DE3010902A1

DE3010902A1 - Abfall-zerkleinerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3010902A1
Application number: DE19803010902
Authority: DE
Inventors: Jun Blaine M Miller
Original assignee: Somat Corp
Current assignee: Somat Corp
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1980-03-21
Publication date: 1980-11-27
Also published as: GB2048714B; JPS5917236B2; GB2048714A; JPS55152556A; CA1127609A; FR2456555A1; US4249701A; AU5447180A; AU524357B2

Description

Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei derartigen Vorrichtungen wird der Abfall in einen Wasserwirbel eingeführt, zu einer". Brei zerkleinert und einem Wasser-Extraktor zugeführt, in welchem dem Brei das überschüssige Wasser entzogen wird, das dann der Zerkleinerungsvorrichtung zur Wiederverwendung zucreführt wird. Derartige Abfall-Zerkleinerungsvorrichtungen sind häufig mit Schneidelementen versehen, die auf einem umlaufenden, den Wasserwirbel erzeugenden Bauteil, beispielsweise einer Scheibe, angeordnet sind und beim Umlauf dieses Bauteils eine Scherwirkung auf den Abfall ausüben- Durch diese Schneid- oder Scherglieder kann dj.e Zerkleinerungsvorrichtung auch nicht zu Brei verarbeitbares Material, wie Kunststoff, aufarbeiten, welches normalerweise einen relativ geringen Anteil des Abfalls darstellt.

Wenn der in den Tank der Zerkleinerungsvorrichtung eingeführte Abfall metallische Gegenstände wie Bestecke oder Flaschenverschlüsse enthält, so können diese das umlaufende Bauteil beschädigen. Insbesondere horizontal angeordnete Scheiben sind einer derartigen Beschädigung ausgesetzt. Senkrecht angeordnete Scheiben sind in dieser Hinsicht sicherer, jedoch sind ihrer Verwendung durch auftretende Vibrationen Grenzen gesetzt. Diese sind die Folgen von Kavitation, d.h. der Bildung von Lufteinschlüssen in der Breikammer. Es wurde bereits vorgeschlagen, diesen Nachteil zu vermeiden, daß der Wasserstand in dem Tank oberhalb der Scheibe liegt, aber dies hat den Wirkungsgrad der Vorrichtung verringert. Ein weiterer Nachteil dieses Vorschlags besteht darin, daß schwimmende Stoffe, wie Styropor, nicht zerkleinert werden, da sie oberhalb der Antriebsscheibe schwimmen.

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Ein weiteres wünschenswertes Merkmal von Zerkleinerungsvorrichtungen besteht darin, den Durchsatz von Wasser und Abfall von der Zerkleinerungsvorrichtung zum Extraktor zu erhöhen. Da der rotierende Brei in dem Tank der Schwerkraft ausgesetzt ist, erbringt das einfache Anbringen einer Auslaßleitung an der Wand der Breikanuner keinen optimalen Durchsatz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zerkleinerungssystem zu schaffen, das einen hohen Wirkungsgrad hat und bei dein eine Beschädigung des unlaufenden Bauteils weitgehend vermieden wird und die Wirkungen von möglichen Vibrationen innerhalb des Tanks verringert werden.

Ur. den Durchsatz zu erhöhen, ist eine Einrichtung vorgesehen, die den Brei, der normalerweise in senkrechter Richtung in der Kammer umläuft, einer ^uistrittsleitung zuführt. Diese Einrichtung ist vorzugsweise als Schöpfer ausgebildet, der den Flüssigkeitsstrom ablenkt, ohne als wesentliches Hindernis zu wirken. Der Tank und die Breikanuner sind im wesentlichen zylindrisch, um eine radiale Strömung zu begünstigen und eine wirtschaftliche Arbeitsweise sicherzustellen. Es hat sich gezeigt, daß mit dem Schöpfer der Durchsatz der Zerkleinerungsvorrichtung mit horizontal angeordneter Scheibe bis zu einem Faktor 4 gesteigert werden kann.

Uir. eine Beschädigung der Scheibe durch Bestecke oder andere metallische Gegenstände zu verringern oder sogar zu vermeiden, sind zwei mögliche Lösungen vorgesehen. Die erste wurde bereits vorgeschlagen und sieht die Verwendung einer senkrecht angeordneten umlaufenden Antriebsscheibe vor. Es ist ersichtlich, daß von oben in den Tank eingeführtes Material nicht direkt auf die Scheibe auftritt und daher wenig Schaden anrichten kann. Eine zweite Lösung sieht die Verwendung einer umlaufenden Scheibe vor, die exzentrisch in Bezug auf die Mittelachse des im wesentlichen zylindrischen Tanks angeordnet ist. Eine relativ große Fläche für die Einführung von Abfall ist demzufolge auf einer Seite des

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Tanks angeordnet, Wo Stoffe oder Gegenstände, die die Scheibe beschädigen könnten, abgefangen werden, bevor sie die Scheibe erreichen können. Wände können vorgesehen sein, um die umlaufende Scheibe von dem von oben in den Tank eingefüllten Abfall zu schützen und eine Öffnung zu begrenzen, durch welche der Abfall sicher eingeführt werden kann.

Wenn eine senkrechte umlaufende Scheibe verwendet wird, ist es zweckmäßig, die Vorrichtung auf Schwingungsdämpfern aufzustellen. Auf diese Weise werden die Wirkungen der Schwingungen verringert.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, einer Abfall-Zerkleinerurjgsvorrichtung mit einer senkrecht angeordneten umlaufenden Zerkleinerungsscheibe;

Fig. 2 eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 1 von rechts; Fig. 3 eine Teil-Draufsicht der Vorrichtung von Fig. 1;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung mit horizontal und exzentrisch angeordneter umlaufender Zerkleinerungsscheibe;

Fig. 5 eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß Fig. 4; Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teils einer Breikammer mit einem Breirohr und einer Schöpf-Anordnung zur Leitung des Breis in das Rohr, und

Fig. 7 eine Ansicht des Rohres und der Schöpf-Anordnung gemäß Fig. 6 von vorne.

Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung. Eine AbfaH-Zerkleinerungsvorrichtung 10 weist einen rechteckigen Tank 12 mit einem zylindrischen Fortsatz 14 auf, der ein Gehäuse für eine umlaufende Zerkleinerungsscheibe 16 und eine Breikammer 18 bildet. Die Zerkleinerungsvorrichtung ist auf einem Traggestell 20 angeordnet, das eine Mehrzahl von Füßen 22 aufweist.

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Mechanische Dämpfur.gseleraente 24 sind vorgesehen, um die Wirkungen von Vibrationen aufgrund von Kavitation zu verringern.

An dem Tank 12 ist eine Zuflußleitung 26 für die Zuführung von Frischwasser vorgesehen. Eine Rückflußleitung 28 führt gebrauchtes Wasser zur Wiederverwendung in den Tank zurück. Der Wasserstand wird innerhalb der gewünschten Grenzen durch eine Kontrollvorrichtung 30 gehalten.

Eine horizontale Antriebswelle 32 ist am einen Ende mit einem Antriebsmotor 34 v^erbunden, während ihr anderes Ende durch einen Bolzen 36 lagemäßig festgelegt ist. Die Welle 32 ist im .' übrigen drehbar im ?ankfortsatz 14 gelagert und mit der Scheibe "•6 verbunden. Der fiotor $4 ist ein 3,6 KW-Drehstrom-Reversierr.otor für 60 Hz, der in einem Winkel von 90° in Bezug auf die Grundebene angeordnet ist.

Ein Sieb 38 umgibt die Scheibe 16 und hat Öffnungen 40 von vorbestimmter Größe, um den Durchtritt von Breimaterial zu gestatten, wenn es auf die gewünschte Größe verkleinert ist. Das Sieb 38 wird von einem Haltering 42 getragen, der Öffnungen 44 aufweist, durch welche Wasser und zu Brei zerkleinerter Abfall in die Breikammer 18 übertreten kann. Von dort wird der Brei durch ein Abflußrohr 46 einer Breipumpe 48 zugeführt, die den Brei durch eine Leitung 50 zu einem Wasserextraktor 52 fördert.

Der Extraktor trenr.t die flüssigen und festen Bestandteile des Breis voneinander. Die extrahierte Flüssigkeit fließt durch ein Rohr 54 zu einer Rückförderpumpe 56, welche das zurückgewonnene Wasser über die Leitung 28 in den Tank 12 zurückführt. Eine Entleerungsöffnung 58 mit einem Sieb 60 kann dazu verwendet werden, den Tank 12 zu entleeren, wenn die Vorrichtung nicht in Benutzung ist. Eine Entleerungsleitung 62 ist an die Öffnung 58 angeschlossen.

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Im Betrieb wird der Abfall von oben in den Tank 12 eingefüllt. Er wird mit einer Kombination aus Frischwasser aus der Leitung 26 und zurückgeführten Wasser aus der Leitung 28 gemischt. Wenn die Feststoffe durch die Scheibe 16 auf die gewünschte Größe zerkleinert sind, gelangt der Brei durch das Sieb 38 und die öffnungen 44 im Halterrir.cT 42 in die Breikammer 18. Der Brei rotiert innerhalb der Kammer 18 aufgrund der Drehbewegung der Scheibe und der zylindrischer. Wand der Kammer 18. Der Brei gelangt nun in das Abflußrohr 4 6 und wird von der Pumpe 48 zu dem Extraktor 52 gepumpt. Der besre Wirkungsgrad wird erzielt, wenn der Waserstand in dem Tank 12 einige Zoll unter der obersten Kante der Scheibe 16 liegt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fic. 4 und 5 dargestellt. Die $ort gezeigte Abfallzerkleinerungsvorrichtung 70 hat eine horizontal angeordnete umlaufende Zerkleinerungsscheibe 72. Da bei dieser Anordnung der Scheibe 72 Vibrationen kein besonderes Problem darstellen, sind keine mechanischen Dämpfer für die Lagerung erforderlich.

Die Vorrichtung 70 ist auf einem Gestell 74 befestigt, welches Beine 76 mit Gummifüßen 78 aufweist. Es ist ein zylindrischer Tank 80 mit einer Uinfangswand 82, einem Boden 84 und einer oberen öffnung 86 vorgesehen. Unterhalb des Bodens 84 des Tanks ist eine zylindrische Breikammer 88 angeordnet. Unterhalb der Breikammer 88 ist ein Antriebsmotor 90 für die Scheibe 72 befestigt. Die umlaufende Scheibe 72 (Fig.5), die wie beim ersten Beispiel von einem nicht gezeigten Sieb umgeben ist, trennt den Tank 80 von der Breikammer 88. Eine ähnliche Anordnung ist beispielsweise in der U.S.-PS 3 885 745 dargestellt.

Die Antriebswelle 92 der Scheibe 72* ist beträchtlich von der senkrechten Symmetrieachse des zylindrischen Tanks 80 versetzt. Dadurch wird seitlich neben der Scheibe 72 ein relativ großer Bereich 94 gebildet, in welchen der Abfall eingeführt werden kann, ohne daß er direkt auf die Scheibe 72 auf tr if ft. Damit

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wird erreicht, daß karte Gegenstände wie Besteck, Verschlußkapseln und dgl. in deir Abfall zum Boden des Tanks 80 sinken können und sie werden durch Wände 96, 98 daran gehindert, daß sie mit der Scheibe 72 4.n Berührung kommen und diese beschädigen können. Die öffnung 86 entspricht etwa dem Bereich 94 oder es kann ein entsprechendes Schild am oberen Ende des Tanks 80 angeordnet sein.

Un das Einführen von Abfall in den Tank 80 zu erleichtern, ist dieser um die Drehachse der Scheibe 72 drehbar. Wenn die Bolzen 100, mit denen der Tank 80 an der Breikammer 88 befestigt ist, gelockert oder gelöst werden, kann der Tank 80 exzentrisch in Bezug auf die Breikamjnsr 88 gedreht werden, wie dies strichpunktiert in Fig. 5 dargestellt ist. Der Abfall kann dann dort eingefüllt werden, wo es für den Benutzer am praktischsten ist.

Aufgrund der Drehung der Scheibe 72 wird ein Wirbel erzeugt, durch den der Abfall roit dem Wasser zu der Scheibe 72 gezogen und ein Brei erzeugt wird. Abweisblenden 102 können vorgesehen werden, um die Strömung zu steuern. Wenn der Abfall ausreichend zerkleinert ist, kann er durch das die Scheibe 72 umgebende Sieb in die Breikammer 88 gelangen. Wie bei dem ersten Beispiel rotiert der Brei aufginjnd der Drehbewegung der Scheibe 72 auch in der Breikammer 88.

An die Breikammer 88 ist ein Abflußrohr 104 angeschlossen, das zuerst waagrecht, dann senkrecht nach oben, dann wieder waagrecht und dann nach unten zum Fuß eines Extraktors 106 verläuft. Ein Entlüftungsschlauch 108 ist zwischen dem Rohr 104 und dem Tank 80 vorgesehen.

Nahe dem Boden des Extraktors 106 ist eine RÜckförderpumpe 112 angeordnet, welche das extrahierte Wasser durch eine Leitung 11C in den Tank 80 zurückführt. Um zu vermeiden, daß der Wasserstand in dem Extractor 106 zu hoch wird, ist eine überlauf leitung 114 vorgesehen. Diese Überlauf leitung 114 ist über ein

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Ventil 115 mit dem Brei führenden Abflußrohr 104 verbunden. Ein Kasserstandskontrolltperät 116 steuert den Wasserstand im Tank 80.

Zum Antrieb der Welle 120 des Extraktors 106 und der Rückförderpumpe 112 dient ein gemeinsamer Motor 118, der über einen ersten Riemen 121 ein erstes Schwungrad 122 antreibt. Das erste Schwungrad 122 ist durch eine Kelle mit einem zweiten Schwungrad 124 verbunden, welches über einen zweiten Riemen 126 ein drittes Schwungrad 128 antreibt, das mit der Welle 120 des Extraktors verbunden ist. Mit der Pumpe 112 ist der Motor 118 durch eine flexible Kupplung 130 verbunden.

Ir. Betrieb wird der Abfall im Tank 80 zu einem Brei zerkleinert, der durch das die Scheibe 72 umgebende Sieb in die Breikammer 83 aelangt. Der Brei strSict durch das Abflußrohr 104 zum Extraktor ^06. Der flüssige Anteil des Breis wird durch die Rückförder-Dumpe 112 und die Leitung 110 in den Tank 80 zurückgeführt. Der feste Bestandteil dös Abfalls wird vom oberen Ende des Extraktors durch eine Rinne T32 mit einem angelenkten Deckel 134 abgeführt.

L1r\ den Durchsatz beträchtlich zu erhöhen, sind die Breikammern bei den vorher beschriebenen Vorrichtungen mit einem die Strömung beeinflussenden Schöpfer 136 versehen, der in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Dieser Schöpfer ist so angeordnet, daß er den Breistrom zu der Öffnung 138 in der ümfangswand der Kammer 18 bzw. 88 hinleitet, an die sich das Abflußrohr 46 bzw. 104 radial anschließt. Ein derartiger radialer Austritt ist sowohl einfach als auch wirtschaftlich.

Die Form sowie die Lage des Schöpfers 136 in der Breikammer 18 bzv,'. 88 sind wichtig, da die Schöpfvorrichtung keine wesentliche Behinderung erzeugen sollte. Es gibt keine scharfen Kanten oder Ecken, an denen das Material hängen bleiben könnte. Der U-förmige Querschnitt der Schöpfvorrichtung entspricht im wesentlichen

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dem Querschnitt des Rohres 46 bzw. 104, so daß sie in dieses bei 142 eingeschweißt werden kann. Sie erstreckt sich in die Breikainmer 18 bzw. 88, jedoch nicht so weit, daß dadurch die Drehung der Scheibe 16 bzw. 72 beeinträchtigt wird. Die umlaufende
Strömung in der Breikarmer sollte in die offene Seite der U-förmigen Schöpfvorrichtung cerichtet sein, die senkrecht zu der Ur.-fanaswand der Breikaminer liegen kann. Die abgerundete äußere
Kante 144 der Schöpfvorrichtung ist vorzugsweise der einzige Abschnitt, der in die Breikammer hineinragt, so daß sich kein Abfall daran festhängen kann. Beispielsweise kann sich die
Schöpfvorrichtung etwa 2,5 cm in die Breikammer hinein erstrecken.

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Claims

Patentansprüche

'. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Tank zur Aufnahme von Wasser und Abfall, einem umlaufenden Zerkleinerungswerkzeug zur Erzeugung eines Breies aus dem Wasser und dem Abfall, einer Breikammer hinter dem Zerkleinerungswerkzeug, die von dem Tank durch das Zerkleinerungswerkzeug und durch ein Sieb getrennt ist, welches den Durchtritt des Breies in die Breikammer gestattet, wobei der Brei in der Breikammer umläuft, wenn das Zerkleinerungswerkzeug rotiert, und mit einer Öffnung in der Wand der Breikammer zum Abführen des Breies, gekennzeichnet durch eine Schöpfeinrichtung (136) in der Breikammer (18 bzw. 88) zum Ablenken des Breies zu der Öffnung (138) in der Wand der Breikammer (18 bzw. 88).
2. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfeinrichtung (136) eine gerundete Vorderkante (144) aufweist und nur mit dieser Vorderkante in die Breikammer (TS bzw. 88) hineinragt.

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Bankverbindung: Kypobank Gauting Konto Nr. 3750123448 (BLZ 700 26001)

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3. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (138) in der Umfangswand der zylindrischen Breikammer (18 bzw. 88) angeordnet ist.
4. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schöpfeinrichtung (136) einen mindestens halbkreisförmigen Querschnitt aufweist und so in die öffnung (13S) eingesetzt ist, daß ihre offene Seite der Drehrichtung des Zerkleinerungswerkzeuges (16 bzw. 72) zugewandt ist.
5. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungswerkzeug (16) als drehbare Scheibe ausgebildet ist, die senkrecht im Tank (t2) angeordnet ist.
6. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerkleinerungswerkzeug (72) als drehbare Scheibe ausgebildet ist, die waagrecht im Tank (80) angeordnet ist.
7. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (12) auf Schwingungsdämpfern (24) gelagert ist.
8. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Zerkleinerungswerkzeuges (72) von der Längsmittelachse des Tanks (80) seitlich versetzt ist, derart, daß auf einer Seite des Zerkleinerungswerkzeuges (72) ein relativ großer Bereich entsteht, in den Abfallmaterial eingeführt werden kann, ohne direkt auf das Zerkleinerungswerkzeug (72) aufzutreffen.
9. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (80) im wesentlichen zylindrisch ist.

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10. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung mit einem Tank zur Aufnahme von Wasser und Abfall und einem umlaufenden Zerkleinerungswerkzeug am Boden des Tanks, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse des Zerkleinerungswerkzeuges (72) zur Längsmittelachse des Tanks (80) seitlich versetzt ist, derart, daß auf einer Seite des Zerkleinerungswerkzeuges (72) ein relativ großer Bereich entsteht, in den Abfallmaterial durch eine öffnung (86) ata der Oberseite des Tanks (80) einführbar ist, ohne direkt auf das Zerkleinerungswerkzeug (72) aufzutreffen.
11. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem oberen Ende des Tanks (30) ein Schild vorgesehen ist, das ein direktes Auftreffen von Abfall auf das Z-erkleinerungswerkzeug (72) verhindert.
12. Abfall-Zerkleiner^ngsvorrichtung nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (84) des Tanks (80) ein Schild (96,98) voraesehen ist, das die Zuführung von nicht zu Brei verarbeitbarere Material, wie Metallwaren, zu dem Zerkleinerungswerkjeug (72) behindert.
13. Abfall-Zerkleineriangsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (80) im wesentlichen zylindrisch ist.
14. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Zerkleinerungswerkzeuges (72) eine im wesentlichen zylindrische Breikammer (98) vorgesehen ist und daß der Tank (80) exzentrisch mit Bezug auf die Breikammer (88) angeordnet ist.
15. Abfall-Zerkleinerungsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Tank (80) mit Bezug auf die Breikammer

(88) drehbar ist.

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