阅读说明：本技术 用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备 (For crushing and drying waste material, residue, rock and the equipment of similar material ) 是由 埃贡·凯尼格 于 2018-02-12 设计创作，主要内容包括：本发明描述一种用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料(M)的设备(1),所述设备包括基本上漏斗形的罐(2),所述罐具有柱形的套管(4)。在柱形的套管(4)上设置有至少两个在环周上分布的、用于引入压缩的和必要时加热的空气(L)的空气流入口(5)。漏斗形的罐的底部配设有用于粉碎的材料(G)的流出开口(3)。在罐的与流出开口(3)相对置的、直径较大的端部上,在柱形的套管(4)上设置有空气流出开口(7)。用于要粉碎的材料(M)的输送装置(9)通到柱形的套管(4)中。在至少两个在柱形的套管的环周上分布的空气流入口(5)上分别设置具有文丘里功能的超音速喷嘴(10),使得所输送的空气(L)可沿柱形的套管(4)的和漏斗形的罐(2)的环周方向引入。(The present invention describes a kind of equipment (1) for being used to crush and dry waste material, residue, rock and similar material (M), and the equipment includes substantially funnel shaped tank (2), and the tank has cylindrical casing (4).At least two air inflow apertures (5) being distributed on ring week, for introducing air (L) that is compressing and heating when necessary are provided on cylindrical casing (4).The bottom of funnel shaped tank is equipped with the outflow opening (3) of the material (G) for crushing.Tank and outflow opening (3) be opposite, on the end that is relatively large in diameter, is provided with air outflow opening (7) on cylindrical casing (4).Conveying device (9) for the material to be crushed (M) is led in cylindrical casing (4).The superonic flow nozzzle (10) with venturi function is respectively set on the air inflow aperture (5) that at least two are distributed on the ring week of cylindrical casing, so that the air (L) conveyed can be introduced along the ring circumferential direction of cylindrical casing (4) and funnel shaped tank (2).)

用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备。

背景技术

废料和类似材料经常始终在垃圾填埋场中清除。因为垃圾填埋场仅具有有限的容纳能力，值得期望的是，将废料在其贮存之前粉碎。废料的粉碎但是也可以准备用于通过随后的燃烧或脱气设备获得能量。通过粉碎废料或将残渣和岩石，例如矿石磨碎成粉，但是也可以更容易地分离和回收有价值的原材料。在处理废料、如例如住宅垃圾、工业泥浆、如例如水泥泥浆、石灰工业泥浆和淤泥时的已知的问题是相对高的湿气含量，所述湿气含量通常包含在所述废料中。通常仅可困难地与废料分离的湿气含量在垃圾填埋场中作为垃圾填埋水是不可低估的问题。在燃烧设备中，高的湿气含量引起使用的废料的较低的热值。废料中的高的湿气含量以及材料大小通常负面地影响能量和运输平衡(CO₂排放)。

从现有技术中已知的磨碎机或用于将废料磨碎成粉的类似机器具有相对差的效率并且不足够适合减小湿气含量。从现有技术中也已经已知材料粉碎设备，所述材料粉碎设备具有基本上漏斗形的罐，所述罐具有柱形的套管。压缩空气沿环周方向吹入到柱形的套管中，以便在漏斗形的罐之内产生空气涡流。所述已知的设备需要每分钟直至100m³的压缩空气，这对于能量平衡和对于设备的经济性是大的缺点。在用于压缩空气的流入开口上安置的转向板沿罐的环周方向引导空气。要粉碎的材料经由输送管路运送到柱形的套管中并且承受空气涡流。在空气涡流中应粉碎引入的材料。转向板同时用作为冲击板并且应保护空气流入开口免受急速旋转的材料。粉碎的材料由于重力降落至底部并且通过漏斗形的罐的底部上的开口排出。在罐的相对置的直径较大的端部上在柱形的套管上设置的柱形的烟筒用于输出过剩的空气。通过预加热吹入的空气，应可实现引入的材料的一定的干燥。冲击板经受高的磨损并且必须相对频繁地更换。因为始终还有材料冲击到漏斗形的罐的或柱形的套管的壁部上，所以所述设备部件也经受相对高的磨损，并且必须相应地鲁棒地构成。可在罐中实现的空气涡流仅具有相对小的速度。据此，设备仅对引入的材料具有相对小的粉碎效果。

发明内容

本发明的目的因此是，实现一种用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备，所述设备克服现有技术的设备的在上文中列举的缺点。设备应是不那么易受磨损的并且能够实现充分地粉碎、甚至磨碎成粉和/或干燥所使用的废料。在此，设备应尽可能不复杂地构造并且具有经证实的和构造简单的构件，以及在制造中和在运行中是成本适宜的。

所述目的的解决方案在于用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备，所述设备具有在权利要求1中列举的特征。本发明的改进方案以及有利的和优选的实施变型形式是独立权利要求的主题。

本发明提出一种用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备，所述设备包括基本上漏斗形的罐，所述罐具有柱形的套管。在柱形的套管上设置有至少两个在环周上分布的、用于引入压缩的和必要时加热的空气的空气流入口。漏斗形的罐的底部配设有用于粉碎的材料的流出开口。在罐的与流出开口相对置的、直径较大的端部上，在柱形的套管上设置有空气流出开口。用于要粉碎的材料的输送装置通到柱形的套管中。在至少两个在柱形的套管的环周上分布的空气流入口上分别设置具有文丘里系统的超音速喷嘴，使得输送的空气可沿柱形的套管的和漏斗形的罐的环周方向引入。

通过使用超音速喷嘴，输送的、优选加热的空气在进入到漏斗形的罐上的柱形的套管中的入口处达到非常高的流动速度，所述流动速度达到音速并且可以超过数倍。由此，在柱形的套管中并且尤其在朝向其底部漏斗形地渐窄的罐中产生加热的空气涡流。高的流动速度通过在大约4-6bar的压力下输送空气来达到。在此达到的空气量可以根据海拔为大约30至50m³/min。例如，所述空气量可以借助于可控制的无油的螺杆式压缩机产生和运送。例如将超音速喷嘴理解成如下喷嘴，所述喷嘴具有对应于拉法尔喷嘴的横截面走向。超音速喷嘴作为拉法尔喷嘴的构成方案允许，明显地、例如以直至50％降低需要的空气使用。这对积极的能量平衡具有大的影响。由于高的空气速度，引入的材料大程度地粉碎，甚至磨碎成粉。由于将所使用的材料磨碎成粉，在材料中包含的有价值的原料可以简单地再次回收给工业。由于高的粉碎率，运输装置的装载容量也可以更好地利用，这又正面地影响环境(降低CO₂排放)。

要粉碎的材料借助文丘里系统的支持到达所产生的空气涡流中并且在此经受巨大的加速。文丘里系统在此用于“裂开”由超音速喷嘴产生的空气涡流。引入到空气涡流中的材料不承受在突然加速时出现的力从而分解成最小的组成部分。在空气涡流之内出现的高的离心力和向心力、剪力和摩擦力以及负压和气穴现象支持材料的粉碎。在材料中包含的湿气、例如在淤泥和工业泥浆中包含的和在固体颗粒中结合的水在此分离并且借助在空气涡流中加热的空气通过空气流出开口运走，所述空气流出开口可以设置在可调整的烟筒状的突出部上。废气的温度例如可以为直至100℃。通过设置至少两个超音速喷嘴，在设备中产生保持不变的空气流，所述空气流造成空气涡流，所述空气涡流从设备的内壁部处剥离。由此，可以防止材料冲击到柱形的套管的和漏斗形的罐的内壁部上。

根据本发明的设备的一个实施变型形式可以提出，设置在空气流入口上的具有文丘里系统的超音速喷嘴在柱形的套管的相同的轴向高度上设置在漏斗形的罐上。由此，改进空气涡流的均匀性并且在能量输入保持不变的情况下能实现更高的流动速度。

在根据本发明的设备的一个实施变型形式中，超音速喷嘴可以具有流出口，所述流出口具有不同于圆形的横截面。通过选择流出口处的流动横截面，可以在更好地产生空气涡流的意义上影响空气流动的切向分量和竖直分量。

本发明的一个实施变型形式可以提出，超音速喷嘴的流出口的横截面矩形地构成。由此，在产生的空气涡流的内部可以有助于出现气穴现象和负压。

在根据本发明的设备的另一实施变型形式中，超音速喷嘴可以分别具有在需要时可改变的最窄的穿流横截面。通过改变穿流横截面，可以有针对性地影响在超音速喷嘴的输出端处的流动速度。调整螺丝或类似的机械调整机构可以设置成，使得其也在设备的运行期间对于使用者可进入。

改变超音速喷嘴的至少一个最窄的穿流横截面能够机械地、例如经由调整螺丝等进行。本发明的一个适宜的实施变型形式可以提出，超音速喷嘴的最窄的穿流横截面可自动地经由伺服马达调整。马达式的可调整性允许设定喷嘴的最窄的穿流横截面，而例如不必打开或甚至不必拆卸容纳漏斗形的罐和柱形的套管的壳体。

结合马达式的可调整性，根据使用的要粉碎的材料可以控制超音速喷嘴的最窄的穿流横截面。控制数据在此可以优选地以表格的形式存储在外部控制单元中，所述外部控制单元与设备连接。用于调整喷嘴的最窄的穿流横截面的控制数据可以根据经验确定和整理。本发明的一个有利的实施变型形式可以为设备的用户实现：根据所使用的材料来选择用于调整超音速喷嘴的正确的控制数据。控制单元优选包括电子数据处理设备。由此可以简化参数检测、控制和其选择。

本发明的另一实施变型形式可以提出，在柱形的套管上的空气流入口处的超音速喷嘴分别通到空气引导板中，所述空气引导板***到柱形的套管的内壁部中的凹部中。空气引导板限界超音速喷嘴的流出口并且安装成，使得所述空气引导板至少在流出口的区域中超出柱形的套管的内壁部。由此，所输送的压缩空气可以切向地沿着柱形的套管的内环周引入。

在根据本发明的一个实施变型形式中，空气引导板可以相对于超音速喷嘴的喷嘴体转动180°。由此，设备可以非常简单地关于在地球的北半球或南半球的不同的条件适配。在北半球上，气旋的、即可逆时针地转动的空气涡流可以视作为适当的，而在南半球上在设备中力求反气旋的空气涡流。由此可以改进设备在粉碎和干燥方面的效率。本发明的一个实施变型形式对此可以提出，空气引导板固定地与安装板连接并且超音速喷嘴的喷嘴体可法兰式地连接在安装板上。安装板用于将超音速喷嘴安装在柱形的套管的外壁部上。喷嘴体在两个以180°转动的位置中可法兰式地连接到安装板上。由此，超音速喷嘴的和空气输送装置的关于柱形的套管的环周的位置可以保持不变。在本发明的一个替选的实施方式中，空气引导板、安装板和喷嘴体但是也可以刚性地彼此连接。为了改变产生的空气涡流的转动方向，那么整个超音速喷嘴单元可以连同安装板和空气引导板以转动180°的方式安装。

根据本发明的设备的另一实施变型形式可以与控制装置连接，所述控制装置与全球网络、例如因特网连接，使得设备的运行参数可远程读取并且优选地设备是可远程控制的。也可以包括用于超音速喷嘴的横截面改变的控制单元的控制装置连接于因特网例如可以用于维护目的、用于远程诊断和用于远程控制所述设备。

根据本发明的设备的另一实施变型形式可以提出，多于两个的超音速喷嘴相互间以相同的角度间隔设置在柱形的套管的环周上。所需的超音速喷嘴的数量可以与漏斗形的罐连同柱形的套管的大小和直径相关地选择，以便优化产生的空气涡流中的流动速度。

附图说明

本发明的其他优点和实施变型形式参照附图从下面对实施例的描述中得出。以不符合比例的视图示出：

图1示出根据本发明的设备的轴向剖面的示意图；

图2示出在设备上固定的超音速喷嘴的放大的示意图；

图3示出超音速喷嘴的立体图，其中观察在其输入端侧上的安装板；

图4示出根据图4的超音速喷嘴的立体图，其中观察空气引导板；和

图5示出本发明的其他实施变型形式的立体图。

具体实施方式

在图1中示意地以轴向剖面示出的根据本发明的设备整体上具有附图标记1。设备具有漏斗形的罐2，所述罐具有流出开口3。漏斗形的罐2在其背离流出开口3的端部上具有柱形的套管4。在柱形的套管4上设有至少两个用于压缩的和必要时加热的空气的空气流入口5并且在柱形的套管4的环周上分布。通过盖6伸入到柱形的套管4中的烟筒7具有空气出流开口。在烟筒7上的空气出流开口的横截面在需要时可改变，这在图1中通过可调整的挡板8和箭头P1表明。用于要粉碎的和要干燥的材料M的输送装置9穿过盖6并且伸入到柱形的套管4中。

在至少两个在柱形的套管4的环周上分布的空气流入口5上分别设置有超音速喷嘴10。压缩的和必要时加热的空气L经由超音速喷嘴10导入到柱形的套管4中。将超音速喷嘴10根据本发明理解成如下喷嘴，所述喷嘴例如具有对应于拉瓦尔喷嘴的横截面走向。通过使用超音速喷嘴10，输送的、优选加热的空气L在进入到柱形的套管4和漏斗形的罐2中的入口处达到非常高的流动速度，达到音速并且甚至可以超出其数倍。由此，在柱形的套管4中和尤其在朝向其流出开口3漏斗形地渐窄的罐2中产生加热的空气涡流W。高的流动速度通过在大约4-6bar的压力下输送空气L实现。在此穿流的空气量可以根据海拔为大约30至50m³/min。例如，所述空气量可以借助于可控制的无油的螺杆式压缩机产生和运送。根据在地球的北半球或南半球的搭建地点，在设备1中产生的空气涡流W的转动方向是可调整的。在北半球上气旋的、即可逆时针地转动的空气涡流可以视作为适当的，而在南半球上在设备中力求反气旋的空气涡流。对此，在空气流入口5上的超音速喷嘴10的入流方向可改变，尤其可以转动180°。这在图1中通过弯曲的箭头P2表明。

经由输送装置9引入到设备1中的要粉碎的材料M借助设置在超音速喷嘴10上的文丘里系统10的支持被引入到产生的空气涡流中。文丘里系统在此用于短暂地“裂开”由超音速喷嘴10产生的空气涡流W。引入到空气涡流W中的材料M直接在输出到空气涡流W之后非常高地加速。材料M无法承受在突然加速时出现的力从而分解成较小的组成部分。在空气涡流W之内出现的高的离心力和向心力、剪力和摩擦力以及负压和气穴现象支持材料M的粉碎。在材料M中包含的湿气、例如在淤泥和工业泥浆中包含的和在固体颗粒中结合的水在此分离并且借助在空气涡流W中加热的废气A通过烟筒状的空气流出口7运走，所述空气流出口的流出横截面是可调整的。废气A的温度例如可以为直至100℃。通过设置至少两个具有文丘里功能的超音速喷嘴10，在设备1中产生保持不变的空气流，所述空气流造成空气涡流W，所述空气涡流从设备1的内壁部处剥离。由此，可以防止材料M冲击到柱形的套管4的和漏斗形的罐2的内壁部41或21上。粉碎的材料作为颗粒G沿着漏斗形的罐2的内壁部21到达设备的流出开口3并且落到底部上。在图1中这通过颗粒G在地面F上的积累来表明。

图2示意地示出在柱形的套管4上安装的超音速喷嘴10的轴向剖面。超音速喷嘴10例如大致具有拉瓦尔喷嘴的横截面走向。在输入端侧，超音速喷嘴10与空气输送管路16连接。需要用于产生空气涡流的空气量例如可以借助于可控制的无油的螺杆式压缩机产生和运送。超音速喷嘴10具有喷嘴体11，所述喷嘴体例如多件式地构成。喷嘴体11的部分彼此连接成，使得其可相对于彼此调整，以便可以改变超音速喷嘴10的至少一个最窄的穿流横截面12。喷嘴体11的部分相对于彼此的调整例如可以经由一个或多个调整螺丝进行。在示意示出的实施例中，最窄的穿流横截面12的马达式的可调整性借助于伺服马达18表明。马达式的可调整性允许自动地设定超音速喷嘴10的最窄的穿流横截面12，例如不必打开或甚至不必拆卸容纳漏斗形的罐和柱形的套管的壳体。结合马达式的可调整性，根据使用的要粉碎的材料可以控制超音速喷嘴的最窄的穿流横截面12。控制数据在此可以优选地以表格的形式存储在外部控制单元中，所述外部控制单元与设备连接。用于调整超音速喷嘴10的最窄的穿流横截面12的控制数据可以根据经验确定和整理。本发明的一个有利的实施变型形式可以为设备的用户实现：根据使用的材料选择用于调整超音速喷嘴10的正确的控制数据。控制单元优选包括电子数据处理设备(图4)。由此可以简化参数检测、控制和其选择。

超音速喷嘴10具有文丘里功能。为了所述目的，在喷嘴体11的最窄的穿流横截面12上设置有文丘里孔13，所述文丘里孔在需要时打开并且可以再次关闭。通过文丘里孔13的打开，将环境空气吸入到超音速喷嘴10中。由此，干扰在超音速喷嘴10之内的空气流动。所述效应可以用于，将通过入流的空气在漏斗形的罐和柱形的套管之内产生的空气涡流有针对性地“裂开”，例如以便将材料馈入到空气涡流中。

超音速喷嘴10的喷嘴体11通到空气引导板14中，所述空气引导板在安装状态中基本上与柱形的套管4的内壁部41齐平。空气引导板14***到柱形的套管的空气流入口5中，使得其至少在超音速喷嘴10的空气流出口15的区域中超出柱形的套管4的内壁部41。由此，压缩的空气可以基本上切向地沿着柱形的套管4的内壁部41引入。由空气引导板14限界的空气流出口15具有不同于圆形的横截面。例如，空气流出口15具有基本上矩形的横截面。通过在流出口处的不同于圆形的流动横截面，可以在更好地产生空气涡流的意义上影响空气流动的切向和竖直分量。由此，在产生的空气涡流中可以有助于产生气穴现象和负压。

为了将超音速喷嘴10安装在柱形的套管4上，喷嘴体11与安装板17连接。安装板17与空气引导板14连接并且设置成，使得其沿空气流动方向被空气引导板14超出。安装板17借助于螺丝固定在柱形的套管4的外壁42上。

安装板17和与其连接的空气引导板14可以刚性地与喷嘴体11连接。为了改变在设备中产生的空气涡流的转动方向，那么必须将整个超音速喷嘴单元，包括喷嘴体11、安装板17和空气引导板14转动180°。安装板17和与其连接的空气引导板14然而也可以如尤其在图3中示出的相对于喷嘴体11转动180°。对此，可以将喷嘴体11从安装板17分开并且在转动和安装安装板17和空气引导板14之后再次法兰式地连接在柱形的套管上。通过喷嘴体11相对于安装板17和空气引导板14的可转动性，超音速喷嘴10和空气输送装置相对于柱形的套管4的环周的位置可以保持不变。

图3示出观察安装板17时根据本发明的超音速喷嘴10的立体图。相同的构件具有与在图2中相同的附图标记。喷嘴体11法兰式地连接在安装板17上。在超音速喷嘴10的输入端侧的端部上表明空气输送管路16。安装板17沿空气流动方向被空气引导板14超出，所述空气引导板在超音速喷嘴10的安装状态中基本上与柱形的套管的内壁部齐平。

图4示出观察空气引导板14时根据图4的超音速喷嘴的立体图。安装板又具有附图标记17。从绘图中可见的是，安装板17的朝向空气引导板14的侧凹状弯曲地构成，以便跟随柱形的套管的弯曲。超音速喷嘴10的空气流出口15设置在空气引导板14的背离观察者的侧上。所述空气流出口具有不同于圆形的横截面。优选地，所述空气流出口基本上矩形地构成。超音速喷嘴10的喷嘴体用附图标记11表明。

图5示出根据本发明的用于粉碎和干燥废料和类似材料的设备的另一实施例的示意立体图，所述设备又整体上具有附图标记1。设备1的相同的组成部分设有与在图1中相同的附图标记。设备又具有漏斗形的罐2，所述罐具有流出开口3。漏斗形的罐2在其背离流出开口3的端部上与柱形的套管4连接。在柱形的套管4上安装有用于压缩的和必要时加热的空气的超音速喷嘴10并且优选地彼此间以相同的角度间隔在柱形的套管4的环周上分布。在示出的实施例中，尤其设有四个超音速喷嘴10，其中在绘图中可见两个。超音速喷嘴10在柱形的套管4的相同的高度上安装。烟筒状的突出部7伸出穿过封闭柱形的套管的盖6，所述突出部的流出横截面是可调整的。用于要粉碎和要干燥的材料M的输送装置9穿过盖6并且同样伸到柱形的套管4中。

超音速喷嘴10与大致环形伸展的空气输送管路19连接，所述空气输送管路在它那边可以经由另一中央空气管路(未示出)例如与无油的螺杆式压缩机连接。空气输送管路在此可以根据Tichelmann系统构成。这表示：通向各个超音速喷嘴10的输入管路的压力损耗系数对于全部超音速喷嘴是相同的，借此确保均匀的穿流。输入管路的压力损耗基本上由管道摩擦、即内部粗糙度、直径和长度和管元件的压力损耗系数组成。管元件的压力损耗系数可以根据经验确定并且通常从文献中得出。

借助于可控制的无油的螺杆式压缩机，空气可以在大约4-6bar的压力下和以30至50m³/min的体积输送给超音速喷嘴10。超音速喷嘴10允许流动速度，所述流动速度超过音速。由此，在设备1之内产生空气涡流，所述空气涡流在图4中的设备1的部分剖开的视图中又设有附图标记W。

经由输送管路9引入到设备1中的要粉碎的材料M引入到产生的空气涡流中并且直接在输出到空气涡流W中之后非常高地加速。材料M无法承受在突然加速时出现的力从而分解成较小的组成部分。在空气涡流W之内出现的高的离心力和向心力、剪力和摩擦力以及负压和气穴现象支持材料M的粉碎，例如磨碎成粉。在材料M中包含的湿气、例如在淤泥中包含的和在固体颗粒中结合的水在此分离并且借助在空气涡流W中加热的废气A通过烟筒状的空气流出口7运走。废气A的温度例如可以为直至100℃。在设备1中产生的空气涡流W从设备1的内壁部处剥离。由此，可以防止材料M冲击到柱形的套管4的和漏斗形的罐2的内壁部上。粉碎的材料作为颗粒G到达设备的流出开口3并且落到底部上。

用于粉碎和干燥废料、残渣、岩石和类似材料的设备1可以与控制装置连接，所述控制装置用附图标记100表明。控制装置100可以与全球网络、例如因特网连接，使得设备的运行参数可远程读取和优选设备可远程控制。也可以包括用于超音速喷嘴10的横截面变化的控制单元的控制装置100连接到因特网例如可以用于维护目的、远程诊断和用于远程控制设备。

上面对具体实施例的描述仅用于阐述本发明并且不视作为是限制性的。更确切地说，本发明通过权利要求和本领域技术人员推断的和由共同的发明构思包括的等价方案限定。