ATBECHDEDKESFRGBGRITLILUNLSEMCPTIESILTLVFIROMKCYALTRBGCZEEHUPLSKBAHRIS..MTNORSMESMMAKHTNMD..........
J
BDM Ver 2.0.14 (4th of August) - 1100000/0
3954462
EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG
A1
20220216
EP
21187763.4
20210726
de
de
de
102020119889
20200728
DE
20220216
202207
20220216
202207
B02C 18/14 20060101AFI20220112BHEP
B02C 23/18 20060101ALI20220112BHEP
B02C 18/18 20060101ALI20220112BHEP
B02C 18/148 20130101 FI20220103BHEP
B02C2018/188 20130101 LA20220103BHEP
B02C 23/18 20130101 LI20220103BHEP
B02C 18/14 20130101 LI20220103BHEP
de
ZERKLEINERUNGSVORRICHTUNG MIT KÜHLEINRICHTUNG SOWIE VERFAHREN ZU DEREN BETRIEB
en
COMMINUTING DEVICE WITH COOLING DEVICE AND METHOD OF OPERATING THE SAME
fr
DISPOSITIF DE BROYAGE POURVU DE DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT, AINSI QUE PROCÉDÉ DE FONCTIONNEMENT
1a
Vecoplan AG
101004893
K710621EP
Vor der Bitz 10
56470 Bad Marienberg
DE
Udert, Marcel
56459 Stockum-Püschen
DE
Baldus, Martin
56459 Todtenberg
DE
Lippert Stachow Patentanwälte Rechtsanwälte
100060002
Partnerschaft mbB Postfach 30 02 08
51412 Bergisch Gladbach
DE
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Die Erfindung betrifft Zerkleinerungsvorrichtung, die zur Durchführung eines Zerkleinerungsprozesses ausgebildet ist mit einem Zerkleinerungsrotor, der an einem Maschinengestell gelagert ist und an seinem Umfang eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen aufweist, wobei der Zerkleinerungsrotor in einem, Zerkleinerungsgut aufnehmenden Zerkleinerungsraum angeordnet und ausgebildet ist, das im Zerkleinerungsraum befindliche Gut zu zerkleinern, ferner umfassend eine Kühlmitteleinrichtung die ausgebildet ist, ein flüssiges Kühlmittel umfassend zumindest 80% Wasser in den Zerkleinerungsraum einzubringen, und umfassend eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Kühlmitteleinrichtung zur Einstellung einer Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum. Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, eine Einbringrate des flüssigen Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Vorrichtung derart anzupassen, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine Zerkleinerungsvorrichtung, bei welcher ein Zerkleinerungsrotor an einem Maschinengestell gelagert ist und an seinem Umfang eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen aufweist, wobei der Zerkleinerungsrotor in einem, Zerkleinerungsgut aufnehmenden Zerkleinerungsraum angeordnet und ausgebildet ist, das im Zerkleinerungsraum befindliche Gut zu zerkleinern, ferner umfassend eine Kühlmitteleinrichtung, die ausgebildet ist, ein flüssiges Kühlmittel auf Wasserbasis in den Zerkleinerungsraum einzubringen und umfassend eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Kühlmitteleinrichtung zur Einstellung einer Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum.
Derartige Zerkleinerungsvorrichtungen sind auf dem Gebiet, insbesondere bei der Zerkleinerung von Kunststoffmaterialien, beispielsweise für die Verwertung von Produktionsresten oder dem Recycling von Kunststoffmaterialien wohlbekannt. Insbesondere bei der Bearbeitung von Kunststoffen, jedoch unter Umständen auch bei anderen spezifischem, zu zerkleinerndem Zerkleinerungsgut ist eine Kühlung des Materials während des Zerkleinerungsprozesses notwendig, um zu verhindern, dass durch die beim Zerkleinerungsprozess auf das zu zerkleinernde Gut einwirkende Prozesswärme eine zu hohe Temperatur des Materials zur Folge hat, was unter Umständen den Zerkleinerungsprozess selbst, der ein Schneiden, Brechen und/oder Zerreißen des Gutes erfordert, erschwert oder gar einen unerwünschten Phasenübergang des Zerkleinerungsgutes verursacht, was eine nachfolgende Weiterverarbeitung des Mahlgutes erschweren oder verunmöglichen kann.
Eine solche herkömmliche Zerkleinerungsvorrichtung, die eingerichtet ist das zu zerkleinernde Gut während des Zerkleinerungsprozesses zu kühlen, ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift EP 1 364 713 A2 beschrieben. Es wird gelehrt, als Kühlmedium ein Gas wie Druckluft und/oder eine Flüssigkeit wie beispielsweise kaltes Wasser einzusetzen, um die erzeugte Prozesswärme abzuführen und damit zu vermeiden, dass während des Zerkleinerungsprozesses diesem nicht zuträgliche Temperaturen des Zerkleinerungsgutes erzeugt werden. Die Entsorgung des verbrauchten, erwärmten Kühlmediums erfolgt herkömmlicherweise über die Entnahme des zerkleinerten Gutes oder über eine separate Vorrichtung, welche z.B. das Kühlmedium über einen externen Wärmetauscher führt und in einem geschlossenen Kreislauf zur Wiederverwendung bereitstellt.
Es hat sich herausgestellt, dass die beschriebenen Zerkleinerungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik insbesondere bei thermisch empfindlichen Materialien häufig keinen ausreichenden Abtransport der Prozesswärme bereitstellen, um eine ungewollte Zustandsänderung oder gar ein Entzünden des Materials während des Zerkleinerungsvorganges zu verhindern. Darüber hinaus ist die Entsorgung bzw. Wiederaufbereitung des verbrauchten, erwärmten Kühlmediums bei Vorrichtungen des Standes der Technik mit einem erhöhten vorrichtungsseitigen Aufwand und erhöhtem Wartungsaufwand der Zerkleinerungsvorrichtung verbunden. Ferner kann sich insbesondere bei der beschriebenen herkömmlichen Wasserkühlung der Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes in einem solchen Maße erhöhen, dass eine nachfolgende Weiterverarbeitung des Mahlgutes erschwert ist bzw. zu minderwertigen Produkten führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebenen Nachteile herkömmlicher Zerkleinerungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik zumindest teilweise zu beheben. Diese Aufgabe wird durch eine Zerkleinerungsvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung weist einen Zerkleinerungsrotor auf, der an einem Maschinengestell gelagert ist und an seinem Umfang eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen umfasst, wobei der Zerkleinerungsrotor in einem, Zerkleinerungsgut aufnehmenden Zerkleinerungsraum angeordnet und ausgebildet ist, das im Zerkleinerungsraum befindliche Gut zu zerkleinern, wobei darüber hinaus eine Kühlmitteleinrichtung vorgesehen ist, die ausgebildet ist, ein flüssiges Kühlmittel, das einen Wassergehalt von zumindest 80 % aufweist, in den Zerkleinerungsraum einzubringen. Ferner weist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung eine Steuereinrichtung auf zur Steuerung der Kühlmitteleinrichtung zur Einstellung einer Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum. Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, eine Einbringrate des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess bzw. den Zerkleinerungsraum, in welchem der Zerkleinerungsprozess stattfindet, an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Vorrichtung, insbesondere einen Volumendurchsatz, einen Massendurchsatz des Zerkleinerungsgutes und/oder eine Antriebsleistung eines Rotorantriebs, insbesondere eines Antriebsmotors des Rotors, derart anzupassen, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut bzw. den Zerkleinerungsraum eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt ist. Der angegebene Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes, an den die Einbringrate des Kühlmittels angepasst wird, kann der Mengendurchsatz der zu zerkleinernden Gutes oder der Mengendurchsatz des zerkleinerten Gutes (Mahlgut) sein.
Der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung liegt die grundsätzliche Idee zugrunde, eine Kühlmitteleinrichtung mit entsprechender Steuerung so auszubilden, dass ein flüssiges Kühlmittel auf Wasserbasis derart in den Zerkleinerungsraum, in welchem der Zerkleinerungsprozess stattfindet und Prozesswärme durch den Zerkleinerungsvorgang erzeugt wird, einzubringen, dass die Kühlleistung im Wesentlichen, insbesondere in einem überwiegenden Anteil, durch die latente Wärme des wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt wird, sodass mit vergleichsweise wenig Kühlmitteleintrag eine effektive Prozesswärmeaustragung bereitgestellt werden kann, ohne dass erhöhte Temperaturen des zerkleinerten Gutes resultieren, die einer weiteren Verarbeitung des zerkleinerten Gutes abträglich sein können. Da die Einbringrate des Kühlmittels an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes, das im Zerkleinerungsprozess verarbeitet wird, angepasst wird, kann darüber hinaus, eine u.U. vorgegebene, die weitere Verarbeitung des zerkleinerten Gutes erschwerender Feuchtegehaltschwelle des zerkleinerten Gutes (Mahlgutes) vermieden bzw. unter Umständen der Feuchtegehalt des zerkleinerten Gutes niedriger als der Feuchtegehalt des dem Zerkleinerungsrotor zugeführten Gutes eingestellt werden. Insofern kann die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung so ausgebildet und gesteuert sein, dass zu jedem Zeitpunkt so viel Kühlmittel in den Zerkleinerungsprozess zugeführt wird, dass eine optimale Kühlleistung bereitgestellt und gleichzeitig das Kühlmittel im Wesentlichen vollständig durch Übergang in die gasförmige Phase durch Verdampfen bzw. Verdunsten aus dem Material während der Zerkleinerung ausgetrieben wird. Durch die beschriebene Steuerung der Kühleinrichtung kann insofern eine Betriebssituation vermieden werden, bei welcher zu viel Kühlmittel in den Zerkleinerungsraum eingeführt wird mit der Folge, dass ein erhöhter Kühlanteil durch das Kühlmittel im flüssigen Aggregatzustand bereitgestellt wird und damit ein geringerer Umsatz von Kühlmittel in die dampfförmige Phase erfolgt.
Mit der erfindungsgemäß gestalteten Zerkleinerungsvorrichtung können in einer Ausführungsform insbesondere thermisch empfindliche Materialien, beispielsweise Kunststoffplatten, auf eine geringe Korngröße, beispielsweise < 12 mm einstufig zerkleinert werden, ohne dass eine nachfolgende Zerkleinerung, beispielsweise in Schneidmühlen, notwendig ist. Die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung kann eine hohe Prozesssicherheit gewährleistet, darüber hinaus kann der Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung gegenüber der herkömmlichen Zerkleinerungsvorrichtung verbessert sein, was eine Steigerung des Materialdurchsatzes bei gleicher Rotorantriebsleistung ermöglicht. Die durch die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung bereitgestellte effektive Kühlung des zu zerkleinernden Materials kann zu einer Senkung des Verschleißes der Zerkleinerungswerkzeuge am Rotor bzw. von am Maschinengestell befestigten Gegenmesser(n) führen aufgrund der verminderten Reibung und thermischen Beanspruchung der Bauteile. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung gegenüber den Zerkleinerungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik kann in dem Entfall von Zusatzaggregaten zur Entsorgung des verbrauchten, erwärmten Kühlmediums bestehen, darüber hinaus kann bei der erfindungsgemäß gestalteten Zerkleinerungsvorrichtung die Menge des Kühlmediums stark reduziert sein.
Die Angabe "flüssiges Kühlmittel auf Wasserbasis" meint hier ein Kühlmittel, das im Wesentlichen Wasser mit einem Gewichtsanteil von mehr als 80%, insbesondere mehr als 90% meint. Insbesondere kann das Kühlmittel auch vollständig aus Wasser ohne jegliche Zusatzstoffe bestehen. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, ein Kühlmittel auf Wasserbasis mit Zusatzstoffen zu verwenden. Beispielsweise kann dem Kühlmittel ein Seifenzusatz zugesetzt sein, um mit der Kühlung gleichzeitig einen Waschvorgang am Material zu erzeugen.
Die Angabe "in den Zerkleinerungsraum eingebrachte Kühlleistung" bzw. "in das Zerkleinerungsgut eingebrachte Kühlleistung" kann die durch das Kühlmittel bereitgestellte Kühlleistung meinen, welche durch das zu zerkleinernde Gut bzw. das zerkleinerte Gut aufgenommen wird, und damit zur Temperaturerniedrigung des Gutes führt.
Weitere vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen der Erfindung sind in der nachfolgenden allgemeinen Beschreibung, den Figuren, der Figurenbeschreibung sowie den Unteransprüchen angegeben.
Zweckmäßigerweise kann die Kühleinrichtung bzw. Kühlmitteleinrichtung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung einen Kühlmittelanschluss zum Anschluss an ein Kühlmittelnetz wie ein Wasserversorgungsnetz bzw. ein Kühlmittelreservoir umfassen. Soweit der Druck im Versorgungsnetz ausreicht, kann die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zur Einbringsteuerung eine Ventileinrichtung umfassen, mit welcher die Einbringrate des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels gesteuert wird. In Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung, bei welcher diese ein Kühlmittelreservoir umfasst, kann eine Kühlmittelpumpe umfasst sein, um die angegebene Einbringrate des Kühlmittels, u.U. in Verbindung mit einer Ventileinrichtung, z.B. durch Festlegung des Massenstroms oder Volumenstrom des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess einzustellen.
Die Angabe "Zerkleinerungsraum" kann einen Einbringraum zur Aufnahme des zu zerkleinernden Gutes einschließlich des Bauraums des Rotors umfassen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass dieser Zerkleinerungsraum beispielsweise durch eine Zuführeinrichtung wie einen antreibbaren Schieber einer Vorschubeinrichtung veränderbar ist, insbesondere zum Bewegen von Zerkleinerungsgut in Richtung zum Zerkleinerungsrotor. Es kann auch erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das zu zerkleinernde Gut über einen Einfülltrichter in den Zerkleinerungsraum einführbar ist, wobei auch in dieser Ausführungsform eine Zuführeinrichtung umfasst sein kann.
Es sei bemerkt, dass das Einbringen des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden kann, wobei sich die Angabe "Einbringrate des Kühlmittels" bzw. "Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes" auf einen jeweiligen vorgegebenen Zeitabschnitt bezieht. Dieser Zeitraum kann z.B. im Sekundenbereich oder auch im Minutenbereich liegen.
Um sicherzustellen, dass das zerkleinerte Gut einen vorgegebenen Feuchtegrad nicht überschreitet bzw. innerhalb eines vorgegebenen Feuchtegradbereiches liegt, kann bei der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgebildet ist, die Anpassung der Einbringrate des Kühlmittels an dem Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes in den Zerkleinerungsprozess so auszuführen, dass mehr als 70% oder mehr als 80%, insbesondere mehr als 90% des eingebrachten Kühlmittels beim Kühlen des Zerkleinerungsgutes bzw. des zerkleinerten Gutes von den flüssigen in die dampfförmige Phase übergeht. Demnach kann die Steuereinrichtung eingerichtet und ausgebildet sein, die Einbringrate so zu steuern, dass ein vorgegebener Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes nicht überschritten bzw. der Feuchtegrad des Zerkleinerungsgutes innerhalb eines vorgegebenen Feuchtegradbereichs liegt. Diese Obergrenze kann beispielsweise einer Verarbeitungsfeuchte entsprechen, die einen maximal möglichen Feuchtegrad im zerkleinerten Gut, beispielsweise einem Kunststoffgranulat, angibt, bei dem die Qualität der daraus gebildeten Formteile bzw. Halbzeuge noch gesichert ist. Ein üblicherweise zulässiger Wassergehalt zur Verarbeitung von Kunststoffen wie PE, PB, PA, PET kann bei etwa 0,02 bis 0,1 Gew.% liegen, der mit der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung für das zerkleinerte Gut einhaltbar ist.
Zweckmäßigerweise kann die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zumindest einen Feuchtesensor zur Erfassung eines Feuchtegrades des zerkleinerten Gutes aufweisen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet sein kann, auf einen vorbestimmten Soll-Feuchtegrad bzw. einen vorbestimmten Soll-Feuchtebereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße zu steuern oder zu regeln. Eine solche Stellgröße kann beispielsweise ein Ansteuersignal für eine Ventileinrichtung und/oder eine Kühlmittelpumpe der Kühleinrichtung umfassen.
Um bei der Durchführung des Zerkleinerungsprozesses das Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des zerkleinerten Gutes zu verhindern, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zumindest einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur des zerkleinerten bzw. teilzerkleinerten Gutes im Zerkleinerungsraum und/oder zur Erfassung einer Temperatur des zerkleinerten Gutes außerhalb des Zerkleinerungsraums umfasst, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, auf eine vorbestimmten Soll-Temperatur bzw. einen vorbestimmten Soll-Temperaturbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße zu steuern oder zu regeln. Dabei kann diese Stellgröße identisch sein mit der obenstehend angegebenen Stellgröße für die Feuchtegradregelung des zerkleinerten Gutes. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der zumindest eine Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des zerkleinerten Gutes im Zerkleinerungsraum ausgebildet und angeordnet sein kann, die Temperatur des zerkleinerten Gutes im Bereich des Zerkleinerungsprozesses zu erfassen, d.h. in einem Bereich der Zerkleinerungsvorrichtung, in welchem der Zerkleinerungsvorgang stattfindet, beispielsweise im Bereich des Rotors, unter Umständen im Bereich von ortsfest zum Maschinengestell angeordneten Gegenmessern, da in diesen Bereichen die Zerkleinerung des Zerkleinerungsgutes überwiegend stattfindet. Beispielsweise kann insbesondere bei solchen Zerkleinerungsvorrichtungen, bei welchen eine Siebvorrichtung den Zerkleinerungsrotor auf einem Teilumfang umgibt, der zumindest eine Temperatursensor angeordnet und ausgebildet sein, die Temperatur des sich noch im Zerkleinerungsprozess befindlichen Zerkleinerungsgutes zwischen dem Sieb und dem Rotor, d. h. innerhalb des Zerkleinerungsraums, zu erfassen. Es ist möglich, dass zumindest ein Temperatursensor angeordnet und ausgebildet ist, die Temperatur des zerkleinerten Gutes zu erfassen, das sich aus dem Wirkbereich des Zerkleinerungsrotors und damit aus dem Zerkleinerungsraum herausbewegt hat, beispielsweise nach dem Zerkleinerungsprozess nach unten auf ein unter dem Rotor angeordnetes Transportband geführt wurde bzw. gefallen ist.
Da in der Regel die größte Prozessabwärme im Bereich bzw. in kurzem radialen Abstand zu den Zerkleinerungswerkzeugen des Rotors erzeugt wird, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung zumindest einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur am Rotor, insbesondere eine Temperatur im Bereich eines oder mehrerer Zerkleinerungswerkzeuge umfasst, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, auf eine vorgegebene Soll-Temperatur bzw. einen Soll-Temperaturbereich des Rotors mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße zu regeln.
Es kann vorgesehen sein, dass bei der Regelung durch Einstellen der Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess bzw. den Zerkleinerungsraum nicht nur eine der obenstehend genannten Eingangsgrößen, sondern mehrere eingehen, insbesondere der Volumendurchsatz des Zerkleinerungsgutes, der Massendurchsatz des Zerkleinerungsgutes, eine Temperatur des zerkleinerten Gutes, eine Temperatur des zu zerkleinernden Gutes, eine Temperatur am Rotor, ein Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes und/oder ein Feuchtegrad des zu zerkleinernden Gutes. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Regelung als Regelgrößen zumindest die Temperatur und den Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes umfasst und als Mehrgrößenregelung ausgelegt ist, wobei der jeweilige Sollwert, bzw. Sollwertbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt wird.
Zur Bereitstellung einer Stellgröße für die Regelung kann die Kühleinrichtung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung eine Anschlusseinrichtung zum Anschluss an ein Kühlmittelleitungsnetz und/oder zum Anschluss an ein Kühlmittelreservoir sowie eine Kühlmitteldüseneinrichtung umfassend zumindest eine Kühlmitteldüse zur Einbringung von Kühlmittel in den Zerkleinerungsprozess bzw. den Zerkleinerungsraum umfassen, wobei die Steuereinrichtung zur Steuerung der Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum ausgebildet sein kann, zumindest ein Flussventil des Kühlmittels und/oder zumindest eine Kühlmittelpumpe anzusteuern bzw. einstellen. Je nach Ausführungsform kann die Stellgröße z.B. ein Steuersignal für ein Kühlmittelflussventil bzw. eine Kühlmittelpumpe sein. Bei der Regelung kann beispielsweise die Stellgröße zur Ausführung einer Zweipunktregelung ausgebildet sein, d.h. in diesem Fall ein Flussventil bzw. eine Ventileinrichtung, geöffnet oder geschlossen bzw. eine Kühlmittelpumpe angeschaltet bzw. ausgeschaltet werden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Stellgröße kontinuierlich zu verändern, beispielsweise durch Bereitstellen entsprechender Steuersignale der Steuereinrichtung um den Durchfluss durch das Ventil bzw. die Ventileinrichtung kontinuierlich bzw. die Pumpleistung der Kühlmittelpumpe kontinuierlich einzustellen. Zweckmäßigerweise kann in der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung ein Durchflussmengensensor zur Erfassung der Einbringrate des Kühlmittels vorgesehen sein kann.
Um einen möglichst hohen Anteil des in den Zerkleinerungsprozess bzw. dem Zerkleinerungsraum eingebrachten Kühlmittels in die gasförmige Phase überzuführen, kann vorgesehen sein, das Kühlmittel fein verteilt in den Zerkleinerungsprozess bzw. den Zerkleinerungsraum einzubringen, insbesondere in Form einer gleichförmigen Vernebelung, um eine möglichst niedrige Temperatur des zerkleinerten Gutes und einen möglichst geringen Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes zu bewirken.
Um eine gleichförmige Einbringung des Kühlmittels bereitzustellen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Kühlmitteldüseneinrichtung eine Mehrzahl zur Längsachse des Rotors beabstandet an dem Maschinengestell der Zerkleinerungsmaschine angeordnete Düsen aufweist, wobei diese Düsen in Einbaulage über dem Rotor angeordnet sein können, sodass das eingebrachte flüssige Kühlmittel aufgrund seiner Gewichtskraft in Richtung auf den Rotor bzw. in einen Abschnitt im Bereich des Rotors fällt, in welchen der jeweilige Zerkleinerungsprozess im Wesentlichen stattfindet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Kühlmitteldüseneinrichtung eine Mehrzahl von zur Längsachse des Rotors beabstandet am Umfang desselben angeordnete Düsen zur Einbringung des wasserbasierten Kühlmittels aufweist, wobei die Düsen in radialer Richtung zum Rotor ausgerichtet sein können. In beiden Varianten ist auch eine in Längsrichtung des Rotors durchgehend Kühlmittel abgebende Düseneinrichtung einsetzbar.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kühlmitteldüseneinrichtung ausgebildet ist, das Kühlmittel auf den Rotor und/oder auf das zu zerkleinernde Gut aufzubringen. Beispielsweise kann eine oder mehrere Düsen auf den Rotor und/oder eine oder mehrere Düsen auf das zu zerkleinernde Gut im Bereich des Rotors ausgerichtet sein. Die Angabe "ausgerichtet" meint dabei eine Orientierung zur Abgabe des flüssigen Kühlmittels in Richtung auf den Rotor bzw. das zu zerkleinernde bzw. teilzerkleinerte Gut.
Um die Phasenumwandlung des Kühlmittels durch die Bereitstellung einer großen Oberfläche des eingebrachten Kühlmittels zu erhöhen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Kühlmitteldüseneinrichtung ausgebildet und eingerichtet ist, das wasserhaltige Kühlmittel in Form eines Wassernebels in den Zerkleinerungsprozess, insbesondere auf den Rotor und/oder das zu zerkleinernde Gut im Bereich des Rotors einzubringen, wobei die Wassernebeltröpfchen einen Durchmesser < 100 µm, insbesondere < 50 µm aufweisen. Insbesondere können entsprechende Düsen zur Einbringung des flüssigen Kühlmittels ausgebildet sein, das Kühlmittel zu zerstäuben, sodass sich die angegebene Tröpfchengröße ergibt.
Um eine Überschreitung eines vorgegebenen Schwellwertes des Feuchtegrades der Luft im Bereich der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung bei deren Betrieb zu vermeiden, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Zerkleinerungsvorrichtung eine Absaugeinrichtung aufweist, die ausgebildet ist zum zumindest teilweise Absaugen das während der Kühlung des zerkleinerten Gutes sich entwickelnden Kühlmitteldampfes, insbesondere Wasserdampfes. Eine solche Maßnahme kann insbesondere bei einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung zweckmäßig sein, die aufgrund des zu zerkleinernden Gutes eine erhöhte Prozesswärme erzeugt, die wie beschrieben bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Wesentlichen durch den Phasenübergang des Kühlmittels abgeführt wird.
Zur Optimierung des Regelverhaltens beim Betrieb der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung kann diese zumindest einen Feuchtesensor zur Erfassung eines Feuchtegrades des zu zerkleinernden Gutes, insbesondere außerhalb des Zerkleinerungsraums aufweisen, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet sein kann, in Abhängigkeit dessen als weitere Regelgröße die Einbringrate für das in den Zerkleinerungsprozess eingebrachte Kühlmittel zu regeln.
Um eine gleichförmige Kühlung innerhalb des Zerkleinerungsprozesses über die gesamte Wirkbreite (axiale Wirklänge) des Rotors bereitzustellen, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, das Zerkleinerungsgut, beispielsweise mittels einer über die Wirkbreite des Rotors wirkenden Vorschubeinrichtung gleichförmig dem Rotor zugeführt wird und die Kühlmitteleinrichtung ausgebildet ist, über die gesamte Wirkbreite des Rotors angeordnete Zerkleinerungsgut eine Einbringung des Kühlmittels, insbesondere eine gleichförmige Einbringung über die Wirkbreite des Rotors bereitzustellen.
Die obenstehend angegebene Aufgabe wird darüber hinaus gelöst durch ein Verfahren zum Kühlen von Zerkleinerungsgut und/oder von zerkleinertem Gut in einer Zerkleinerungsvorrichtung, die zur Durchführung eines Zerkleinerungsprozesses ausgebildet ist, bei welchem mittels am Umfang eines Zerkleinerungsrotors angebrachten Zerkleinerungswerkzeugen ein in einem Zerkleinerungsraum der Zerkleinerungsvorrichtung befindliches Zerkleinerungsgut zerkleinert wird, wobei während des Zerkleinerungsvorgangs ein flüssiges Kühlmittel auf Wasserbasis, umfassend zumindest 80% Wasser in den Zerkleinerungsraum bzw. den im Zerkleinerungsraum ablaufenden Zerkleinerungsprozess eingebracht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Vorrichtung, insbesondere einen Volumendurchsatz des Zerkleinerungsguts, einen Massendurchsatz des Zerkleinerungsguts in der Vorrichtung, und/oder eine Antriebsleistung des Rotorantriebs derart angepasst wird, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt wird.
Wie obenstehend schon erläutert, kann die Einbringung des wasserhaltigen Kühlmittels in dem Zerkleinerungsprozess bzw. dem Zerkleinerungsraum kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen, erfindungsgemäß erfolgt in beiden Fällen eine Anpassung dieser Einbringrate an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameters, d.h. an die Menge des zerkleinerten Gutes.
Je nach Ausführungsform kann die Anpassung der Einbringrate des Kühlmittels so ausgebildet sein, dass mehr als 70%, insbesondere mehr als 75%, vorzugsweise mehr als 80% der in das Zerkleinerungsgut bzw. in den Zerkleinerungsraum eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des eingebrachten Kühlmittels bereitgestellt wird.
Insbesondere um einen die nachfolgende Verarbeitung des zerkleinerten Guts erschwerenden Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes zu vermeiden, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Anpassung der Einbringrate des Kühlmittels an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes in den Zerkleinerungsprozess so ausgeführt wird, dass mehr als 80%, insbesondere mehr als 90% des eingebrachten Kühlmittels beim Kühlen des Zerkleinerungsgutes bzw. des zerkleinerten Gutes von der flüssigen in die dampfförmige Phase übergeht.
Zur Erläuterung der Anpassung der Einbringrate an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes durch die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung sei im Folgenden angenommen, dass 100% des eingebrachten Kühlmittels beim Kühlen des Zerkleinerungsgutes bzw. des zerkleinerten Gutes von der flüssigen in die dampfförmige Phase übergeht. Ferner sei angenommen, dass die Temperatur des in den Zerkleinerungsraum eingeführten Zerkleinerungsgutes T_{Input-Material} identisch sein soll mit der Temperatur des zerkleinerten Gutes, d.h. nach Durchführung des Zerkleinerungsprozesses unter Einwirkung der beschriebenen Kühlung. Bei der Durchführung der Zerkleinerung des zu zerkleinernden Gutes erhöht sich aufgrund der Prozesswärme die Temperatur des zerkleinerten Gutes ohne Kühlung auf T_{Output-Material}. Insofern ist durch das Kühlmittel die Kühlleistung bereitzustellen:
Q˙
Material
=
m˙
Material
∗
c
p Material
∗
T
Output
−
Material
−
T
Input
−
Material
wobei dQ_{Material}/dt die in das zerkleinertem Gut eingebrachte Wärmeleistung, dm_{Material}/dt den Massendurchsatz des Zerkleinerungsgutes und Cp Material die spezifische Wärme des Zerkleinerungsgutes ist. In dem betrachteten Idealfall wird 100% der während des Zerkleinerungsprozesses in das Zerkleinerungsgut eingebrachte Wärmeleistung unter Nutzung der latenten Wärme des Kühlmittels beim Übergang in die dampfförmige Phase kompensiert. Für die folgende Betrachtung wird als Kühlmittel reines Wasser zugeführt mit einer Temperatur Ta, sodass sich eine spezifische Wärmemenge für dieses Kühlmittel ergibt zu:
q
Wasser
=
4
,
18
kJ
/
kg
*
K
*
100
−
T
a
K
+
2246
kJ
/
kg
.
Bei einer beispielhaften Einbringtemperatur Ta von 15° des Wassers ergibt sich eine spezifische Wärmemenge von
q
Wasser
=
2602
,
15
kJ
/
kg
.
Insofern macht bei der Verwendung von reinem Wasser als Kühlmittels die Kühlung durch das Auftreten der latenten Wärme mehr als 86% in dem beschriebenen Beispiel aus.
Die obigen Überlegungen führen zu der Gleichung
dm
Wasser
/
dt
*
q
Wasser
=
dQ
Material
/
dt
,
womit die Einbringrate für das Kühlmittel für den hier betrachteten Idealfall bestimmbar ist, bei welchem angenommen wird, dass das gesamte in den Zerkleinerungsprozess eingebrachte Kühlmittel in die dampfförmige Phase übergeht.
Erkennbar ist die Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Zerkleinerungsgutes, insbesondere der spezifischen Wärmekapazität, einer Übergangstemperatur wie eine Schmelztemperatur bzw. eine Selbstentzündungstemperatur abhängig und ist insofern auf das jeweilige Material abzustimmen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Temperatur des zerkleinerten Gutes gemessen und auf eine vorgegebene Soll-Temperatur bzw. ein Soll-Temperaturbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt werden. Eine solche Soll-Temperatur kann beispielsweise unterhalb einer Schmelztemperatur liegen, die je nach Anwendung beim Zerkleinerungsprozess vermieden werden muss, um beispielsweise eine nachfolgende Weiterbearbeitung nicht zu erschweren. Beispielsweise kann eine Ist-Temperatur des zerkleinerten Gutes gemessen und bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle die Einbringrate des Kühlmittels erhöht werden, wobei vorzugsweise auf eine vorgegebene Soll-Temperatur geregelt wird mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße, beispielsweise ein Signal zum Betrieb einer Kühlmittelpumpe und/oder eines Kühlmittelventils. Zweckmäßigerweise wird bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Einbringrate des Kühlmittels erfasst, beispielsweise durch Messen des Massen- bzw. Volumendurchsatzes des Kühlmittels, aus welchen die Einbringrate bestimmbar, insbesondere berechenbar ist.
Es kann vorgesehen sein, eine Temperatur am Rotor, insbesondere eine Temperatur im Bereich eines oder mehrerer Zerkleinerungswerkzeuge zu messen und auf eine vorgegebene Soll-Temperatur bzw. einen Soll-Temperaturbereich des Rotors mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße zu regeln. Es kann auch vorgesehen sein, sowohl eine Temperatur des Rotors als auch eine Temperatur des zerkleinerten Gutes als Regelgröße mit der Einbringrate als Stellgröße einzusetzen. Um einen zur weiteren Verarbeitung des zerkleinerten Guts nicht zuträglichen Feuchtegrad bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass ein Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes gemessen und auf einen vorgegebenen Soll-Feuchtegrad bzw. einen Soll-Feuchtebereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt wird. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, den Feuchtegrad des zu zerkleinernden Gutes, d.h. vor dem Zerkleinerungsprozess zu messen, wobei diese Messung auch in die beschriebene Regelung eingeht.
Um sowohl eine Temperaturregelung als auch eine Regelung des Feuchtegrads des zerkleinerten Gutes bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl die Temperatur als auch der Feuchtegrad des zerkleinerten Gutes als Regelgrößen eingehen und damit die Regelung als Mehrgrößenregelung ausgelegt wird, und der jeweilige Sollwert bzw. Sollwertbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Regelstrecke einen Entkopplungsregler aufweist.
Um eine möglichst homogene Einbringung des Kühlmediums in den Zerkleinerungsraum bzw. den Zerkleinerungsprozess, der in der Mehrzahl von Ausführungen im Bereich des Zerkleinerungsrotors stattfindet, bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass über eine Mehrzahl von zur Längsachse des Rotors beabstandete Orte, an welchen Düsen bzw. Düseneinrichtungen angeordnet sein können, das Einbringen des Kühlmittels durchgeführt wird. Es kann auch vorgesehen sein, das Kühlmittel über Düseneinrichtungen einzubringen, die direkt am Rotor angebracht bzw. ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform kann der Rotor insofern zumindest eine Kühlmittelzuleitung zur Führung von Kühlmittel zu den Düseneinrichtungen umfassen.
Zur genaueren Regelung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mittels einer Mehrzahl von zueinander beabstandeten Temperatursensoren eine jeweilige Temperatur des bzw. im zerkleinerten Gut erfasst wird und die Regelung abhängig von der Mehrzahl der von den Temperatursensoren erfassten Temperaturen durchgeführt wird. In gleicher Weise kann eine Mehrzahl von zueinander beabstandeten Feuchtesensoren einen jeweiligen Feuchtegrad im zerkleinerten Gut erfassen und die Regelung abhängig von der Mehrzahl der von den Feuchtesensoren erfassten Feuchtegraden durchgeführt werden.
Um eine möglichst gleichförmige Einbringung des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess bereitzustellen, kann vorgesehen sein, dass das Kühlmittel auf den sich drehenden Rotor und/oder auf das zu zerkleinernde Gut, insbesondere im Bereich des Rotors, aufgebracht wird. Insbesondere bei solchen Zerkleinerungsvorrichtungen, bei welchen die am Rotor angeordneten Zerkleinerungswerkzeuge mit zugeordneten, ortsfest am Maschinengestell angebrachten Gegenmessern zusammenarbeiten, kann auch vorgesehen sein, Kühlmittel im Bereich der Gegenmesser bzw. des Gegenmessers in den Zerkleinerungsraum bzw. den Zerkleinerungsprozess einzubringen.
Je nach Anordnung von zumindest einer Düse einer Düseneinrichtung zum Einbringen des Kühlmittels kann zur Vergrößerung der Oberfläche des Kühlmittels und damit zur Verbesserung des Kühlwirkungsgrades vorgesehen sein, dass das Kühlmittel in Form eines Wassernebels den Zerkleinerungsprozess eingebracht wird, bei welchem die Wassernebeltröpfchen einen Durchmesser < 100 µm, insbesondere < 50 µm aufweisen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Einbringrate des Kühlmittels als Stellgröße der Regelung insbesondere mittels Ansteuersignalen für eine Kühlmittel-Ventileinrichtung und/oder mittels Ansteuersignalen für eine Kühlmittelpumpe eingestellt werden.
Wie eingangs erläutert, weist das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen auch den Vorteil auf, dass das erwärmte Kühlmittel in der Regel nicht aus dem zerkleinerten Gut entfernt werden muss. Um eine nicht akzeptable Luftfeuchte in der Arbeitsumgebung der Zerkleinerungsvorrichtung zu vermeiden, kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass der während der Kühlung des Zerkleinerungsprozesses sich entwickelnde dampfförmige Stoff, insbesondere Wasserdampf, zumindest teilweise abgesaugt wird. Ein solcher Dampf kann beispielsweise vom Standort der Zerkleinerungsvorrichtung nach außen geführt und im Fall von reinem Wasserdampf umweltverträglich abgegeben werden.
In einer Ausführungsform kann der Mengendurchsatz bzw. Massenstrom oder der Volumenstrom des zu zerkleinernden Gutes direkt gemessen werden und in die erfindungsgemäße Regelung eingehen. Es ist jedoch auch möglich, über die Antriebsleistung des den Zerkleinerungsrotor antreibenden Motors auf den Mengendurchsatz bzw. Massen- oder Volumenstrom des Zerkleinerungsgutes zu schließen, sodass der Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes durch die Ermittlung der Antriebsleistung indirekt erfasst werden kann zur Anpassung der Einbringrate des Kühlmittels.
Mit den erläuterten Regelungen beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Kühlen von Zerkleinerungsgut und/oder von zerkleinertem Gut können äußere Einflüsse auf den Zerkleinerungsprozess, beispielsweise gespeicherte Wärme von Maschinenbauteilen und/oder der Umgebung, die sich im Verlauf des Betriebs der Vorrichtung auch verändern können, ausgeregelt werden, sodass diese beispielhaft genannten Störgrößen sowie andere eventuell auftretende, auf den Zerkleinerungsprozess einwirkende Störgrößen kompensiert werden können.
Für die Anpassung des jeweiligen Reglers an die spezifische Regelstrecke sind grundsätzlich bekannte Regler einsetzbar, beispielsweise PID, oder PI-Regler. Wie dargestellt können diese Regler beispielsweise als Einpunkt-Regler, als Mehrpunkt-Regler, insbesondere Zweipunkt-Regler ausgebildet sein, um das jeweilige Zeitverhalten der Regelstrecke abzubilden.
Die Erfindung wird im Folgenden durch das Beschreiben einiger Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren erläutert, wobei
Figur 1a
eine Ansicht auf eine erfindungsgemäß gestaltete Zerkleinerungsvorrichtung,
Figur 1b
in einer Funktionsprinzipskizze den Aufbau einer erfindungsgemäß gestalteten Zerkleinerungsvorrichtung,
Figur 2
ein Fließschema des Zerkleinerungsprozesses der Zerkleinerungsvorrichtung der Figur 1a, b,
Figur 3
zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kühlen von Zerkleinerungsgut ein Blockschaltbild eines Regelkreises für eine Einpunkt-Regelung bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4
ein Blockschaltbild eines weiteren Regelkreises bei einer Zweipunkt-Regelung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 5
ein Blockschaltbild eines weiteren Regelkreises einer Zeitregelung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Figur 6
ein Blockschaltbild einer Regelung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher neben der Führungs- und Regelgröße eine Mehrzahl von Betriebsparametern zur Festlegung der Regelung eingesetzt werden.
Figur 1a zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Zerkleinerungsvorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht. An einem Maschinengehäuse 10 ist ein Zerkleinerungsrotor 14 im Bereich seiner beiden Längsenden gelagert, wobei in der beschriebenen Ausführungsform der Rotor 14 mittels eines elektrischen Antriebsmotors 11 bewegt wird.
In einer anderen Ausführungsform können auch andere Antriebe, insbesondere hydraulische Antriebe und/oder Antriebe umfassend Getriebeeinrichtungen zum Bewegen des Zerkleinerungsrotors 14 eingesetzt werden. Der Zerkleinerungsrotor 14 weist an seinem Umfang eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen 15 auf, die mit einer während des Zerkleinerungsbetriebs ortsfest zum Maschinengehäuse 10 angeordnete Gegenmessereinrichtung 16 zum Zerkleinern des Zerkleinerungsgutes zusammenwirken. Das Zerkleinerungsgut wird in der in Figur 1a gezeigten Zerkleinerungsvorrichtung von oben in die Öffnung eines mit dem Gehäuse verbundenen Trichters 19 eingeführt und fällt dann in den nach unten durch den Boden sowie den Zerkleinerungsrotor 14 begrenzten Zerkleinerungsraum. Im Verständnis der vorliegenden Erfindung beschränkt der Zerkleinerungsrotor diesen Zerkleinerungsraum, ist jedoch Teil desselben. In der dargestellten Ausführungsform kann die Zerkleinerungsvorrichtung auf ein Gestell über ein Förderband angeordnet werden, sodass das zerkleinerte Gut auf das unterhalb des Zerkleinerungsrotors angeordnete Förderband fällt, von diesem aufgenommen und wegtransportiert werden kann.
Zur Beschreibung einer erfindungsgemäßen Gestaltung der in Figur 1a beispielhaft gezeigten Zerkleinerungsvorrichtung wird auf Figur 1b verwiesen, die mit Bezug auf die Erfindung funktionale Bereiche einer erfindungsgemäß gestalteten Zerkleinerungsvorrichtung zeigt. In der beschriebenen Ausführungsform wird das in den Zerkleinerungsraum eingebrachte Zerkleinerungsgut durch den Rotor 14 zerkleinert. Das zerkleinerte Gut oder Mahlgut fällt hier dann auf ein unterhalb des Rotors 14 angeordnetes Förderband 20, mit welchem das Mahlgut beispielsweise in einen Speicher transportiert wird. Zur Zustandserfassung des Mahlguts können im Bereich direkt unterhalb des Rotors Sensoren, insbesondere optische Sensoren vorgesehen sein, um den Ist-Wert der Temperatur und des Feuchtegrads des Mahlguts zu erfassen. Hierzu ist der Temperatursensor 30 sowie der Feuchtegradsensor 31 vorgesehen. Symbolhaft ist in Figur 1b darüber hinaus ein Massesensor 32 vorgesehen, der zur Erfassung des Massestroms des Mahlgutes ausgebildet ist.
Um das zu zerkleinernde Gut bzw. das Mahlgut zu kühlen, weist die erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung 1 eine Kühlmitteleinrichtung auf, die mehrere und je nach Ausführungsform unterschiedliche Bauelemente zur Gestaltung der Kühlmitteleinrichtung umfasst. In Figur 1b sind gleichzeitig zwei Varianten einer Kühlmitteleinrichtung zur Gestaltung der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung funktional dargestellt, wobei die sich in den mit dem Bezugszeichen 46 gekennzeichneten Rechteck befindlichen Elemente für eine Ausführungsform zunächst unbeachtlich sind. Die Kühlung erfolgt erfindungsgemäß hier mit einem flüssigen Kühlmittel auf Wasserbasis, wobei das Kühlmittel in den beschriebenen Ausführungsformen einen Wassergehalt 100% aufweist. Insofern erfolgt die Kühlung durch Einsatz von reinem Wasser, sodass die Kühlmitteleinrichtung direkt mittels eines üblichen Wasseranschlusses 40 an ein herkömmliches Wasserversorgungnetz anschließbar ist. In der erstbeschriebenen Ausführungsform kann der Zufluss des Kühlmittels über ein Zweiwege-Ventil 42 eingestellt und der Volumenfluss des Kühlmittels bzw. des Wassers über eine Volumenstrommesseinrichtung 43 erfasst werden. Das Kühlmittel wird über eine Leitung 41 zu im Bereich des Rotors angeordnete Düsen 48b einer Düseneinrichtung 48 geführt, über welche das Kühlmittel je nach Ausführungsform beispielsweise direkt auf den Rotor und/oder in den Zerkleinerungsraum eingebracht wird. Um eine möglichst homogene und gleichmäßige Einbringung des Kühlmittels sicherzustellen, kann die Kühlmitteldüseneinrichtung 48 in Längsrichtung zum Rotor beabstandete angeordnete Düsen 48b umfassen, um das Kühlmittel über die gesamte Wirkungsbreite des Rotors entsprechend seiner axialen Wirklänge einzubringen. Zur Verbesserung der Wechselwirkung des Kühlmittels mit dem sich im Zerkleinerungsraum befindlichen Gut, d.h. dem zu zerkleinerndem Gut und dem teilweise bzw. vollständig zerkleinertem Gut zu optimieren, kann vorgesehen sein, spezifische Düsen, hier Wasserdüsen zu verwenden, die ausgebildet sind, einen feinen Wassernebel zu erzeugen, wobei einzelne Tröpfchen einen Durchmesser je nach Ausführungsform von < 100 µm oder gar < 50 µm aufweisen.
Insbesondere in solchen Fällen, bei welchen der Wasserdruck der Wasserversorgung nicht ausreicht, die Düseneinrichtung mit dem jeweils erforderlichen Druck mit Kühlwasser zu beaufschlagen, kann vorgesehen sein, weitere Bauelemente in die Kühlmitteleinrichtung einzubinden, die im gestrichelten Bereich 46 der Fig. 1b angegeben sind. Dies betrifft einen mittels des Wasseranschlusses 40 an die Wasserversorgung angeschlossenen Wassertank 44 mit Füllstandsüberwachung, an den ausgangsseitig eine Pumpe 45 angeschlossen ist, welche hier ferner zur Volumenstrommessung des von der Pumpe in Richtung zu den Düsen 48b geförderten Volumenstroms ausgebildet ist.
Die Steuerung der Kühlmitteleinrichtung erfolgt in der beschriebenen Ausführungsform mittels einer Steuereinrichtung 55, die zusammen mit der Steuerungseinrichtung 56 des Zerkleinerungsrotors, d.h. der Steuerung zur Steuerung des Rotorantriebes in einem Schaltschrank 50 angeordnet sein kann. Dabei können die Steuerungseinrichtungen 55, 56 gekoppelt sein bzw. in einer zentralen Steuerung zusammengefasst sein, um den Zerkleinerungsprozess mit dem Kühlprozess zu koppeln bzw. um Betriebsparameter des Zerkleinerungsprozesses, beispielsweise Angaben über die Antriebsleistung, die vom Materialfluss des zu zerkleinernden Gutes durch den Rotor abhängt, für die Steuerung bzw. Regelung der Kühlmitteleinrichtung zu verwenden. In ähnlicher Weise können von der Steuerung der Kühlmitteleinrichtung Kühlungs-Betriebsparameter an die Steuerung des Rotors bzw. des Rotorantriebes weitergegeben werden, um die Zerkleinerung an den Betrieb der Kühlmitteleinrichtung anzupassen.
Die in Figur 1b dargestellten Leitungen der Ventileinrichtung 42, der Volumenstrommesseinrichtung 43, dem Wassertank 44, der Pumpe 45 sowie der Sensoren 30, 31, 32 an die Steuerung 55 der Kühlmitteleinrichtung können je nach Anwendung sowohl zur Übermittlung von Steuersignalen als auch von Datensignalen, unter Umständen auch bidirektional, ausgebildet sein.
Figur 2 zeigt die Darstellung der Figur 1b mit einem höheren Abstrahierungsgrad in der Art eines Fließschemas, wobei für die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung relevante Betriebsparameter bzw. Messgrößen angegeben sind. Das in den Zerkleinerungsraum des Maschinengehäuses 10 eingebrachte, zu zerkleinernde Material weist einen Feuchtegrad FI auf. Dieses wird mittels des Zerkleinerungsrotors 14 zerkleinert, wobei der Antriebsmotor 11 des Zerkleinerungsrotors eine elektrische Antriebsleistung P aufwendet. Das durch den Rotor zerkleinerte Gut (Mahlgut) fällt auf das Förderband 20, an welchem bzw. im Bereich dessen jeweilige Sensoreinrichtungen angeordnet sind zur Erfassung der Temperatur TO des zerkleinerten Guts (Output-Material), dem Feuchtegrad FO des Output-Materials, dem Volumenstrom VO des Output-Materials und/oder dem Massenstrom MO des Output-Materials. Das von der Zerkleinerungsvorrichtung abtransportierte Mahlgut kann beispielsweise in ein Lager 90 eingetragen werden. Die Zufuhr des Kühlmittels erfolgt mit einem Volumenstrom VS, wobei in dieser Ausführungsform die Abgabe des Kühlmittels über eine Düseneinrichtungen 48 mittels der Ventileinrichtung 42 gesteuert wird.
In dem Fließschema der Figur 2 ist definitionsgemäß die Prozesssteuerung nicht angegeben. Die beschriebene Kühlung des zu zerkleinernden Materials bzw. teilzerkleinerten Materials in dem Zerkleinerungsraum erfolgt zur Vermeidung von erhöhten Temperaturen des Zerkleinerungsgutes. Zu diesem Zweck kann vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens ausgebildet und eingerichtet ist, bei dem das Zerkleinerungsgut, d.h. das zu zerkleinernde Gut, das teilzerkleinerte Gut und/ oder das zerkleinerte Gut mittels eines flüssigen Kühlmittels auf Wasserbasis gekühlt wird, wobei eine Einbringrate, beispielsweise ein Volumenstrom oder ein Massenstrom des Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess bzw. den Zerkleinerungsraum an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Zerkleinerungsvorrichtung wie einen Volumendurchsatz des Zerkleinerungsgutes, einen Massendurchsatz des Zerkleinerungsgutes und/oder einer Antriebsleistung des Zerkleinerungsrotorantriebes angepasst wird. Diese Anpassung erfolgt erfindungsgemäß derart, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des flüssigen Kühlmittels bereitgestellt wird. Je nach spezifischer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der prozentuale Anteil der latenten Wärme an die Gesamtkühlleistung auch größer eingestellt werden, beispielsweise mehr als 70% oder mehr als 80% der Kühlleistung.
Bei einer vollständigen Umsetzung der Wärmeleistung des Materials dQ_{MATERIAL}/dt in die Kühlleistung des Kühlmittels mit vollständigem Übergang des Kühlmittels in die dampfförmige Phase gilt die obenstehende Formel für die Masseneinbringrate dm_{WASSER}/dt = (dQ_{MATERIAL}/dt)*1/q_{WASSER} bzw. die Volumeneinbringrate VS= dV_{WASSER}/dt = (dm_{WASSER}/dt) * (1/_{QWASSER}), wobei _{QWASSER} die Dichte des Kühlmittels, hier Wasser, angibt. Erfindungsgemäß erfolgt die Einstellung je nach Ausführung über eine Steuerung oder eine Regelung der Einbringrate VS des Kühlmittels in der beschriebenen Weise, wobei die Einbringrate gemäß der angegebenen Vorschrift reduziert wird, wenn weniger als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des Kühlmittels bereitgestellt wird. Diese Schwellenüberschreitung kann z.B. dadurch erfasst werden, dass der Feuchtegrad FO des zerkleinerten Gutes einen entsprechenden erhöhten Wert anzeigt, gleichbedeutend damit, dass die Kühlleistung zu einem geringeren Prozentsatz durch die latente Wärme des Kühlmittels bereitgestellt wird. Je nach Ausführungsform kann beispielsweise auch vorgesehen sein, eine entsprechende Regelung bzw. Steuerung so durchzuführen, dass die Anpassung der Einbringrate des Kühlmittels an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes in den Zerkleinerungsprozess so ausgeführt wird, dass mehr als 70%, mehr als 80%, insbesondere mehr als 90% des eingebrachten Kühlmittels während des Kühlprozesses in die dampfförmige Phase übergeht. Wird dieser Prozentsatz nicht erreicht, was beispielsweise durch Messen eines erhöhten Feuchtegrades des zerkleinerten Gutes erfasst werden kann, kann erfindungsgemäß in dieser Ausführungsform die Einbringrate VS des Kühlmittels reduziert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung die Kühlung des Zerkleinerungsgutes geregelt wird. Beispielsweise kann in einer Ausführungsform eine Temperatur des zerkleinerten Gutes gemessen und auf eine vorgegebene Soll-Temperatur des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt werden, insofern stellt die Temperatur des zerkleinerten Gutes die Regelgröße dar. Figur 3 zeigt einen entsprechenden Regelkreis 60 zur Durchführung einer Ausführungsform der Erfindung für eine derartige Regelung, wobei als Führungsgröße w(t) eine, in der Regel vom jeweiligen Zerkleinerungsgut abhängige vorgegebene Temperatur T_{SOLL} ist. Der Regler 61 ist in der beschriebenen Ausführungsform als PI- oder PID-Regler ausgelegt. Dieser gibt ein Ansteuersignal u(t) aus zur Ansteuerung eines Stellgliedes 62, welches die Stellgröße Volumenstrom VS des Kühlmittels einstellt. Insofern entspricht dem Stellglied 62 die Ventileinrichtung 42 der Figur 2. Die Stellgröße y(t) entspricht diesem Volumenstrom VS des Kühlmittels. Die Regelstrecke 63 entspricht dem Anlageteil der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung zwischen dem Ort des Stellgliedes 62 und dem Messglied 64, d.h. in der Ausführung gemäß Figur 2 der Ventileinrichtung 42 und dem Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur TO des zerkleinerten Gutes. Eine zweckmäßige Abbildung der Regelgröße berücksichtigt auch die Einwirkung von Störgrößen zi(t), beispielsweise die in den Maschinenbauteilen gespeicherte Wärme und/oder die Umgebungstemperatur sowie weitere äußere Einwirkungen, die sich auf den Zerkleinerungsprozess und/oder den Kühlungsprozess auswirken. Die sich ergebende Temperatur T0 des zerkleinerten Gutes wird über das Messglied 64 erfasst und rückgeführt zum Vergleich mit der Führungsgröße w(t) (Soll-Temperatur) und zur Ermittlung der Regelabweichung e(t), hier ΔT = T_{SOLL}-TO.
In einer weiteren Ausführungsform kann mit Bezug auf das Verfahren gemäß Figur 3 auch vorgesehen sein, als Führungsgröße der Regelung einen vorgegebenen Feuchtegrad FO-Soll vorzugeben, wobei der Regelkreis entsprechend dem in Figur 3 dargestellten Regelkreis aufgebaut sein kann, d.h. dass der Regelkreis als Einpunkt-Regelung zur Regelung eines vorgegebenen Feuchtegrades des Output-Materials realisiert ist, wobei als Stellgröße wiederum die Einbringrate bzw. der Volumenstrom VS des Kühlmittels fungiert und der Feuchtegrad des Output-Materials die Regelgröße darstellt.
Figur 4 zeigt für die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens eines weitere Ausführungsform, in der der Regelkreis 60b eine Zweipunkt-Regelung umsetzt, bei welcher die Ventileinrichtung ein Stellglied 63b darstellt, das als Zwei/Zwei-Wegeventil ausgebildet ist. Dabei stellt das Stellglied 63b den Volumenstrom des Kühlmittels so ein, dass die Temperatur TO des Output-Materials zwischen einer Temperaturobergrenze T_{SOLL_}H und einer Temperaturuntergrenze T_{SOLL_}L bleibt. Während sich die Regler 61a, b und die Stellglieder 62a, b der Verfahren gemäß den Figuren 3, 4 unterscheiden, ist die Regelstrecke 63 identisch, soweit keine weiteren anlagetechnischen Änderungen vorliegen.
Figur 5 zeigt einen weiteren Regelkreis zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem als weitere Prozessgröße eine vorbestimmte Zeitdauer t0 auf den Regler 61c gegeben wird, als Führungsgröße eine maximal erlaubte Temperatur des zerkleinerten Gutes T_{SOLL_}H vorgegeben und die Ist-Temperatur TO wiederum über das Messglied 64 erfasst wird. Die Regelung mit der Ist-Temperatur TO des zerkleinerten Gutes als Regelgröße erfolgt hier durch entsprechende Gestaltung des Reglers 61c derart, dass das wiederum als Zwei/Zwei-Wegeventil ausgebildete Stellglied 62c den Volumenstrom des Kühlmittels derart einstellt, dass bei Erreichen der Temperaturobergrenze T_{SOLL_}H über eine Zeitdauer t0 Kühlmittel dem Zerkleinerungsprozess zugeführt wird und damit Wärmeleistung entzogen wird.
Figur 6 zeigt einen weiteren Regelkreis zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem als Führungsgröße eine maximale Temperatur des zerkleinerten Gutes T_{SOLL_}H und die Temperatur TO zerkleinerten Gutes als Regelgröße eingesetzt ist. Im Unterschied zu dem Verfahren mit dem Regelkreis gemäß Figur 3 weist der Regelkreis einen Regler 65 auf, welche sowohl die Regelabweichung ΔT als auch Betriebsparameter bzw. Messgrößen der Vorrichtung als Eingangsgrößen aufweisen kann, wie beispielsweise die Antriebsleistung P, den Massenstrom MO bzw. den Volumenstrom VO des zerkleinerten Gutes, den Feuchtegrad FI des zu zerkleinernden Gutes und/oder den Feuchtegrad FO des zerkleinerten Gutes. Hieraus ermittelt die Regler 65 ein Ansteuersignal u(t), mit dem das Stellglied 62, beispielsweise eine Ventileinrichtung zum Einstellen eines Kühlmittelflusses, angesteuert wird. Auf diese Weise kann beispielsweise bei einer Regelung der Temperatur des Mahlguts TO durch die Steuereinrichtung 65 eingegriffen werden, wenn der Feuchtegrad FO des Mahlguts unzulässige Werte erreicht. Hierzu kann die Regler 65 eingerichtet sein, ein Ausgangssignal u(t) abzugeben, das als Steuersignal für das Stellglied dient, um dieses zum Erniedrigen der Einbringrate des Kühlmittels anzusteuern. Als weitere Eingangsgrößen des Reglers 65 kann beispielsweise ein Signal zur Anzeige der Drehrichtung des Zerkleinerungsrotor sein. Dabei kann der Regler 65 eingerichtet sein, die Einbringrate des Kühlwassers zu erniedrigen oder auf Null zu setzen, wenn dieses Anzeigesignal eine Rückwärtsdrehung der Zerkleinerung anzeigt.

Bezugszeichenliste
1
Zerkleinerungsvorrichtung
10
Maschinengehäuse, Maschinengestell
11
Antriebsmotor
14
Zerkleinerungsrotor, Rotor
15
Zerkleinerungswerkzeuge
16
Gegenmesser
17
Zerkleinerungsraum
17a
Boden Zerkleinerungsraum
18
Zuführeinrichtung
19
Trichter
20
Förderband
30
Temperatursensor
31
Feuchtegradsensor, Feuchtesensor
32
Massesensor
40
Wasseranschluss
41
Wasserleitung
42
Ventil, Ventileinrichtung
43
Wasser-Volumenstrom-Messeinrichtung
44
Wassertank mit Füllstandsüberwachung
45
Wasserpumpe, Kühlmittelpumpe
48
Düseneinrichtung
48a
Wasserdüse, Düse
50
Schaltschrank
55
Steuerungseinrichtung der Kühlmitteleinrichtung
56
Steuerungseinrichtung des Zerkleinerungsrotors
60
Regelkreis
61
Regler
62
Stellglied
63
Regelstrecke
64
Messglied
80
Zerkleinertes Gut / Mahlgut
90
Lager
TO
Temperatur des zerkleinerten Gutes (Output)
VS
Einbringrate, Volumenstrom des Kühlmittels
FI
Feuchtegrad des zu zerkleinernden Gutes (Input-Material)
P
Elektrische Antriebsleistung des Rotorantriebes
FO
Feuchtegrad des Output-Materials
VO
Volumenstrom des Output-Materials
MO
Massenstrom des Output-Materials
w(t)
Führungsgröße
T_{SOLL}
Soll-Temperatur
X(t)
Regelgröße
u(t)
Ansteuerungssignal des Stellgliedes
y(t)
Stellgröße
z_I(t)
Störgröße
e(t)
Regelabweichung
1. Zerkleinerungsvorrichtung (1), die zur Durchführung eines Zerkleinerungsprozesses ausgebildet ist mit einem Zerkleinerungsrotor (14), der an einem Maschinengestell (10) gelagert ist und an seinem Umfang eine Mehrzahl von Zerkleinerungswerkzeugen (15) aufweist, wobei der Zerkleinerungsrotor (14) in einem, Zerkleinerungsgut aufnehmenden Zerkleinerungsraum (17) angeordnet und ausgebildet ist, das im Zerkleinerungsraum befindliche Gut zu zerkleinern, ferner umfassend eine Kühlmitteleinrichtung die ausgebildet ist, ein flüssiges Kühlmittel umfassend zumindest 80% Wasser in den Zerkleinerungsraum einzubringen, und umfassend eine Steuereinrichtung (55) zur Steuerung der Kühlmitteleinrichtung zur Einstellung einer Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (55) eingerichtet und ausgebildet ist, eine Einbringrate (VS) des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Vorrichtung (1), insbesondere einen Volumendurchsatz (VO), einen Massendurchsatz (MO) des Zerkleinerungsgut, und/oder eine Antriebsleistung (P) des Rotorantriebes (11a, 11b, 11c) derart anzupassen, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt ist.
2. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (55) eingerichtet und ausgebildet ist, die Anpassung der Einbringrate (VS) des Kühlmittels an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes in den Zerkleinerungsprozess so auszuführen, dass mehr als 80 %, insbesondere mehr als 90 % des eingebrachten Kühlmittels beim Kühlen des Zerkleinerungsgutes von der flüssigen in die dampfförmige Phase übergeht.
3. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Kühleinrichtung eine Anschlusseinrichtung (40) zum Anschluss an ein Kühlmittelleitungsnetz und/oder zum Anschluss an ein Kühlmittelreservoir (44) sowie eine Kühlmitteldüseneinrichtung zur Einbringung von Kühlmittel in den Zerkleinerungsprozess bzw. Zerkleinerungsraum (17) umfasst, wobei die Steuereinrichtung (55) zur Steuerung der Einbringrate des Kühlmittels in den Zerkleinerungsraum (17) zumindest eine Ventileinrichtung (42) des Kühlmittels und/oder zumindest eine Kühlmittelpumpe (45) steuert.
4. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch zumindest einen Temperatursensor (30) zur Erfassung einer Temperatur (TO) des zerkleinerten Gutes (80), wobei die Steuereinrichtung (55) ausgebildet ist, auf eine vorbestimmten Solltemperatur (T_{SOLL}) bzw. einen vorbestimmten Solltemperaturbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate (VS) des Kühlmittels festlegenden Stellgröße (y(t)) zu regeln.
5. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zumindest einen Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur am Rotor (14), insbesondere eine Temperatur im Bereich eines oder mehrerer Zerkleinerungswerkzeuge (15), wobei die Steuereinrichtung (55) ausgebildet ist, auf eine vorgegebene Solltemperatur (T_{SOLL}) bzw. einen Solltemperaturbereich des Rotors (14) mit einer die Einbringrate (VS) des Kühlmittels festlegenden Stellgröße (y(t)) zu regeln.
6. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch zumindest einen Feuchtesensor (31) zur Erfassung eines Feuchtegrades (FO) des zerkleinerten Gutes (80), wobei die Steuereinrichtung (55) ausgebildet ist, auf einen vorbestimmten Sollfeuchtegrad bzw. einen vorbestimmten Sollfeuchtebereich des zerkleinerten Gutes (80) mit einer die Einbringrate (VS) des Kühlmittels festlegenden Stellgröße (y(t)) zu regeln.
7. Zerkleinerungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Absaugeinrichtung, die ausgebildet ist zum zumindest teilweisen Absaugen des während der Kühlung des zu zerkleinernden Gutes sich entwickelnden Wasserdampfes.
8. Verfahren zum Kühlen von Zerkleinerungsgut in einer Zerkleinerungsvorrichtung (1), die zur Durchführung eines Zerkleinerungsprozesses ausgebildet ist, bei welchem mittels am Umfang eines Zerkleinerungsrotors (14) angebrachten Zerkleinerungswerkzeugen (15) ein in einem Zerkleinerungsraum (17) der Zerkleinerungsvorrichtung befindliches Zerkleinerungsgut zerkleinert wird, wobei während des Zerkleinerungsvorganges ein flüssiges Kühlmittel umfassend zumindest 80% Wasser in den Zerkleinerungsraum (17) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass s eine Einbringrate (VS) des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels in den Zerkleinerungsprozess an einen vom Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes abhängigen Betriebsparameter der Vorrichtung, insbesondere einem Volumendurchsatz (VO), einem Massendurchsatz (MO) des Zerkleinerungsguts, und/oder einer Antriebsleistung (P) des Rotorantriebes (11a, 11b, 11c) derart angepasst wird, dass mehr als 60% der in das Zerkleinerungsgut eingebrachten Kühlleistung durch die latente Wärme des flüssigen, wasserbasierten Kühlmittels bereitgestellt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung der Einbringrate (VS) des wasserhaltigen Kühlmittels an den Mengendurchsatz des Zerkleinerungsgutes in den Zerkleinerungsprozess so ausgeführt wird, dass mehr als 80 %, insbesondere mehr als 90 % des eingebrachten Kühlmittels beim Kühlen des Zerkleinerungsgutes bzw. des zerkleinerten Gutes von der flüssigen in die dampfförmige Phase übergeht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur (TO) des zerkleinerten Gutes (80) gemessen und auf eine vorgegebene Solltemperatur (T_{SOLL}) bzw. ein Solltemperaturbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate (VS) des Kühlmittels festlegenden Stellgröße (y(t)) geregelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass s eine Temperatur am Rotor (14), insbesondere eine Temperatur im Bereich eines oder mehrerer Zerkleinerungswerkzeuge (15) gemessen und auf eine vorgegebene Solltemperatur bzw. ein Solltemperaturbereich des Rotors mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße (y(t)) geregelt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Feuchtegrad (FO) des zerkleinerten Gutes gemessen und auf einen vorgegebenen Sollfeuchtegrad bzw. einen Sollfeuchtebereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate (VS) des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt wird.
13. Verfahren nach den Ansprüchen 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung als Regelgrößen zumindest die Temperatur (TO) und den Feuchtegrad (FO) des zerkleinerten Gutes umfasst und als Mehrgrößenregelung ausgelegt wird, und der jeweilige Sollwert bzw. Sollwertbereich des zerkleinerten Gutes mit einer die Einbringrate des Kühlmittels festlegenden Stellgröße geregelt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einbringrate (VS) des wasserbasierten Kühlmittels als Stellgröße (y(t)) der Regelung mittels einer Kühlmittel-Ventileinrichtung (42) eingestellt wird, wobei vorzugsweise ein während der Kühlung des zerkleinernden Gutes sich entwickelnder Wasserdampf zumindest teilweise abgesaugt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtegrad (FO) des zu zerkleinernden Gutes gemessen und in Abhängigkeit dessen als weitere Regelgröße die Einbringrate (VS) geregelt wird.
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Kopacz, Ireneusz
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IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde ausschließlich zur Information des Lesers aufgenommen und ist nicht Bestandteil des europäischen Patentdokumentes. Sie wurde mit größter Sorgfalt zusammengestellt; das EPA übernimmt jedoch keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente
- EP
1364713
A2
[0003]