RS55110B1 - Mlin za usitnjavanje smeća - Google Patents

Description

[0001]Ovaj pronalazak odnosi se na mlin za usitnjavanje smeća, određenije za fino usitnjavanje čvrstog komunalnog otpada (MSW), industrijskog otpada, posebnog otpada i slično obradivog otpada, radi konverzije u gorivo izvedeno iz đubreta (RDF) ili u sekundarno čvrsto gorivo. Ovaj pronalazak takođe se odnosi na pogon za recikliranje energije iz smeća.

[0002]Poželjno polje primene ovog pronalaska je ono koje se odnosi na usitnjavanje komunalnog čvrstog otpada, o kojem će detaljno biti reči tokom opisa koji sledi, neizuzimajući ostale moguće primene koje imaju slične zahteve. U vezi sa tretiranjem smeća, poznato je više različitih uređaja za usitnjavanje koji su ukratko opisani ispod u nekim od njihovih esencijanih karakteristika.

[0003]Prva vrsta pogona je onaj opisan u Italijanskom patentu IT1317056. Ovaj pogon je konstruisan radi implementiranja relativno kompleksnog postupka tretiranja smeća. Stoga je okarakterisan smenjivanjem uređaja, od kojih je svaki konstruisan da izvede specifičnu funkciju unutar okvira rada ukupnog postupka. U ovom pogonu komunalni čvrsti otpad (MSW) konvertuje se u takozvano gorivo izvedeno iz đubreta ili RDF. Ova poznata vrsta pogona, iako veoma cenjen zbog kvaliteta gotovog proizvoda, nije bez nedostataka.

[0004]Prva serija nedostataka sastoji se od onih povezanih sa kompleksnosti i stoga sa delikatnom prirodom postupka za tretiranje smeća. Određenije, slaba tačka pogona indentifikovana je u mlinu sa kontra rotirajućim sečivom, na čiji rad lako utiče ili ga sprečava materijal koji se teško usitnjava. Tokom tretiranja komunalnog čvrstog smeća, uprkos nedavnom zakonu kojim bi se osigurala reciklaža ili alternativno odlaganje specijalnog smeća, nemoguće je ukloniti prisustvo tela koja imaju veoma snažnu strukturu, tipično mineralna ili metalna tela koja su nemagnetična (i stoga se ne mogu eliminisati uređajima koji su obično smešteni uzvodno od faze usitnjavanja, kao što su takozvani odjavači za metal). Prisustvo takvih tela sprečava ispravan rad mlina sa kontrarotirajućim sečivom i stoga i celog pogona opisanog u IT 1317056. Kada god dođe do toga, neophodno je zaustaviti ceo pogon, a zaposleni zaduženi za održavanje moraju intervenisati kako bi se uklonila tela koja se ne mogu usitniti.

[0005]Druga serija nedostataka povezanih sa ovom vrstom pogona odnosi se na ukupnu potrošnju energije koja je potrebna za ukupnu procesnu operaciju. Ova potrošnja energije može se kvantif i kovati u brojci of više od 250 kw za svaku tonu otpada koji se obradi. Ova brojka je relativno velika, naročito u pogledu činjenice da je potrebno dodati još energije za uklanjanje, pre punjenja mašine, svih tih komponenti koje mogu izazvati probleme (uobičajeno metalne i mineralne mase bilo koje veličine) i konačno za redukovanje veličine čestice materijala. RDF oslobođen iz pogona zapravo se sastoji od delova koji imaju veličinu čestica u opsegu od 25-30 mm, što je previše veliko za direktno uvođenje u spaljivač ukoliko se RDF ne kombinuje sa većom količinom drugog goriva, obično fosilnog goriva. Na taj način, kako stvari sada stoje, RDF proizveden u pogonu poznate vrste, u cilju da obezbedi efektivno sagorevanje, mora se koristiti u količinama od između 25% i 35%. Alternativno, pomenuti RDF može se dalje smanjiti kako bi se dostigla veličina čestice od oko 5-10 mm, sa dodatnim povećanjem potrošnje energije, čime se dodatno smanjuje ukupna energetska efikasnost postupka obrade.

[0006]Pored gore pomenutih nedostataka, naveden je i dodatni nedostatak: prisustvo MSW tela koja s ne mogu usitniti rezultira kao upotreba velike količine mehaničke energije koja, kada se produžava tokom vremena radi uklanjanja takvih tela koja se ne mogu usitniti, rezultira lokalnim povećavanjem temperature. Unutar mase MSW koja se obrađuje, koja u celosti ostaje na temperaturi blizu sobne temperature, neki delovi mogu dostići temperature koje su znatno više, čak i do reda stotina stepeni Celzijusa. Ove temperature mogu lako proizvesti omekšavanje polimernih frakcija koje su prisutne u MSW i, vremenom, blokiranje izlaznih rešetki za usitnjeno smeće.

[0007]Druga vrsta poznatog pogona je onaj opisan u patentnom dokumentu EP2062645A1. Ovaj pogon je specifično razvijen za tretiranje takozvanog smeća od električne i elektronske opreme (WEEE). On obuhvata mlin koji se sastoji od komore za usitnjavanje unutar koje radi rotor. Rotor obuhvata glavčinu za koju su povezani lanci. Rotiranje glavčine izaziva rotiranje lanaca koji su, pod uticajem centrifugalne sile, postavljeni radijalno i prelaze preko komore za usitnjavanje. WEEE, prethodno objašnjen, kojeg udaraju lanci, podvrgnut je seriji udara i odskocima koji ga postepeno lomi.

[0008]Upotreba ove vrste mlina pokazala se relativno efikasna samo u vezi sa WEEE za koji je konstruisan. Uopšteno, ovakvo smeće ima dosta krutu strukturu koja stoga dovodi do elastičnih sudara i, nakon jačih udara, do elastično-krtih preloma koji apsorbuju malu količinu energije deformacije. Imajuću u vidu ove karakteristike WEEE, u kratkom vremenskom periodu proizvodi se veliki broj udara i sudara, što za rezultat ima efikasno lomljenje materijala na prihvatljivu veličinu čestice.

[0009]Međutim, upotreba ove vrste mlina nije se pokazala da je odgovarajuća za druge vrste smeća, određenije MSW i smeće slične obrade (što se u daljem tekstu odnosi na MSW ukratko). Pomenuto smeće zapravo ima strukturu koja, iako se ne može lako definisati, upšteno ima veoma različito ponašanje u odnosu na udare, u poređenju sa WEEE. Masa MSW zapravo ima elasto-plastično ponašanje ili čak i visko-plastično ponašanje kada postoji značajna vlažna frakcija. Takvo ponašanje rezultira sudarima koji su uglavnom neelastično, a koji apsorbuju veliku količinu energije deformacije. Drugim rečima, MSW, uveden od gore u mlin, udara se lancima i, bez bilo kakvog odbijanja, lepi se za njih i jednostavno počinje da se rotira. Ukupni primarni efekti ovog ponašanja MSW sastoje se dugim vremenima zadržavanja unutar komore za usitnjavanje i velikoj potrošnji energije zbog postupka fragmentacije koji se postiže sukcesifnim cepanjem proizvedenim trenjem. Pored ovih nedostataka postoji najmanje još jedan nedostatak koji iz njih rezultira. Dugo vreme zadržavanja MSW unutar komore za usitnjavanje i velika količina mehaničke energije koju apsorbuje rezultira uopšteno povećanjem temperature mase koja se obrađuje. Ovo povećanje temperature lako može da rezltira omekšavanjem polimernih frakcija prisutnih u MSW i, u ovom slučaju takođe, blokiranjem izlazne rešetke za usitnjeno smeće.

[0010]US 3606265 opisuje uređaj za fragmentizaciju smeća, koji obuhvata dva rotora, koji mogu biti opremljeni lancima.

[0011]Cilj ovog pronalaska je stoga da prevaziđe najmanje delimično prethodno navedene nedostatke iz stanja tehnike.

[0012]Određenije, jedan zadatak ovog pronalaska je da obezbedi mlin prikladan za usitnjavanje različitih vrsta smeća.

[0013]Još jedan zadatak ovog pronalaska je da obezbedi mlin koji ima visoku energetsku efikasnost.

[0014]Još jedan zadatak ovog pronalaska je da obezbedi mlin jednostavne konstrukcije. Još jedan zadatak ovog pronalaska je da obezbedi mlin koji omogućava smanjenje bakterijskog sadržaja u masi koja se u njemu tretira.

[0015]Još jedan zadatak ovog pronalaska je da obezbedi pogon koji omogućava lako i efikasno recikliranje energije iz smeća, određenije iz MSW.

[0016]Prethodno navedeni cilj i zadaci postižu se mlinom prema zahtevu 1 i pogonom prema zahtevu 13.

[0017]Karakteristične osobine i dodatne prednosti ovog pronalaska izaćiće na videlo iz opisa koji sledi, brojnih primera ostvarenja, koji su dati kao neograničavajući primer, sa pozivom na prateće crteže u kojima: • Fig. 1 prikazuje izgled odozgo mlina prema ovom pronalasku; • Fig. 2 prikazuje bočni izgled mlina sličnog onom sa Fig. 1, gde je, radi bolje jasnoće, deo bočnog zida uklonjen; • Fig. 3 šematski prikazuje izgled odozgo drugog ostvarenja mlina prema ovom pronalasku; • Fig. 4 šematski prikazuje izgled odozgo drugog ostvarenja mlina prema ovom pronalasku; • Fig. 5 šematski prikazuje izgled odozgo drugog ostvarenja mlina prema ovom pronalasku; • Fig. 6 šematski prikazuje izgled odozgo drugog ostvarenja mlina prema ovom pronalasku; • Fig. 7 prikazuje izgled odozgo mlina sličnog onom prikazanom na Fig. 1; • Fig. 8 prikazuje izgled odozgo mlina sličnog onom sa Fig. 1, u kojem je šematski ilustrovan prvi način rada ovog pronalaska; • Fig. 9 prikazuje izgled odozgo mlina sličnog onom sa Fig. 1, u kojem je šematski prikazan drugi način rada ovog pronalaska; • Fig. lO.a do lO.f šematski prikazuje više ostvarenja detalja onačenog sa X na Fig. 2; • Fig. 11 prikazuje izgled odozgo mlina sličnog onom sa Fig. 1 sa nekim polu-transparentnim delovima; • Fig. 12 prikazuje izgled odozgo mlina sličnog onom sa Fig. 3 sa nekim polu-transparentnim delovima;

• Fig. 13 prikazuje izgled poprečnog preseka duž linije XI11—XI11 sa Fig. 12; i

• Fig. 14 prikazuje aksonometrijski izgled mlina sličnog onom sa Fig. 11, gde su, radi bolje jasnoće, neki prateći delovi uklonjeni.

[0018]Pozivajući se na prateće crteže, mlin za usitnjavanje otpada ili smeća R označen je u svojoj celosti sa 20.

[0019]Mlin 20 obuhvata najmanje jednu komoru 22 za usitnjavanje definisanu bočnim zidom 24 i podom 26. Mlin 20 takođe obuhvata najmanje dva rotora 30ii 302obrtni oko respektivne suštinski vertikalne oseXiiJG.Svaki od rotora 30 obuhvata glavčinu 32 i više lanaca 34 povezanih sa glavčinom 32 i konstruisani da prelaze preko dela komore 22 za usitnjavanje tokom rotiranja rotora 30.

[0020]Kako je već prethodno pomenuto, svaki rotor 30 mlina 20 prema ovom pronalasku definiše specifičnu osurotacije X.U ovom opisu, neke konvencije usvojene su kako sledi. "Aksijalno" ima značenje pravca bilo koje prave linije paralelne sa osomX. "Radijalno" ima značenje pravca bilo koje prave polu-linije koja potiče iz oseX ivertikalna je u odnosu na nju. "Obimno" (ili "tangencijalno") ima značenje pravca bilo kog (prave linije tangecijalne u odnosu na) obima centriranog na osiXi postavljenog u ravni vertikalnoj u odnosu na nju.

[0021]Mlin 20 takođe je podvrgnut gravitacionom ubrzanju prikazanom na Fig. 2 vektoromg.Donji opis odnosi se, osim gde je drugačije naznačeno, na mlin 20 u radnoj konfiguraciji tj. uobičajeni koncepti vertikale, horizontale, visoko, nisko, itd. specifično su definisani u odnosu na gravitaciono ubrzanjeg.

[0022]Kako se može zapaziti u pratećim crtežima (pogotovo na Fig. 2 i 7), komora 22 za usitnjavanje interno ima više zapremina 28 usitnjavanja koje odgovaraju broju rotora 30 prisutnih u mlinu 20. Zapremina 28 usitnjavanja određenog rotora 30 ovde je definisana kao zapremina, uključena unutar komore 22 za usitnjavanje, definisana aksijalnom interpolacijom obima unutar kojeg se lanci 34 tog određenog rotora 30 rotiraju. Ova zapremina je po svojoj prirodi okarakterisana rotacionom simetrijom oko respektivne oseX. U skladu sa ostvarenjima prikazanim na pratećim crtežima, svi lanci 34 pojedinačnog rotora 30 imaju identičnu dužinu te stoga zapremine 28 usitnjavanja preuzimaju oblik pravih kružnih cilindara. U skladu sa ostalim ostvarenjima (nisu prikazana) pomenute zapremine preuzimaju ostale oblike koji se smatraju pogodnim za upravljanje toka smeća R unutar mlina 20. U skladu sa nekim ostvarenjima mlina 20, zapremine 28 usitnjavanja rotora 30 međusobno su odvojene.

[0023]U skladu sa ostvarenjima prikazanim na pratećim Fig. 1, 3,4 i 6 do 9, komora 22 za usitnjavanje dobija se od neto zbira zapremina 28 usitnjavanja pojedinačnog rotora 30. Drugim rečima, ne postoji deo horizontalne površine komore 22 za usitnjavanje koji nije uključen unutar jedne od zapremina 28 usitnjavanja i koji stoga nije pogođen rotiranjem najmanje jednog lanca 34.

[0024]U skladu sa ovim ostvarenjima, bočni zid 24 je stoga oblikovan tako da precizno prati profil zapremina 28 usitnjavanja i samim tim i komore 22 za usitnjavanje. Na pratećim crtežima može se videti kako je, radi bolje jasnoće, relativno veliko rastojanje prikazano između radijalnih krajeva lanaca 34 i bočnog zida 24. U svarnosti, ovo rastojanje je izrazito manje. Slično, u pratećim crtežima Fig. 2 i 7, radi bolje jasnoće, relativno veliko rastojanje prikazano je između zapremine 28 usitnjavanja i bočnog zida 24 koji prati njen profil. U stvarnosti, ovo rastojanje je izrazito manje.

[0025]Međutim, u skladu sa ostvarenjem prikazanom na Fig. 5, komora 22 za usitnjavanje dobija se iz zbira zapremina 28 usitnjavanja triju rotora 30 plus više konekcionih zapremina. Drugim rečima, postoje neki delovi horizontalne površine komore 22 za usitnjavanje koji nisu uključeni unutar bilo koje zapremine 28 usitnjavanja i koji stoga nisu pogođeni rotacijom lanca 34. Kako se zapravo može zapaziti, zapremine 28 usitnjavanja mlina sa Fig. 5 su u potpunosti identične onima iz mlina 20 prikazanog na Fig. 4, dok su respektivne komore 22 za usitnjavanje različite. Dok komora 22 za usitnjavanje mlina 20 sa Fig. 4 ima horizontalnu površinu koja se sastoji od tri režnja koja prate zapremine 28 usitnjavanja, komora 22 za usitnjavanje mlina 20 prema Fig. 5 ima kružnu horizontalnu površinu, veću od one iznad.

[0026]Kako se može zapaziti, u pratećim Fig. 4 do 6 komora 22 za usitnjavanje ima interno više prepreka 46. Ove prepreke 46 ispunjavaju prostore komora 22 za usitnjavanje koje ne pripadaju bilo kojoj od zapremina usitnjavanja. Može se reći da one formiraju idealni nastavak bočnog zida 24. Prisustvo prepreke 46 ima dvojnu funkciju. Prvo, prepreke sprečavaju akumuliranje masa smeća na tačkama unutar komore 22 za usitnjavanje do koje ne doseže bilo koji lanac 34. Akumuliranje i konsekventno prisustvo smećaRkoje nije podvrgnuto akciji lanaca 34 rezultira kao opšte smanjenje efikasnosti postupka. Štaviše, prepreke 46 obezbeđuju dodatne površine i ivice pogodne za generisanje udara potrebnih za lomljenje smećaR.

[0027]U skladu sa određenim ostvarenjima, oserotacije X rotora30 su fiksirane, i u odnosu jedna na drugu i u odnosu na zidove 24 komore 22 za usitnjavanje. Drugim rečima, interaksijalno rastojanje između dva rotora 30ii 302istog mlina 20 je fiksirano; prema tome, oseXiiX2dva rotora 30ii 3O2ne mogu se pomerati bilo jedan ka drugoj, bilo jedna od druge.

[0028]U skladu sa ostvarenjima prikazanim na pratećim crtežima, bočni zid 24 je suštinski vertikalan i ima cilindričan oblik, najmanje duž sekcija, dok je pod 26 suštinski horizontalan. U skladu sa ostalim mogućim ostvarenjima, bočni zid 24 može na primer biti nagnut tako da ima koničnu konfiguraciju duž preseka. Ovo rešenje može na primer biti korisno za uzimanje u obzir specifičnih oblika izabranih tokom konstrukcione faze za zapremine 28 usitnjavanja rotora 30. Štaviše, pod 26 ne mora biti ravan, ne mora biti horizontalan ili ne mora biti niti ravan, niti horizontalan. Pod može imati na primer nagnutu konfiguraciju, makar samo duž sekcija. Ovo rešenje može biti korisno u određenim uslovima za olakšavanje oslobađanja određenih frakcija smeća R koje se obrađuje unutar mlina 20.

[0029]Kako se može shvatiti iz pratećih crteža, unutar svakog mlina 20, zapremine 28 usitnjavanja razlilčitih rotora 30 međusobno su susedne u parovima, definišući zonu 38 tangencije putem koje dve zapremine 28 međusobno komuniciraju. Drugim rečima, u zonama 38 tangencije ne postoji fiksirana prepreka koja se suprotsavlja prolasku materijala iz zapremine 28iusitnjavanja jednog rotora 30iu zapreminu 282 usitnjavanja susednog rotora 3O2.

[0030]U svetlu prethodnih komentara i sa posebnim pozivanjem na Fig. 8 i 9, u nastavku će detaljno biti opisan radni princip mlina 20 prema ovom pronalasku. SmećeRuvedeno od gore u mlin 20 pada pod uticajem gravitacije i na manje ili više nasumičan način dolazi u kontakt sa lancima 34 rotora 30. Kako je već opisano u vezi sa stanjem tehnike, MSW se karakteristično ponaša generalno na takav način tako da izaziva generisanje suštinski neelastičnih sudara. Kao rezultat, nakon nekoliko udara usled prolaska smeća kroz rotacione nivoe različitih lanaca 34, samo smeće pada na pod 26 i rotaciono se vodi najnižim lancem 34. Međutim, za razliku od toga što se događa kod mlinova poznatog tipa, smeće koje počinje da se rotira unutar mlina 20 prema ovom pronalasku nastavlja da prima dodatne serije udara koji ga brzo redukuju na željenu veličinu čestice. Rotaciono pomeranje lanaca 34 obezbeđuje veliku obimnu brzinu smećaRi shodno tome ono se podvrgava velikom centrifugalnom ubrzanju. To znači da bilo koje smeće koje započne rotaciju zajedno sa lancem 34 prijanja na bočni zid 24 i sprovodi se duž njega u smeru obima dokle god doseže zona 38 tangencije gde bočni zid 24 prati putanju različitu od zapremine 28 usitnjavanja.

[0031]U tom trenutku, može doći do dve različite pojave u zavisnosti od toga da li je rotiranje dva susedna rotora 30 u istom smeru ili u različitim smerovima.

[0032]Sa posebnim pozivanjem na Fig. 8, efekat koji se pojavljuje u zoni 38 tangencije između dva susedna rotora 30 koji se rotiraju u istom smeru opisan je u nastavku. U ovoj situaciji, smeće rotirano rotorom desnog okretanja i smeće rotirano rotorom levog okretanja dolaze u međusobni kontakt. Zapravo, centrifugalno ubrzanje koje deluje na oba teži da ih pomera jedan prema drugom. Udar između pomenutog smeća odvija se pri veoma velikoj relativnoj brzini definisana zbirom tangencijalnih brzina smeća pokrenutog sa desne strane i sa leve strane. Ove brzine su slične u smislu modula, ali imaju suprotne smerove. Efekat ovih udara je takav da izaziva rapidno usitnjavanje smeća R. Efikasnost ove akcije može se potpomoći sporadičnim prisustvom, unutar mase smeća R koje se tretira, tela koja se ne mogu usitniti. Ova tela zapravo održavaju visok kapacitet udara sa drugim smećem, izazivajući njegovo lomljenje.

[0033]Sa posebnim pozivanjem na Fig. 9 efekat koji se odvija u zoni 38 tangencije između dva susedna rotora 30 koji se rotiraju u suprotnom smeru opisan je u nastavku. U ovoj situaciji, smeće rotirano rotorom desnog okretanja i smeće rotirano rotorom levog okretanja dolazi u međusobni kontakt. Zapravo, centrifugalno ubrzanje koje deluje na oba teži da ih pomera jedan prema drugom. Udar se odvija između smeća i ugaone ivice definisane bočnim zidom 24. Tangencijalne brzine smeća pokrenutog sa desne strane i sa leve strane zapravo imaju iste module i iste smerove. U ovom slučaju takođe, efekat ovih udara je takav da izaziva rapidno usitnjavanje smeća. U ovom slučaju takođe, efikasnost ove akcije može se potpomoći sporadičnim prisustvom, unutar mase smećaRkoje se tretira, tela koja se ne mogu usitniti. Ova tela zapravo održavaju visok kapacitet udara sa drugim smećem, izazivajući njegovo lomljenje o ugaonu ivicu.

[0034]U skladu sa jednim ostvarenjem tangencijalna brzina krajeva lanaca 34 jednaka je oko 270 km/h +30%, prema tome tangencijalna brzina se kreće od između oko 190 km/h i oko 350 km/h.

[0035]U pogledu ovih vrednosti, udar koji se odvija između smeća unutar mlina kao onaj šematski prikazan na Fig. 8 odvija se pri relativnoj brzini od oko 540 km/h ±30%, definisana kao zbir tangencijalnih brzina smeća pokrenutog sa desne strane i sa leve strane; stoga se brzina udara kreće od između oko 380 km/h i oko 700 km/h.

[0036]U skladu sa nekim ostvarenjima ovog pronalaska, lanci 34 mogu biti prisutni u različitom broju i mogu imati različite oblike, veličinu i težinu. Fig. 1 do 6 prikazuju samo rotore sa četiri lanca 34 u kojima se koristi jedna vrsta lanca. Nasuprot tome, Fig. 7 šematski prikazuje oblik brojnih mogućih varijanti lanaca 34. Rotor levog okretanja koristi šest lanaca, dok lanac desnog okretanja koristi osam lanaca. Očigledno je moguće da se može koristiti različit broj lanaca. Stručnjaku će biti jasno da se pri odabiru broja lanaca 34 za svaki rotor 30 mora uzeti u obzir balansiranje rotora tokom rotiranja kako bi se sprečilo što je moguće duže generisanje vibracija koje mogu biti ometajuće ili povećati konstrukcionu rezonancu.

[0037]Rotor levog okretanja sa Fig. 7 takođe obuhvata dva lanca obezbeđena sa krajnjim čekićima 36. Ovo rešenje može posebno biti korisno ukoliko se težina lanca 34 povećava bez izrazitog povećavanja veličine veza. Na ovaj način, unutrašnje karakteristike u vezi sa kapacitetom udara na masu smeća R i produžavanje tokom rotacije mogu se povećati, bez umanjenja sa međufleksibilnosti.

[0038]U poređenju sa četiri lanca 34 bez krajnjih čekića 36 rotora levog okretanja, rotor desnog okretanja obuhvata četiri lanca koji su lakši i četiri lanca koji su teži.

[0039]U skladu sa ostalim ostvarenjima (nisu prikazana) umesto stvarnih lanaca sa karikama, kao što su oni koji se mogu videti u prikazanim ostvarenjima, mogu se koristiti druge fleksibilne komponente koje imaju slično ponašanje. Kako bi se zadovoljili specifični zahtevi, moguće je koristiti na primer, umesto stvarnih lanaca, sekcije kanapa, kabla, žice ili slično. Stoga se može shvatiti da se izraz "lanci" koristi u ovom opisu u svom najširem smislu.

[0040]Još jedan bitan konstrukcioni parametar za lance 34 je aksijalni položaj duž glavčine 32. Fig. 2 šematski prikazuje više mogućih aksijalnih postavki. Rotor levog okretanja jasno prikazuje tri lanca 34 na tri različite visine, dok četvrti lanac, zahvaljujući specifičnoj poziciji na glavčini 32, nije vidljiv. Nasuprot tome, rotor desnog okretanja prikazuje sva četiri lanca, odakle se može videti (zahvaljujući specifičnom izboru izvedenom u ovom slučaju) jedan lanac koji zauzima najviši položaj, jedan lanac koji zauzima najniži položaj, dok dva lanca, koja su dijametralno međusobno suprotna, dele međupoložaj.

[0041]Broj lanaca 34 za svaki rotor 30, kao i njihovi oblici, njihove dimenzije, njihove težine i njihove aksijalne postavke, mogu se odabrati u zavisnosti od vrste smeća R koje u svakom slučaju mora biti obrađeno unutar mlina 20.

[0042]Lanci 34 zapravo su povezani sa respektivnim rotorom 30 na čvrst, ali uklonjiv način. Ovo rešenje, pored mogućnosti različitih konstrukcionih parametara lanaca 34 koji se koriste tokom usitnjavanja, takođe omogućava da se istrošeni ili oštećeni lanci 34 lako zamene.

[0043]U skladu sa nekim ostvarenjima ovog pronalaska, komora 22 za usitnjavanje takođe obuhvata rešetke 40 pogodne za omogućavanje izbacivanja usitnjenog smeća tokom rada mlina 20. Drugim rečima, frakcija smeća koja je već usitnjena i koja je dostigla dovoljnu finoću veličine čestice može se isterati iz rešetke 40 tokom rada mlina 20. Rešetke 40 poželjno zauzimaju donji deo bočnog zida 24 (kao na ostvarenju sa Fig. 2) ili deo poda 26 (nije prikazano na crtežima).

[0044]Izbacivanje usitnjenog smeća olakšava se akcijom rotora 30, a određenije lanaca 34 koji konstantno pomeraju masu smeća R koja se obrađuje, a određenije koji saopštavaju centrifugalno ubrzanje. Dakle, u skladu sa ovom sekvencom pomeranja, masa smeća koja još uvek nije usitnjena ili se ne može usitniti, potiskuje masu već usitnjenog smeća tako da ga izgurava iz komore 22 za usitnjavanje kroz rešetke 40. Druga moguća ostvarenja rešetke 40 prikazana su na pratećim Fig. 10.

[0045]Fig. 7 šematski prikazuje ugao a pod kojim se pružaju rešetke 40. U skladu sa ovim pronalaskom, ugao a poželjno može biti između 90° i 270°. Širi ugao a omogućava lakše i brže uklanjanje već usitnjenog smeća, stoga i smanivanje vremena zadržavanja unutar komore 22 za usitnjavanje.

[0046]U skladu sa nekim ostvarenjima mlina 20, na primer kao što je prikazano na Fig. 11 do 14, rešetke 40 dele komoru 22 za usitnjavanje od jedne ili više usisnih komora 48 koje se održavaju pod vakuumom usisnim postrojenjem 50. Pod usisne komore 48 je u komunikaciji sa uvodnim pužom 52 konstruisan da ukloni već usitnjeno smeće.

[0047]Radni princip ovih ostvarenja mlina 20 objašnjen je u nastavku. Akcija usisnog postrojenja 50 generiše protok vazduha koji od spolja ulazi u mlin 20 od gore, prolazi kroz rešetke 40 i ide duž usisne komore 48. Ovaj protok vazduha stoga prati istu putanju predviđenu za smeće R. Protok vazduha sprečava da leteće frakcije već usitnjenog smeća nepotrebno ostanu unutar komore 22 za usitnjavanje ili da one izađu kroz vrh mlina. Zapravo, ove leteće frakcije, budući da su više pod uticajem aerodinamičkih sila nego inercionih sila, nisu posebno pod uticajem velikih centifugalnih sila koje se proizvode od strane rotora 30. Iz ovog razloga, pomoću aktivnosti usisnog sistema 50, ove frakcije se mogu efikasno ukloniti iz komore 22 za usitnjavanje. Već usitnjeno smeće R, bilo da se sastoji od teškog smeća (ekstrudirano centrifugalnom akcijom rotora 30) ili lakog smeće (usisano akcijom usisnog postrojenja 50) stoga prolazi kroz rešetke 40. Pošto su izbačene u usisnu komoru 48 kroz rešetke 40, teže frakcije smeća R padaju u donji uvodni puž 52 koji ih sprovodi do sledećih stanica u pogonu. Nauprot tome, lakše frakcije mogu se sprovesti protokom vazduha duž usisne komore 48, a zatim duž usisnog postrojenja 50. Kako je šematski prikazano na Fig. 11, usisno postrojenje 50 obuhvata komoru 54 za sleganje unutar koje postoji suštinsko povećanje u poprečnom preseku cevi duž koje se odvija usisavanje. Povećanje u poprečnom preseku cevi, pri čemu je protok vazduha usisan od strane pogona isti, rezultira kao drastično smanjenje brzine protoka vazduha. Ovo usporavanje protoka smanjuje aerodinamičke sile koje deluju na suspendovane čestice, koje čestice se zatim mogu odvojiti od protoka i pasti. Za još lakše i raspršivije čestice koje se u svakom slučaju sprovode protokom vazduha iako je usporen, vrećasti filter 56 obezbeđen je nizvodno od komore 54 za sleganje. Vrećasti filter 56 održava se u radu efikasno na poznat način na primer periodičnim protresanjem koje izaziva da akumulirane čestice padnu. Čestice sprovedene protokom vazduha i zarobljene od strane komore 54 za sleganje i od strane vrećastog filtera 56 zatim se ponovo sprovode u glavni vod već usitnjenog smećaR,na primer u uvodne puževe 52.

[0048]Prethodno je pomenuto prisustvo tela koja se ne mogu usitniti unutar mase smeća R koje se obrađuje. Ovo prisustvo, iako sporadično i iako teoretski nije verovatno da će se dogoditi zbog posebnih zakonskih odredbi koje se primenjuju u pogledu odlaganja smeća, ipak se moraju uzeti u obzir u fazi konstruisanja i tokom upotrebe uređaja za usitnjavanje smeća kao što je mlin 20 prema ovom pronalasku. U vezi sa tim, prethodno je pomenuto kako prisustvo tela koja se ne mogu usitniti može, do određene mere, olakšati akciju lomljenja (zahvaljujući udarima u zoni 38 tangencije između različitih zapremina 28 usitnjavanja) i izbacivanje usitnjenog smeća (zahvaljujući centrifugalnoj sili koja deluje na tela koja se ne mogu usitniti i potisku koji se kasnije proizvodi na usitnjenoj frakciji). I pored toga, akumuliranje preterane količine tela koja se ne mogu usitniti treba da se izbegava kako ona ne bi okupirala radnu zapreminu niti kako bi značajno povećala radni teret koji deluje na rotor 30. U skladu sa nekim ostvarenjima (videti na primer ostvarenje prikazano na Fig. 7), mlin 20 prema ovom pronalasku obuhvata najmanje jedan otvor 42 koji omogućava periodično uklanjanje tela koja se ne mogu usitniti.

[0049]Fig. 7 takođe prikazuje jednu od mogućih konfiguracija za pogonjenje mlina 20. U određenoj konfiguraciji, svaki od dva rotora 30 se rotira, putem pogona kaišem, povezanim motorom 44.

[0050]Očigledno je da su moguće i druge pogonske konfiguracije. Moguće je na primer pogonjenje više od jednog rotora 30 jednim motorom 44. Ovo rešenje može naročito biti poželjno ukoliko je potrebno da se obezbedi sinhronizovano rotiranje različitih rotora 30. Takođe, reduktor može biti smešten između motora 44 i rotora 30 kako bi mogle da se obezbede različite brzine rotiranja rotora 30 u zavisnoti od specifičnih procesnih zahteva.

[0051]U skladu sa ostvarenjem prikazanim na Fig. 13,motor 44 alternativno jesmešten unutar povezane glavčine 12, u konfiguraciju koja je uobičajeno poznata kao direktan pogon. Ova konfiguracija obezbeđuje različite prednosti u poređenju sa prethodno opisanim konfiguracijama, pri čemu su pomenute prednosti naročito zbog eliminacije bilo kog oblika mehaničkog pogona. Iznad svega, sistem je jednostavniji i stoga osigurava veći stepen pozdanosti i veću efikasnost. Mehanička jednostavnost takođe smanjuje troškove proizvodnje i održavanja.

[0052]Konačno, veća kompaktnost rešenja direktnog pogona rezultira kao lakše i racionalnije raspoređivanje ostalih pomoćnih komponenti mlina 20 i/ili pogona u celini.

[0053]Očigledno je da, u odsustvu međumehaničkih pogona, motor 44 mora biti sposoban da obezbedi direktno tačnu ugaonu brzinu rotoru 30. Brzina rotiranja motora 44 stoga mora biti elektronski kontrolisana kako bi se održavala unutar željenih vrednosti.

[0054]Na primer, u ostvarenju mlina 20 koji ima prečnik rotora jednak oko 2.5 metra, da bi se osigurala tangencijalna brzina od oko 270 km/h na kraju lanaca 34, brzina rotiranja motora 44 mora biti oko 573 o/min tokom normalog rada.

[0055]Očigledno je da, u skladu sa ostalim ostvarenjima sa različitim prečnicima rotora, brzina rotiranja motora 44 tokom normalnog rada mora biti različita kako bi bilo moguće održavanje vrednosti tangencijalne brzine krajeva lanaca 34 unutar željenih vrednosti.

[0056]Motor 44 poželjno je "motor sa velikim obrtnim momentom", tj. motor koji može da razvije veliki obrtni moment čak i pri maloj brzini rotiranja. Ovi motori sa velikim obrtnim momentom obično su sihnroni motori sa permanentnim magnetnima, poželjno tro-faznog tipa. Pogodno, podešavanje brzine rotiranja motora 44 može se postići na poznat način pomoću invertora.

[0057]U skladu sa ovim pronalaskom, uklanjanje tela koja se ne mogu usitniti izvodi se automatskim otvaranjem otvora 42. Automatsko otvaranje može se na primer kontrolisati potrošnjom snage motora 44: kada motor teži ka potrošnji koja prelazi prethodno definisani prag, može se zaključiti da lanci 34 povlače duž poda 26 značajnu količinu tela koja se ne mogu usitniti. Pošto je dostignut prag snage, otvor 42 se automatski otvara tokom par sekundi, tj. tokom vremena potrebnog da se omogući izbacivanje tela koja se ne mogu usitniti pomoću centrifugalne sile. Vrednost praga snage može se definisati u fazi konstruisanja od strane proizvođača mlina ili, poželjnije, od strane korisnika mlina. Na ovaj način, zapravo je moguće uzeti u obzir specifične karakteristike mase različitih vrsta smeća koje se obrađuje.

[0058]U skladu sa ostalim ostvarenjima mlina 20, automatsko otvaranje otvora 42 može se kontrolisati sistemom za detektovanje temperature u rotirajućoj masi smeća R. Kada se detektuje povećanje temperature, može se zaključiti da se određena količina tela koja se ne mogu usitniti rotira zajedno sa smećem, a trenje koje se proizvodi kao rezultat povećava temperaturu najmanje lokalno. Kada se dostigne temperaturni prag, ili kada se primeti gradijent praga povećanja temperature, otvor 42 automatski se otvara tokom nekoliko sekundi, tj. tokom vremena dovoljnog da se omogući izbacivanje tela koja se ne mogu usitniti centrifugalnom silom. Temperaturni prag i/ili gradijent praga mogu se definisati u fazi konstruisanja od strane proizvođača mlina ili, poželjnije, od strane korisnika mlina. Na ovaj način moguće je uzeti u obzir specifične karakteristike mase razlilčitih vrsta smeća koje se može obrađivati.

[0059]U skladu sa drugim ostvarenjima mlina 20, automatsko otvaranje otvora 42 može se kontrolisati algoritmom koji uzima u obzir potrošnju snage motora 44, temperaturu smećaRi/ili gradijenta temperature.

[0060]Ovaj pronalazak takođe se odnosi na pogon za recikliranje energije iz smeća. Pogon obuhvata mlin 20 u skladu sa onim prethodno opisanim i spaljivač koji je pogodan za optimalno sagorevanje RDF proizvedenog od strane mlina. Spaljivač je tipa široko poznatog u oblasti recikliranja energije iz smeća, a naročito RDF.

[0061]U svetlu gornjeg opisa stručnjaku će biti jasno kako mlin 20 i pogon prema ovom pronalasku mogu da prevaziđu većinu nedostataka pomenutih u vezi sa prethodnim stanjem tehnike.

[0062]Određenije, jasno je kako je mlin 20 prema ovom pronalasku pogodan za usitnjavanje različitih vrsta smeća. Zapravo je posebno pogodan za usitnjavanje MSW, ali je takođe pogodan za WEEE i ostale vrste čvrstog smeća.

[0063]Takođe će biti očigledno kako mlin 20 prema ovom pronalasku ima energetsku efikasnost koja je znatno veća od mlinova poznatog tipa. U vezi sa tim, treba uzeti u obzir da na osnovu specifičnog ispitivanja koje je sproveo prijavilac kvantifikovana potrošnja energije koja je obično manja od 80 kW za svaku tonu smeća konvertovana iz MSW u RDF sa malom veličinom čestica (manja od 5 mm).

[0064]Štaviše, očigledno je kako mlin 20 prema ovom pronalasku ima jednostavnu i snažnu konstrukciju koja može da izdrži prisustvo materijala koji se ne može usitniti.

[0065]Takođe će biti očigledno kako pogon prema ovom pronalasku može da postigne lako i efikasno recikliranje energije iz smeća, naročito MSW.

[0066]Na kraju, ovaj pronalazak obezbeđuje mlin koji omogućava smanjenje u bakterijskom sadržaju prisutan u MSW koji se tretira unutar njega. Zapravo prisustvo MSW unutar komore za usitnjavanje i količina mehaničke energije koju koristi izaziva postepeno povećanje temperature, na sličan način kao onaj opisan u vezi sa mlinovima poznatog tipa. Međutim, u mlinu prema ovom pronalasku, lako izbacivanje tela koja se ne mogu usitniti i kontinulano mešanje postignuto lancima drastično ograničava temperaturne pikove i u isto vreme distribuira toplotu unutar cele mase MSW koja se obrađuje. Temperatura se generalno smiruje u opsegu od oko 60-80°C, stoga bez bilo kakvog problema povezanog sa omekšavanjem termoplastičnih frakcija i shodno tome blokiranjem rešetki. Nasuprot tome, efekat koje takvo zagrevanje ima na MSW sličan je tretmanu pasterizacije, tj. tretmanu gde se bakterijski sadržaj drastično redukuje (do oko 90%).

[0067]Ostvarenje koje obuhvata dva rotora 30 (prikazano na primer na Fig. 1, 2,7 do 9, i 11 do 14) predstavlja osnovno ostvarenje mlina 20. Ono omogućava sve prethodno pomenute prednosti i stoga predstavlja suštisnko unapređenje u poređenju sa mlinovima poznatog tipa. Ostvarenje koje obuhvata tri rotora u redu (prikazano na primer na Fig. 3 i 12) predstavlja dodatno unapređenje. U svetlu objašnjenja mehanizma za razbijanje smeća unutar mlina 20, stručnjaku će zapravo biti jasno kako mlin sa tri rotora, koji ima dve zone 38 tangencije umesto jedne, može da tretira količinu smeća suštinski dvostrukoj u odnosu na osnovni mlin sa dva rotora. Takođe će biti jasno kako je ovo ostvarenje posebno efektivno budući da je, iako postoji povećanje u veličini i broju komponenti u odnosu na verziju sa dva rotora, kapacitet odlaganja koji se može sa njim postići značajno veći.

[0068]Ostala ostvarenja sa tri rotora ali sa nekoliko zona 38 tangencije (kao što su na primer ona prikazana na Fig. 4 i 5) ili takođe i ostala ostvarenja sa više od tri rotora (kao što je na primer ono prikazano na Fig. 6) zapravo su manje poželjna, uglavnom zbog logističkih problema na koje se naišlo tokom transporta i instalacije i povezani sa njihovim gabaritom.

[0069]Kako je već prethodno pomenuto, u pogonima poznatog tipa, da bi se obradilo smeće R tako da se dobije proizvodnja RDF, predviđena je serija od nekoliko mašina: primarna drobilica (koja inicijalno lomi smeće R na veće komade), sekundarna drobilica obezbeđena sa sečivima smeštenim međusobno blizu kako bi se smanjila veličina komada, i konačno drobilica sa sečivom za dobijanje finalne veličine čestice od oko 25 mm.

[0070]Međutim, ova veličina čestice je relativno gruba i stoga, kako bi se postiglo efikasno sagorevanje, RDF se mora koristiti zajedno sa većom procentualnom količinom (65-80%) ugljene prašine.

[0071]Nasuprot tome, u mlinu prema ovom pronalasku proizvodnja RDF izvodi se u jednom prolazu. Drugim rečima, mlin prema ovom pronalasku može da obradi masu smeća kao takvu, tj. kakvu su dostavili servisi za sakupljanje smeća, bez bilo kakvog međutretmana. Nezavisno od veličine uvodnog smećaR,sam mlin prema ovom pronalasku može da postigne njegovu pravilnu pulverizaciju: pri čemu veći deo RDF koji je oslobođen ima praškastu i/ili vlaknastu konzistenciju i veličinu.

[0072]Specifični testovi sprovedeni od strane prijavioca pokazali su da u prošeku više od 80% izbačenog materijala iz mlina ima karakteristične dimenzije manje od 1 mm. Preostali procenat ima dimenzije koje su neznatno veće a tek poneki dostiže 5 mm. Očigledno je da pomenuti podatak ima vrednost čisto statističke prirode; male varijacije u rezultatima mogu se odrediti prirodom i karakteristikama uvodnog smećaR.

[0073]Upravo zbog pulverzacije i/ili konzinstencije bez vlakana i veličine, RDF proizveden od strane mlina prema ovom pronalasku može da obezbedi optimalno sagorevanje do tačke na kojoj je moguće da zameni ugljenu prašinu čak i do 100%.

[0074]Ovaj rezultat, zajedno sa ograničenim troškovima energije koji su potrebni da se on postigne, takav je da mlin 20 prema ovom pronalasku predstavlja decidno poželjno rešenje u poređenju sa pogonima poznatog tipa.

[0075]U vezi sa prethodno opisanim ostvarenjima mlina 20, stručnjak može, kako bi zadovoljio specifične zahteve, izvesti modifikacije i/ili zameniti opisane elemente sa ekvivalentnim elementima, bez udaljavanja od okvira pratećih patentnih zahteva.

Claims (15)

1. Mlin (20) za usitnjavanje smeća (R), koji obuhvata: najmanje jednu komoru (22) za usitnjavanje određena bočnim zidom (24) i podom (26), i najmanje dva rotora (30i, 3O2) okretnih oko respektivnih, suštinski vertikalnih, osaXiiX2/pri čemu svaki od rotora (30i, 3O2) obuhvata glavčinu (32) i više lanaca (34) povezanih sa glavčinom (32) i konstruisani da, tokom rotacije rotora (30), prelaze preko dela komore (22) za usitnjavanje, naznačen time, što mlin (20) dalje obuhvata najmanje jedan otvor (42) koji omogućava periodično uklanjanje tela koja se ne mogu usitniti pri čemu se uklanjanje tela koja se ne mogu usitniti izvodi automatskim otvaranjem otvora (42).

2. Mlin (20) prema zahtevu 1, koji dalje obuhvata najmanje jedan motor (44) za rotaciono pogonjenje pomenuta najmanje dva rotora (30i, 3O2) i u kojem se otvaranje otvora (42) automatski upravlja u zavisnosti od potrošnje snage motora (44).

3. Mlin (20) prema zahtevu 1 ili 2, u kojem se otvaranje otvora (42) automatski upravlja u zavisnosti od temperature rotirajuće mase smećaR.

4. Mlin (20) prema zahtevu 1, u kojem je zapremina (28) usitnjavanja definisana za svaki rotor (30) aksijalnom interpolacijom obima unutar koga se rotiraju lanci (34) rotora (30).

5. Mlin (20) prema zahtevu 4, u kojem se komora (22) za usitnjavanje obezbeđuje iz neto iznosa zapremina (28) usitnjavanja pojedinačnih rotora (30), tako da ne postoji deo horizontalne površine komore (22) za usitnjavanje koji nije uključen unutar jedne od zapremina (28) usitnjavanja i na koje se stoga ne utiče rotacijom najmanje jednog lanca (34).

6. Mlin (20) prema bilo kom od zahteva 4 ili 5, u kojem je bočni zid (24) oblikovan tako da precizno prati profil zapremina (28) usitnjavanja.

7. Mlin (20) prema bilo kom od zahteva 4 do 6, u kojem su zapremine (28) usitnjavanja različitih rotora (30) međusobno u parovima susedne, definišući zonu (38) tangencije putem koje dve zapremine (28) međusobno komuniciraju.

8. Mlin (20) prema prethodnom zahtevu, u kojem u zonama (38) tangencije ne postoji fiksirana prepreka koja ometa prolaz tela iz jedne zapremine (28i) usitnjavanja rotora (30i) u zapreminu (282) usitnjavanja susednog rotora (3O2).

9. Mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva, u kojem su lanci (34) povezani sa respektivnim rotorom (30) na čvrst ali uklonjiv način.

10. Mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva, u kojem komora (22) za usitnjavanje obuhvata rešetke (40) konstruisane da omoguće, tokom rada mlina (20), izbacivanje već usitnjene frakcije smeća koja je dostigla dovoljno finoću veličine čestica.

11. Mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva, u kojem su oserotacije X rotora30 fiksirane, i u odnosu jedna na drugu i u odnosu na zidove (24) komore (22) za usitnjavanje.

12. Mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata jednu ili više usisnih komora (48) odvojenih od komore (22) za usitnjavanje rešetkama (40), pri čemu se usisne komore (48) održavaju pod vakuumom usisnim postrojenjem (50).

13. Mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata motor (44) za rotaciono pogonjenje rotora (30), pri čemu se motor (44) nalazi unutar glavčine (32) rotora (30).

14. Mlin (20) prema zahtevu 3, u kojem do automastkog otvaranja otvora (42) dolazi kada se dostigne prag temperature ili kada se zabeleži gradijent praga povećanja temperature.

15. Pogon za recikliranje energije iz smeća (R), koji obuhvata mlin (20) prema bilo kom od prethodnih zahteva i spaljivač konstruisan za optimalno sagorevanje goriva izvedenog iz smeća koje proizvodi mlin (20).