DE10351529A1 - Vorrichtung zum dosierten Beschicken einer Anlage zur Behandlung von Feststoffen, insbesondere einer Biogasanlage, mit Feststoffen - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum dosierten Beschicken einer Anlage zur Behandlung von Feststoffen, insbesondere einer Biogasanlage, mit Feststoffen, umfassend wenigstens einen Behälter zum Aufnehmen der Feststoffe und umfassend zumindest eine von dem Behälter zur Anlage verlaufende Austragsleitung für die Feststoffe, wobei in dem Behälter ein Rührwerk angeordnet ist, ist vorgesehen, daß das Rührwerk wenigstens zwei in einer horizontalen Ebene etwa parallel zueinander ausgerichtete und einander angenäherte Walzen umfaßt, welche sich um ihre Längsachsen drehen. DOLLAR A Mit dieser Vorrichtung ist eine kontinuierliche dosierte Beschickung mit Feststoffen gewährleistet.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dosierten Beschicken einer Anlage zur Behandlung von Feststoffen, insbesondere einer Biogasanlage, mit Feststoffen, umfassend wenigstens einen Behälter zum Aufnehmen der Feststoffe und umfassend zumindest eine von dem Behälter zur Anlage verlaufende Austragsleitung für die Feststoffe, wobei in dem Behälter ein Rührwerk angeordnet ist.
• Anlagen zur Behandlung von Feststoffen sind mit diesen zu beschicken. Das Beschicken hat dabei in einem definierten, dosierten Maße zu erfolgen, damit in der Anlage gewünschte Prozesse mit den Feststoffen ablaufen können. Handelt es sich bei dieser Anlage um eine Biogasanlage, so sind in dosierter Volumenmenge Feststoffe in die Biogasanlage nachzuführen, um die in der Biogasanlage ablaufenden Prozesse des Abbaus der Feststoffe aufrecht zu erhalten.
• Als Feststoffe für eine Biogasanlage werden landwirtschaftliche Produkte verwendet. Die Feststoffe können beispielsweise gemahlenes Weizenkorn, Mais, Gras oder Silo sein, die zu einer Energieanreicherung der gleichfalls in die Biogasanlage eingeführten Gülle aus Tierställen führen. Die nachwachsenden Feststoffe sind dabei in dosiertem Volumen der Gülle hinzuzufügen und in diese einzurühren.
• Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung sind bereits vorgeschlagen worden. Bei diesen Vorrichtungen kann in einen Behälter eine Feststoffmenge eingegeben werden, wobei die Feststoffmenge mit dem im Behälter angeordneten Rührwerk zerkleinert und der Austragsleitung dosiert zugeführt werden.
• Bei den für eine Biogasanlage verwendeten Feststoffen liegt häufig ein feuchter, klebriger Zustand dieser Feststoffe vor. Beim Einfüllen der Feststoffe in eine gattungsgemäße Vorrichtung tritt dabei das Problem auf, daß die feuchten Feststoffe aneinander und an den Wandungen des Behälters haften können und an diesen festbacken. Bei den bekannten Rührwerke, die beispielsweise im Bodenbereich des Behälters angeordnet sind, besteht die Gefahr, daß sich oberhalb des Rührwerkes aus den klebrigen Feststoffen Brücken bilden, unter denen Hohlräume entstehen. Diese Brücken verhindern das fortlaufende Nachrücken von Feststoffen in den Bereich des Rührwerkes, so daß es auf nachteilige Weise zu einem Unterbrechen der Feststoffzufuhr über die Austragsleitung kommen kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, mit der eine kontinuierliche dosierte Beschickung mit Feststoffen gewährleistet ist.
• Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rührwerk der Vorrichtung wenigstens zwei in einer horizontale Ebene etwa parallel zueinander ausgerichtete und einander angenäherte Walzen umfaßt, welche sich um ihre Längsachsen drehen.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich nach dieser Lösung durch ein Rührwerk aus, das nicht im Bodenbereich des Behälters angeordnete Rühr schaufeln umfaßt. Vielmehr sind wenigstens zwei das Rührwerk ausbildende Walzen vorgesehen, die in einer horizontalen Ebene im Behälter angeordnet sind. Die Walzen verlaufen vorzugsweise durch den gesamten Behälter hindurch, so daß sie eine ausreichend dimensionierte Auflagefläche für von oben in den Behälter eingebrachte Feststoffe ausbilden.
• Auf die Walzen können die Feststoffe aufgebracht werden, wobei auf die Feststoffe durch die Drehung der Walzen eine bewegungsauslösende Wirkung ausgeübt wird. Die Feststoffe werden durch die Walzen bewegt, wobei durch eine erste Walze eine Bewegung der Feststoffe in den Abstand zwischen beiden Walzen erfolgen kann. Die Walzen sind nach der Erfindung einander angenähert, ohne sich zu berühren. In den Abstand zwischen beiden Walzen können durch die Drehung einer Walze in Richtung dieses Abstandes bereits Feststoffe eingezogen werden. Mit den ausreichend dimensionierten Walzen können starke Drehmomente auf die Feststoffe ausgeübt werden. Das Ausbilden von Brücken im Bereich der Walzen wird durch das großflächige Einwirken dieser Walzen auf die Feststoffe ausgeschlossen. Die beiden Walzen können sich dabei mit entgegengesetzt zueinander ausgerichteten Drehsinnen drehen.
• Nach einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die Walzen gleichsinnig um ihre Längsachsen drehen.
• Wenn sich eine benachbarte Walze nach dem gleichen Drehsinn dreht, ist verhindert, daß Feststoffe durch zwei einander benachbarte Walzen in den Abstand zwischen diesen Walzen eingezogen werden und es in diesem Abstand zu Verklemmungen kommen kann. Beide Walzen drehen sich im Gleichsinn, so daß entstehende Verklemmungen zwischen den Walzen durch die sich im Abstand zwischen beiden Walzen entgegengesetzt zueinander bewegten Walzenabschnitte aufgehoben werden. Die Feststoffe, die nicht in den Abstand zwischen beiden Walzen eingezogen werden, werden durch die Walzen über die Walzen hinweggefördert und können in einem anderen Abstand durch die Walzen hindurchtreten. Die Walzen sind vorzugsweise in einer Höhe im Behälter angeordnet, daß unter ihnen noch ein Bauraum frei bleibt.
• Aufgrund der Ausbildung der Rührwerksbauteile als Walzen, die sich in der gleichen Drehrichtung drehen, ist verstärkt eine Verklumpung und Brückenbildung durch die Feststoffe ausgeschlossen. Die Feststoffe werden durch die Walzen zwangsweise bewegt, eine ruhende und anbackende Auflage auf den Walzen tritt nicht auf.
• Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Wandungen des Behälters den Mantelflächen der Walzen angenäherte Abschnitte aufweisen. Der Abstand zwischen einer der Mantelfläche zugeordneten Wandung des Behälters und der Mantelfläche ist vorzugsweise so gering, daß sich kein Bauraum für das Anbacken von Feststoffen an der Behälterwandung ausbilden kann. Feststoffe werden durch die Walzen in den Zwischenraum zwischen Walze und Behälterwandung eingezogen und durch die Walze mitgenommen und weitergeführt.
• Nach einer nächsten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Drehgeschwindigkeit einer Walze größer ist als die Drehgeschwindigkeit einer benachbarten Walze. Durch diese voneinander verschiedenen Drehgeschwindigkeiten werden von den einzelnen Walzen voneinander verschiedene Einflüsse auf die Feststoffe ausgeübt. Eine Walze mit geringerer Drehgeschwindigkeit kann auf die Feststoffe ein größeres Drehmoment ausüben, während eine Walze mit höherer Geschwindigkeit Schwungkräfte auf die Feststoffe überträgt. Die voneinander verschie denen Drehgeschwindigkeiten bewirken wieder, daß sich keine Anbackungen und Brückenbildungen von Feststoffen ausbilden können.
• Um von den Mantelflächen der Walzen noch besser Kräfte auf die Feststoffe übertragen zu können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß auf den Mantelflächen der Walzen Vorsprünge angeordnet sind, die beispielsweise als Reißmesser ausgebildet sind. Mit diesen können die Walzen nicht nur kraftschlüssig sondern auch formschlüssig Kräfte auf die Feststoffe übertragen.
• Um die Walzen in eine Drehbewegung versetzen zu können, ist vorzugsweise ein Antriebsmotor für die Walzen vorgesehen, dessen Motorwelle über Kraftübertragungsmittel mit den Walzen verbunden ist. Für mehrere Walzen ist vorzugsweise nur ein Antriebsmotor erforderlich, dessen Antriebskraft über geeignet ausgebildete Kraftübertragungsmittel auf die einzelnen Walzen übertragen wird. An den Enden der Walzen sind dafür vorzugsweise Anschlagmittel für die Kraftübertragungsmittel angeordnet.
• Damit die Anschlagmittel und Kraftübertragungsmittel nicht den Feststoffen im Inneren des Behälters ausgesetzt sind, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die freien Enden der Walzen aus dem Behälterinneren nach Außen vorstehen. Die freien Enden der Walzen können dabei einen geringeren Durchmesser als die eigentlichen Walzenabschnitte aufweisen. Die Anschlagmittel sind dann beispielsweise Zahnräder und die Kraftübertragungsmittel Kettentriebe, auf diese Weise können große Kräfte auf die Walzen übertragen werden. Werden für die an den Walzen angeordneten Zahnräder voneinander verschiedene Durchmesser gewählt, so können über das Bereitstellen voneinander verschiedener Übersetzungsverhältnisse verschiedene Drehgeschwindigkeiten der Walzen realisiert werden.
• Damit die Feststoffe nach dem Hindurchtreten durch die Ebene der Walzen aus dem Behälter in die Anlage abgeführt werden können, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß in einer Ebene unterhalb der Walzen zumindest eine mit der Austragsleitung in Wirkverbindung stehende Austragseinrichtung für die Feststoffe angeordnet ist. Die Feststoffe, die die Walzen passiert haben, und dabei eine Zerkleinerung und gegebenenfalls Vermischung erfahren haben, werden anschließend durch die Austragseinrichtung der Austragsleitung zugeführt. Die Austragseinrichtung ist dabei beispielsweise eine Austragsschnecke, welche im Bodenbereich des Behälters angeordnet ist. Diese Austragsschnecke kann einen in die Austragsleitung einmündenden Abschnitt aufweisen, wodurch ermöglicht ist, daß die Feststoffe unmittelbar der Austragsleitung zugeführt werden. In der Austragsleitung kann dann ein geeignetes Fördersystem zum weiteren Transport der Feststoffe vorgesehen sein.
• Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Antriebsmotor über Kraftübertragungsmittel auch mit der Austragsschnecke verbunden ist. Vorteilhaft ist somit kein zusätzlicher Antrieb für die Austragsschnecke erforderlich. Vorzugsweise ist dabei im Kraftübertragungsweg zwischen Antriebsmotor und Austragsschnecke eine Kupplung angeordnet, so daß die Austragsschnecke nur bei Bedarf in eine Drehung versetzt werden kann. Dadurch ist zunächst eine Bearbeitung der Feststoffe mit den Walzen des Rührwerkes ermöglicht.
• Der Behälter ist vorzugsweise trogartig ausgebildet und weist einen etwa V-förmigen Querschnitt auf. Im Bodenbereich und somit im Bereich der V-Spitze ist die Austragsschnecke angeordnet, während die Walzen in einer Ebene oberhalb der Austragsschnecke angeordnet sind. Die Walzenebene passierende Feststoffe fallen somit in den Bereich der Austragsschnecke und können von dieser in die Austragsleitung geführt werden.
• Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist schließlich vorgesehen, daß die mit den Feststoffen in Kontakt geratenden Bauelemente aus Edelstahl gefertigt sind, damit sie korrosions- und verschleißfest sind. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise ein Elektromotor. Der Behälter ist schließlich in einem Aufstellgestell anordbar, daß zudem eine Aufnahmeeinrichtung für den Antriebsmotor hat.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
• 1: eine schematische Schnittansicht einer Biogasanlage, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum dosierten Beschicken mit Feststoffen zugeordnet ist,
• 2: eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Beschicken nach 1 und
• 3: eine Draufsicht der Vorrichtung zum Beschicken nach 1 und 2.
• Die Biogasanlage in 1 weist einen auf einem Boden 1 aufstehenden Fermentbehälter 2 auf. In diesem Fermentbehälter 2 ist das Ferment 3 enthalten, das aus Gülle und nachwachsenden Feststoffen ausgebildet ist. Oberhalb eines Fermentstandes 4 ist ein Gasraum 5 angeordnet.
• Die Vorrichtung zum dosierten Beschicken der Biogasanlage steht neben der Biogasanlage auf dem Boden 1 auf. Neben diesem Aufstellort kann eine derartige Vorrichtung auch oberhalb des Fermentbehälters 2 angeordnet sein. Die Vorrichtung weist einen nach oben offenen Behälter 6 auf, wobei obere Abschnitte des Behälters 6 durch eine aufgesetzte Trichtereinrichtung ausgebildet sind.
• Vom Behälter 6 führen zwei Austragsleitungen 7, 7'' in das Innere des Fermentbehälters 2. In den Austragsleitungen 7, 7' sind Schnecken 8 angeordnet, mit denen die Feststoffe durch die Austragsleitungen 7, 7'' transportiert werden können. Durch einen Durchbruch 9 werden dabei Feststoffe aus dem Behälter 6 in die Austragsleitung 7 eingeführt. Für die Schnecken 8 sind den Austragsleitungen 7, 7'' Elektromotoren 10 zugeordnet.
• 2 zeigt, daß der Behälter 6 eine trogförmige Ausbildung hat. Der Behälter 6 ist in einem Aufstellgestell 11 angeordnet. Der Behälter 6 weist dabei eine im Querschnitt etwa V-Form auf.
• Im Inneren des Behälters 6 sind zwei Walzen 12, 12'' angeordnet. Die Walzen 12, 12'' erstrecken sich über die gesamte Länge des einen horizontalen rechteckigen Querschnitt aufweisenden Behälters 6, ihre Durchmesser sind derart ausgebildet, daß sie eine Ebene im Behälter 6 nahezu abdecken. Die beiden Walzen 12, 12' sind dabei einander angenähert, wobei zwischen ihnen ein Abstand frei bleibt. Auch zwischen den Walzen 12, 12'' und den Wandungen des Behälters 6 verbleiben Abstände, so daß auf die Walzen 12, 12' aufgebrachte Feststoffe zwischen den Walzen 12, 12'' hindurch und an den Walzen 12, 12'' vorbei in tiefere Regionen des Behälters 6 gelangen können. Die Walzen 12, 12'' sind mit Reißmessern ausgestattet, die nicht weiter dargestellt sind.
• 3 zeigt, daß im Bereich unterhalb der Walzen 12, 12'' in der vertikalen Ebene zwischen den Walzen 12, 12' eine Austragsschnecke 13 angeordnet ist. Diese Austragsschnecke verläuft in den Durchbruch 9 hinein.
• Dem Behälter 6 ist ein Elektromotor 10 als Antriebsmotor für die Walzen 12, 12' und für die Austragsschnecke 13 zugeordnet. Der Elektromotor 10 liegt auf einer außen an das Aufstellgestell 11 angesetzte Konsole 14 auf. Über eine Kupplung 18 ist die Welle dieses Elektromotors 10 mit der Austragsschnecke 13 verbunden. Von der Welle des Motors 10 ist zudem eine Kraft über einen nicht weiter dargestellten Kettentrieb auf ein Zahnrad 15 übertragbar. Dieses Zahnrad 15 sitzt außerhalb des Behälters 6 auf der Walze 12' auf. Die Walze 12'' ist dazu abschnittsweise bis in einen Bereich außerhalb des Behälters 6 verlängert.
• Auch an dem gegenüberliegenden Ende der Walze 12' ist ein Zahnrad 16 angeordnet. Dieses Zahnrad 16 ist über einen nicht dargestellten Kettentrieb mit einem Zahnrad 17 an der anderen Walze 12 verbunden. Das Zahnrad 17 weist einen größeren Durchmesser als das Zahnrad 16 auf, so daß bei der Kraftübertragung von der Walze 12'' auf die Walze 12 eine Untersetzung erfolgt. Die Walze 12 dreht sich deshalb langsamer als die Walze 12''.

Claims (20)

1. Vorrichtung zum dosierten Beschicken einer Anlage zur Behandlung von Feststoffen, insbesondere einer Biogasanlage, mit Feststoffen, umfassend wenigstens einen Behälter zum Aufnehmen der Feststoffe und umfassend zumindest eine von dem Behälter zur Anlage verlaufende Austragsleitung für die Feststoffe, wobei in dem Behälter ein Rührwerk angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk wenigstens zwei in einer horizontalen Ebene etwa parallel zueinander ausgerichtete und einander angenäherte Walzen (12, 12'') umfaßt, welche sich um ihre Längsachsen drehen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Walzen (12, 12') gleichsinnig um ihre Längsachsen drehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen des Behälters (6) den Mantelflächen der Walzen (12, 12'') angenäherte Abschnitte aufweisen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit einer Walze (12'') größer ist als die Drehgeschwindigkeit einer benachbarten Walze (12).
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mantelflächen der Walzen (12, 12'') Vorsprünge angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Reißmesser ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor für die Walzen (12, 12'') vorgesehen ist, dessen Motorwelle über Kraftübertragungsmittel mit den Walzen (12, 12'') verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden der Walzen (12, 12'') Anschlagmittel für die Kraftübertragungsmittel angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Walzen (12, 12'') aus dem Behälterinneren nach außen vorstehen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagmittel Zahnräder (15, 16, 17) sind und daß die Kraftübertragungsmittel Kettentriebe sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Walzen (12, 12'') angeordneten Zahnräder (15, 16, 17) voneinander verschiedene Durchmesser haben.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ebene unterhalb der Walzen (12, 12'') zumindest eine mit der Austragsleitung (7, 7') in Wirkverbindung stehende Austragseinrichtung für die Feststoffe angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragseinrichtung eine Austragsschnecke (13) ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Austragsschnecke (13) einen in die Austragsleitung (7) einmündenden Abschnitt aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor über Kraftübertragungsmittel auch mit der Austragsschnecke (13) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Kraftübertragungsweg zwischen Antriebsmotor und Austragsschnecke (13) eine Kupplung (18) angeordnet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) trogartig ausgebildet ist und einen etwa V-förmigen Querschnitt aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Feststoffen in Kontakt geratenden Bauelemente aus Edelstahl gefertigt sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor ein Elektromotor (10) ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (6) in einem Aufstellgestell (11) angeordnet ist, das eine Aufnahmeeinrichtung für den Antriebsmotor hat.