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Title:
METHOD AND DEVICE FOR CHARGING AND OPERATING AN INSTALLATION SUCH AS A HAMMER CRUSHER TO CRUSH RECYCLABLE WASTE MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/037969
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for charging and operating an installation such as a hammer crusher to crush recyclable waste materials, wherein said waste materials (4) are drawn in by at least one driven roller (2, 6), they are fed for crushing in substantially homogeneous quantities, and data is collected during the charging and crushing process in order to obtain and regulate operating parameters for the feeding of waste material and for an optimized energy consumption and operational crushing process.

Inventors:
VAN DER BEEK AUGUST
KOEHL ERICH
SPIESSHOFER THOMAS
KARNSTAEDT DIETER
Application Number:
PCT/DE1998/000568
Publication Date:
September 03, 1998
Filing Date:
February 26, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SVEDALA LINDEMANN GMBH (DE)
International Classes:
B02C13/286; (IPC1-7): B02C19/12; B02C13/286
Foreign References:
US3545690A1970-12-08
US3335967A1967-08-15
EP0458059A11991-11-27
BE1006965A31995-02-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 128 (C - 0818) 28 March 1991 (1991-03-28)
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Claims:
Patenansprüche
1. Verfahren zum Beschicken und Betreiben einer Anlage, wie Hammerbrecher zum Zerkleinern von recycelbaren metallhaitigen AltGütern jeglicher Art, wie z. B. Karossen von AltAutomobilen und/oder paketierter Schrott, mittels einer Zuführeinrichtung in einem kontinuierlichen Beschickungsablauf, gekenn zeichnet durch die Verfahrensschritte a) Einzug des AltGutes (4) mittels mindestens einer angetriebenen Walze (2, 6), b) Zuführung des AltGutes (4) in weitgehend gleichmäßiger Menge zu der Zerkleinerung und c) Erfassung von Daten während des Beschickungsablaufes und Zerkleine rungsprozesses zur Gewinnung und Einsteuerung von Betriebsparame tern für die Zuführung des AltGutes (4) und einen energieund be triebsoptimiertenZerkleinerungsprozeß.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Beschickungsablaufes des AltGutes (4) der Durchsatz nach Parametern aus rückgewonnenen Daten des Zerkleinerungsprozesses, wie Stückgröße und/oder Maschinenauslastung gesteuert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für einen automatischen Ablauf von der Beschickung bis zum Austrag des zerkleinerten AltGutes (4) a) Werte für die Zuführgeschwindigkeit und das erforderliche Einzugs drehmoment und/oder den Anpreßdruck für mindestens eine der Walzen (2, 6) eingestellt werden, b) anschließend diese Werte für den Durchsatz des zu zerkleinernden Alt Gutes (4) erfaßt und für die Leistungsdaten des Zerkleinerungsprozesses eingegeben werden, c) schließlich die Auslastungsdaten des Zerkleinerungsprozesses für einen differenzierten Beschickungsablauf eingesteuert werden, d) dabei eintretende Störungen, Unterbrechungen, Auswirkungen von Fehlern und/oder Schwankungen im Betriebsablauf als Signale für die Steuerung des energieoptimierten Betriebes der Anlage bis hin zur automatischen Unterbrechung des Anlagenbetriebes verarbeitet werden und e) mittels ständig ausgewerteter onlineDaten von den jeweiligen Ereig nispunkten/stellen der jeweilige Betriebszustand der Anlage in einer Steuerzentrale (5) darstellund nachvoliziebar ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erkennung von sich anbahnenden Zerstörungen und zur Vermeidung von Brüchen der Maschinenelemente solche Maschinenzustände, wie Unwuchten, Schwingungen, Resonanzen und/oder Schall, erfaßt, ausgewertet und ggf. für ein rechtzeitiges Stillsetzen der Anlage verwendet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung mindestens eines an einer Stelle der Anlage installierten Über lastungsschutzes.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Programms mit Hardware zur Erfassung und Auswertung der Daten für den Betriebsablauf.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom eines Antriebsmotors und/oder die Drehzahl einer Zerkleinerungs maschine (9) für eine sich stufenlos ändernde Regelung der Zuführge schwindigkeit des AltGutes (4) verwendet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine automatische Zuführung des AltGutes (4) durch die Erkennung/Auswertung mindestens einen der Zustände a) AltGut (4) in der Ladeschurre b) AltGut (4) vor mindestens einer der Walzen (2, 6), c) gefördertes und/oder gepreßtes AltGut (4) im Übergabebereich zur Zerkleinerungsmaschine (9), d) Größe der Belastung des Antriebsmotors der Zerkleinerungsmaschine (9), e) Größe der Belastung von mindestens einer der Walzen (2, 6).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Zerkleinerungsmaschine (9), bestehend aus einem gemäß Fig. 1 nicht näher bezeichneten bzw. dargestellten, in einem Gehäuse gelagerten, mit einem Motor angetriebenen Rotor mit schwenkbeweglichen Zerkleinerungswerkzeugen und mindestens einem im Gehäuse angebrachten Gegenwerkzeug.
10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Gehäuse mit integrierter, seitenbegrenzter, schiefer Ebene als Lade schurre und einer oberen, angetriebenen Walze, gekennzeichnet durch a) eine Lagerung der oberen Walze (2) in einem Hebelsystem (3), eine schwenkbewegliche Führung der Walze (3) in Seitenwänden (1.2) des Gehäuses (1) und eine Abstützung des Hebelsystems (3) sowohl über Lager (3.1) im Gehäuse (1) als auch gegen den Druck mindestens eines, die Einstellung des Abstandes zwischen der Walze (2) und einem Boden (1.3) der Ladeschurre (1.1) bewirkenden Krafterzeugungselementes b) eine Begrenzung des Bereiches der Übergabe des AltGutes (4) von der Ladeschurre (1.1) zur Zerkleinerung durch die in der Höhe zum Boden (1.3) einstellbare Walze (2) und die Seitenwände (1.2) im Gehäuse (1), c) Mittel (5.1, 5.2) zur Erfassung von Daten während des Beschickungs ablaufes und Zerkleinerungsprozesses und Mittel (5.3) zur Einsteuerung von erforderlichen Betriebsdaten dafür und d) eine Gestaltung des Gehäuses (1) als kompakte Baueinheit. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebel system (3) aus zwei parallel angeordneten Winkelhebeln (3.3) besteht, die an den Enden der vorderen Hebelarme die Walze (2) in Lagern (2.1) aufnehmen, die Winkelhebel (3.3) im Knie (3.4) am Gehäuse (1) in Lagern (3.1) abgestützt sind und an den Enden der unteren Hebelarme je mit einem Krafterzeugungselement (3.2), welche sich am Gehäuse (1) abstützen, verbunden sind, wobei die Winkelhebel (3) mindestens im Bereich der Knie (3.
11. 4) eine den parallelen Abstand und den praktisch verwindungsfreien Zustand des Hebelsystems (3) sichernde Verbindung aufweisen.
12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mindestens ein Krafterzeugungselement (3.2) bzw. mindestens eine Antriebseinheit aufnimmt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschurre (1.1) im Boden (1.3) mindestens eine untere, angetriebene Walze (6) aufnimmt, die im Gehäuse (1) gelagert ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der oberen Walze (2) ein Preßdeckel (7) vorgeordnet ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Krafterzeugungselement (3.2) ein Hydraulikzylinder mit Kolben für die Druckbeaufschlagung der oberen Walze (2) mittels der Winkelhebel (3.3) ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinheit für den Antrieb mindestens einer der Walzen (2, 6) vorgesehen ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen (2, 6) Bordscheiben mit Abstreiferfunktion zur querschnittdefinierbaren Zuführung des quasi zu einem Strang vorverdichteten AltGutes (4) aufweist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Walzen (2, 6) mit einem hydraulischen Antrieb verbunden ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens im der unteren Walze (6) nachgeordneten Bereich auswech selbare Schleißplatten (8) vorgesehen sind.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (5.1) zur Erfassung von Daten bzw. Zuständen während des Beschickungsablaufes mindestens eine Microwellenschranke aufweisen.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (5.2) zur Erfassung von Daten bzw Zuständen des Zerkleine rungsprozesses Stromwerte des Antriebsmotors und/oder Drehzahlwerte des Rotors der Zerkleinrungsmaschine (9) aufnehmen.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß für die Walze (2) ein hydrostatischer Antrieb vorgesehen ist.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (5.1) zur Erfassung von Daten bzw. Zuständen während des Beschickungsablaufes den Flüssigkeitsdruck des elektrohydraulischen Antriebs der Walze (2) aufnehmen.
Description:
Verfahren und Einrichtung zum Beschicken und Betreiben einer Anlage wie Hammerbrecher zum Zerkleinern von recycelbaren Alt-Gütern Technisches Gebiet Die Erfindung betriffl ein Verfahren und die dazugehörige Einrichtung zum Beschik- ken und Betreiben einer Anlage, wie Hammerbrecher zum Zerkleinern von recycel- baren metallhaltigen Alt-Gütern, wie z. B. Alt-Automobile und/oder paketierter Schrott, mittels einer Zuführeinrichtung in einem kontinuierlichen Beschickungs- ablauf.

Stand der Technik Bei bekannten derartigen Anlagen besteht das Problem, den Betriebsablauf wegen der schwer definierbaren Werte, wie Menge und Geometrie des aufzugebenden Alt- Gutes einen weitgehend kontinuierlichen Prozeßablauf von der Zuführung über die Zerkleinerung bis zur Abführung des zerkleinerten Gutes für die weitere Aufbereitung zu sichern.

Gemäß der EP 0 203 026 A2 ist ein Verfahrensablauf für einen Steinbrecher beschrieben, bei dem zwischen dem Beschickungsablauf und Zerkleinerungsprozeß Daten für den Brecher erfaßt und ausgewertet werden. Dabei ist für die Realisierung dieses Verfahrens positiv davon auszugehen, daß das zu zerkleinernde Gestein eine relativ homogene mineralische Struktur darstellt und Gesteinsbrecher in dieser Hinsicht einfacher zu steuern sind. Deshalb besteht auch die Lösung des Problems einfach darin, Daten von einem Füllstandssensor und einem Brecherleistungssensor über je einen PID-Regler als Regelsignal zur Veränderung der Geschwindigkeit des Antriebs der Beschickungseinrichtung einzusteuern.

Darstellung der Erfindung Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, in Abhängigkeit vom aufzugebenden Material eines metallhaltigen Alt-Gutes einerseits eine weitgehend kontinuierliche Zuführung für den Zerkleinerungsprozeß zu sichern und andererseits durch Rückschlüsse aus dem Zerkleinerungsprozeß den Betriebsablauf energieoptimiert so zu steuern, daß nicht nur auf die Geschwindigkeit der Beschickungseinrichtung Einfluß genommen wird.

Erfindungsgemäß wird dies nach dem Verfahren entsprechend den Ansprüchen 1 bis 9 und mittels der verfahrensrealisierenden Einrichtung entsprechend den Ansprüchen 10 bis 23 gelöst.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen in mehreren Ausführungen dargestellt.

In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 die Gesamtansicht einer Zerkleinerungsmaschine, ein sogenannter ZERDIRATOR@I zum Zerkleinern von Alt-Gütern 4 (Fig. 4), wie z. B. Alt- karossen von Automobilen, ohne nachgeordnete Entstaubung mit der erfindungsgemäßen Zuführung, Fig. 2 die Ausführung einer erfindungsgemäßen, perspektivisch dargestellten Zuführeinrichtung, insbesondere gesehen im Bereich der Übergabe des Alt-Gutes 4 zur Zerkleinerungsmaschine 9 (Fig. 1), Fig. 3 eine Ausführung eines Hebelsystems 3 mit Lagerung einer Walze 2 in perspektivischer Ansicht und Fig. 4 eine Ausführung der Zuführeinrichtung mit der oberen Walze 2 vorgela- gertem Preßdeckel 7 in Seitenansicht für besonders sperriges Altgut, a) mit hochgestelltem Preßdeckel 7 und b) mit Preßdeckel 7 in vorverdichtender Funktion.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung Im folgenden Ausführungsbeispiel wird zur verständlicheren Darstellung des Wir- kungszusammenhanges zunächst die Einrichtung beschrieben.

Einer Zerkleinerungsmaschine 9 ist nach den Fig. 1 bis 4 als Zuführeinrichtung ein Gehäuse 1 mit integrierter Ladeschurre 1.1 und einer oberen, angetriebenen Walze 2 vorgeordnet. Gemäß Fig. 3 lagert die Walze 2 in einem Hebelsystem 3 und ist in den Seitenwänden 1.2 schwenkbeweglich geführt. Das Hebelsystem 3 stützt sich sowohl über Lager 3.1 im Gehäuse 1 als auch gegen den Druck von am Gehäuse befestigten Hydraulikzylindern als Krafterzeugungselemente 3.2 ab. Der Abstand zwischen der oberen Walze 2 und einem Boden 1.3 ist somit zur Erzielung eines auf ein zuzuführendes Alt-Gut wirkenden Druckes regelbar. Zugleich ist der Bereich (Ansicht nach Fig. 2) der Übergabe des Altgutes 4 von der Ladeschurre 1.1 zur Zerkleinerung durch die in der Höhe zum Boden 1.3 einstellbare obere Walze 2 und die Seitenwände 1.2 im Gehäuse 1 begrenzt. Es sind entsprechend der schemati- schen Darstellung nach Fig. 1 weiterhin Mittel 5.1, 5.2, 5.3 zur Erfassung von Daten während der Zuführung und zur Erfassung von Betriebswerten des Zerkleinerungs- prozesses für eine Auswertung und Einsteuerung von erforderlichen Betriebsdaten aus einer Steuerzentrale 5 der Zerkleinerungsmaschine 9 vorgesehen.

Darüber hinaus ist für die Erfindung wesentlich, daß das Gehäuse 1 mit Ladeschurre 1.1 als kompakte Baueinheit mit den integrierten, bereits genannten Merkmalen ausgeführt ist.

Diese für den noch darzustellenden Verfahrensablauf wichtige Eigenschaft wird konstruktiv dadurch erreicht, daß die Zuführeinheit hinsichtlich ihrer Teilevielfalt wesentlich reduziert wurde und eine hydraulische Antriebseinheit in einem geschlos- senen Raum unter der Ladeschurre 1.1 im Gehäuse 1 steht, wodurch infolge likurzer Wege"des der Zerkleinerung zuzuführenden Alt-Gutes 4 erheblich auf den gesam- ten Betriebsprozeß der Anlage Einfluf3 genommen werden kann.

Diese Kompaktheit unterstützend besteht das Hebelsystem 3 aus zwei parallel angeordneten, im Knie 3.4 gelagerten Winkelhebeln 3. 3, die an den Enden der vorderen Hebelarme die obere Walze 2 in Lagern 2.1 aufnehmen und an den Enden der unteren Hebelarme je mit den Hydraulikzylindern als Krafterzeugungselemente 3.2 verbunden sind. Im Bereich der Knie 3.4 weisen die Winkelhebel 3.3 eine den parallelen Abstand und den praktisch verwindungsfreien Zustand des Hebelsystems 3 sichernde Verbindung auf, was für den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf von funktioneller Bedeutung ist.

Vorteilhaft für die verfahrensgemäße Zuführung wirkt sich die im Boden 1.3 der Ladeschurre 1.1 vorgesehene, angetriebene untere Walze 6 aus, wodurch ein Verschleiß der Ladeschurre 1.1 unter der oberen Walze 2 vermieden wird, der sogenannte nachteilige Bananeneffekt durch den einseitigen Walzendruck, infolge dessen sich der Schrott nach oben krümmt und die Eintrittsöffnung zur Zerkleinerung verfehlt, nicht eintritt und doppelte obere Andruckwalzen vermeidbar sind, die zum Aufgabestau führen würden.

Die untere Walze 6 läßt sich vorteilhaft per Kran nach oben ausheben. Damit ist es möglich, diese in einer Arbeitsschicht auszubauen. Der Bereich der Walze 6 ist nach unten und zur Seite abgedichtet. Schmutz und Flüssigkeiten, die an dieser Stelle durch den Spalt zwischen Walze 6 und Ladeschurre 1.1 dringen, werden sicher aufgefangen und in eine Materialabfuhrrinne weitergeleitet.

Die gesamte Zuführeinheit wird durch einen geschlossenen Hydraulikkreis angetrie- ben, wobei für den Antrieb der Walze 2 ein elektrohydraulischer Antrieb vorgesehen ist. Der Hydraulikantrieb ist leistungsgeregelt : Bei aufzugebenden leichten Schrotten wird hoher Durchsatz erreicht, bei problematischerem Schrott steht sofort ein hohes Drehmoment bereit. Dieser Antrieb für die Walzen 2 und 6 ist hier nicht näher dargestellt.

Die erfindungsgemäße Zuführeinheit ermöglicht eine Anpreßkraft von z. B. 500 kN.

Normalerweise lastet die obere Walze 2 mit ihrem Eigengewicht auf das zugeführte Alt-Gut 4, bei sperrigem Material kann zusätzlich eine hydraulische Anpreßkraft zugeschaltet werden.

Vorteilhaft ist, daß das Pressen und Fördern des Alt-Gutes 4 als bisher getrennte Arbeitsgänge nunmehr gleichzeitig realisiert werden können.

Um das zu unterstützen, ist das Hebelsystem 3, wie beschrieben, gegen seitliches Verwinden versteift, so daß es sich nicht verdrehen kann, wenn das zugeführte Alt- Gut 4 auf einer Seite weniger nachgibt als auf der anderen. Auch bei schwierigem Material ist es jetzt möglich, die installierte Motorleistung ohne Unterbrechungen zu nutzen. Vor allem bietet die erfindungsgemäße Ausführung größere Sicherheit bei der Verarbeitung von Paketschrott, da auch hier infolge der von der oberen Walze 2 übertragenen Anpreßkraft eine relativ gleichmäßige Zuführung des Alt-Gutes zur Zerkleinerung gewährleistet ist.

Zugleich ist das Hebelsystem 3 mit einem seitlichen Schild versehen, der als Spritz- schutz dient ; wenn Material unter dem Druck der Treibrollen splittert, fängt dieser die wegfliegenden Teile auf.

Für besonders sperriges Material ist ein hydraulisch betriebener Preßdeckel 7 vorgesehen. Er verdichtet das aufgegebene Material, das sich vor den Walzen 2, 6 auf der Ladeschurre 1.1 befindet, so daß es besser gegriffen und in den Zerkleinerer gedrückt werden kann.

Diese erfindungsgemäße Zuführeinheit mit den möglichen Variationen nach den Ansprüchen 11 bis 23 für die Zerkleinerungsmaschine 9 stellt im wesentlichen die funktionell erforderliche Einrichtung zur Durchführung des nun im folgenden beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Zum Beschicken und Betreiben einer Anlage für das Zerkleinern von recycelbarem Alt-Gut 4 (Fig. 4), wie z. B. Karossen von Alt-Automobilen und/oder paketiertem Schrott mittels der oben beschriebenen Zuführeinrichtung in einem weitgehend kontinuierlichen Beschickungsablauf wird das Alt-Gut 4 durch die angetriebenen Walzen 2, 6 eingezogen, in weitgehend gleichmäßiger Menge der Zerkleinerung zugeführt, wobei einerseits Daten über die Mittel 5.1 während der Zuführung bzw. des Beschickungsablaufes wie für die gleichmäßige Menge aufgenommen und andererseits Daten des Zerkleinerungsprozesses über Mittel 5.2 erfaßt werden, um Einsteuerungsparameter für den Betrieb der Anlage über die Mittel 5.3 in der Steuer- zentrale 5 zu gewinnen. Dadurch kann das Alt-Gut 4 energie-und betriebsoptimiert der Zerkleinerung zugeführt werden.

Dabei wird während des Beschickungsablaufes der Durchsatz nach den Parametern aus rückgewonnenen Daten des Zerkleinerungsprozesses wie Stückgröße und/oder Maschinenauslastung gesteuert, indem danach die Werte für die Zuführgeschwin- digkeit und das erforderliche Einzugsdrehmoment und/oder den Anpreßdruck für mindestens eine der Walzen 2, 6 eingestellt, anschließend diese Werte für den Durchsatz des zu zerkleinernden Alt-Gutes 4 erfaßt und für die Leistungsdaten des Zerkleinerungsprozesses eingegeben, schließlich die Auslastungsdaten des Zerklei- nerungsprozesses für einen differenzierten Beschickungsablauf eingesteuert, dabei eintretende Störungen, Unterbrechungen, Auswirkungen von Fehlern und/oder Schwankungen im Betriebsablauf als Signale für die Steuerung des energieoptimier- ten Betriebes der Anlage bis hin zur automatischen Unterbrechung des Anlagen- betriebes verarbeitet werden und mittels ständig ausgewerteter online-Daten von den jeweiligen Ereignispunkten/-stellen der jeweilige Betriebszustand der Anlage in der Steuerzentrale 5 darstell-und nachvollziebar ist.

Zu diesem Grundprinzip können die Verfahrensmerkmale gemäß einem der Ansprü- che 4 bis 8 ergänzend angewendet werden.

Die zu verwendende Zerkleinerungsmaschine 9 ist im Anspruch 7 vom Wirkprinzip dargestellt.

Gewerbliche Anwendbarkeit Insgesamt werden mit der Erfindung die Voraussetzungen geschaffen, bei vergleichsweise gleichen Antriebsleistungsdaten und Baugrößen vorbekannter Zerkleinerungsanlagen den Durchsatz zu erhöhen und verfahrensgemäß gesteuert der Zerkleinerung einen im Querschnitt weitgehend gleichmäßig vorverdichteten Strang zuzuführen.