Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall und Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung

Abstract

 Zur Vermeidung von Beschädigungen der Zerkleinerungswerkzeuge bei Zerkleinerungsvorrichtungen werden unverkleinerbare Teile des Abfalls aus der Vorrichtung ausgeworfen. Dies geschieht durch Neigung der Walzenpaare der Zerkleinerungsvorrichtung in die Vertikale. Das Auswerfen der unzerkleinerbaren Teile kann noch durch gegenläufigen Antrieb der Walzenpaare erleichtert werden.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall mit wenigstens einem durch eine Antriebseinrichtung angetriebenen parallelen Wellenpaar, auf dessen Wellen ineinandergreifende und gegeneinander drehbare Zerkleinerungswerkzeuge angeordnet sind, wobei die Wellen während des Zerkleinerungsbetriebs derart in einer etwa horizontalen Ebene angeordnet sind, dass die Zerkleinerungswerkzeuge eine etwa trichterförmige Einzugszone bilden, in welcher der zu zerkleinernde Abfall aufgrund seiner Schwerkraft, sowie der Drehrichtung der Zerkleinerungswerkzeuge gehalten und zur Zerkleinerung zwischen die Zerkleinerungswerkzeuge gebracht wird.

[0002] Zerkleinerungsvorrichtungen für die verschiedensten Materialien sind in Vielzahl bekannt und gebräuchlich. So zeigt z.B. das Schweizer Patent Nr. 100 710 eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Kehricht mit gegeneinander laufenden Zerkleinerungswalzen. Ein grosses Problem bei Abfall-Zerkleinerungsvorrichtungen ist es bekanntlich, dass Material und Teile mit in einem weiten Bereich schwankenden Festigkeitseigenschaften gemischt zugeführt werden. Dabei besteht die Gefahr, dass unzerkleinerbare Teile, wie Metallbrocken oder grosse Steine, zugeführt werden und die Zerkleinerungswerkzeuge beschädigen. Beim genannten Schweizer Patent wird deshalb vorgeschlagen, eine der Walzen seitlich verschiebbar zu lagern und durch Federdruck gegen die andere Walze zu pressen. Nachteilig ist es dabei, dass einerseits die Anpresskraft der Feder limitiert ist und bereits bei geringen Druckanstiegen die Walze um einen kleinen Betrag auszuweichen beginnt. Dadurch werden in Abhängigkeit von der Materialfestigkeit schwankende Teilchengrössen des zerkleinerten Materials erreicht, was unerwünscht ist. Ausserdem wirkt die seitliche Ausweichmöglichkeit für die Walze nicht, wenn in Querrichtung, d.h. also zwischen zwei nebeneinander liegenden Zähnen ein nicht zerkleinerbares Teilchen eingeklemmt wird, da die auftretenden Kräfte in Längsrichtung der Antriebswellen und quer zur Vorspannfeder wirken. Eine Beschädigung der Zerkleinerungswerkzeuge ist also durch diese Vorrichtung nicht ausgeschlossen.

[0003] Die US-PS 3,697,005 (Lundin) zeigt eine Zerkleinerungsvorrichtung, welche bei Ueberlastung von Hand abschaltbar ist. Ersichtlicherweise ist es meistens schon zu spät, wenn die Zerkleinerungswerkzeuge derart abgebremst werden oder vielleicht sogar schon blockiert sind, um eine Beschädigung zu vermeiden. Ausserdem erfordert die Vorrichtung gemäss der US-PS ein manuelles Reinigen, bzw. Herausnehmen eines unzerkleinerbaren Teils, was zeitaufwendig und mit Verletzungsgefahr verbunden ist und darüber hinaus einen automatischen Betrieb einer derartigen Vorrichtung verunmöglicht.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem mechanischem Aufbau zuverlässig das Entfernen von schlecht oder nicht zerkleinerbaren Teilen ermöglicht und trotzdem die Zerkleinerung mit hohen und höchsten Drehmomenten erlaubt.

[0005] Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe in erster Linie dadurch gelöst, dass wenigstens eine der Wellen mit einer Schwenkanordnung verbunden und derart aus der Betriebslage parallel verschwenkbar ist, dass die Einzugszone zum Auswerfen von in der Einzugszone befindlichem, schwer oder nicht zerkleinerbarem Abfall zur Vertikalen geneigt wird. Ersichtlicherweise kann eine derartige Schwenk- oder Kippbewegung eines Wellenpaars durchgeführt werden, ohne dass die Verbindung der Wellenlager, z.B. in einem Rahmen, getrennt werden müsste. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Rahmenanordnung derart starr und statisch fest ausgebildet werden kann, dass sich auch bei hohen Drehmomenten und Lagerkräften keine Veränderung der Relativlage .der beiden Wellen ergibt und damit gleichbleibender Abstand der Zerkleinerungswerkzeuge auch bei schwierigen Betriebsbedingungen gewährleistet werden kann. Dies garantiert sowohl verschleissarmen Betrieb der Zerkleinerungswerkzeuge, als auch gleichbleibende Teilchengrösse des zerkleinerten Abfalls.

[0006] Die Neigung der durch die Zerkleinerungswerkzeuge gebildeten Einzugszone zur Vertikalen hin kann ersichtlicherweise sowohl durch einseitiges Anheben des Wellenpaars, als auch durch Absenken des Wellenpaars erreicht werden. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Lager des Wellenpaars auf einem gemeinsamen Rahmen befestigt sind und wenn der Rahmen mit der Schwenkanordnung zum Verschwenken wenigstens einer Welle des Wellenpaars aus der horizontalen Betriebslage verbunden ist.

[0007] Besonders einfacher konstruktiver Aufbau lässt sich dabei erreichen, wenn der Rahmen um die Achse einer Welle verschwenkbar angeordnet ist, sodass also nur die andere Welle des Wellenpaars angehoben oder abgesenkt wird. Die Verlagerung der Welle kann ersichtlicherweise soweit erfolgen, dass das Wellenpaar in der Auswurfstellung vertikal übereinander liegt. Es ist jedoch.auch denkbar, dass das Verschwenken über die Vertikale hinaus erfolgt, um zuverlässig zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen befindliche Teile auszuwerfen.

[0008] Der Auswurfvorgang wird noch unterstützt, wenn wenigstens eine der Wellen eines Wellenpaars durch die Antriebseinrichtung in Gegenrichtung antreibbar ist. Insbesondere, wenn Teile bereits zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen verklemmt sind, wird der Auswurfvorgang durch gegenläufigen Antrieb erleichtert.

[0009] Sofern die eine der Wellen abgesenkt und um die andere Welle als Drehachse verwendet wird, kann es ausreichen, wenn diese Welle während des Verschwenkens arretiert wird. Eine Verschwenkung des Rahmens um die Welle als Drehachse bewirkt nämlich ersichtlicherweise eine Relativbewegung der Welle und damit der Zerkleinerungswerkzeuge in Auswurfrichtung, ohne dass ein Antrieb in Gegenrichtung erfolgt. Auf diese Weise sind vorteilhaft Konstruktionen denkbar, bei denen z.B. nur eine der beiden Wellen, nämlich die abwärts verlagerte Welle, in Gegenrichtung angetrieben wird und die andere Welle lediglich arretiert wird. ,

[0010] Vorteilhaft lässt sich die Vorrichtung automatisieren, wenn an der Antriebseinrichtung und/oder an den Wellen ein Fühler zur Ueberwachung des Zerkleinerungs-Drehmoments, sowie eine Vergleichseinrichtung zum Ermitteln eines vorbestimmten Höchstwerts des Drehmoments vorgesehen sind, und wenn die Schwenkanordnung zum Verschwenken des Wellenpaars in die Auswerflage beim Erreichen des Maximal-Drehmoments mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Auf diese Weise lässt sich ein vollautomatischer Zerkleinerungsbetrieb erreichen, welcher gleichmässige Teilchengrösse garantiert und lediglich solche Teile, welche die Zerkleinerungswerkzeuge beschädigen würden, unzerkleinert passieren lässt. Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Antriebseinrichtung eine Drehrichtungsumkehr-Einrichtung aufweist, welche zur Drehrichtungsumkehr beim Erreichen des Maximal-Drehmoments vorgesehen ist.

[0011] Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung realisieren, wenn der Antrieb der Wellenpaare über einen Hydraulikmotor erfolgt und wenn zum Ueberwachen des Drehmoments ein Fühler vorgesehen ist, welcher den Hydraulikdruck und damit mittelbar das Zerkleinerungs-Drehmoment misst.

[0012] Besonders rationell lässt sich die erfindungsgemässe Vorrichtung betreiben, wenn beim erstmaligen Ueberschreiten des Maximal- Drehmoments zunächst nicht unmittelbar die Verlagerung der Wellen in die Auswerflage erfolgt, sondern wenn zunächst nur ein Antrieb der Zerkleinerungswerkzeuge in Gegenrichtung erfolgt. Häufig resultiert nämlich ein Drehmomentsanstieg lediglich daraus, dass sich Teile des Abfalls in einer ungünstigen Position zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen verklemmen. Durch Antrieb in Gegenrichtung und neuerlichen Antrieb in der Betriebsrichtung lässt sich erreichen, dass die Teilchen in einer anderen Lage zwischen die Zerkleinerungswerkzeuge kommen und in vielen Fällen dann zerkleinert werden, ohne dass das Maximal-Drehmoment wiederum erreicht wird. Erst wenn das Maximal-Drehmoment auch nach einem oder mehreren Reversierungszyklen immer noch erreicht wird, kann dann die Schwenkanordnung zum Auswerfen des in der Einzugszone befindlichen Guts betätigt werden.

[0013] Ersichtlicherweise werden der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstands sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch durch Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden Merkmale gewährleistet.

[0014] Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Die schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Vorrichtung im Betrieb in Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 im Schnitt,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 in Auswerfstellung, und

Fig. 4 die Vorrichtung gemäss Fig. 1 in verkleinertem Maßstab.

[0015] Gemäss Fig. 1 weist eine Vorrichtung zur Verkleinerung von Abfall zwei mit Zerkleinerungswerkzeugen 1 besetzte Walzen 2 auf, welche mittels Wellen 3 in einem Rahmen 4 gelagert sind. Die Wellen 3 werden durch zwei Hydraulikmotore 5 (Fig. 4) gegensinnig angetrieben, sodass der dazwischen eingebrachte Abfall mittels der Zerkleinerungswerkzeuge 1 zerkleinert wird. Die beiden Walzen 2 bilden zwischen sich eine Einzugszone 6, in welcher der eingebrachte Abfall aufgrund der Schwerkraft und der Drehrichtung der Zerkleinerungswerkzeuge 1 solange gehalten wird, bis er zwischen die Walzen 2 gelangt und dort durch die Zerkleinerungswerkzeuge 1 zerkleinert und nach unten ausgeworfen wird. Der zerkleinerte Abfall fällt, wie schematisch dargestellt, auf ein Förderband 7 und wird dort abtransportiert. Der Rahmen 4 ist einerseits um die Welle eines Walzenpaars drehbar an einem Träger 8 verschwenkbar befestigt und wird auf der anderen Seite durch eine Teleskopanordnung 9 in der horizontalen Lage gehalten.

[0016] Sofern im Betriebsablauf ein nicht zerkleinerbares Teil zwischen die Walzen 2 gelangt, kann durch Entlastung der Teleskopanordnung (Fig. 3) der Rahmen 4 derart abgesenkt werden, dass die beiden Walzen 2 etwa vertikal übereinander liegen und die Einzugszone 6 derart geneigt ist, dass das dazwischen befindliche unzerkleinerbare Gut herausfällt und eine Beschädigung der Zerkleinerungswerkzeuge 1, der Walzen 2 oder der Hydraulikmotore 5 vermieden wird. Das Auswerfen des nicht zerkleinerbaren Teils lässt sich noch dadurch erleichtern, wenn die Walzen 2, bzw. die Wellen 3 während des Auswerfvorgangs in Gegenrichtung angetrieben werden. Sobald das Auswerfen abgeschlossen ist, lässt sich der Rahmen 4 ersichtlicherweise durch die Teleskopanordnung 9 wiederum in die horizontale Position bringen, um den Zerkleinerungsbetrieb fortzusetzen.

[0017] Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass die beiden Hydraulikmotoren 5 über je eine Verstellpumpe 13 vor- und rückwärts antreibbar sind. Der Druck in den Hydraulikleitungen 10 wird durch eine Drucküberwachungseinrichtung 11 überwacht. Sobald der Druck in der Hydraulikleitung 10 einen bestimmten einstellbaren Wert übersteigt, spricht ein Regler 12 für die Reversierung an.

[0018] Dieser Regler 12 steuert die Verstellpumpe 13 an und kehrt die Drehrichtung des Hydraulikmotors 5 um. Nach einigen Umdrehungen (einstellbare Zeit) in der Rückwärtsrichtung steuert der Regler 12 die Verstellpumpe 13 wieder in den ursprünglichen Drehsinn. Steigt der Druck in der Drucküberwachungseinrichtung 11 erneut über den eingestellten Wert, so wird der ganze Vorgang wiederholt. Die Anzahl der Ansteuerungen wird von einem Zähler und Regler 15 für die Ausklappung registriert. Sobald eine einstellbare Anzahl von Reversierungen (z.B. drei) gemacht worden sind, wird durch diesen Regler 15 der Verschwenkvorgang ausgelöst. Eine, oder beide Verstellpumpen 13 reversieren, das Ventil 16 wird angesteuert, sodass die Hydraulikzylinder 17 die Teleskopanordnung 9 ausfährt und den Rahmen 4 in senkrechte Anordnung herstellen (Fig. 1 und 3), sodass die Walzen 2 senkrecht übereinander stehen und das unvermahlbare Teil ausdosiert werden kann. Danach werden durch entsprechende Ansteuerung durch den Regler 15 der Teleskopanordnung 9 und Rahmen 4 wieder in die horizontale Stellung verlagert und der Zerkleinerungsbetrieb kann wieder aufgenommen werden.

[0019] Ersichtlicherweise schafft die Erfindung eine neue Vorrichtung zur Zerkleinerung von Abfall, die sowohl rationell im Betrieb ist, als auch einfach und sicher im Aufbau ist.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Zerkleinern von Abfall mit wenigstens einem durch eine Antriebseinrichtung angetriebenen parallelen Wellenpaar, auf dessen Wellen ineinandergreifende und gegeneinander drehbare Zerkleinerungswerkzeuge angeordnet sind, wobei die Wellen während des Zerkleinerungsbetriebs derart in einer etwa horizontalen Ebene angeordnet sind, dass die Zerkleinerungswerkzeuge eine etwa trichterförmige Einzugszone bilden, in welcher der zu zerkleinernde Abfall aufgrund seiner Schwerkraft, sowie der Drehrichtung der Zerkleinerungswerkzeuge gehalten und zur Zerkleinerung zwischen die Zerkleinerungswerkzeuge gebracht wird, dadurch gekennzeichnet , dass wenigstens eine der Wellen (3) mit einer Schwenkanordnung verbunden und aus der Betriebslage unter Beibehaltung des Wellenabstands relativ zur anderen Welle derart verschwenkbar ist, dass die Einzugszone (6) zum Auswerfen von in der Einzugszone befindlichem, schwer oder nicht zerkleinerbarem Abfall zur Vertikalen geneigt wird.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Lager des Wellenpaars auf einer Schwenkvorrichtung befestigt sind, und dass die Schwenkvorrichtung wenigstens mit einer Welle des Wellenpaars zum Verschwenken aus der horizontalen Betriebslage verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Schwenkvorrichtung um die Achse einer Welle verschwenkbar angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Wellen eines Wellenpaars durch die Antriebseinrichtung in Gegenrichtung antreibbar ist.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wellen eines Wellenpaars wenigstens während des Verschwenkens der anderen Welle des Wellenpaars arretierbar ist.

6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass an der Antriebseinrichtung und/oder an den Wellen eine Einrichtung zur Ueberwachung des Zerkleinerungs-Drehmoments angebracht ist, die beim Ueberschreiten eines vorbestimmbaren Höchstwerts des Drehmoments vorgesehen ist und die bei einer vorbestimmbaren Anzahl der Ueberschreitung des Höchstwerts den Verschwenkvorgang einleitet.

7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Antriebseinrichtung eine Drehrichtungsumkehr-Einrichtung aufweist, welche zur Drehrichtungsumkehr beim Erreichen des Maximal-Drehmoments vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folge-Steuereinrichtung zum sequentiellen und/oder gleichzeitigen Aktivieren der Drehrichtungsumkehr-Einrichtung und/oder der Schwenkanordnung vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass die Antriebseinrichtung für die Wellenpaare einen Antriebsmotor, Hydraulikleitungen, sowie wenigstens einen die Wellen antreibenden Hydraulikmotor aufweist, und dass der Fühler zum Ueberwachen des Zerkleinerungs-Drehmoments ein Druckfühler ist, welcher an die Hydraulikleitungen angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wellen arretierbar und die andere gleichzeitig in Gegenrichtung antreibbar ist.

11. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkanordnung zum Auswerfen von nicht oder schlecht zerkleinerbarem Gut betätigt wird, sobald das Drehmoment an wenigstens einer der Wellen einen vorbestimmbaren Maximalwert überschreitet.

12. Verfahren nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass beim Ueberschreiten des MaximalDrehmoments zunächst die Drehrichtung der Zerkleinerungswerkzeuge wenigstens einmal für einen Reversierungszyklus vorbestimmter Zeitdauer umgekehrt wird, und dass erst dann, wenn nach Ablauf des Reversierungszyklus das Maximal-Drehmoment innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums wieder erreicht wird, die Schwenkanordnung zum Auswerfen des in der Einzugszone befindlichen Guts betätigt wird.

Zeichnung