DE2545426A1 - Vorrichtung zum regenerieren von verschmutzten kunststoffabfaellen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Regenerieren von verschmutzten Kunst-
• stoffabfällen Zusatz zur Patentanmeldung P 24 39 783.9 Die Zusatzerfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach der Hauptanmeldung P 24 39 783.9.
• Bei einer bekannten Vorrichtung (DT-PS 20 05 360) werden die einzelnen Arbeitsgänge zum Regenerieren von verschmutzten Kunststoffabfällen in einem einzigen Behälter durchgeführt, an dessen Boden ein von einer elektrischen Maschine angetriebenes Schlagwerkzeug drehbar gelagert ist. Das Schlagwerkzeug arbeitet mit Gegenmessern zusammen, wobei die Breite des Scherspaltes sowie die Drehzahl des Schlagwerkzeuges konstant sind. Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der bekannten Vorrichtung nur kurzzeitig die installierte Antriebsleistung für das Schlagwerkzeug ausgenutzt wird, so daß die theoretisch mögliche Durchsatzleistung in der Praxis wesentlich verringert ist. Die Vorrichtung nach der Hauptanmeldung vermeidet diese Unzulänglichkeiten.
• Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Vorrichtung nach der Hauptanmeldung dahingehend weiterzubilden, daß die installierte Antriebsleistung noch besser ausgenutzt und damit ein besseres Verhältnis zwischen Durchsatzleistung und Antriebs leistung erzielt wird.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Vorrichtung nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 und 3 gekennzeichnet.
• Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der größte Drehmoment- und damit Leistungsbedarf zum einen bei Beginn des Regeneriervorganges, d.h., beim Einspeisen der Kunststoffabfälle, und zum anderen bei Erreichen der Agglomeriertemperatur auftritt. Durch die erfindungsgemäße Regelung der elektrischen Leistung der Antriebsmaschine auf einen konstanten Wert durch Änderung der Maschinendrehzahl und/oder des Strömungswiderstandes zwischen dem Schlagwerkzeug und der Gutfüllung ist es möglich, die installierte Antriebsleistung über den gesamten Regenerierungsvorgang hinweg nahezu gleichmäßig auszunutzen und damit das Verhältnis zwischen Durchsatzleistung und Antriebsleistung wesentlich zu verbessern.
• Eine Änderung des Strömungswiderstandes kommt dann in Betracht, wenn bei bestimmten zu regenerierenden Kunststoffabfällen während der Entwässerungs- und Trocknungsphase des Regeneriervorganges trotz einer Erhöhung der Maschinendrehzahl bis zu dem Maximalwert aufgrund der in dieser Phase auftretenden guten Rieselfähigkeit der Gutfüllung diese noch nicht genügend Drehmoment aufzunehmen vermag.
• Die Erfindung wird mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig, 1 ein Zeitdiagramm für den Motorstrom der Antriebsmaschine einer bekannten Vorrichtung; Fig. 2 ein Zeitdiagramm für den Motorstrom und die Motordrehzahl der Antriebsmaschine einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 3 eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht des unteren Teils eines ersten Ausfthrungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 4 eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 3 für ein zweites Ausführungabeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
• Das in Fig. 1 dargestellte Zeitdiagramm für den Motorstrom der Vorrichtung nach der DT-PS .20 05 360 zeigt die verschiedenen Abschnitte des Regenerierungsvorganges und den dazugehörigen Verlauf des Motorstroms. Der Motorstrom steigt mit Beginn der Aufgabe der Gutfüllung bis zum Zeitpunkt t1 stetig an, wobei er im Zeitpunkt t1 seinen mit "1008" bezeichneten Nennwert erreicht. Während des anschließenden Waschvorganges bis zum Zeitpunkt t2 schwankt der Motorstrom unter Ausbildung mehrerer Stromspitzen, wobei jedoch der Motorstrom insgesamt erheblich über seinem Nennwert liegt. Bei dem anschließenden Trocknungsvorgang sinkt der Motor strom wieder auf seinen Ausgangswert ab und steigt zum Ende des Trocknungsvorganges (t3) wieder an, um bei dem darauffolgenden Agglomerierungsvorgang seinen Nennwert wieder zu überschreiten. Der Verlauf des Motorstroms während des bis zum Zeitpunkt t4 dauernden Agglomerierens ist ähnlich wie bei dem Waschvorgang, jedoch mit dem Unterschied, daß die Dauer des Agglomerierungsvorganges kürzer ist als die Dauer des Waschvorganges, so daß die Zahl der Stromspitzen geringer ist. Bei dem an den Agglomerierungsvorgang anschließenden Ausdampfvorgang sinkt der Motorstrom wieder auf seinen Ausgangswert ab, den er im Zeitpunkt t5 erreicht. Der Verlauf der Motorstromkurve in Fig. 1 zeigt deutlich, daß der Antriebsmotor der bekannten Vorrichtung für Motor-Spitzenstromwerte bis zu 80% oberhalb des Nennwertes (100%) ausgelegt werden muß, wobei jedoch diese maximalen Motorstromwerte nur während einer ganz geringen Dauer des gesamten Regenerierungsvorganges benötigt werden. Dementsprechend wird die installierte Antriebaleistung nur zu einem Teil ausgenutzt.
• Das in Fig. 2 dargestellte Zeitdiagramm für den Motorstrom einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die gleichen Abschnitte des Regenerierungsvorganges auf wie das Zeitdiagram nach Fig. 1. Der Verlauf der mit ausgezogener Linie dargestellten Motorstromkurve zeigt, daß der Motorstrom nach erfolgtem Erreichen seines Nennwertes (100%) im wesentlichen auf diesem Nennwert konsinkt gehalten wird. Der dem Motorstromverlauf zugeordnete Drehzahlverlauf des Antriebsmotors der erfindungagenaben Vorrichtung ist in Fig. 2 mit gestrichelter Linie veranschaulicht. Durch die Konstantregelung des Motorstroms braucht der Antriebsmotor nur für Uberstromwerte bis zitaximal 10% seines Nennwertes ausgelegt tu werden, wodurch gegenüber einer Motorauslegung nach Fig. 1 ein antriebsschwlcherer und billigeres Motor verwendet werden kann.
• In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erz in dungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht. Dabei ist in Fig. 3 nur der untere Teil des Behälters 1 dargestellt, in den von dessen Oberseite her die verschmutzten Kunststoffabfälle chargenweise eingefüllt werden. m Boden 2 des Behälters 1 ist ein Schlagwerkzeug dreh-bar gelagert. Das Schlagwerkzeug 3 weist im dargestellten Beispielsfalle einen Messerbalken 4 auf, an dessen radialen Enden Schlagmesser oder Schlagbalken 5, 6 befestigt sind. Die Schlagmesser 5, 6 wirken mit Bolzen 7, 8 zusammen, welche von außen her durch die Seitenwand 9 des Behälters 1 in dessen Innenraum 10 hineinragen. Die Länge des in den Behälterinnenraum 10 hineinragenden Abschnittes jedes Bolzens 7, 8 ist mit Hilfe von jeweils einer Stellvorrichtung 11 bzw.
• 12 einstellbar. Die Stellvorrichtungen 11, 12 sind an Lagerböcken 13 bzw 14 für die Bolzen 7, 8 befestigt und enthalten beispielsweise einen Stellmotor und ein Stellgetriebe, welch letzteres in kraftschlüssiger Wirkverbindung (z.B. Schneckenverzahnung) mit dem dazugehörigen Bolzen 7 bzw. 8 steht. An den Durchtrittsstellen der Bolzen 7, 8 durch die Seitenwand 9 des Gehäuses 1 sind nicht dargestellte Abdichtungen vorgesehen.
• Das Schlagwerkzeug 3 ist mit seinem Schaft 15 in einem Wälzlager 17 gelagert, das in der Supportplatte 18 für den Behälter 1 und die Lagerböcke 13, 14 befestigt ist.
• Der Schaft 15 ist an seinem über die Supportplatte 18 hinausragenden Ende mit der Welle eines elektrischen Antriebsmotors 16, beispielsweise eines thyristorgesteuerten Gleichstrommotors gekuppelt.
• Die Ankerstromklemmen 19, 20 des Gleichstrommotors 16 sind über Verbindungsleitungen 21 bzw. 22 mit den Ausgangsklemmen 23 bzw. 24 eines allgemein bekannten Thyristorstellers 25 verbunden. Der Thyristorsteller 25 wird seinerseits von einer Wechselspannungsquelle 26, insbesondere einem Wechselstromnetz, gespeist.
• Zur Regelung des über die Klemmen 19, 20 fließenden Motorstroms i ist ein Regelkreis 27 vorgesehen, welcher ein in der Leitung 21 liegendes Strommeßgerät 28, einen heßwertumformer 29, einen Vergleicher 30 und einen Regler 31 umfaßt. Der von dem Strommeßgerät 28 gemessene und in dem Meßumformer 29 in geeigneter Weise umgeformte (z.B. verstärkte oder digitalisierte) Motorstrom-Intwert iist wird in dem Vergleicher 30 mit einem Sollwert isoll verglichen, welcher von einer Referenzspannungsquelle 32 erzeugt und mittels eines veränderbaren Lngswlderstandes 33 eingestellt werden kann. Die Regelabweichung di <a i5011 ol ist> wird vom Ausgang des Vergleichers 30 dem Regler 31 zugeführt, welcher ein Regelsignal für den Thyristorsteller 25 über die Signalleitung 34 sowie ein weiteres Regelsignal für die Stellglieder 11, 12 über die Signalleitungen 35 bzw 36 erzeugt.
• Durch den Regelkreis 27 werden die Ausgangs-Gleichspannung U, zwischen den Klemmen 23 und 24 des Thyristorstellers 25 einerseits und der Strömungswiderstand zwischen den Bauteilen 5 und 7 bzw. 6 und 8 in einer solchen Richtung verändert, daß der Motorstrom i im wesentlichen konstant auf seinem Nennwert (100 %; Fig. 2) gehalten wird.
• In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer rfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, das sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 lediglich dadurch unterscheidet, daß die Bolzen 7, 8 nicht durch die Seitenwand 9 des Behälters 1, sondern durch den Support 18 und den Boden 2 des Behälters 1 hindurchgeführt sind und in vertikaler Richtung verstellbar sind. Alle übrigen Teile des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4 sind unverändert.
• Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Regelung sowohl des Motorstromg i als auch der Spaltweite bzw. des StrtSiungswiderstandes zwischen den Bauteilen 5 und 7 btw. 6 und 8 kann selbstverständlich auch dahingehend abgeändert werden, daß nur der Motorstrom i oder die Spaltweite bzw. der Strömungswiderstand geregelt werden.
• Anstelle eines thyristorgesteuerten Gleichstrommotors kann selbstverständlich auch ein Wechselstrommotor verwendet werden, dessen Speisefrequenz mittels eines steuerbaren Frequenzumformers in Abhängigkeit von dem Regelsignal des Reglers 31 geändert wird. Derartige Frequenzumformer sind ebenso wie der Thyristorsteller 25 (Fig. 3, 4) bekannt und beispielsweise in dem Buch "Thyristoren" von Heumann und Stumpe beschrieben.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ferner dahingehend variiert werden, daß anstelle eines einzigen 5chlagwerkzeuges auch zwei nebeneinander am Boden 2 des Gehäuses 1 angeordnete Schlagwerkzeuge vorgesehen werden, die entweder von einem gemeinsamen Elektromotor oder von zwei getrennten, drehzahlsynchronisierten Elektromotoren angetrieben werden.
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Claims (3)

1. Patentansprüche /1 )Vorrichtung zum Regenerieren von verschmutzten Kunststoffabfällen, insbesondere Kunststoffolien, bei der die Kunststoffabfälle in einem einzigen Behälter gewaschen, zerkleinert, agglomeriert und granuliert werden, an dessen Boden wenigstens ein von einer elektrischen Maschine angetriebenes Schlagwerkzeug drehbar gelagert ist, da dur c h gek e n n -z e i c h n e t , daß die elektrische Leistung der Antriebsmaschine (16) durch änderung der Maschinendrehzahl und/oder des Strümungswiderstandes zwischen dem Schlagwerkzeug (3) und einer Gutftillung in Abhängigkeit von dem Laststrom (i) der Antriebsmaschine (16) auf einen während des gesamten Regeneriervorganges annähernd konstanten Wert regelbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Leistung der Antriebsmaschine (16) auf den Nennwert der Antriebsmaschinenleistung regelbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Behälterboden °(2) oder in der Behälterseitenwand (9) wenigstens ein Bolzen (7 bzw. 8) axial oder radial bezüglich des Schlagwerkzeuges (3) verschiebbar gelagert ist, wobei die Länge des in den Behälter innenraum (10) hineinragenden Bolzenabachnittes in Abhängigkeit von dem Laststrom (i) der Antriebsmaschine (16) verstellbar ist.