用于拆解复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的方法和装置与流程

文档序号:15051048发布日期:2018-07-31 16:41阅读:258来源:国知局

在此应该注意的是,本文中的术语“拆散”、“拆解(trennen)”和“分解”的含义是,将作为复合材料或混合物的一部分的不同材料彼此松脱,即沿着接触面实现拆解。“分解”在此描述的不是进行经典的化学消解(例如在酸中),而正是所描述的使复合材料或混合物中的不同材料(例如木材、金属、塑料......)彼此松脱。这些材料随后虽然不再彼此连接,但仍未在空间上分隔开。这些材料的空间分隔通过分离实现。在分离(其描述了一种对不同材料的分组)之后,获得了原始复合材料或混合物的单独的、分离的组分,即有价值材料。

废物处置问题众所周知并且是我们这个时代面临的重大挑战之一。除了在生产消费品和经济物品时产生的废物以外,尤其是在其使用后(寿命结束)出现的废物也是日益严重的对环境造成全球影响的问题。

除了像这样的废物问题之外,对工业的原材料供应由于短缺而也使该问题进一步恶化。在这里可论及未来的供应-处理问题。由此产生的反馈效应可使我们的社会面对快速增长的挑战。通过原材料的持续和能量有效的循环经济可大幅缓解该问题。

复合材料的使用的大幅增加也加剧了循环经济的恶化。复合材料是这样的材料,其由两种或更多种相连的材料组成并且具有与单个组分相比不同的材料性质。复合材料指的是具有改进的特定性质的不同材料的组合,例如在高强度的情况下具有低重量或者在相同物理性质的情况下具有低成本。然而,将这些材料重新拆散成其组分并回收它们是非常耗费的。出于这个原因,大多数均被热处理,即被焚烧。然而,这导致其中所含的原材料的损失。

目前大多数焚烧或填埋的、含有价值材料的消费废物或制造废物例如是:作为金属如铝的初级加工以及再加工的废物产品的炉渣或铝屑;通过焚烧垃圾、尤其是家庭垃圾和工业废料而产生的炉渣;复合材料,如电子和电气废料,以及部分片段;铝夹层板;泡罩包装等。常规的处理实践的基础在于有价值材料在这些材料内的混合和连接的复杂性,由此使得明确地拆散成组分并且进而回收到物质循环中是不可能的。

因此,这些有价值材料被从循环中移除并且必须由新开采的原材料替代。更糟糕的是,这些废物被大量地在新兴国家或发展中国家焚烧而后果严重,或者甚至被运到海洋中。在工业化国家中,预分选的废物通过热学过程或湿化学过程以相对较小的量被处理。这些过程通常效率不高并且给环境带来严重负担。此外,回收物(回收的有价值材料)通常以不足的品质和数量制造。应该强调的是,这些过程除了不希望的排放物(如co2和nox)以外一般还会导致环境负担的增加。现今除了这些热学/化学过程之外,仅少量的这些材料在机械设备中处理。

例如,从wo-a-2006/117065中已知用于处理复合元件的装置,其中将复合材料粉碎并且将粉碎的颗粒经由输入通道引导至分解设备中,其中复合材料的分解通过输送流体的流分离实现,并且复合材料由此强制性地经历进一步粉碎。

本发明要解决的技术问题在于,提供一种替代方法和替代装置,其能够将复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣分解或拆解成其材料组分,以便为分离成单个组分及其作为原材料回收到经济循环中而作准备。

本发明的技术问题通过根据权利要求1的前序部分的用于拆解复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的方法并且通过根据权利要求9的前序部分的适于实施该方法的装置解决。在从属权利要求中示出了其它实施方式。

提出了一种用于拆解复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的方法,其包括将复合材料或混合物输送通过拆解装置。待拆解的复合材料或待拆解的混合物在通过所述拆解装置的过程中由机械脉冲激发并且由此被拆解。

拆解或者说拆散不是通过粉末化、粉碎、由湍流引起的加速等实现,而是通过在边界层表面中的摩擦力学作用实现。摩擦力学是指在机械接合(eingriff)时在固体分界面的结构中发生的微观过程。

激发或者说激励通过对材料的接触脉冲实现。通过强烈的接触脉冲,将宽的振动频谱引入所述材料中,那些与固有频率相对应的频率被吸收。由不同的物理性质而定,这些频率根据材料而不同。

由此导致相连的材料受到激发,其由于不同的性质而导致边界层中的高局部力或者说沿相连的材料的键合面的高局部力,并且最终导致这些材料沿边界层拆解。这种现象也被称为复合材料的摩擦力学式拆散,这一般具有很高能效。

在根据本发明的方法的一种实施方式中,机械脉冲以接触冲击的形式传递到复合材料或混合物上。在此,机械脉冲优选以高节奏(kadenz)传递,优选在50hz至50khz的范围内传递。

如果节奏高,则接触脉冲短。短脉冲提供的优点在于它们在较宽的频谱上进行激励。因此,待拆解的复合材料和混合物的固有频率也受到激发的可能性尤其高。换句话说,各个单独的脉冲覆盖了宽的频谱并且由此激发了有价值材料的固有频率。“脉冲”优选是狄拉克撞击(dirac-)。此外应该注意的是,脉冲的相应频率(在此被称为“节奏”,以免与例如固有频率相混淆)由旋转速度和工具间距形成。接触脉冲的节奏优选在50hz至50khz的范围内,特别优选在250hz至25khz的范围内,并且尤其是在1khz至10khz的范围内。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中,复合材料或混合物被预先粉碎,优选粉碎到5-50mm的尺寸。为了准备复合材料和混合物而使它们被粉碎,其中材料作为拆散过程的输入材料被减小至1-100mm,优选5-50mm,更优选8-40mm的尺寸,其中,所述尺寸取决于复合材料或混合物。如果这些层如同泡罩包装(例如铝层<40μm)的情况那样相对较薄并且粘附力高,则在粉碎机中将输入材料粉碎成大约8-12mm的尺寸。对于具有较厚层(>300μm)的材料(例如铝复合板),可预先粉碎至30-40mm。

在另一个根据本发明的方法的实施方式中,复合材料或混合物包含固体的有机的和/或无机的复合物,例如金属/金属、塑料/金属或塑料/塑料,各自具有或不具有矿物组分。

复合材料包括例如颗粒复合材料、纤维复合材料、层状复合材料、渗透型复合材料和结构复合材料。颗粒复合材料的突出代表例如是刨花板(有机/聚合物)、硬质金属(无机/金属)和聚合物混凝土(无机/聚合物)。纤维复合材料尤其包括纤维水泥(聚合物/无机)、玻璃纤维增强塑料(无机/聚合物)和wdc(木塑复合材料;木材/塑料)。层状复合材料的实例是复合板,如胶合板(非金属/木材),夹层结构(例如铝/塑料)和双金属(金属/金属)。层状复合材料的一个子集是复合料(verbundstoffe)。它们表示至少两种不同的在整个表面上相互连接的材料。突出的代表是一般的复合料包装,具体地例如饮料盒(纸板/金属)和冷冻袋(铝/塑料)和泡罩包装(塑料/金属)。渗透型复合材料通常在电气技术中作为接触材料使用,并且由塑料或金属与金属或金属碳化物组成。结构复合材料通常由一部分纤维/织物(例如碳纤维、芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维等)和诸如合成树脂(例如环氧树脂)的材料组成,所述纤维/织物嵌入所述材料中。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中,复合材料或混合物是以下中的至少一种:

炉渣和/或铝屑,它们是金属、尤其是铝的初级加工和进一步加工的废品;

通过焚烧垃圾、尤其是生活垃圾和工业废料产生的炉渣;

复合材料,如电子和电气废料,及其部分片段,尤其是绞合电缆、插塞连接件和印制电路板;

由不同复合材料的混合物组成的印刷电路;

铝夹层板;

泡罩包装;

轮胎,尤其是汽车轮胎;

催化器,尤其是汽车催化器。

复合材料和混合物在各种各样的过程中出现,并且用于各种各样的领域。因此,从高炉工艺、即从金属的初级加工,到垃圾焚烧(即产品生命周期的结束)都会出现炉渣。经常使用复合材料和混合物的工业分支和领域例如是汽车工业、电气工业、包装工业和建筑结构业等。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中,复合材料或混合物借助重力进料或者说输入并且走过螺旋形路径,该螺旋形路径根据复合材料或混合物的尺寸、重量和形状确定复合材料或混合物在过程中的停留时间。

这种输入一方面节能,另一方面它能够实现对所输入的不同复合材料和混合物进行预先分离。如果复合材料和混合物随后被接触脉冲激发并且因此拆解成构成它们的单独材料,则这些现在从复合材料中松脱的材料也已经“预分离”(即不与那些源自于在该过程中具有不同停留时间的复合材料和混合物的材料相混合),这使得其随后分离成单独组分的过程更容易。

在根据本发明的方法的另一个实施方式中,复合材料或混合物在该过程中的停留时间还受到加入气流的影响。

这种气流的输入还可以影响复合材料或混合物的尺寸、重量和形状对在过程中的停留时间的作用。例如,如果使用逆流(即,气流与材料的输入方向相反指向),则具有较低密度的颗粒(即预先粉碎的复合材料/混合物)明显更缓慢地下沉,而对密度较高的尺寸相同的颗粒的影响不太强烈。这同样适用于具有相同密度和不同横截面积的颗粒。颗粒的阻力随着横截面积的增加而增加,并且横截面积越大,逆流的效果相应地越明显。如果气流不是与材料的输入方向相反,而是在相同的方向上指向,则可以加速颗粒的输入并且可以减小不同密度/横截面积等的颗粒在停留时间上的差异。

在根据本发明的方法的附加实施方式中,使用至少一个以下器件将在拆解复合材料或混合物后形成的材料分离成其组分:

滤器

流化床分离器

筛分器

电晕分离器

沉积槽。

根据本发明的方法具有如下显著优点:能够根据不同的物理性质,如密度、弹性、延展性等将各个处于复合材料中的材料选择性地彼此拆解,原因是它们在该过程期间、即在拆散或拆解过程期间的表现不同,并且因此在其结构和颗粒尺寸上变化。

在本发明的范围内还包括一种用于实施根据本发明的用于拆解复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的方法的装置。所述装置包括用于驱动轴承/轴单元的驱动单元,该轴承/轴单元具有基本上平行于万有引力或者说重力的旋转轴线(以下称为x轴)。此外,该装置包括转子元件,所述转子元件与轴承/轴单元连接并且是转子单元的一部分。转子元件本身具有至少一个转子工具,并且每个转子工具均具有至少一个转子工具部件。转子元件被定子元件包围,所述定子元件是定子单元的一部分。定子元件本身具有至少一个定子工具,并且每个定子工具均具有至少一个定子工具部件。转子元件和定子元件基本上圆柱形地设计。该装置还包括用于在转子/定子单元上方输入复合材料或混合物的材料入口和用于在转子/定子单元下方将拆解的材料排出的材料出口。

在复合材料或混合物作为松散材料被输入的装置中,复合材料或混合物被工具在几毫秒内突然加速(接触脉冲)并且再次减速(接触脉冲)。加速和减速以高的频率或节奏重复。这导致组成复合材料或混合物的不同材料的固有频率的激发。由于材料的固有频率不同,尤其在材料界面上出现较大的力,这导致不同材料彼此拆解。

原则上,该装置也可以设计成使得定子元件被转子元件包围。但是转子元件则会设计成比定子大,这会导致两个部件中较大的一个必须由驱动单元驱动。当较小的且因此通常较轻的部件被置于运动,而较大的且因此通常较重的部件静止时,在能量上更有效率。

驱动转子元件的驱动单元在此可以例如包括由电流、太阳能、风能、水力驱动或者由柴油、汽油或木材等燃料驱动的马达驱动器或液压驱动器。

转子和定子单元能够作为整体单元进行更换(快速更换系统)。实际的工具更换因此发生在机器外部的快速更换装置中。转子工具和定子工具通过在该装置内下降而被更换或替换。通过所述下降,分别将新的耐磨部件从下方引入,而将被磨损的、用过的耐磨部件向上弹出。

转子元件类似于涡轮机那样以自稳定的方式被支承。

因为由生产决定,不是所有的工具或工具部件都具有相同的质量,所以工具的定位优选是计算机辅助的。这意味着首先对(例如转子元件的)单个工具进行称重,然后由计算机计算其额定位置。其目的是,这些工具最终被这样布置,使得不存在不平衡(例如转子元件的不平衡)并且因此不需要进行重量平衡。计算机辅助的额定位置确定的过程也可以基于各个工具部件而不是可包括多个工具部件的工具来执行。

这些工具或它们的工具部件优选由金属制成,尤其是由铸钢制成。这些工具或其工具部件具有锋利的边缘,然而这些边缘在使用过程中会变钝和圆滑。如果这种老化过程程度过大并损害对复合材料和混合物进行拆解的质量,则必须将其替换或更换。

在根据本发明的装置的实施方式中,在至少一个转子工具和至少一个定子工具之间留出的距离内通过机械脉冲进行复合材料或混合物的激发。

预先粉碎的复合材料或预先粉碎的混合物(也称为松散材料)经由根据本发明的装置的材料入口被输入并且到达布置在转子元件和定子元件上的工具之间的间隙中。然后在这些间隙中通过对处于过程中的颗粒(即预先粉碎的复合材料/混合物)进行突然加速和减速来将机械脉冲传递到复合材料或混合物上。

在根据本发明的装置的另一实施方式中,所述至少一个转子工具和所述至少一个转子工具部件基本上沿x轴的方向定向。x轴描述轴承/轴单元的旋转轴线,并且基本平行于万有引力。x方向与定子元件的切向方向一起在至少一个定子工具部件的位置处定义出平面a,并且x方向与定子元件的径向方向一起在至少一个定子工具部件的位置处定义出平面b。至少一个定子工具部件能够相对于x轴既在平面a又在平面b中定向。

至少一个定子工具部件相对于x轴并且因此也相对于基本上平行地沿x轴方向定向的至少一个转子工具部件的可定向性允许该装置被设计用于各种各样的材料。由此可以在所述过程中实现针对材料的条件。

这里描述的首先是至少一个定子工具部件相对于x轴的定向,但是也可使至少一个转子工具部件相对于x轴定向和使至少一个定子工具部件基本上沿x轴方向、即沿x方向定向。还可以是两个工具部件(定子和转子)都能够相对于x轴调整。

然而,最有利的是首先描述的实施方式,其中只有定子工具被定向,因为它确保了定子单元和转子单元二者的尽可能长的使用寿命。转子单元已经受到额外的负荷和额外的磨损,原因是其在所述过程期间处于运动中。如果转子单元的工具部件被调整,则这意味着转子元件将包括额外的运动部件,这些运动部件会使转子元件更易于在材料疲劳、故障等方面遭受影响。将潜在的薄弱位置分布在转子和定子元件上可以使这两个元件的寿命增加。

在根据本发明的装置的另一个实施方式中,描述在平面a中相对于x轴的定向的角α优选为-45°至+45°之间,以及描述在平面b中相对于x轴的定向的角β优选为-10°至+10°之间。

如果如上所述地调节角度,则可针对几乎每种复合材料或每种混合物实现并且单独地调节形成最佳或特别好的拆解结果。同时该装置低磨损地运行,即在同时达到良好的拆解结果的情况下降低了定子和转子工具的材料应力。在该装置的特别优选的实施方式中,角α优选在-35°和+35°之间,尤其是在-25°和+25°之间,并且角β优选在-8°和+8°之间,尤其是在-5°和+5°之间。

在根据本发明的装置的另一实施方式中,该装置具有用于复合材料或混合物的计量装置,该计量装置位于材料入口之前或者说上游并且允许通过重力和螺旋形运动实现复合材料或混合物的输入。由于装置的连续运行是特别有利的,所以待拆解的复合材料或混合物的输入也应该连续进行。在连续输入的情况下有利的是,输入的起始材料(复合材料/混合物)是能够计量的。材料输入则可根据复合材料或混合物的类型、复合材料或混合物在过程中的停留时间等进行调节适配。

在根据本发明的装置的另一实施方式中,至少一个以下器件位于转子/定子元件之后或者说下游:

滤器

流化床分离器

筛分器

电晕分离器

沉积槽。

在所述装置中,在对原先是复合材料或混合物的部分的材料进行拆散或拆解之后进行的是分离成各种组分的过程。为此目的可优选使用滤器、流化床分离器、筛分器、电晕分离器和沉积槽。

然而,可通过各种技术并基于不同的化学和物理性质来实现将被拆解的材料分离成单独组分的过程。因此,所述分离可以由于不同的颗粒尺寸(例如滤器),但也可以由密度和惯性(例如筛分器)的差异而实现。此外,所述分离可以静电方式、如同在电晕分离时的情况那样实现。此外还可以使用湿式分离技术,例如基于不同的溶解度。分离方法一般可以是热学或机械性质的。热学方法在此可以例如基于沸点(精馏、蒸馏、干燥、汽提...)或凝固点(冷冻、“结晶”...),升华蒸汽压力(升华...)或溶解度(色谱法、洗涤、(固体)萃取、吸收、吸附、洗脱等)。机械方法例如基于表面可润湿性(浮选、...),密度(沉降、倾析、离析、离心、重介质分离、洗提、...),颗粒尺寸(过滤、耙子、筛滤、筛分、膜分离法、反渗透,...),颗粒惯性(离心分离器、冲击器、射流偏转筛、自由飞行分离......),可磁化性(磁分离、涡流分离等)和电气迁移性(静电吸尘器、电晕分离器、…)。另外可通过化学反应(蚀刻、电解、电泳、沉淀、离子交换、煅烧、区域熔融、灰皿提炼、熔析,...)实现分离。

此外,之后的分离过程尤其受益于不同的材料性质,即延展性。延展性材料发生塑性变形并且呈现紧凑的球形结构,所述球形结构几乎具有相应物质的密度。塑性材料或多或少地保持其结构。该特性使得能够通过所使用的分离方法进行更简单的分离。

在根据本发明的装置的另一个实施方式中,该装置包括优选布置在转子/定子元件的区域中的气体入口。通过气体入口引入的气流可以影响例如复合材料或混合物在该过程中的停留时间。如果气体入口布置在材料入口附近,则例如可以影响复合材料或混合物的输入。如果气体入口布置在转子/定子元件的区域中,则可以影响复合材料或混合物在至少一个转子工具与至少一个定子工具之间留出的距离中的停留时间以及因此可以影响机械脉冲激发复合材料或混合物的时段。如果气体入口布置在转子/定子元件的区域之后,则通过其引入的气流可以是分离过程的一部分。如果气体入口位于材料出口附近,则可以影响将分离的组分排出的速度。

明确指出的是,前述实例和实施方式的任何组合或组合的组合均可以是另一组合的主题。只有那些会导致矛盾的组合才会被排除在外。

下面将参考附图更详细地阐述本发明的应用例和实施例。在附图中:

图1示意性地示出了根据本发明的方法,其中将材料的连接彼此拆解以及可选地将拆解的材料彼此分离;

图2示意性地示出了既在初级加工又在进一步加工金属、尤其是铝时产生的炉渣或铝屑的可能结构;

图3示意性地示出了通过焚烧垃圾、尤其是家庭垃圾和工业废料而产生的炉渣的可能结构;

图4示意性地示出了由铜和玻璃纤维树脂组成的复合材料的可能结构;

图5示意性地示出了铝夹层板的可能结构;

图6示意性地示出了泡罩包装的可能结构;

图7示意性地示出了拆散过程;

图8示意性地示出了用于拆散复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的装置的可能结构;

图9示意性地示出了用于分解复合材料、炉渣和混合物的工具的可能实施方式的横截面;

图10示意性地示出了由x方向与定子元件42的切向方向在至少一个定子工具部件44的位置处定义出的平面a,并且角α位于所述平面a中;

图11示意性地示出了由x方向与定子元件42的径向方向在至少一个定子工具部件44的位置处定义出的平面b,并且角β位于所述平面b中。

以下实施方式是示例,并不用于以任何方式限制本发明。

图1示意性地示出了根据本发明的方法的实施方式的各个步骤。首先,对复合材料或混合物的不同材料的接触面处的连接进行拆解(即拆散或分解),然后可以可选地将不同材料彼此分离,以回收均匀或者说正确分选的有价值材料(即复合材料/混合物的原始组分)。

在图2中示出了废品炉渣或铝屑的可能结构,所述废品出现在金属尤其是铝的初级加工和进一步加工中。在例如将氧化铝加工成金属铝的还原过程中,在浇铸铝之前在表面上形成由金属铝和氧化铝组成的层。该层由表面上的氧化形成并且被机械剥离,即刮去碎屑,因此也命名为碎屑

如图2所示,碎屑的结构是铝和氧化铝的混乱排列。在非均质的层中,可出现碎片形式的铝,所述碎片的尺寸为几微米到几毫米。金属铝的比例通常在25-80重量百分比之间。

图3所示的是炉渣的可能结构,所述炉渣由垃圾、尤其是家庭垃圾和工业废料的焚烧产生。除矿物混合物之外,这种类型的炉渣通常还含有重金属和轻金属的成分,它们大部分以金属形式、即不是作为氧化物存在。

典型地,这些炉渣在从焚烧过程中排出和中间存储后被输送至借助感应分离器(有色金属)和磁体分离器(钢)实现的分离中。

从感应分离器获得的片段由轻金属(主要是铝)、重金属(主要是铜)、以及其它矿物质组成。

图4示出了由铜和玻璃纤维树脂组成的复合材料的可能结构。复合材料(如电子和电气废料)以及其部分片段(如由不同复合材料的混合物组成的绞合电缆、插塞连接件和印刷电路板或印刷电路)包含各种有价值的金属和贵金属。这些由不同尺寸和组成构成的材料通常以复杂的结构“交织”并被认为难以拆解。如图所示,这些材料还可由多达40层、约17微米厚的铜和玻璃纤维环氧树脂(例如fr4)的多层复合材料构成。

图5示出了铝夹层板的可能结构,所述铝夹层板由两层约0.3mm厚的铝构成,其通常在一侧涂漆并且外侧用塑料膜保护。在铝层之间是由约1至8毫米厚的hdpe或其它塑料构成的层。此外,这些复合板用于门面施工或车辆制造。该材料的特点尤其在于其非常耐用且重量轻。

图6示出了例如来自医疗领域的泡罩包装的可能结构,该泡罩包装由深冲塑料膜(通常为pvc)和印刷铝箔构成,pvc膜用空心体(泡罩)覆盖印刷铝箔。

图7示意性地示出了拆散过程,即,将存在于复合材料中或混合物中的材料进行拆解。开始时,复合材料或混合物被机械脉冲激发。不同的材料(在该实例中为塑料和金属)都会吸收脉冲并且开始以其固有频率振动。由于这些材料的固有频率不同,在材料分界面上会产生特别高的力。最后,这些材料的拆解沿着材料边界进行。此外,由于这些材料的延展性不同(例如在金属的情况下),脉冲传递会导致塑性变形。这有助于将这些材料分离成单个组分。

根据本发明的方法在基本上应用干机械处理原理的装置中进行。构思是将单个材料彼此拆解,然后将它们分离成单个组分。

为实现该目的,利用了存在于混合物或复合材料中的材料的物理性质的差异。

原则上,这些不同的性质导致材料的不同表现。粗略地说,塑料或橡胶倾向于减弱振动,吸收大量能量,但同时表现出弹性并且又恢复到其原始形状。而金属进一步传导振动能量。只要这些材料已与其它材料拆解,高的脉冲力就会导致金属的基本上塑性的变形或者说“球化”。

矿物质由于其脆性而被真正地粉化。

除了沿着材料表面拆解之外,该方法还导致单个颗粒的形状变化。也就是说,粒度谱根据性质而变化。不同的粒度分布只是部分重叠并且由此才能够实现材料单纯或者说正确分选地分离成单个组分。

然后,可将正确分选的现有组分、即材料提供给经济循环。由此保护了资源并且消减了大量的二氧化碳。

图8示出了用于拆解复合材料和混合物、尤其是固体混合物和炉渣的装置的可能结构。在机器底座20上安装有驱动单元(例如电动机)21和具有相关的转子元件32的轴承/轴单元22。在该转子元件32上存在至少一个转子工具33,所述转子工具33又包括转子工具部件34。同样,在该机器底座中安装有定子单元41,其具有定子元件42和至少一个相关的定子工具43,所述定子工具43又包括定子工具部件44。所示装置进一步包括材料入口11和材料出口12,经由该材料入口11输入作为松散材料存在的复合材料等,经由该材料出口12将被拆解的材料和可能已经分离的组分排出。

通过将材料从上方输入到装置1中,材料通过重力和螺旋形运动向下输送。根据材料的尺寸、重量和形状,在该螺旋形路径上实现了在该过程中的不同的停留时间。

图9示出了用于拆解复合材料和混合物的工具的可能实施方式。可以说,其涉及图8所示的转子单元31和定子单元41的放大部分。图9特别清楚地示出了工具的几何形状。在转子工具33和定子工具43之间留出的间隔是在其中实际上进行所述材料的加载、即拆散的那个区域。

描述在平面a中相对于x轴的定向的角α的可能带宽优选为-45°至+45°,并且描述在平面b中相对于x轴的定向的角β优选在-10°至10°之间。在该过程中的停留时间以及接触脉冲的类型可以通过调整定子工具相对于转子工具的角度来进行。同样,通过该定向可以正面影响工具的磨损特性。

通过添加空气流,可以额外影响材料的停留时间。

图10示意性地示出了定子元件42,其上布置有定子工具43,该定子工具43又包括定子工具部件44。同样还标出了x轴,其表示轴承/轴单元22的基本上平行于地心引力的旋转轴线。在定子工具部件43设置在定子元件42的定子工具43上的位置处,x方向与定子元件42的切向方向一起定义出平面a。角α描述了定子工具部件在平面a中相对于x轴的相对定向。

图11示意性地示出了定子元件42,其上布置有定子工具43,该定子工具43又包括定子工具部件44。同样标出了x轴,其表示轴承/轴单元22的基本上平行于地心引力的旋转轴线。在定子工具部件43设置在定子元件42的定子工具43上的位置处,x方向与定子元件42的径向方向一起定义出平面b。角β描述了定子工具部件在平面b中相对于x轴的相对定向。

附图标记含义

1装置

11材料入口

12材料出口

21驱动单元

22轴承/轴单元

31转子单元

32转子元件

33转子工具

34转子工具部件

41定子单元

42定子元件

43定子工具

44定子工具部件

x轴承/轴单元的旋转轴线;基本平行于地心引力

平面ax方向与定子元件的切向方向定义的平面

平面bx方向与定子元件的径向方向定义的平面

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