Vorrichtung zum Zerkleinern von Material

Abstract

 Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Material, insbesondere zum Zerkleinern von Schrott bzw. Elektroschrott und zum Aufschließen dieses Materials mit wenigstens einem Mahlwerk, wobei die Vorrichtung (1) als Mühle (4) mit Zerkleinerungswerkzeugen (9) ausgebildet ist, wobei die Mühlachse (6) wenigstens einen vertikalen Anteil aufweist und/oder wenigstens annähernd vertikal steht und daß wenigstens eine Mahlebene, vorzugsweise vier Mahlebenen vorgesehen sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Material, insbesondere zum Zerkleinern von Schrott bzw. Elektroschrott und zum Aufschließen dieses Materials mit wenigstens einem Mahlwerk.

[0002] Es sind verschiedene derartige Vorrichtungen bekannt, die auch zum Zerkleinern von Elektroschrott genutzt werden.

[0003] Alle diese Vorrichtungen weisen jedoch erhebliche Nachteile und Probleme auf.

[0004] Die meisten dieser Vorrichtungen sind nicht in der Lage kontinuierlich zu arbeiten und bieten gerade bei Elektroschrott, der nicht nur zerkleinert, sondern nach Möglichkeit auch aufgeschlossen werden soll, um die enthaltenen Rohstoffe zu trennen, keine ausreichende Zerkleinerung.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches vorzuschlagen, die diese Nachteile nicht aufweist und eine homogene Zerkleinerung des Materials ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung als Mühle mit Zerkleinerungswerkzeugen ausgebildet ist, wobei die Mühlachse wenigstens einen vertikalen Anteil aufweist und/oder wenigstens annähernd vertikal steht und daß wenigstens eine Mahlebene, vorzugsweise vier Mahlebenen vorgesehen sind.

[0007] Durch den vertikalen Anteil der Mühlachse und die eine oder mehrere Mahlebenen wird sichergestellt, daß eine auf das Material abgestimmte Zerkleinerung mittels den Zerkleinerungswerkzeugen stattfindet.

[0008] Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Zerkleinerungswerkzeuge als Mahlhämmer ausgebildet sind und/oder daß die Zerkleinerungswerkzeuge fliegend an der Mühlachse befestigt sind.

[0009] Mit Mahlhämmern wird eine sehr gute und homogene Zerkleinerung erzielt. Zudem sind diese standfest. Durch eine fliegende Lagerung werden die Mahlhämmer bzw. Zerkleinerungswerkzeuge durch Fliehkraft in der vorgesehenen Position gehalten, können aber auch bei zu großen Materialbrocken ausweichen, ohne daß die Mühle blockiert. Trotzdem werden solche zu große Materialbrocken zerkleinert. Eine federnde Lagerung der Zerkleinerungswerkzeuge ist ebenfalls denkbar.

[0010] Äußerst vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung auch, wenn für jede Mahlebene Scheiben, Arme oder andere mit der Mühlachse verbundene Träger vorgesehen sind, die wiederum die Zerkleinerungswerkzeuge tragen.

[0011] Durch diese Anordnung und Befestigung der Zerkleinerungswerkzeuge können die Zwerkleinerungswerkzeuge vergleichsweise klein ausgebildet werden. Zudem sind diese auf einfache Art und Weise, sowie kostengünstig austauschbar. Durch die Art der jeweiligen Mahlebene wird auch die Durchtrittsgeschwindigkeit des Mahlgutes durch die jeweilige Ebene mitbestimmt.

[0012] Eine weitere, erfindungsgemäß äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch vor, wenn wenigstens für einen Teil der Mahlebenen Roste vorgesehen sind, die Öffnungen zum Durchtreten des Mahlgutes aufweisen.

[0013] Die Roste sorgen dafür, daß die Verweildauer des Mahlgutes in einer Mahlebene erhöht wird und sehr genau bestimmbar ist. Zudem kann beispielsweise durch die jeweilige Lochgröße die Größe des resultierenden Mahlgutes mitbestimmt werden. Eine erhöhte Verweildauer sorgt auch für eine bessere Aufschließung des Mahlgutes vor allem bei aus mehreren unterschiedlichen Materialien bestehendem Mahlgut.

[0014] Dabei ist es sehr vorteilhaft, wenn die Öffnungen in den Rosten auf die Größe des zu erzeugenden und/oder zu verarbeitenden Mahlgutes abgestimmt sind und wenigstens annähernd dieselbe Größe aufweisen.

[0015] Bei einer auf das resultierende Mahlgut abgestimmten Größe der Öffnungen kann sehr feines Mahlgut erzeugt werden, wobei aber dann der Staubanteil zunimmt. Wird die Größe der Öffnungen dagegen auf das zu verarbeitende Mahlgut abgestimmt, wird ein sehr gut aufgeschlossenes Granulat erzeugt, das zudem, vor allem bei weichen Metallen, verkugelt wird. Beide resultierenden Mahlgute sind danach mit bekannten Separationsanlagen sehr gut in ihre Bestandteile trennbar.

[0016] Ebenfalls als sehr vorteilhaft hat es sich erfindungsgemäß erwiesen, wenn die Öffnungen in den Rosten als Langlöcher ausgebildet sind, wobei diese wenigstens annähernd von den Zerleinerungswerkzeugen überdeckt werden können.

[0017] Mit einer solchen Ausgestaltung wurden sehr gute Mahlergebnisse erzielt. Bei Versuchen mit Elektroschrott, der einen großen Anteil an Kupferkabeln enthält wurde ein feines Granulat erzeugt, das zu einem sehr großen Teil in seine Bestandteile getrennt werden konnte. Der verbleibende Rest ist im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich kleiner.

[0018] Eine ebenfalls sehr vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung liegt auch vor, wenn der Mahlraum in seinem Querschnitt wenigstens annähernd kreisförmig oder vieleckig ausgebildet ist.

[0019] Bei einer kreisförmigen Ausgestaltung wird das Mahlgut hauptsächlich durch den Zusammenprall mit den Zerkleinerungswerkzeugen zerkleinert. Bei einer vieleckigen Ausgestaltung des Mahlraumes wird zudem das Mahlgut periodisch an den Wänden des Mahlraumes gestaut und so konzentriert den Zerkleinerungswerkzeugen zugeführt. Je nach Mahlgut kann die eine oder die andere Ausgestaltung des Mahlraumes besser geeignet sein. Der vieleckige Mahlraum, zumeist weist dieser acht oder mehr Ecken auf, ist meistens universeller einsetzbar.

[0020] Gemäß einer weiteren Fortbildung der Erfindung ist es auch sehr vorteilhaft, wenn die Zerkleinerungswerkzeuge und/oder die Roste austauschbar und/oder wahlweise einsetzbar ausgebildet sind.

[0021] Damit können verschlissene Teile leicht ausgetauscht werden.

[0022] Ebenfalls sehr vorteilhaft ist es, wenn die Zerkleinerungswerkzeuge in Abstimmung auf das Mahlgut austauschbar sind und/oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

[0023] Damit kann je nach zu verarbeitendem Mahlgut eine passende Kombination aus Rosten und Zerkleinerungswerkzeugen eingesetzt werden. Zudem ist es denkbar, daß die Roste und vor allem die Zerkleinerungswerkzeuge aus verschiedenen Materialien bestehen können. So ist es denkbar, daß zum Beispiel Hartmetall besetzte Werkzeuge bei bestimmtem Mahlgut zum Einsatz kommen. Meistens werden aber elastische Werkzeuge zum Beispiel aus Werkzeugstahl eingesetzt werden.

[0024] Eine weitere sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt auch dann vor, wenn Leiteinrichtungen, die als Leitbleche ausgebildet sein können, und/oder Widerlager in den einzelnen Mahlebenen vorgesehen sind.

[0025] Mit solchen Leitblechen oder Widerlagern kann eine sehr gute Durchmischung und Zerkleinerung des Mahlgutes erzielt werden.

[0026] Sehr vorteilhaft ist es erfindungsgemäß auch, wenn eine Mahlgutzuführung und/oder eine Mahlgutabführung vorgesehen ist.

[0027] Hierdurch kann die Vorrichtung auf einfache Art und Weise befüllt und entleert werden.

[0028] Als sehr vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn die Vorrichtung für kontinuierlichen Betrieb ausgebildet ist.

[0029] Im folgenden ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht.

[0030] Dabei zeigen:

Fig. 1

eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Zerkleinern von Material mit einer vertikalen Mahlachse und vier Mahlebenen,

Fig. 2

eine Schnittdarstellung durch das Mahlwerk,

Fig. 3

eine Draufsicht auf eine Mahlebene,

Fig. 4

eine Detailansicht der Mahlraumauskleidung, und

Fig. 5

eine Detailansicht einer Befestigung für einsetzbare Roste.

[0031] Mit 1 ist in Fig. 1 eine Vorrichtung zum Zerkleinern von Material mit einerm Antriebsmotor 2, einer Zuführeinrichtung 3, einem Mahlwerk 4 und einem Auswurf 5 bezeichnet.

[0032] Im Mahlwerk 4 ist eine vertikale Mahlachse 6 in einem Mahlraum 7 angeordnet, die vom Antriebsmotor 2 angetrieben werden kann.

[0033] Die Mahlachse 6 kann auch aus der vertikalen Richtung heraus geneigt sein. Wesentlich ist, daß die Mahlachse 6 zumindest einen vertikalen Ausrichtungsanteil aufweist.

[0034] An der Mahlachse 6 sind in in vier Ebenen kraftschlüssig Scheiben 8 angeordnet, die in der Nähe ihres äußeren Umfanges Mahlhämmer 9 tragen.

[0035] Anstelle der Scheiben 8 können auch Arme oder andere Formen eingesetzt werden. Wesentlich ist, daß diese geeignet sind, die auftretenden Kräfte in Form von Fliehkräften durch die Mahlhämmer 9 und auch in Form von in andere Richtungen gerichtete, durch den Zusammenprall der Mahlhämmer 9 mit dem Mahlgut entstehende Kräfte aufzunehmen.

[0036] Bei Einsatz von Scheiben 8 wird zudem dafür gesorgt, daß das Mahlgut nicht ungehindert an den Mahlhämmern 9 vorbei gelangen kann, sondern durch diese bearbeitet werden muß.

[0037] Die Mahlhämmer 9 sind mit einem Bolzen 10 mit der Scheibe 8 verbunden. Um diesen Bolzen 10 können sich die Mahlhämmer 9 frei drehen.

[0038] Wenn die Scheiben 8 rotieren, werden die Mahlhämmer 9 durch die auftretenden Fliehkräfte in eine nach außen gerichtete Arbeitsposition gedreht und dort gehalten.

[0039] Wenn die Mahlhämmer 9 mit größeren Brocken und Stücken des nicht dargestellten Mahlgutes zusammentreffen, so können die Mahlhämmer 9 aus der Arbeitsposition ausweichen, wodurch ein Verklemmen und Verstopfen des Mahlwerkes 4 vermieden wird.

[0040] Trotzdem wird beim Ausweichen die kinetische Energie des Mahlhammers 9 an das Mahlgut weitergegeben und dieses zerkleinert. Sobald der Mahlgutbrocken überwunden ist, bewegt sich der Mahlhammer durch die Fliehkräfte wieder selbsttätig in die Arbeitsposition.

[0041] Eine federbelastete Ausgestaltung der Mahlhämmer 9 ist ebenso denkbar wie eine starre Ausgestaltung.

[0042] Die Mahlhämmer 9 sind an der von der Mahlachse 6 abgewandten Seite großflächig und kantig ausgebildet.

[0043] Als Gegenstück zu den Mahlhämmern 9 ist eine Mahlraumauskleidung 11 vorgesehen.

[0044] Bei längerem Einsatz runden die Mahlhämmer 9 an der Außenseite durch Verschleiß ab, was jedoch deren Funktion nicht beeinträchtigt. Bei übermäßigem Verschleiß, bei dem dann der Abstand zwischen dem Mahlhammer 9 und Mahlraumauskleidung 11 zu groß wird, kann entweder die Position der Mahlhämmer auf der Scheibe 8 verändert und wieder angepasst werden, oder aber die Mahlraumauskleidung 11 nachjustiert werden. Auch ein Wenden der Mahlhämmer 9 ist denkbar, wodurch ein gleichmäßiger Verschleiß sichergestellt wird.

[0045] Zudem besteht natürlich die Möglichkeit des Austausches der Mahlhämmer 9 und auch der Mahlraumauskleidung 11.

[0046] Die Mahlhämmers 9 sind oftmals aus Werkzeugstahl gefertigt. Es ist aber auch denkbar, daß diese für bestimmtes Mahlgut auch zum Beispiel mit Hartmetall besetzt sind.

[0047] Um Unwuchten zu vermeiden werden die Mahlhämmer immer gleichmäßig am Umfang der Scheibe 8 verteilt. Wie im Ausführungsbeispiel dargestellt wird eine symmetrische Anordnung bevorzugt. Es werden oftmals vier Mahlhämmer 9 pro Scheibe 8 vorgesehen. Es sind aber auch zwei oder eine andere Anzahl Mahlhämmer 9 pro Scheibe denkbar.

[0048] Die Mahlraumauskleidung 11 kann mit Vorsprüngen 12 besetzt sein. Zwischen diesen Vorsprüngen 12 und den Mahlhämmern 9 wird das Mahlgut zerrieben und verkugelt.

[0049] Die Mahlraumauskleidung 11 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zwölfeckig ausgeführt und weist somit zwölf gerade Abschnitte ab. Durch diese mehreckige Ausgestaltung ändert sich ständig der Abstand zwischen Mahlraumauskleidung 11 und den Mahlhämmern 9. Durch diese Abstandsänderung wird das Mahlgut nicht nur durchmischt, sondern auch noch angehäuft und intensiv bearbeitet. Zudem wird ein verhängen und Verklumpen des Mahlgutes vermieden.

[0050] Unter den Mahlhämmern 9, auf gleicher Höhe zu den Scheiben 8 können Roste 13 vorgesehen sein, die sich ringförmig zwischen den Scheiben 8 und der Mahlraumauskleidung 11 erstrecken.

[0051] Diese Roste 13 sind gleichmäßig mit Langlöchern 14 versehen, durch die das Mahlgut fallen kann.

[0052] Die Roste 13 sorgen dafür, daß sich die Verweildauer des Mahlgutes auf einer Mahlebene erhöht. Das Mahlgut wird dadurch auf dieser Mahlebene intensiver bearbeitet.

[0053] Durch die Größe der Langlöcher 14 wird die Verweildauer im wesentlichen bestimmt. Je schmaler die Langlöcher 14 ausgebildet sind, desto länger verweilt das Mahlgut.

[0054] Sind die Langlöcher 14 zu klein, so wird das Mahlgut sehr leicht zu unerwünschtem Staub zermalen. Von daher ist eine passende Abstimmung der Größe der Langlöcher 14 absolut notwendig.

[0055] Sehr gute Ergebnisse wurden mit Langlöchern 14 in etwa in der Größe des Mahlgutes erzielt.

[0056] Andere Formen für die Langlöcher 14 sind denkbar und können in Abhängigkeit vom Mahlgut in der Praxis eingesetzt werden.

[0057] Die Roste 13 sitzen in umlaufenden Ausnehmungen 15 der Mahlraumauskleidung 11 und werden mit einer Spanneinrichtung 16 verklemmt und dadurch in der gewünschten Position gehalten.

[0058] Ein leichtes Auswechseln der Roste 13 ist somit möglich.

[0059] In der vorliegenden Ausgestaltung sind vier Mahlebenen übereinander angeordnet, die jeweils aus einer Scheibe 8 und darauf angeordneten Mahlhämmern 9 bestehen.

[0060] Die oberste Mahlebene ist mit vier Mahlhämmern 9 ausgerüstet. In dieser Mahlebene wird eine Grobzerkleinerung vorgenommen.

[0061] In den nächsten beiden Mahlebenen ist zusätzlich je ein Rost 13 vorgesehen, der die Verweildauer des Mahlgutes in diesen Ebenen erhöht. Das Mahlgut wird hier zerkleinert, granuliert und verkugelt.

[0062] In der untersten Mahlebene, die knapp über dem Boden des Mahlwerkes 4 angeordnet ist, sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Mahlhämmer 9 vorgesehen, die eine

[0063] Nachverkugelung des Mahlgutes vornehmen und dafür sorgen, daß das Mahlgut dem Auswurf 5 zugeführt wird. Unerwünschte Mahlgutanhäufungen werden vermieden.

[0064] Ausführungen des Mahlwerkes 4 mit keinem oder einem Rost 13 sind ebenso denkbar wie Ausführungen mit drei oder vier Rosten bei vier Mahlebenen. Bei mehr oder weniger Mahlebenen kann die Anzahl der Roste ebenso variieren.

[0065] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 wird vorzugsweise Elektroschrott zerkleinert, der Metalle wie Kupfer aus Kupferkabeln, Kunststoffe und andere Materialien enthält.

[0066] Die Rohstoffe aus diesem Elektroschrott konnten in der Vergangenheit nur unzureichend zurückgewonnen werden, da diese wertvollen, wiederverwendbaren Rohstoffe nicht vollständig separiert werden konnten.

[0067] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 lassen sich die enthaltenen Stoffe zu einem wesentlich höheren Grad aufschließen. Beim Verkugeln werden zum Beispiel Kupferpartikel in Kugelform gebracht. Diese lassen sich dann nach Verlassen der Vorrichtung 1 mit bekannten Verfahren aus dem Mahlgut herausseparieren, da die Oberfläche dieser Materialien durch die Verkugelung verkleinert wird. Bislang ist die Separation oftmals an einer zu großen Oberfläche der Materialien gescheitert. Physikalische Separationsmethoden nutzen oftmals die Dichte des jeweiligen Stoffes aus. Dies kann aber nur funktionieren, wenn das Material nicht zum Beispiel als Blättchen mit im Vergleich zu seinem Gewicht sehr großer Oberfläche vorliegt.

[0068] Auch andere Mahlgüter, die vorzugsweise Wertstoffe enthalten lassen sich mit der Vorrichtung bearbeiten.

Ansprüche

1. Vorrichtung (1) zum Zerkleinern von Material, insbesondere zum Zerkleinern von Schrott bzw. Elektroschrott und zum Aufschließen dieses Materials mit wenigstens einem Mahlwerk, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) als Mühle (4) mit Zerkleinerungswerkzeugen (9) ausgebildet ist, wobei die Mühlachse (6) wenigstens einen vertikalen Anteil aufweist und/oder wenigstens annähernd vertikal steht und daß wenigstens eine Mahlebene, vorzugsweise vier Mahlebenen vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswerkzeuge als Mahlhämmer (9) ausgebildet sind und/oder daß die Zerkleinerungswerkzeuge fliegend an der Mühlachse (6) befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Mahlebene Scheiben (8), Arme oder andere mit der Mühlachse (6) verbundene Träger vorgesehen sind, die wiederum die Zerkleinerungswerkzeuge (9) tragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens für einen Teil der Mahlebenen Roste (13) vorgesehen sind, die Öffnungen (14) zum Durchtreten des Mahlgutes aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) in den Rosten (13) auf die Größe des zu erzeugenden und/oder zu verarbeitenden Mahlgutes abgestimmt sind und wenigstens annähernd dieselbe Größe aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) in den Rosten (13) als Langlöcher ausgebildet sind, wobei diese wenigstens annähernd von den Zerleinerungswerkzeugen (9) überdeckt werden können.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mahlraum (7) in seinem Querschnitt wenigstens annähernd kreisförmig oder vieleckig ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswerkzeuge (9) und/oder die Roste (13) austauschbar und/oder wahlweise einsetzbar ausgebildet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerkleinerungswerkzeuge (9) in Abstimmung auf das Mahlgut austauschbar sind und/oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Leiteinrichtungen, die als Leitbleche ausgebildet sein können, und/oder Widerlager in den einzelnen Mahlebenen vorgesehen sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mahlgutzuführung (3) und/oder eine Mahlgutabführung (5) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) für kontinuierlichen Betrieb ausgebildet ist.

Zeichnung