DE202011050236U1

DE202011050236U1 - Zuführvorrichtung mit Vorpress-Schnecke

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Publication number: DE202011050236U1
Application number: DE202011050236U
Authority: DE
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Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2021-05-25

Abstract

Zuführvorrichtung zum Einbringen von Feststoff-Fördergut in ein abgedichtetes System, wie einen Fermenter einer Biogasanlage, mit einer das Fördergut in einer Förderrichtung transportierenden, innerhalb eines Schneckenrohres angeordneten Förderschnecke, mit einer Einlassöffnung, durch welche das Fördergut in die Schnecke gelangt, und mit einer Auslassöffnung, durch welche das Fördergut aus der Schnecke austritt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorpress-Schnecke (6) vorgesehen ist, welche an die Einlassöffnung anschließt und das Fördergut in die Schnecke (11) fördert.

Description

Die Neuerung betrifft eine Zuführvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 20 2010 000 550 U1 ist eine derartige Zuführvorrichtung bekannt. Die gattungsgemäße Vorrichtung findet Anwendung in Biogasanlagen und dient dazu, frisches Material, beispielsweise Maissilage, dem Fermenter zuzuführen. Zu diesem Zweck verläuft eine Leitung vom Fermenter zur Zuführvorrichtung, so dass Flüssigkeit, als Gülle bezeichnet, vom Fermenter abgezogen und zur Zuführvorrichtung gefördert werden kann. Hier wird sie mit dem Feststoff vermischt, und die sich ergebende breiige, fließfähige Mischung gelangt anschließend durch eine weitere Rohrleitung in den Fermenter. Dabei kann auf aufwendige Abdichtungen vermieden werden, denn durch das hohe Verdichtungsmaß, welches in der Schnecke der Zuführvorrichtung erreicht wird, bildet das Feststoff-Fördergut einen Stopfen, der das Schneckenrohr abdichtet, so dass keine Gülle durch die Zuführvorrichtung aus dem Fermenter austreten kann.
Die axiale Beweglichkeit, die bei der Schnecke der gattungsgemäßen Zuführvorrichtung vorgesehen ist, stellt eine Sonderkonstruktion dar.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zuführvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass diese möglichst preisgünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Zuführvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, die starke Presswirkung der Schnecke nicht durch eine axiale Beweglichkeit der Schnecke innerhalb des Schneckenrohrs zu ermöglichen, sondern vielmehr dadurch, dass der eigentlichen Förderschnecke eine zusätzliche Schnecke vorgeschaltet ist, die als Vorpress-Schnecke bezeichnet ist. Auf diese Weise können standardisierte Baugruppen verwendet werden. Die beiden Schnecken können unterschiedlich ausgestaltet sein, beispielsweise unterschiedliche Steigungen, Durchmesser oder dergleichen aufweisen, und können somit optimal an ihre jeweilige Aufgabe angepasst werden, ohne dass ein und dieselbe Schnecke sowohl die gesamte Förderwirkung als auch die gesamte Verdichtungswirkung aufbringen muss. Die Verdichtungswirkung, die mit jeder einzelnen Schnecke möglich ist, addiert sich durch die vorgeschlagene Bauweise, so dass auch ohne axiale Beweglichkeiten innerhalb der Schnecke die gewünschte Presswirkung erreicht werden kann, welche die Bildung des das Schneckenrohr abdichtenden Stopfens durch das Feststoff-Fördergut ermöglicht.
Dabei kann vorteilhaft vorgesehen sein, das die Vorpress-Schnecke in einem schrägen Winkel oder quer an die Schnecke anschließt. Auf diese Weise wird vermieden, dass eine Wirkung ähnlich der einer lediglich länger ausgeführten Schnecke erreicht wird, wie dies beispielsweise der Fall wäre, wenn die Vorpress-Schnecke und die eigentliche Förderschnecke einfach axial hintereinander geschaltet wären. Durch den schrägen oder vorzugsweise quer anschließenden Winkel, in welchem die Vorpress-Schnecke in die Förderschnecke mündet, kann innerhalb der Vorpress-Schnecke ein erheblicher Gegendruck aufgebaut werden, der zu der gewünschten Vorverdichtung des Fördergutes innerhalb der Vorpress-Schnecke führt, so dass am Ende der eigentlichen Förderschnecke ein so hoher Pressdruck erzielt werden kann, dass das Feststoff-Fördergut den gewünschten gegen den Gülledruck abdichtenden Stopfen bildet.
Grundsätzlich kann der Feststoff im Fermenter aufgelöst werden, und dies kann je nach Anwendungsfall auch vorteilhaft vorgesehen sein. Alternativ jedoch kann es vorteilhaft sein, dass sich an die Auslassöffnung der Schnecke eine so genannte Spülkammer anschließt, so dass bereits in dieser Spülkammer die Vermischung des Feststoffs mit der zugeführten Gülle erfolgen kann und dieses Gemisch dann durch eine Gemischleitung aus der Spülkammer herausströmen kann.
Um den Feststoff-Stopfen nicht ausschließlich und langwierig durch die Einwirkung der Gülle auf den Stopfen aufzulösen, kann vorteilhaft eine mechanisch wirkende Auflösevorrichtung vorgesehen sein, die mit Hilfe von beweglichen Elementen den Stopfen zerkleinert, wobei diese Auflösungswirkung natürlich auf den räumlichen Bereich begrenzt ist, in welchem die Auflösevorrichtung wirksam ist, so dass an diesen Bereich anschließend ein ausreichend langer Abschnitt des Feststoff-Stopfens vorliegt, der die gewünschte Abdichtungswirkung gegenüber der Gülle sicherstellt. Mit Hilfe der Auflösevorrichtung wird jedenfalls der Stopfen so weit gelockert bzw. zerkleinert, dass dieser sich problemlos mit der in die Spülkammer gelangten Gülle vermischen und als fließfähige Mischung abtransportieren lässt, die dann durch die Gemischleitung aus der Spülkammer austritt.
Vorteilhaft kann der Auflösevorrichtung ein eigener Antriebsmotor zugeordnet sein, so dass die Wirkung der Auflösevorrichtung unabhängig von beispielsweise der Drehgeschwindigkeit der Förderschnecke oder auch der Vorpress-Schnecke gesteuert werden kann. Würde beispielsweise die Gefahr einer Verstopfung im Bereich der Schnecke bestehen, so kann die Auflösevorrichtung mit unveränderter Drehzahl bzw. Antriebsleistung betrieben werden, während die Drehzahlen der Schnecke und der Vorpress-Schnecke reduziert werden können.
Vorteilhaft kann die Zuführvorrichtung als mobile Einheit ausgestaltet sein, die auf öffentlichen Straßen verfahren werden kann. Auf diese Weise kann einerseits die Zuführvorrichtung als fest installierte Einheit im Rahmen einer Biogasanlage installiert werden, sie kann andererseits jedoch auch über die Straße transportiert werden und beispielsweise bei defekten Anlagenteilen als zwischenzeitlicher Ersatz eingesetzt werden. So kann die betroffene Biogasanlage funktionsfähig gehalten werden, und die ansonsten auftretenden erheblichen Störungen, die insbesondere auch die Mikroorganismen in Mitleidenschaft ziehen, können vermieden werden.
Daher kann vorzugsweise ein Vorratsbehälter als ein Bestandteil der Zuführvorrichtung vorgesehen sein, so dass insbesondere bei mobilen Einsätzen die Zuführvorrichtung nicht an einen bestehenden Materialvorrat angeschlossen werden muss. Der Vorratsbehälter ist länglich ausgestaltet, so dass er einerseits ausreichend schmal für den Straßentransport gehalten werden kann und andererseits durch die entsprechende Länge ein vorteilhaft großes Aufnahmevolumen aufweist. Um die gesamte Zuführvorrichtung straßentauglich schmal auszugestalten, ist die Schnecke in Längsrichtung des Vorratsbehälters angeordnet, so dass eine vergleichsweise lange Schnecke verwendet werden kann, welche die gewünschte Presswirkung zur Erzielung des Stopfens ermöglicht. Durch die Ausrichtung in Längsrichtung des Vorratsbehälters werden hinderliche Überstände der Schnecke vermieden, die ansonsten den Straßentransport der gesamten Zuführvorrichtung unmöglich machen könnten.
Vorteilhaft kann auch die bereits erwähnte Spülkammer länglich ausgestaltet sein und in Längsrichtung des Vorratsbehälters angeordnet sein, so dass einerseits genügend Raum innerhalb der Spülkammer für die Auflösung des Feststoffs bereitgestellt werden kann und andererseits die gesamte Zuführvorrichtung ausreichend schmal für einen Straßentransport gehalten werden kann.
Am Boden des Vorratsbehälters kann vorteilhaft ein Bodenförderer vorgesehen sein, welcher das Fördergut zu der Vorpress-Schnecke fördert. Auf diese Weise sind zusätzliche Beschickungsmittel nicht erforderlich, so dass ein großer freier Innenraum im Vorratsbehälter bereit steht, der es erleichtert, den Vorratsbehälter zu beladen. Die Anordnung des Förderers am Boden stellt eine Restentleerung des Vorratsbehälters sicher. Als Bodenförderer können unterschiedliche aus der Praxis bekannte Systeme eingesetzt werden, die beispielsweise als so genannte Schubböden bekannt sind.
Entsprechend der Straßentransportierbarkeit kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die gesamte Zuführung eine Breite von höchstens 2,5 m aufweist.
Vorteilhaft kann die Zuführvorrichtung eine elektronische Steuerung aufweisen, so dass bei der bereits angesprochenen Gefahr einer Verstopfung die Drehzahlen von Schnecke und Vorpress-Schnecke verringert werden können. Diese Drehzahlreduzierung kann beispielsweise dann erfolgen, wenn die von den Antriebsmotoren der Schnecke und der Vortriebschnecke aufgenommene Leistung ansteigt und daher ein ansteigender Widerstand in den entsprechenden Schnecken deutlich wird. Eine schnellere und frühzeitigere Reaktion ist jedoch vorteilhaft dadurch möglich, dass die elektronische Steuerung an Sensoren wirksam angeschlossen ist, welche den Druck und die Fließgeschwindigkeit innerhalb der Gülleleitung erfassen, durch welche die Gülle zur Spülkammer fließt. Wenn der Druck ein bestimmtes Maß überschreitet und die Fließgeschwindigkeit der Gülle ein bestimmtes Maß unterschreitet, so zeigt dies an, dass der Abtransport des Gemisches aus Gülle und Feststoff, also die Entleerung der Spülkammer, nicht in ausreichendem Maß erfolgt. Noch bevor gegen diesen Widerstand die Schnecke und die Vorpress-Schnecke weiter anfördern, kann bereits deren Drehzahl reduziert werden, so dass einer beginnenden Verstopfung sehr frühzeitig begegnet werden kann, bevor sich das Schneckenrohr zusetzt und Reparaturmaßnahmen erschwert.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
1 eine perspektivische Ansicht auf eine Zuführvorrichtung, von seitlich und oben gesehen, und
2 eine Ansicht auf dieselbe Zuführvorrichtung, aus einer höheren Perspektive gesehen, und mit einer entfernten Seitenwand.
In den Zeichnungen ist mit 1 eine Zuführvorrichtung bezeichnet, die einen Vorratsbehälter 2 aufweist, in welchem ein Feststoff wie beispielsweise Mais-Silage als Fördergut bevorratet wird. Am Boden des Vorratsbehälters 2 ist ein Bodenförderer 3 mit mehreren Förderelementen 4 vorgesehen, die an längsbeweglichen Schienen angebracht sind. Dabei ist vorgesehen, dass die Schienen abwechselnd in ihre jeweils zurückgezogene bzw. vorgeschobenen Stellung bewegt werden.
Der Bodenförderer 3 fördert das Fördergut zu einer Vorpresswalze 5, die auch als Auflösewalze bezeichnet werden kann, da sie einerseits die herangeförderte Feststoffmenge von dem übrigen Feststoffvolumen innerhalb des Vorratsbehälters 2 abtrennt, also insofern das Fördergut auflöst, andererseits jedoch diese Feststoffmenge presst und somit in einer bereits vorverdichteten bzw. vorgepressten Form einer Vorpress-Schnecke 6 zuführt. Die Vorpress-Schnecke 6 fördert das Fördergut und bewirkt nach der Vorpresswalze 5 eine zweite Stufe der Verdichtung bzw. Pressung des Förderguts.
Die Vorpresswalze 5 weist einen sechseckigen Querschnitt auf. Ihre Förderwirkung wird dadurch unterstützt, beruht jedoch im Wesentlichen auf Leisten, die an ihrem Umfang in Längsrichtung der Vorpresswalze 5 verlaufen und über den übrigen Umfang der Vorpresswalze radial nach außen vorstehen.
Die Vorpress-Schnecke 6 ist durch einen elektrischen Antriebsmotor 7 angetrieben, während der Vorpresswalze 5 ein eigener Antriebsmotor 8 zugeordnet ist. So besteht die Möglichkeit, beide Einrichtungen unabhängig voneinander anzutreiben und somit einen optimalen Materialfluss des Förderguts zu gewährleisten.
Die Vorpress-Schnecke 6 fördert das Fördergut zu einer Einlassöffnung 9 eines Schneckenrohrs 10, in welchem eine Schnecke 11 läuft, die ebenfalls von einem eigenen Antriebsmotor 12 angetrieben ist.
Da die Vorpress-Schnecke 6 rechtwinklig, also quer, an die Schnecke 11 anschließt, kann ein erheblicher Gegendruck aufgebaut werden, so dass die Vorpress-Schnecke 6 das Fördergut bereits zu einem erheblichen Maß vorpressen kann, bevor dann innerhalb des Schneckenrohrs 10 die Schnecke 11 einen noch weiter ansteigenden Pressdruck aufbaut und an dem in 1 links dargestellten Ende der Schnecke 11 einen regelrechten Stopfen schafft, mit welchem das Fördergut das Schneckenrohr 10 abdichtet.
Das links dargestellte Ende des Schneckenrohrs 10 schließt an eine Spülkammer 14 an. Von unten gelangt Gülle aus dem Fermenter einer Biogasanlage über eine Gülleleitung 15 in die Spülkammer 14. Dort wird die Gülle mit dem Feststoff vermischt, unterstützt durch eine in der Spülkammer 14 vorgesehene Auflösevorrichtung, so dass das anschließend hergestellte fließfähige Gemisch, bestehend aus dem festen, aufgelösten bzw. zerkleinerten Fördergut und aus der Gülle, die Spülkammer 14 über eine Gemischleitung 16 verlässt und zum Fermenter fließt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202010000550 U1 [0002]

Claims

Zuführvorrichtung zum Einbringen von Feststoff-Fördergut in ein abgedichtetes System, wie einen Fermenter einer Biogasanlage, mit einer das Fördergut in einer Förderrichtung transportierenden, innerhalb eines Schneckenrohres angeordneten Förderschnecke, mit einer Einlassöffnung, durch welche das Fördergut in die Schnecke gelangt, und mit einer Auslassöffnung, durch welche das Fördergut aus der Schnecke austritt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorpress-Schnecke (6) vorgesehen ist, welche an die Einlassöffnung anschließt und das Fördergut in die Schnecke (11) fördert.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorpress-Schnecke (6) in einem schrägen Winkel oder quer an die Schnecke (11) anschließt.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Spülkammer (14) an die Auslassöffnung der Schnecke (11) anschließt, wobei die Spülkammer (14) Anschlüsse zum Zuführen und zum Abführen fließfähiger Stoffe aufweist, wobei die zur Spülkammer (14) führende Leitung als Gülleleitung (15) und die von der Spülkammer (14) abführende Leitung als Gemischleitung (16) bezeichnet ist.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Spülkammer (14) eine Auflösevorrichtung angeordnet ist, welche das Feststoff-Fördergut auflösend und mit dem in die Spülkammer (14) gelangenden, als Gülle bezeichneten, fließfähigen Stoff vermischend ausgestaltet ist.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auflösevorrichtung ein eigener Antriebsmotor zugeordnet ist.
Zuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein länglicher Vorratsbehälter (2) vorgesehen ist, der das Feststoff-Fördergut aufnimmt, und dass die Schnecke (11) in Längsrichtung des Vorratsbehälters (2) angeordnet ist.
Zuführvorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Spülkammer (14) länglich ausgestaltet ist und in Längsrichtung des Vorratsbehälters (2) angeordnet ist.
Zuführvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden des Vorratsbehälters (2) ein Bodenförderer (3) vorgesehen ist, welcher das Fördergut zu der Vorpress-Schnecke (6) fördert.
Zuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Breite von höchstens 2,5 m.
Zuführvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, welcher Sensoren zugeordnet sind, die den Druck und die Strömungsgeschwindigkeit in der Gülleleitung (15) erfassen, und welche die Drehgeschwindigkeit der Schnecke (11) und der Vorpress-Schnecke (6) steuert, und dass bei Überschreitung eines festgelegten Drucks und bei Unterschreitung einer festgelegten Strömungsgeschwindigkeit in der Gülleleitung (15) die Steuerung die Drehgeschwindigkeit der Schnecke (11) und der Vorpress-Schnecke (6) verringert.