garn oder einem flächigen Halbzeug, wieder in einem Bauteil wirkende Kräfte zwischen den Fasern und der umhüllenden Matrix übertragen zu können.
Insbesondere hat sich in diesem Zusammenhang die Ausbildung von Lochabständen in den Reibsieben 32, 33 bewährt, welche in typischer Bewegungsrichtung schlag-zerkleinerter Materialfraktionen 91, also dem strömenden Luftwirbel, größere Abstände aufweisen als in Quererstreckung dazu, so dass die Löcher in den Reibsieben 32, 33 durch hinreichenden Abstand zueinander eine Längsfasern abreibende Wirkung entfalten, also reibfein-zerkleinerte Fasermaterialfraktionen 92 mit definierter Faserlänge in den Sammelraum 42 eintreten lassen.
Die durch die Reibsiebe 32, 33 in den in Strömungsrichtung nachgeordneten Sammelraum 42 gelangten Fasern einheitlicher Länge können als Sekundärrohstoff 99 mit oder ohne Absaugmittel 52 einem zentralen Sammelraum zugeführt werden.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsvorrichtung 1 zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen 99, beispielsweise aus entsorgten Holz-Materialien mit zwei unterschiedlichen Korngrößenverteilungen.
Auch im industriellen Holzwerkstoffbereich wie beispielsweise der Herstellung von Spanplatten, Pellets oder Briketts ist die Aufbereitung von entsorgten Holz- und/oder Halmmaterialien unumgänglich, bevor diese den genannten Verarbeitungen bzw. Verwertungen zugeführt werden können. Zu diesem Zweck müssen die beispielsweise als Alt- oder Recyclingholz, entrindetes Stammholz, Kappholzstücke oder andere Holzreste wie insbesondere Späne, als Altpapier oder als Stroh anfallenden entsorgten Holz- und/oder Halmmaterialien auf definierbare Endkorngrößen zerkleinert werden, welche gewöhnlich vom Staubpartikel bis hin zum Grobspan reichen. Insbesondere bei der Herstellung von Spanplatten werden bekanntlich zwei von der Form her unterschiedliche Späne benötigt, und zwar einen ein feiner Span, der eine möglichst gleichmäßige dichte Oberfläche mitbringt und zum anderen ein gröberer Span für die Mittellage der Spanplatte.
Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Löcher bevorzugt zum Einsatz kommender Reibsiebe 32, 33 dabei in beiden Reibsieben 32, 33 vorzugsweise unterschiedlich so gestaltet, dass an diesen vorbeigeführte bruch-zerkleinerte Holz- und/oder Halmmaterialfraktionen 91 derart aufgerieben werden, dass sich zwei von der Form her unterschiedliche Späne ergeben. Insbesondere hat sich in diesem Zusammenhang bewährt, wenn die Lochdurchmesser des einen Reibsiebes 32 bevorzugt größer gewählt sind als in dem anderen Reibsieb 33, so dass die trägeren größeren Späne durch das Reibsieb 32 in der Außenwandung 22 und die feineren Späne – vorzugsweise unterstützt durch einen Saugstrom – durch das Reibsieb 33 in der Innenwandung 23 in den dem jeweiligen Reibsieb 32, 33 nachgelagertem Sammelraum 42, 43 gelangen.
Die durch die Reibsiebe 32, 33 in nachgeordnete Sammelräume 42, 43 gelangten Späne unterschiedler Länge können als Sekundärrohstoff 99 ohne oder vorzugsweise mit Absaugmittel 52, 53 jeweils aus den Sammelräumen 42, 43 getrennt abgeführt werden.
Soweit die Partikelgröße – je nach zugeführtem entsorgten Material 90 – wesentlichen Einfluss auf die technischen Eigenschaften des Sekundärrohstoffes 99 hat und deshalb die durch die, insbesondere verschiedenen, Reibsiebe 32, 33 gelangten reibfein-zerkleinerten Materialfraktionen 92, 93 einer weiter differenzierten Partikelgrößenverteilung bedürfen, können in einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung 1 den Reibsieben 32, 33 entsprechend weitere, auf definierte Partikelgrößen abgestimmte Siebe, nachgelagert sein (nicht dargestellt).
Indem die zweite Zerkleinerungsstufe 20 erfindungsgemäß als doppelwandiges Gehäuse 21 ausgebildet ist, dessen Außen und- Innenwandungen 22, 23 jeweils mit Reibsieben 32, 33 für den Durchtritt entsprechend reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen 92, 93 versehenen sind, kann eine Zerkleinerungsvorrichtung 1 mit einem vorteilhaft deutlich verbesserten Materialdurchsatz für rückgewonnene Sekundärrohstoffe 99 aus entsorgtem Material 90 bereitgestellt werden.
Eine für einen bevorzugt optimierten Materialdurchsatz ausgelegte Zerkleinerungsvorrichtung 1 wurde beispielsweise unter folgenden Bedingungen betrieben:
Der das Schlagwerkzeug 12 antreibende Elektromotor 13 wurde im Normalbetrieb im konstanten Modus betrieben. Die einem jeden Sammelraum 42 und 43 zugeordneten Absaugmittel 52 und 53 wurden mit einer Nenndrehzahl D52 und D53 von etwa 70 % betrieben. Die in einem jeden Sammelraum 42 und 43 angeordneten Steuerklappen 72 und 73 wurden so eingestellt, dass das Verhältnis der Volumenströme 42 : 43 von äußerem Sammelraum 42 zu innerem Sammelraum 43 kleiner 1 ist, vorzugsweise etwa 2:3 beträgt.
Bei Änderungen bzw. Schwankungen des Eintrages des Materials 90 wurde zur Schwankungs- und/oder Notfallregelung die Drehzahl D52 und D53 der Absaugmittel 52 und 53 entsprechend dem angestrebten Volumenstromverhältnis 42 << 43 angepasst. Ebenso konnte bei drohender Verstopfung des Innenraums des ersten Gehäuses 11 der ersten Zerkleinerungsstufe 10 der Motorstrom des Elektromotors 13 im Rahmen einer Notfallregelung entsprechend angepasst werden.
Tests mit zwei unterschiedlich groß ausgelegten Zerkleinerungsvorrichtungen A und B ergaben nach Figur 2:
Zerkleinerungs- vorrichtung A |
Zerkleinerungs- vorrichtung B |
|
Gesamtvolumenstrom : | = 25.000 m³/h | = 18.000 m³/h |
Im Raum 42 vor Absaugmittel 52 : | 42 = 10.400 m³/h | 42 = 7.200 m³/h |
Im Raum 43 vor Absaugmittel 53 : | 43 = 15.600 m³/h | 43 = 10.800 m³/h |
Volumenstromverhältnis : | 42 2 ------ = ----- 43 3 |
42 2 ------ = ------ 43 3 |
Je nach Anwendungsfall können verschiedene, insb. wechselbar ausgebildete, Reibsiebe 32, 33 zum Einsatz kommen. Insbesondere haben sich vorzugsweise solche bewährt, die als sog. Conidur®-Siebe ausgebildet sind, wie diese von der deutschen Firma HEIN, LEHMANN GmbH angeboten werden und welche insbesondere konische Löcher aufweisen, wobei die Durchgangsrichtung schräggestellt ist, so dass eine die Partikelgröße definierende schuppenartige, raue Oberfläche den Reibprozess unterstützt.
Insbesondere beim Reibsieb 32 auf der Innenseite der Außenwandung 22 des doppelwandigen Gehäuses 21 hat sich eine entgegen der typischen Bewegungsrichtung schlag-zerkleinerter Materialfraktionen 91 ausgerichtete Schrägstellung der Durchgangsrichtung der Löcher bewährt, so dass aus der ersten Zerkleinerungsstufe 10 in Richtung Deckel 24 der zweiten Zerkleinerungsstufe 20 im Luftwirbel kreisende schlag-zerkleinerte Materialfraktionen 91 an den schuppenartigen, rauen Oberflächen der Reibsiebe 32, 33 zerrieben werden.
Dagegen hat sich beim Reibsieb 33 auf der Außenseite der Innenwandung 23 des doppelwandigen Gehäuses 21 eine entgegen der Schwerkraft gerichtete Ausrichtung der Schrägstellung der Durchgangsrichtung der Löcher bewährt.
Somit werden im Idealfall die schlag-zerkleinerten Materialfraktionen 91 durch das mit hoher Drehzahl rotierende Schlagwerkzeug 12 zunächst in einem Richtung Deckel 24 aufsteigenden Luftwirbel am ersten Reibsieb 32 auf der Innenseite der Außenwandung 22 des doppelwandigen Gehäuses 21 entlanggeschleudert, sodann an den Reibleisten 62 am Deckel 24 nach innen geführt, bis diese bei Kontakt mit der Innenwandung 23 des doppelwandigen Gehäuses 21 im Zentrum bedingt durch die Schwerkraft entlang des zweiten Reibsiebes 33 wieder in die erste Stufe 10 herunterfallen – natürlich nur soweit noch nicht aufgerieben und durch die Reibsiebe hindurch getreten als Materialfraktion 92, 93.
Bezugszeichenliste P1481:
1 Zerkleinerungsvorrichtung
10 erste Zerkleinerungsstufe
11 Gehäuse
12 Schlagwerkzeug
13 Elektromotor
20 zweite Zerkleinerungsstufe
21 Gehäuse (doppelwandig)
22 Außenwandung
23 Innenwandung
24 Deckel
25 Raum
32 Reibsieb
33 Reibsieb
42 Sammelraum
43 Sammelraum
50 Zuführkanal
52 Absaugmittel
53 Absaugmittel
61 Spaltkanten
62 Reibleisten
72 Steuerklappe
73 Steuerklappe
90 Material
91 Materialfraktion
92 Materialfraktion
93 Materialfraktion
99 Sekundärrohstoff
Gesamtvolumenstrom
42 Volumenstrom
43 Volumenstrom
P42 Staudruck
P43 Staudruck
D52 Drehzahl
D53 Drehzahl
1 Zerkleinerungsvorrichtung
10 erste Zerkleinerungsstufe
11 Gehäuse
12 Schlagwerkzeug
13 Elektromotor
20 zweite Zerkleinerungsstufe
21 Gehäuse (doppelwandig)
22 Außenwandung
23 Innenwandung
24 Deckel
25 Raum
32 Reibsieb
33 Reibsieb
42 Sammelraum
43 Sammelraum
50 Zuführkanal
52 Absaugmittel
53 Absaugmittel
61 Spaltkanten
62 Reibleisten
72 Steuerklappe
73 Steuerklappe
90 Material
91 Materialfraktion
92 Materialfraktion
93 Materialfraktion
99 Sekundärrohstoff
Gesamtvolumenstrom
42 Volumenstrom
43 Volumenstrom
P42 Staudruck
P43 Staudruck
D52 Drehzahl
D53 Drehzahl
Stand der Technik:
EP 1 536 892 B1
EP 1 721 674 B1
WO 2010/057604 A1
EP 1 536 892 B1
EP 1 721 674 B1
WO 2010/057604 A1
Claims (16)
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) zur Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen (99) aus entsorgtem Material (90), umfassendeine erste Zerkleinerungsstufe (10) mit einem Zuführkanal (50) zur Zuführung des entsorgten Materials (90) zu einem ersten Gehäuse (11) mit einem rotierenden Schlagwerkzeug (12) zur Zerkleinerung des entsorgten Materials (90) in eine schlag-zerkleinerte Materialfraktion (91) und zur Erzeugung eines Luftwirbels, welcher von der ersten Zerkleinerungsstufe (10) die schlag-zerkleinerte Materialfraktionen (91) zwischen die Wandungen eines doppelwandigen zweiten Gehäuses (21) einer, der ersten Zerkleinerungsstufe (10) nachgelagerten, zweiten Zerkleinerungsstufe (20) verbringt,wobei das doppelwandige Gehäuse (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) an der Außenwandung (22) mit einem ersten Sieb und an der Innenwandung (23) mit einem zweiten Sieb versehen ist,wobei durch diese Siebe entsprechend reibfein-zerkleinerte Materialfraktionen (92, 93) in einen dem jeweiligen Sieb nachgelagerten Sammelraum (42, 43) gelangen.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am doppelwandigen Gehäuse (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) auf der Innenseite der Außenwandung (22) ein erstes Reibsieb (32) und auf der Außenseite der Innenwandung (23) ein zweites Reibsieb (33) angeordnet ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite der ersten Wandung (11) der ersten Zerkleinerungsstufe (10) mit Spaltkanten (61) versehen ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebe der Innenwandung (23) und der Außenwandung (22) gleich große oder unterschiedlich große Lochdurchmesser aufweisen.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass den Sieben respektive den Reibsieben (32, 33) weitere Siebe nachgeordnet sind.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochabstände in den Reibsieben (32, 33) in Umfangsrichtung des doppelwandigen Gehäuses (21) kleiner gewählt sind als in dessen Längserstreckung.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im doppelwandigen Gehäuse (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) Reibleisten (62) angeordnet sind, bevorzugt am Deckel (24) des Gehäuses (21).
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transport der Materialfraktionen (91, 92, 93) durch die Zerkleinerungsvorrichtung (1) durch eine Saugluftströmung unterstützt ist.
- Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest dem zweiten Sammelraum (43) ein den Materialdurchsatz förderndes Absaugmittel (53) zugeordnet ist.
- Verfahren zur Steuerung einer Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch Stelleinrichtungen, mittels welchen das Verhältnis der Volumenströme ( 42, 43) in den Sammelräumen (42, 43) so einstellbar ist, dass der Volumenstrom ( 43) reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen (93) im Sammelraum (43) hinter der Innenwandung (23) des Gehäuses (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) größer ist als der Volumenstrom ( 42) reibfein-zerkleinerter Materialfraktionen (92) im Sammelraum (42) hinter der Außenwandung (22) des Gehäuses (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorstrom eines das Schlagwerkzeug (12) antreibenden Elektromotors (13) anpassbar ist, insbesondere bei Änderungen oder Schwankungen im Materialeintrag und/oder bei drohender Verstopfung im ersten Gehäuse (11) der ersten Zerkleinerungsstufe (10).
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenstromverhältnis (42 << 43) mittelbar durch Messung der Staudrücke (P42, P43) in den Sammelräumen (42, 43) überwacht wird, wobei ein korrekt eingestelltes Volumenstromverhältnis (42 << 43) sich dadurch auszeichnet, dass der Staudruck (P43) im inneren Sammelraum (43) hinter der Innenwandung (23) des Gehäuses (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20) kleiner ist als der Staudruck (P42) im äußeren Sammelraum (42) hinter der Außenwandung (22) des Gehäuses (21) der zweiten Zerkleinerungsstufe (20).
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EP16703096.4A EP3253493B1 (de) | 2015-02-03 | 2016-02-03 | Zerkleinerungsvorrichtung zur rückgewinnung von sekundärrohstoffen aus entsorgtem material sowie verfahren zu deren steuerung |
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