[发明专利]串联混合驱动的移动式废物粉碎设备

说明书

本发明的移动式废物粉碎装置包括：至少一个粉碎轴；内燃机；至少一个发电机，其连接到内燃机，以将内燃机提供的机械能转换成电能；至少一个电动机，其由电能驱动，以驱动至少一个粉碎轴并改变其旋转方向；以及用于存储能量并且至少部分地利用电能为所述至少一个电动机供电的能量存储器，特别是用于在低功率需求期间存储能量并且在高功率需求期间相对于所述额定功率提供能量；至少一个发电机。

技术领域

本发明涉及一种移动式粉碎装置，其具有至少一个粉碎轴，一个内燃机和一个发电机，该发电机偶联到内燃机以将内燃机的机械能转换成电能，并且具有至少一个电动机将电能转换成机械能以驱动粉碎轴，无论是否有电能或机械能量存储支撑。

背景技术

在用于各种输入材料(例如，商业废物、工业废物、电子废料、金属废料、塑料、复合材料、橡胶、木材)的粉碎和再加工机器(粉碎机)中，移动式粉碎机(例如MOT获准的)通常被应用于不同的场所。这些粉碎机具有一个或多个受驱动的粉碎轴，输入材料通过该粉碎轴被粉碎。

与固定式粉碎机相比，移动式机器通常以自给自足的方式工作，而无需外部能量供应。由于通常缺少能量供应(例如电连接)，因此这些机器必须配备单独的能量供应器(优选地为柴油发动机)。

柴油发动机(工业柴油发动机)提供的速度在例如1500rpm至2100rpm的范围内。为了能够使该速度适应于粉碎轴的通常最高为例如1000rpm的低速，并且还允许容易地执行旋转方向的改变，通常采用“液压传动”。对于双轴粉碎机，典型的轴速为10rpm至80rpm；单轴粉碎机的转速为5rpm至200rpm或90rpm至500rpm，(立式)粉碎机(mill)的转速为9rpm至800rpm。

在以下所有描述中，关于现有技术和本发明的描述，出于简化的原因，仅指示一个系统组件。当然，每个系统中可以存在或提供两个或更多个组件。例如，总是指示一个粉碎轴或发电机或电动机。根据粉碎系统，可能还有两个或更多个粉碎轴。而且，关于驱动部件，可以有例如多个内燃机、发电机、电动机或能量存储器和其它多个部件。

如果通过一个或多个液压泵(直接在柴油发动机上或通过动力分配器法兰(flanged)连接到其上)，则驱动为液压驱动，其反过来直接或通过辅助变速器(transmission)驱动在粉碎轴或轴上的一个或多个液压发动机。在大多数情况下，泵和电动机都设计为轴向回转泵或会产生极大的噪音的电动机。通过这种方式，可以轻松实现所需可变的粉碎轴速度、旋转方向和扭矩。

在具有本文所述的静液压驱动的粉碎机中，粉碎轴的速度在大多数情况下受控于压力，使得液压发动机以与粉碎所需的扭矩成比例的最高可能速度被驱动。这对于以这种方式驱动的粉碎系统实现最高可能的吞吐量是必要的。

如果液压发动机达到某个给定的液压，即如果粉碎所需的扭矩不再足够并且压力因此增加，则轴的速度连续减小，因此扭矩相应地在恒定压力下成比例地增加。直到达到某个最小速度或者如果尽管速度降低而扭矩因此增加，则发生静止，即轴阻断。

如果减小粉碎所需的压力并因此减小扭矩，则轴的速度再次连续增加，直到达到预定压力。

对于非常大的扭矩，由于成本效率的原因，液压驱动部件也可以被设计成非常小并且具有高的速度，并且之后可以通过辅助变速器(在液压驱动和粉碎轴之间的减速齿轮)实现期望的粉碎轴速度和粉碎轴扭矩。

然而，该系统导致液压驱动器整体效率差，其能量效率约0.14至0.24，对比参照以下示例性但典型的假设：柴油发动机的效率为0.35至0.4，以及具有部分负荷比例(partload proportion)液压驱动的效率为0.4至0.6，取决于全负荷或部分负荷运行的比例。

然而，静液压系统的这种不良效率还意味着，为了散热，必须提供更大的冷却单元，这需要额外的能量来驱动为此所需的风扇，从而进一步恶化效率。