DE19909223A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors (1). Der Gefahr einer Beschädigung oder gar Zerstörung des Turbo-Rotors (1) wird dadurch begegnet, dass das Eingangsmaterial im Mahlluftstrom des Turbo-Rotors (1) windgesichtet wird. Das geschieht dadurch, dass der Turbo-Rotor (1) einen vorzugsweisen horizontalen Luftansaugkanal (6), vorzugsweise mit dem Querschnitt eines liegenden Rechtecks, aufweist, auf dessen Oberseite (8) ein dem Luftansaugkanal (6) überragender Aufbau (9), mit einer Eintragsöffnung (10) für das unsortierte Eingangsmaterial und in dessen Boden (13) eine unterhalb des Aufbaus (9) befindliche Sammelwanne (14) für aussortierte Fremdstoffe angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors.

Eine Voraussetzung für den wirtschaftlichen Einsatz von Turbo-Rotoren zum Zermahlen von Abfallstoffen ist deren Vorzerkleinerung auf eine Teilchengröße von ca. 10 mm Durchmesser. Außerdem muss das Eingangsmaterial frei von Verunreinigungen und Fremdstoffen wie groben und massiven Metallteilen sein, die zu einer Beschädigung des Turbo-Rotors führen können.

Das gilt zum Beispiel für Verbundwerkstoffe (Gemische und Verbunde aus Metall-Kunststoff-Papier), die normalerweise wenig sortiert gehandelt werden. In solchen Abfällen sind Fremdteile wie Werkzeuge, Kugellager, größere Alu-, Messing-, Stahl-, Edelstahl- und Eisenteile, Schrauben, Muttern und ähnliches regelmäßig enthalten. Bei der Verarbeitung dieser Abfallstoffe ist deren Verunreinigung fast immer ein erhebliches Problem, obwohl die dem Turbo-Rotor vorgeschalteten Aggregate durch Magnete, häufig auch durch Allmetall-Abscheider geschützt sind. Bei den Magneten handelt es sich meist um nicht besonders effiziente Überbandmagnete, die ohne dies nur magnetisierbare Metallteile separieren können. Der Einsatz von Allmetall-Abscheidern scheidet häufig aus, weil das Eingangsmaterial in einer Form vorliegt, die den Allmetall-Abscheider wirkungslos macht. Deshalb ist ein wirksamer Schutz des Turbo-Rotors vor Beschädigung oder Zerstörung durch jegliche Fremdstoffe zwingend erforderlich.

Das deutsche Gebrauchsmuster 295 15 433.0 beschreibt eine Micro-Wirbel-Mühle zum Mahlen, Trocknen, Mahltrocknen, Mischen bzw. zum selektiven Zerkleinern von Produkten, Grundstoffen oder Materialien der Nahrungsmittel- oder Kunststoffindustrie, der Chemie oder anderer Industriezweige, umfassend einen Grundrahmen mit Antriebsmotor und Riemenscheibengetriebe, ein Fußstück mit einem unteren Wellenlager, einen darauf angeordneten Außenmantel mit Mahlbahnen, einen mit Mahltellern und Mahlwerkzeugen ausgebildeten Rotor, mit einer im unteren Wellenlager sowie in einem oberen Loslager gelagerten Rotorwelle, ein das Gehäuse des oberen Wellenlagers aufnehmendes Kopfstück, einen Luft/Mahlgut-Einlass und einen Luft-Fertiggut-Auslass.

Das Mahlprinzip der Micro-Wirbel-Mühle beruht auf einem hohen Luftdurchsatz. Mahlluft wird in der Mühle durch den Rotor im Zusammenwirken mit an der Innenseite des den Mahlraum umgebenden Außenmantels in eine Vielzahl energiereicher Turbulenzwirbel versetzt. Das in dieser turbulenten Luftströmung in der Schwebe gehaltene Mahlgut wird dabei in einer Vielzahl von Micro-Wirbeln im Luftstrom einer schonenden Feinstzerkleinerung durch autogene Prallwirkung unterworfen. Diese Prallwirkung wird dadurch erzielt, dass in extrem kurzen Zeitintervallen sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit der mitgeführten Gutteilchen drastisch geändert wird. Dabei ergibt sich eine hohe Mahlleistung durch pulsierende Rotationsströmung sowie Luftschwingungen im Ultraschallbereich. Ein Höchstmaß an Mahlwirkung durch extrem energiereiche Micro-Wirbel wird erreicht durch Auswahl geeigneter, miteinander geschwindigkeitsabhängig zusammenwirkender Mahlwerkzeuge des Rotors mit Mahlbahnelementen der Mühlenwandung.

Der Anwendungsbereich von Micro-Wirbel-Mühlen erstreckt sich über unterschiedlichste Materialien aus verschiedensten Industriezweigen. Die wirtschaftliche Verarbeitung eines Materials ändert sich deshalb je nach dessen Eigenschaften, Zusammensetzung und Verhalten in der Mühle. Die Vielseitigkeit der zu zerkleinernden Materialien macht eine maschinentechnische Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung unbedingt erforderlich. In dieser Druckschrift gibt es keinen Hinweis auf einen wirksamen Schutz des Turbo-Rotors vor Fremdstoffen jeglicher Art. Dasselbe gilt auch für die nachfolgend beschriebenen Schriften.

In der DE 42 04 600 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur integrierten Nass-Feinmahlung und Trocknung von Materialien durch alternierende Phasenwechsel des Trägermediums und ein Kreisprozess beschrieben, der ähnlich einer Wärmepumpe arbeitet. Die thermodynamischen Parameter des Kreisprozesses, wie Drücke und Temperaturniveaus, können in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen durch Wahl geeigneter Trägermedien für das Mahlsystem ausgelegt werden, wobei sowohl mit einem Verdichter für das verdampfte Trägermedium zwischen Überdruck und Normaldruck als auch mit einer Vakuumpumpe als Verdichter zwischen Normaldruck- und Endvakuum gearbeitet werden kann.

Die DE 38 11 910 A1 behandelt eine Mühle, die zur Mahltrocknung eines feuchten Produktes vorgesehen ist, mit einem zylindrischen Statorgehäuse und einem mit mehreren übereinander angeordneten Mahltellern ausgerüsteten Rotor, in der das Produkt zwischen einer am Innenumfang des Statorgehäuses vorgesehenen Mahlplatte zerkleinert wird und in der das Produkt in einem von unten nach oben strömenden Trägergas getrocknet und transportiert wird. Die Mühle lässt sich unmittelbar mit einem zum Verklumpen oder Verkleben neigenden Produkt ohne Vorbehandlung des letzteren beaufschlagen, wenn das Eingangsprodukt über einen sich etwa parallel zur Rotorachse erstreckenden Schlitz stets filmartig dünn unmittelbar in den Bereich zwischen Mahlbahn und Mahlplatten gepresst wird.

In der DE 42 00 827 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung eines Kunststoffs oder Gummis aus einem Abfallgemisch beschrieben, das einen oder mehrere unterschiedliche Kunststoffe oder Gummisorten und/oder andere Stoffe enthält, bei denen unter anderem eine Zerkleinerung des Produkts und eine sich daran anschließende Sichtung stattfinden. Die einzelnen Bestandteile werden dadurch wirksam erfasst, dass die Zerkleinerung der Produkte im Luftwirbel erfolgt.

In der EP 07 96 660 A1 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von extrem feinem Pulver beschrieben, welche in einer mechanischen Mühle nass gemahlen und anschließend getrocknet werden. Um eine weitgehend agglomeratfreie Trocknung der Pulver zu erreichen, wird eine der mechanischen Mühle nachgeschaltete Luftwirbelmühle eingesetzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors zu schaffen, um denselben vor Beschädigung oder Zerstörung zu bewahren.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das Eingangsmaterial im Mahlluftstrom des Turbo-Rotors windgesichtet wird. Diese Form der Fremdkörperseparierung ist deshalb so wirksam, weil die Fremdkörper so gut wie immer ein hohes spezifisches Gewicht aufweisen. Als der für die Windsichtung erforderliche Luftstrom dient der Mahlluftstrom des Turbo-Rotors. Die Windsichtung erfolgt vorzugsweise im Querstrom, d. h., dass das Eingangsmaterial senkrecht in die horizontal angesaugte Mahlluft eingegeben wird. Dabei werden die leichten Teile von Mahlluftstrom mitgenommen, während die schweren Teile durch denselben hindurchfallen und so vor dem Turbo-Rotor ausgeschieden werden.

Die Windsichtung kann bei mehr oder weniger geneigt angeordnetem Ansaugkanal auch im Gegenstrom erfolgen. Hierbei wird die Windgeschwindigkeit für schwierig trennbare Stoffe durch eine aufwärts gerichtete Luft/Material-Strömung unterstützt.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der der Turbo-Rotor einen vorzugsweise horizontalen Luftansaugkanal mit dem Querschnitt eines vorzugsweise liegenden Rechtecks aufweist, auf dessen Oberseite ein den Luftansaugkanal überragender Aufbau, mit einer Eintragsöffnung für das unsortierte Eingangsmaterial und in dessen Boden eine unterhalb des Aufbaus befindliche Sammelwanne für aussortierte Fremdstoffe angeordnet sind. Das Eingangsmaterial wird über den Luftansaugkanal möglichst gleichmäßig verteilt eingetragen; es wird dem Luftstrom ausgesetzt und je nach Gewicht mehr oder weniger quer beschleunigt, so dass die Leichten Bestandteile mitgenommen und die schweren Bestandteile abgeschieden werden.

Es ist vorteilhaft, dass die Eintragsöffnung eine Rechteckform aufweist, an deren Längsseiten, die sich über den größten Teil der Breite des Luftansaugkanals erstrecken, im Innern desselben eine erste Klappe und eine zweite Klappe angelenkt sind, die vorzugsweise parallel und in Strömungsrichtung schwenkbar ausgebildet sind. Auch hat es Vorteile, dass die Klappen unterschiedliche Länge aufweisen, wobei die erste Klappe in senkrechter Lage in etwa bis zur Oberseite des Luftansaugkanals, die zweite Klappe in etwa bis zu dessen Mittenebene reicht. Durch die Neigung der Klappen können zugleich der Auftreffwinkel des Eingangsmaterial auf den Mahlluftstrom und die Länge der Fluglinie desselben variiert werden, um eine optimale Windsichtung zu erreichen.

Durch waagerecht Stellen der ersten Klappe kann die Eintragsöffnung vom Innern des Luftansaugkanals aus verschlossen werden, durch senkrecht Stellen der zweiten Klappe werden Luft und Produkt in der Eintragszone auf die Eintrittsgeschwindigkeit des Turbo-Rotors beschleunigt.

Vorteilhaft ist auch, dass auf der Innenseite des Bodens des Luftansaugkanals stromab der Eintragsöffnung und am Auslauf der Sammelwanne eine dritte, schwenkbare Klappe vorgesehen ist, die sich über die Breite des Luftansaugkanals erstreckt und die eine geringere Höhe als die erste und zweite Klappe aufweist. Bei hochgeklappter dritter Klappe erfährt die Luft/Produktströmung eine aufwärts gerichtete Tendenz. Dadurch wird bei schwierig abtrennbaren Stoffen die Sinkgeschwindigkeit unterstützt.

Dadurch, dass im Luftansaugkanal in Strömungsrichtung nach der dritten Klappe eine Drosselklappe angeordnet ist, können die Menge und die Strömungsgeschwindigkeit der Mahlluft eingestellt werden. Wenn der Strömungsquerschnitt vom Bereich der Drosselklappe an durch Reduktion der Höhe des Luftansaugkanals verringert ist, steigt die Luftgeschwindigkeit zum Turbo-Rotor hin an.

Mögliche Sichtfenster in den Begrenzungswänden des Luftansaugkanals gestatten die Beobachtung und Steuerung der Strömung im Innern des Ansaugluftkanals. Dadurch kann die für das jeweilige Eingangsmaterial optimale Stellung der Klappen eingestellt werden.

Vorteilhaft für einen störungsfreien Betrieb des Turbo-Rotors ist auch, dass ein Transportband vorgesehen ist, das das Eingangsprodukt gleichmäßig verteilt zu der Eintragsöffnung oder zu einem dieser vorgeschalteten Einlauftrichter fördert. Auf diese Weise gelangt das Eingangsmaterial gleichsam als dünner Schleier von oben in den Luftstrom und wird je nach Gewicht beschleunigt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Turbo-Rotors mit geschnittenem Windsichter,

Fig. 2 eine vergrößerte und teilweise geschnittene Seitenansicht des Windsichters nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte, erfindungsgemäße Anlage zeigt einen Turbo-Rotor 1 mit einem elektrischen Antriebsmotor 2, die beide auf einen gemeinsamen Rahmen 3 befestigt sind. Der Turbo-Rotor 1 weist einen rechteckigen Einlass 4 für die Mahlluft und das gereinigte Eingangsmaterial und einen zylindrischen Auslass 5 für die Mahlluft und das Mahlgut auf.

Am Einlass 4 ist ein Windsichter in Gestalt eines Luftansaugkanals 6 angeflanscht. Dieser ist in Fig. 2 in vergrößerter, teilgeschnittener Seitenansicht dargestellt. Der Luftansaugkanal 6 ist ein waagerecht angeordneter Blechkanal mit einem liegenden Rechteckquerschnitt, der in einer Luftansaugöffnung 7 endet. Auf seiner Oberseite 8 ist ein den Luftansaugkanal 6 überragender Aufbau 9 mit einer horizontalen, rechteckigen Eintragsöffnung 10 angebracht. Stromauf der Eintragsöffnung 10 weist der Aufbau 9 eine erste Begrenzungswand 11 auf, die senkrecht auf einer Oberseite 8 des Luftansaugkanals 6 steht. Stromab der Eintragsöffnung 10 verläuft eine zweite Begrenzungswand 12 des Aufbaus 9 mit Neigung in die Oberseite 8.

Unterhalb des Aufbaus 9 befindet sich in einem Boden 13 des Luftansaugkanals 6 eine Sammelwanne 14 für aussortierte Fremdstoffe; diese ist in etwa spiegelbildlich zum Aufbau 9 gestaltet. Mit einem flachen Bodenteil 15, einer anderen ersten Begrenzungswand 16, die senkrecht auf dem Boden 13 steht und einer anderen zweiten Begrenzungswand 17, die schräg in den Boden 13 ausläuft. In gegenüberliegenden Seitenwänden 18 sind gegenüberliegende, verschließbare Seitenöffnungen 26 vorgesehen, die zur Entsorgung der aussortierten Fremdteile dienen. Es ist auch denkbar, zu diesem Zweck anstelle der Seitenöffnungen 26 die gesamte Sammelwanne 14 schwenkbar auszubilden. Dieser Ausleervorgang kann sogar automatisiert werden.

Im Innern des Luftansaugkanals 6 befinden sich vier Klappen. Im Bereich des Einlasses 4 ist eine drehbare Drosselklappe 19 vorgesehen; mit ihr wird die Menge der Mahlluft und damit deren Strömungsgeschwindigkeit eingestellt. Im Aufbau 9 sind eine erste Klappe 20 und eine zweite Klappe 21 vorgesehen. Die Klappen 20, 21 können parallel und im Sinne der Luftströmung geschwenkt werden und dienen dabei der Führung des Eingangsmaterials zum Mahlluftstrom.

Das Eingangsmaterial gelangt über ein Transportband 22 (Fig. 1) zu einem Einlauftrichter 23 (Fig. 1) und über die Eintragsöffnung 10 zwischen die Klappen 20, 21. Durch Gleichverteilen des Eingangsmaterials auf dem Transportband 22 bildet sich ein gleichmäßiger Schleier von Eingangsmaterial, das so optimal für die Windsichtung aufbereitet ist. Die Menge des Eingangsmaterials kann durch stufenlose Regelung der Geschwindigkeit des Transportbandes 22 verändert werden.

Mit der ersten Klappe 20 kann durch deren getrenntes Schwenken die Eintragsöfffnung 10 geschlossen werden. Mit der Stellung der zweiten Klappe 21 kann auch die Strömungsgeschwindigkeit und die Strömungsrichtung im Luftansaugkanal 6 beeinflusst werden. Eine dritte, schwenkbare Klappe 24 ist am Auslauf 25 der Sammelwanne 14 angeordnet; sie erstreckt sich wie die erste und zweite Klappe 20, 21 über die gesamte Breite des Luftansaugkanals 6. Durch senkrecht Stellen der dritten Klappe 24 erfährt die Strömung in der Luftansaugleitung 6 eine Ablenkung nach oben, die zur Unterstützung der Windsichtung dient.

Die erfindungsgemäße Anlage funktioniert folgendermaßen: Das unsortierte Eingangsmaterial gelangt über das Transportband 22 gleichmäßig verteilt zum Einlauftrichter 23 und weiter zur Eintragsöffnung 10. Der Turbo-Rotor 1 saugt Mahlluft über die Luftansaugöffnung 7 an, die durch den Luftansaugkanal 6 zum Einlass 4 gelangt. In diesen Mahlluftstrom wird das Eingangsmaterial je nach Zusammensetzung unter einem bestimmten Winkel eingegeben, der durch die Stellung der Klappen 20, 21 vorgegeben wird. Spezifisch schwere Verunreinigungen fallen durch den Mahlluftstrom in die Sammelwanne 14, während leichte Komponenten des Eingangsmaterials vom Mahlluftstrom mitgenommen werden. Durch entsprechende Stellung der ersten, zweiten und dritten Klappe 20, 21, 24 kann bei Fremdstoffen mit wenig höherem Schüttgewicht als das Eingangsprodukt deren Fluglinie verkürzt werden. Bei schwierig abtrennbaren Stoffen kann auf diese Weise die Windgeschwindigkeit durch eine aufwärts gerichtete Luft/Produktströmung unterstützt werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfindungsgemäße Anlage bei geringem Bauaufwand einen wirksamen Schutz gegen Beschädigung und Zerstörung des hochwertigen Turbo-Rotors bietet.

Claims (10)

1. Verfahren zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsmaterial im Mahlluftstrom des Turbo-Rotors (1) windgesichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Windsichtung vorzugsweise im Querstrom erfolgt.

3. Vorrichtung zur Beseitigung von spezifisch schweren Verunreinigungen aus dem Eingangsmaterial eines Turbo-Rotors, zur Durchführung des Verfahrens nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Turbo-Rotor (1) einen vorzugsweise horizontalen Luftansaugkanal (6) mit dem Querschnitt eines vorzugsweise Liegenden Rechtecks aufweist, auf dessen Oberseite (8) ein den Luftansaugkanal (6) überragender Aufbau (9), mit einer Eintragsöffnung (10) für das unsortierte Eingangsmaterial und in dessen Boden (13) eine unterhalb des Aufbaus (9) befindliche Sammelwanne (14) für aussortierte Fremdstoffe angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintragsöffnung (10) eine Rechteckform aufweist, an deren Längsseiten, die sich über den größten Teil der Breite des Luftansaugkanals (6) erstrecken, im Innern desselben eine erste Klappe (20) und eine zweite Klappe (21) angelenkt sind, die vorzugsweise parallel und in Strömungsrichtung schwenkbar ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappen (20, 21) unterschiedliche Länge aufweisen, wobei die erste Klappe (20) in senkrechter Lage in etwa bis zur Oberseite (8) des Luftansaugkanals (6), die zweite Klappe (21) in etwa bis zu dessen Mittenebene reicht.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Bodens (13) des Luftansaugkanals (6) stromab der Eintragsöffnung (10) und am Auslauf (25) der Sammelwanne (14) eine dritte, schwenkbare Klappe (24) vorgesehen ist, die sich über die Breite des Luftansaugkanals (6) erstreckt und die eine geringere Höhe als die erste und zweite Klappe (20, 21) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftansaugkanal (6) in Strömungsrichtung nach der dritten Klappe (24) eine Drosselklappe (19) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt vom Bereich der Drosselklappe (19) an durch Reduktion der Höhe des Luftansaugkanals (6) verringert ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Begrenzungswänden des Luftansaugkanals (6) Sichtfenster einbaubar sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Transportband (22) vorgesehen ist, das das Eingangsprodukt gleichmäßig verteilt zu der Eintragsöffnung (10) oder zu einem dieser vorgeschalteten Einlauftrichter (23) fördert.