DE102005021454A1

DE102005021454A1 - Beschickungsvorrichtung, insbesondere für Biogas- oder Recyclinganlagen

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Publication number: DE102005021454A1
Application number: DE102005021454A
Authority: DE
Original assignee: Ziegler Josef Dipl-Ing (tu); Schmack Biogas GmbH
Current assignee: Ziegler Josef Dipl-Ing (tu); Schmack Biogas GmbH
Priority date: 2005-04-04
Filing date: 2005-05-10
Publication date: 2006-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung zur Verarbeitung und/oder Förderung und/oder Pufferung und/oder Dosierung von zumindest einem Fördergut mit zumindest einer eine Behälterkammer aufweisenden Behältereinheit zur Aufnahme des zumindest einen Fördergutes, die ein zumindest teilweise unterhalb der Behältereinheit angeordnetes Förderelement aufweist. Vorteilhaft weist die Vorrichtung zumindest ein über eine Motoreinheit um eine senkrechte Rotationsachse in Drehung versetzbares und zumindest ein weiteres Funktionselement auf, die unterschiedliche Funktionen realisieren. Vorzugsweise sind die unterschiedliche Funktionen realisierenden Funktionselemente modulartig ausgebildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschickungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In Biogasanlagen werden organische Stoffe mit dem Ziel der Methangewinnung in einem Fermentationsprozess vergoren. Hierzu ist es erforderlich, dem Fermentationsprozess mehr oder weniger konstant organisches Material zuzuführen, um eine größtmögliche Methanausbeute zu erhalten. insbesondere sollte das organische Material in zeitlich und volumenmäßig gleichen Einheiten sowie möglichst gut aufgeschlossen dem Fermentationsprozess zugeführt werden.

Zur Förderung des in einem Fermentationsbehälter einer Biogasanlage ablaufenden anaeroben Fermentationsprozesses werden organische Stoffe beispielsweise Flüssigmist, Gülle, Holzabfälle, Feldfruchtabfälle, Biomüll etc. überlicherweise in aufbereiteter Form, beispielsweise zerkleinert, vermischt etc. dosiert dem Fermentationsbehälter zugeführt. Eine solche Zuführung erfolgt in an sich bekannter Weise durch eine Beschickungsvorrichtung, welche über ein Förderelement, beispielsweise eine Förderschneckeneinheit das aufbereitete Fördergut an einen verschließbaren Einwurfschacht, der in der Art eines Tauchrohres bis unter den Flüssigkeitsspiegel des Fermentationsbehälters geführt ist, fördert. Ähnliche Vorrichtungen sind aus dem Gebiet der Recyclingtechnologie oder aus der Landwirtschaft bekannt, die jeweils eine Annahme- und Aufbereitungsvorrichtung zur Verarbeitung und Zuführung einzelner vorgegebener organischer Materialen aufweisen.

Aus der europäischen Patentschrift EP 1 170 457 81 ist beispielsweise eine Feststoff-Zudosiervorrichtung für eine Biogasanlage bekannt, mit deren Hilfe insbesondere auch große Mengen eines Fördergutes von einem Einwurfschacht mit anschließenden Zwischensammelraum und einem nachgeführten Förderrohr sowie einer Linearfördereinrichtung in einen Fermentationsbehälter gefördert werden können. Das Förderrohr ist hierbei luftdicht mit der Fermenterzuführöffnung des Fermentationsbehälters verbun den. Die Linearfördereinrichtung ist in Form einer Kolbenpresse ausgebildet, deren Pressenstempel im Bereich des Zwischensammelraums angetrieben bewegt wird, und zwar derart, dass im Zwischensammelraum enthaltende organische Feststoffe mittels des Pressenstempels in und durch das Förderrohr gepresst und in die im Fermentationsbehälter enthaltene Flüssigkeit chargenweise eingebracht werden. Hierzu weist der Vorsatzbehälter eine Zerkleinerungs- und Mischeinrichtung auf, die aus einer Förderschnecke und aus wenigstens weiteren zwei jeweils seitlich der Förderschnecke parallel angeordneten Zusatzschnecken besteht und bei der mittels der Förderschnecke durch eine zugeordnete Behälteröffnung organische Feststoffe unmittelbar und mittelbar über eine weitere Fördereinrichtung dem Einwurfschacht zugeführt werden.

Darüber hinaus ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 102 06 270 A1 eine Vorrichtung zum Mischen und Ausbringen von Schüttgut in der Landwirtschaft bekannt, welche einen Behälter zur Aufnahme des Schüttgutes aufweist, der ein vorzugsweise um eine senkrechte Rotationsachse in Drehung versetzbares Förder- und Mischelement sowie wenigstens eine Austragöffnung aufweist. An die Austragsöffnung schließt sich an der Außenseite des Behälters eine Fördereinrichtung an, welche ein Rohr aufweist, über das die Austragsöffnung mit dem Behälter verbunden ist und in dem ein beweglich angetriebenes Förderelement, beispielsweise ein axial verschiebbarer Kolben oder eine drehbar gelagerte Förderschnecke vorgesehen sind. Durch die genannte Vorrichtung ist ein störungsempfindliches Ausbringen von Futter, Mischfutter oder von Silogut wie Heu, Stroh oder dergleichen beispielsweise nach erfolgter Mischung in Form von Schüttgut gewährleistet.

Nachteilig sind jedoch die beschriebenen Vorrichtungen auf die Behandlung von speziellen organischen Materialien bzw. Fördergüter sowie auf spezielle Behandlungsvorgänge beschränkt, so dass ein flexibler Einsatz einer derartigen Beschickungsvorrichtung für mehrere unterschiedliche organische Materialien oder unterschiedliche Beschickungsanforderungen nicht möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Beschickungsvorrichtung anzugeben, welche einfach, schnell und flexibel an die jeweils vorliegenden Anforderungen des Beschi ckungsprozesses anpassbar ist. Die Aufgabe wird durch eine Beschickungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung zur Verarbeitung und/oder Förderung und/oder Pufferung und/oder Dosierung von zumindest einem Fördergut ist darin zu sehen, dass die Beschickungsvorrichtung zumindest zwei unterschiedliche Funktionen ausführende Funktionselemente aufweist. Durch die unterschiedlichen Funktionen, beispielsweise Zerkleinern, Mischen, Mahlen, Quetschen, Dosieren, Fördern oder Sieben der Funktionselemente können Fördergüter unterschiedlichster Zustände und Art verarbeitet und gefördert werden. Ferner sind die Funktionselemente modulartig ausgebildet und können somit einfach und schnell an die jeweils zu verarbeitenden organischen Stoffe bzw. Fördergüter angepasst werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und mehreren Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung,
2 eine schematische Seitenansicht einer alternative Ausführung der Beschickungsvorrichtung gemäß 1,
3 eine schematische Schnittdarstellung durch die Behältereinheit und die unterschiedlichen modulartig ausgebildeten Funktionselemente der Beschickungsvorrichtung gemäß 1 und 2,
4 eine schematische Schnittdarstellung einer durch eine Trennwand in zwei Behälterkammern geteilte Behältereinheit,
5 eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausgestaltung mit zweit getrennten Behältereinheiten sowie unterschiedlichen modulartig ausgebildeten Funktionselementen,
6 eine schematische Seitenansicht einer Beschickungsvorrichtung mit einem Mühlenzusatzmodul,
7 eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform mit zwei getrennten Behältereinheiten mit unterschiedlichen Zusatzfunktionen,
8 eine schematische Seitenansicht der Behältereinheit der Beschickungsvorrichtung mit einem schwenkbarem Funktionselement,
9 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung mit drei unterschiedlichen Funktionsmodulen,
10 eine schematische Draufsicht auf eine Beschickungsvorrichtung mit mehreren seitlich angekoppelten LKW-Anhänger mit einem Austragssystem und
11 eine schematische Seitenansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung mit unterschiedlichen Funktionsmodulen.
In den Figuren ist jeweils mit 1 eine Beschickungsvorrichtung bezeichnet, welche zumindest eine Behältereinheit 2 aufweist, die zumindest eine Behälterkammer 3 einschließt, wobei die Behältereinheit 2 unterschiedliche Formen, vorzugsweise Zylinder-, Kegelstumpf- oder Quaderform aufweisen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Behälterkammer 3 durch beispielsweise eine durchlässige oder starre Zwischenwand 4, welche beispielsweise auswechselbar ausgebildet ist, in zumindest zwei Behälterkammern 3.1, 3.2 unterteilt. Hierbei teilt die Zwischenwand 4 die Behälterkammer 3 in eine erste und zweite Behälterkammer 3.1, 3.2 auf, welche vorzugsweise nahezu dieselbe Aufnahmekapazität aufweisen. Auch ist eine variabel verstellbare Ausbildung der Zwischenwand 4 möglich, die eine Variation der Aufnahmekapazität der ersten und zweiten Behälterkammer 3.1, 3.2 zulässt.
Die Beschickungsvorrichtung 1 weist ferner mehrere Motoreinheiten 5 auf, welche vorzugsweise an der Unterseite der Behältereinheit 2 bzw. unterhalb der Bodenflächen der ersten und zweiten Behälterkammer 3.1, 3.2 vorgesehen sind. Alternativ können die Motoreneinheiten 5 auch im oberen Randbereich der Behältereinheit 2 vorgesehen sein. Über die Motoreinheiten 5 werden modulartig ausgebildete Funktionselemente 6, welche mit der Motoreinheit 5 über beispielsweise eine Antriebswelle zusammenwirken, angetrieben. Erfindungsgemäß sind in einer Behältereinheit 2 zu mindest zwei unterschiedliche Funktionen realisierende Funktionselemente 6 vorgesehen, wobei jeweils eines der modulartigen Funktionselemente 6 mit einer Motoreinheit 5 verbindbar ist.
Beispielsweise ist in einer bevorzugten Ausführungsform gemäß 1 in der ersten Behälterkammer 3.1 ein erstes Funktionselement 6.1 und in der zweiten Behälterkammer 3.2 ein zweites Funktionselement 6.2 vorgesehen, wobei das erste und zweite Funktionselement 6.1, 6.2 als auf die jeweilige Motoreinheit 5 aufsteckbare Module, beispielsweise das erste Funktionselement 6.1 als Zerkleinerungsmodul und das zweite Funktionselement 6.2 als Dosiermodul ausgebildet sind. Das erste und zweite Funktionselement 6.1, 6.2 sind jeweils um eine senkrecht zur Bodenfläche der Behältereinheit 2 verlaufende Rotationsachse R drehbar gelagert und in etwa im Bereich der Mittelachse der ersten und zweiten Behälterkammer 3.1, 3.2 angeordnet.
Somit findet in der ersten Behälterkammer 3.1 im Vergleich zur zweiten Behälterkammer 3.2 aufgrund der unterschiedliche Funktionen aufweisenden ersten und zweiten Funktionselemente 6.1, 6.2 eine unterschiedliche Behandlung der in der jeweiligen den Behälterkammer 3.1, 3.2 vorliegenden organischen Materialien bzw. Fördergüter 11 statt. In der ersten Behälterkammer 3.1 ist ein erstes Fördergut 11.1, beispielsweise kurz- oder langfasriges Silogut, Heu, Stroh, Mineralfutter etc. und in der zweiten Behälterkammer 3.2 ein zweites Fördergut 11.2, beispielsweise Mais, Getreide oder ähnliche rieselartige organische Materialien vorgesehen. Hierbei wird das erste Fördergut 11.1 durch das als Zerkleinerungsmodul ausgebildete erste Funktionselement 6.1 einer Zerkleinerung und das zweite Fördergut 11.2 durch das als Dosiermodul ausgebildete zweite Funktionselement 6.2 einer Dosierung unterzogen.
Hierzu verfügt das als Zerkleinerungsmodul ausgebildete erste Funktionselement über ein wendelförmig senkrecht nach oben zulaufendes Schneidelement 7.1, welches auf einem kegelförmigen Grundträgerelement 7.2 aufgesetzt ist und spitz nach oben zuläuft. Das Zerkleinerungsmodul wird über die angeschlossene Motoreinheit 5 gleichmäßig um die Rotationsachse R rotierend angetrieben. Das als Dosiermodul ausgebildete zweite Funktionselement 6.2 verfügt über ein Dosierschwert 8.1, welches im Be triebszustand parallel zur Bodenfläche der zweiten Behälterkammer 3.2 um die Rotationsachse R rotiert. Ferner ist das Dosierschwert 8.2 an seinem von der Rotationsachse R abgewandten Ende mit einem senkrecht nach oben wegstehenden Dosierschwertelement 8.2 versehen, welches zu einer Verstärkung des Dosiereffektes beiträgt. Zum annähernd gleichmäßigen Dosieren wird das Dosierschwert 7 über die angeschlossene Motoreinheit 5 gleichmäßig um die Rotationsachse R rotierend angetrieben.
Über zumindest eine in der Bodenfläche der Behälterkammer 2 vorgesehene Austragsöffnung 9 erfolgt ein Austragen des Fördergutes 11 aus der Behälterkammer 2. Vorzugsweise sind in der ersten Behälterkammer 3.1 eine erste Austragsöffnung 9.1 sowie in der zweiten Behälterkammer 3.2 eine zweite Austragsöffnung 9.2 vorgesehen, welche ebenfalls im Bodenbereich der Behälterkammern 3.1, 3.2 jeweils angeordnet sind.
Das über die erste und zweite Austragsöffnung 9.1, 9.2 ausgetragene erste und zweite Fördergut 11.1, 11.2 wird vorzugsweise zumindest einem beweglich angetriebenen Förderelement 10 zugeführt, dessen Förderrichtung F senkrecht zur Rotationsachse R verläuft. Das Förderelement 10 kann hierbei beispielsweise aus einem in einem Rohr axial verschiebbaren Kolben oder aus einer eine Ummantelung aufweisende drehbar gelagerten Förderschneckeneinheit bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beschickungsvorrichtung 1 gemäß 1 ein erstes und zweites Förderelement 10.1, 10.2 auf, welche nahezu parallel zueinander in einer parallel zur Bodenfläche der Behältereinheit 2 verlaufenden Ebene unterhalb der Behältereinheit 2 angeordnet sind. Hierbei befindet sich das erste Förderelement 10.1 senkrecht unterhalb der ersten Austrittsöffnung 9.1 und gewährleistet somit eine Aufnahme des aus der ersten Behälterkammer 3.1 über die erste Austrittsöffnung 9.1 auf das erste Förderelement 10.1 geführten ersten Fördergutes 11.1.
Analog hierzu ist das zweite Förderelement 10.2 senkrecht unterhalb der zweiten Austrittsöffnung 9.2 vorgesehen und zwar derart, dass eine Aufnahme des aus der zweiten Behälterkammer 3.2 über das Dosierschwert 7 geförderten zweiten Fördergutes 11.2 erfolgen kann. Das in der ersten und zweiten Behälterkammer 3.1, 3.2 vorgesehene Fördergut 11 ist, wie bereits zuvor angedeutet, unterschiedlicher Natur und erfordert daher unterschiedliche Verarbeitungsbedingungen.
Ferner können das erste und zweite Förderelement 10.1, 10.2 in Ihrem Überlappungsbereich derart funktionell zusammenwirken, dass beispielsweise eine Mischung des aus der ersten Behälterkammer 3.1 ausgetragenen ersten Fördergutes 11.1, beispielsweise Silo mit dem aus der zweiten Behälterkammer 3.2 ausgetragenen zweiten Fördergutes 11.2 erfolgt. Somit wird über anhand der parallelen Anordnung des ersten und zweiten Förderelementes 10.1, 10.2 neben der Förderung in Förderrichtung F ein Mischen der transportierten Fördergüter 11.1, 11.2 möglich, was einem zusätzlichen Verarbeitungsprozess entspricht.
Das zusätzliche Mischen des auf dem ersten Förderelement 10.1 geförderten ersten Fördergutes 11.1 mit dem auf dem zweiten Förderelement 10.2 geförderten zweiten Fördergutes 11.2 erfolgt hierbei entlang einer vorgegebenen Mischstrecke M, die je nach dem gewünschten Mischungsverhältnis eine unterschiedliche Länge aufweisen kann. An dem in Förderrichtung F befindlichen Ende des ersten und zweiten Förderelement 10.1, 10.2 schließt sich eine Zuführeinheit 12 an, welche beispielsweise aus einem in einem Rohr axial verschiebbaren Kolben oder aus einer in einer in einer Ummantelung drehbar gelagerten Förderschnecke ausgebildet sein kann. Je nach Konsistenz des Fördergutes kann alternativ auch ein Förderband eingesetzt werden. Die Zuführeinheit 12 dient hierbei zur Zuführung des aus der Beschickungsvorrichtung 1 ausgetragenen gemischten Fördergutes 11 an eine weitere Einheit, beispielsweise einen Fermentationsbehälter 13 einer Biogasanlage, welchem in an sich bekannter Weise über die Zuführungseinheit 12 das gemischte Fördergut 11 zugeführt wird.
Der modulartige Aufbau der Beschickungsvorrichtung 1 ermöglicht eine flexible funktionelle Ausbildung der genannten Beschickungsvorrichtung 1 durch den Austausch der modulartig ausgebildeten Funktionselemente 6 sowie durch eine geschickte Ansteuerung der Motoreneinheiten 5 der jeweiligen Förderelemente 10 über eine Steuer einheit 19. In 2 ist beispielsweise eine alternative Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung gemäß 1 dargestellt, die eine erste und zweite Behältereinheit 2.1, 2.2 aufweist, wobei die erste Behältereinheit 2.1 ein erstes Fördergut 11.1 und die zweite Behältereinheit ein zweites Fördergut 11.2 beinhaltet, welche unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen. Darüber hinaus sind ebenfalls im Bodenbereich der ersten und zweiten Behältereinheit 2.1, 2.2, nämlich unterhalb der jeweiligen Behältereinheit 2.1, 2.2 und parallel zur Mittelachse der vorzugsweise zylinder- oder kegelstumpfförmigen ausgebildeten ersten und zweiten Behältereinheit 2.1, 2.2 vorgesehen. Mit den Motoreinheiten 5 sind wiederum erste und zweite Funktionselemente 6.1, 6.2 antriebsmäßig verbunden, wobei das erste Funktionselement 6.1 als Zerkleinerungsmodul und das zweite Funktionselement 6.2 als Dosiermodul ausgebildet sind.
Zusätzlich zu der in 1 dargestellten Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung 1 ist eine Mahl- oder Quetscheinheit 14 vorgesehen, welche sich in Förderrichtung F an die zweite Behältereinheit 2.2 oberhalb des ersten und zweiten Förderelementes 10.1, 10.2 anschließt. Über die Mahleinheit 14 kann ein drittes Fördergut 11.3, beispielsweise Getreide oder Hirse, welches in der Mahleinheit 14 einem Mahlprozess unterzogen wird, dem auf dem ersten und zweiten Förderelement 10.1, 10.2 geförderten und bereits teilweise vermischten ersten und zweiten Fördergut 11.1, 11.2 zugesetzt werden, bevor es beispielsweise einem Fermentationsbehälter 13 zugeführt wird. Hierzu weist die Mahleinheit 14 eine Zuführöffnung 14.1 zu Zuführung eines dritten Fördergutes 11.3 in die Mahleinheit und eine Austragsöffnung 14.2 zum Austragen des gemahlenen oder gequetschten dritten Fördergutes 11.3 sowie ein dazwischen befindliches Mahl- bzw. Quetschwerk 14.3 auf.
Darüber hinaus ist bei der in 2 dargestellten Ausführungsform der Beschickungsvorrichtung 1 das erste und zweite Förderelement 10.1, 10.2 hinsichtlich ihrer Förderrichtung F über die Steuereinheit 19 umschaltbar, so dass ein Fördern und Mischen des ersten bis dritten Fördergutes 11.1 bis 11.3 in Gegenförderrichtung F*, welche entgegengesetzt zur Förderrichtungen F verläuft möglich. Hierdurch können die ersten bis dritten Fördergütern 11.1 bis 11.3 vor ihrer Zuführung an den Fermentationsbehälter 13 einem an dem im Gegenförderrichtung F* liegenden Ende der ersten und zwei ten Förderelemente 10.1, 10.2 vorgesehen Aufmischbehälter 15 zugeführt werden. Der Aufmischbehälter 15 ist zur Verflüssigung des eingebrachten gemischten bzw. behandelten Fördergutes 11.1 bis 11.3 vorgesehen. Über die Zusetzung von vorgegebenen Flüssigkeiten, vorzugsweise Wasser erfolgt eine Befeuchtung sowie Aufmischung des Fördergutes 11.1 bis 11.3, welches anschließend über ein den Aufmischbehälter 15 mit dem Fermentationsbehälter 13 verbindendes Zuführrohrsystem 16 über eine Pumpeneinheit 17 gepumpt wird.
Eine derartige Beschickungsvorrichtung 1 wird beispielsweise für die nahezu gleichzeitige Verarbeitung sowie Zuführung von mehreren unterschiedlichen Fördergütern an Recyclinganlagen bzw. Biogasanlagen eingesetzt. Die erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung 1 hingegen ermöglichen aufgrund des modulartigen Aufbaus der jeweiligen Funktionselemente sowie weiterer Zusatzelemente in Form einer Mahleinheit 14 sowie einer Aufmischbehältereinheit 15 die Behandlung von Fördergütern 11 unterschiedliche Konsistenz bzw. Eigenschaften. Durch die modulartige Ausbildung der Funktionselemente 6 der Beschickungsvorrichtung 1 ist somit wahlweise bzw. in Kombination ein Zerkleinern, Vermischen, Sieben, Homogenisieren, Pastösieren, Mahlen, Quetschen, Befeuchten der jeweils zu verarbeitenden Fördergüter 11 möglich. Hierdurch folgt eine Optimierung der gesamten Recyclinganlage bzw. Biogasanlage im Hinblick auf den Annahme-Aufbereitungsvorgang, den Energieverbrauch, den Platzbedarf sowie der Emissionswerte.
In den 3 – 6 sind beispielhaft ausschnittsweise weitere alternative Ausbildungen Behältereinheit 2 der Beschickungsvorrichtung 1 sowie der zugehörigen Funktionselemente 6, 6.1, 6.2 dargestellt. So weist beispielsweise die in 3 dargestellte Behältereinheit 2 eine einzige Behälterkammer 3 auf, in der ein erstes und zweites Funktionselement 6.1, 6.2 vorgesehen sind. Das erste Funktionselement 6.1 ist als Dosiermodul und das zweite Funktionselement 6.2 als Zerkleinerungsmodul ausgebildet, wobei zwischen den genannten Modulen zumindest eine Austragsöffnung vorgesehen ist. Die 4 und 5 zeigen eine mit einer Trennwand 4 versehene Behältereinheit 2 bzw. zwei getrennte Behältereinheiten 2.1, 2.2 mit jeweils unterschiedlichen modulartigen Funktionsmodulen. In 6 ist eine mit einer Trennwand 4 versehene Behältereinheit 2 mit einer nach geschalteten Mühl- und Quetscheinheit 14 dargestellt.
7 zeigt beispielsweise eine erste und zweite Behältereinheit 2.1, 2.2 mit Zusatzfunktionen. Neben dem ersten modulartig aufgebauten Funktionselement 6.1 weist die erste Behältereinheit 2.1 eine die Innenwand der ersten Behälterkammer 3.1 bildendes Heiz- oder Hygienisierungsmodul 18 auf, welches zum Heizen oder Hygienisieren des ersten Fördergutes 11.1 vorgesehen ist. Das Heiz- oder Hygienisierungsmodul 18 ist hierbei über eine in der Steuereinheit 19 vorgesehene Steuerroutine steuerbar.
Die in 7 dargestellte zweite Behältereinheit 2.2 weist beispielsweise eine Behälterabdeckung 20 auf, die über ein Scharnierelement 21 schwenkbar mit dem oberen Rand der zweiten Behältereinheit 2.2 verbunden ist. Ferner ist die zweite Behälterkammer 3.2 über eine mit der Behälterabdeckung 20 verbundene Absaugvorrichtung 22 mit einer in den Figuren nicht dargestellten Absaugeinheit verbunden, so dass ein Absaugen der insbesondere bei biologischen Abfällen auftretenden Emissionen beispielsweise Verwesungsgerüche möglich ist. Über eine derartige Absaugvorrichtung 22 kann die Geruchsbelastung der Beschickungsvorrichtung 1 deutlich reduziert werden. Diese kann wahlweise über eine in der Steuereinheit 19 ausgeführte Steuerroutine bei einer vorgegebenen Geruchsbelastungsschwellwert zu oder abgeschaltet werden.
In 8 ist eine weitere alternative Ausgestaltung einer Behältereinheit 2 einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung 1 abgebildet, bei der das erste Funktionselementes 6.1 als Dosiermodul ausgebildet und im Bereich der Bodenfläche der Behältereinheit 2 angeordnet ist. Das zweite Funktionselement 6.2 ist unterschiedlich zu den vorgenannten Ausführungsbeispielen beweglich bzw. schwenkbar um ein Scharnierelement 21 beispielsweise am oberen Rand der Behältereinheit 2 ausgebildet. Das zweite Funktionselement 6.2 ist beispielsweise als Zerkleinerungsmodul realisiert und kann bei Bedarf automatisch oder händisch in die Behälterkammer 3 eingeführt werden. Hierdurch wird eine zusätzliche vorgeschaltete Zerkleinerung des in der Behäl terkammer 3 befindlichen Fördergutes und eine nachgeschaltete Dosierung des zerkleinerten Fördergutes 11 ermöglicht.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung 1 gemäß 9 ist neben dem ersten und zweiten Funktionselement 6.1, 6.2 ein drittes Funktionselement 6.3 in einer Durchlassöffnung 23 der Zwischenwand 4 vorgesehen, wobei die Rotationsachse R des zweiten drehbar gelagerten Funktionselementes mit der Zwischenwand 4 fluchet. Das dritte Funktionselement 6.3 ist hierzu beispielsweise als Fördermodul ausgebildet, welches das mit Hilfe des ersten Funktionselement 6.1 beispielsweise zerkleinerte erste Fördergut 11.1 über die Durchlassöffnung 23 bzw. über das dritte Funktionselement 6.3 von der ersten Behälterkammer 3.1 in die zweite Behälterkammer 3.2 fördert. In der zweiten Behälterkammer 3.2 wird das zerkleinere erste Fördergut 11.1 entweder einem zweiten Fördergut 11.1 beigemischt und über die Austragsöffnung 9 dosiert dem zumindest einem Förderelement 10 zugeführt oder lediglich über das Dosierschwert 8.1 dosiert an die Austragsöffnung 9 gefördert.
In 10 ist beispielhaft in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine Beschickungsvorrichtung 1 dargestellt, die seitliche Anschlüsse zum Ankopplung von Austragssystemen 24, vorzugsweise eines ersten, zweiten und dritten Austragssystems 24.1, 24.2, 24.3 an die Behältereinheit 2 aufweist. Das erste bis dritte Austragssysteme 24.1, 24.2, 24.3 sind hier beispielsweise als auf einem LKW montierte Austragssysteme ausgebildet, welche fortlaufend oder gesteuert über die Steuereinheit 19 eine Zuführung eines oder mehrerer unterschiedlicher Fördergüter 11, 11.1, 11.2, 11.3 an die Beschickungsvorrichtung 1 bzw. deren einzelne Behälterkammern 3.1, 3.2 ermöglichen.
In 11 ist beispielsweise eine weitere alternative Ausgestaltung der Beschickungsvorrichtung gemäß 1 dargestellt, die eine Behältereinheit 2 mit einer Behälterkammer 3 aufweist. Vorzugsweise ist die Behältereinheit 2 als nach oben offener Container ausgebildet und weist somit eine rechteckförmige Bodenfläche mit zumindest einer Austragsöffnung 9 auf, wobei die Austragsöffnung 9 beispielsweise im äußeren Randbereich der Behältereinheit 2, d. h. in Bereich der Stirnseiten der Behälterkammer 3 vorgesehen ist.
Zur Förderung des in der Behälterkammer 3 befindlichen Fördergutes 11 in Förderrichtung F ist als erstes Funktionsmodul 6.1 ein Schnecken-, Kratzboden- oder Schubbodenelement vorgesehen, welches über eine Motoreinheit 5 angetrieben wird. Das erste Funktionselement 6.1 ist hierzu nahezu parallel zur Bodenfläche der Behältereinheit 2 angeordnet und erstreckt sich in entlang der Behältereinheit 2. Über das erste Funktionselement 6.1 wird das Fördergut 11 an ein senkrecht zur Bodenfläche und parallel zu Stirnfläche der Behältereinheit 2 in Förderichtung F angeordnete zweites Funktionselement 6.2 gefördert.
Das zweite Funktionselement 6.2 weist hierbei beispielsweise vier senkrecht übereinander angeordnete Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 auf, die jeweils um eine senkrecht zur Förderrichtung F verlaufende Rotationsachse R beweglich gelagert sind. Die Rotationsachsen R der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 liegen somit in einer Ebene E, welche mit der Förderrichtung F einen Winkel ω von 45° bis 90° einschließt. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Winkel ω zwischen 55° und 75°.
Die Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 sind jeweils stabzylinderförmig sowie ein- oder mehrteilig ausgebildet. Die Länge der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 ist an die Breite der Behältereinheit 2 angepaßt, so dass die Drehachsen der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 über in den Seitenwänden oder auf den Innenflächen der Seitenwänden der Behältereinheit 2 vorgesehene Lagerelemente drehbar gelagert sind. Zum Antrieb der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 ist entweder pro Walzenelement 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 jeweils eine mit der Drehachse des jeweiligen Walzenelementes 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 verbundene Motoreinheit 5 oder eine einzige über ein Getriebe mit den Drehachsen der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 verbundene Motoreinheit 5 vorgesehen. Die Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 weisen in einer bevorzugten Ausführungsform zur Erhöhung der Zerkleinerungswirkung von der Mantelfläche der Walzenelemente 6.21, 6.22, 6.23, 6.24 nach außen wegstehende Reisszacken und/oder Schneidmesser 25 auf. Hierdurch wird eine weitgehende Zerkleinerung unterschiedlichsten Fördergutes 11 gewährleistet.
Über die unterhalb des zweiten Funktionselementes 6.2 angeordnete Austragsöffnung 9 wird das geförderte und anschließend zerkleinerte Förderelement 10.2 auf ein senkrecht unterhalb der Austrittsöffnung 9 vorgesehenes Förderelement 10 ausgetragen und in Förderrichtung F an die Zuführrohreinheit 12 zum Fermentationsbehälter 13 gefördert.
Zusätzlich ist in der Beschickungsvorrichtung 1 eine Mahl- oder Quetscheinheit 14 vorgesehen, weiche sich in Förderrichtung F an die Behältereinheit 2 oberhalb des Förderelementes 10 anschließt. Über die Mahleinheit 14 kann ein weiteres Fördergut 11, beispielsweise Getreide oder Hirse, welches in der Mahleinheit 14 einem Mahlprozess unterzogen wird, dem auf dem Förderelement 10 geförderten Fördergut 11 zugesetzt werden, bevor es beispielsweise dem Fermentationsbehälter 13 zugeführt wird.
Die Erfindung wurde voranstehend anhand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Modifikationen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verfassen wird.

1: Beschickungsvorrichtung
2: Behältereinheit
2.1: erste Behältereinheit
2.2: zweite Behältereinheit
3: Behälterkammer
3.1: erste Behälterkammer
3.2: zweite Behälterkammer
4: Zwischenwand
5: Motoreinheiten
6: Funktionselemente
6.1: erstes Funktionselement
6.2: zweites Funktionselement
6.3: drittes Funktionselement
6.21 – 6.24: Walzenelemente
7.1: Schneidelement
7.2: kegelspitzförmiges Grundträgerelement
8.1: Dosierschwert
8.2: Dosierschwertelement
9: Austragsöffnung
9.1: erste Austragsöffnung
9.2: zweite Austragsöffnung
10: Förderelement
10.1: erstes Förderelement
10.2: zweites Förderelement
11: Fördergut
11.1: erstes Fördergut
11.2: zweites Fördergut
11.3: drittes Fördergut
12: Zuführrohreinheit
13: Fermentationsbehälter
14: Mahl- oder Quetscheinheit
14.1: Zuführöffnung
14.2: Austrittsöffnung
14.3: Mahl- oder Quetschwerk
15: Aufmischbehälter
16: Zuführrohrsystem
17: Pumpeneinheit
18: Heiz- oder Hygienisierungseinheit
19: Steuereinheit
20: Behälterdeckel
21: Scharnierelement
22: Absaugvorrichtung
23: Durchlassöffnung
24: Austragsystem
24.1: erstes Austragsystem
24.2: zweites Austragsystem
24.3: drittes Austragsystem
25: Reisszacken und/oder Schneidmesser
R: Rotationsachse
F: Förderrichtung
F*: Gegenförderrichtung
M: Mischstrecke

Claims

Beschickungsvorrichtung zur Verarbeitung und/oder Förderung und/oder Pufferung und/oder Dosierung von zumindest einem Fördergut (11, 11.1, 11.2) mit zumindest einer eine Behälterkammer (3) aufweisenden Behältereinheit (2) zur Aufnahme des zumindest einen Fördergutes (11), die zumindest ein über eine Motoreinheit (5) um eine senkrechte Rotationsachse (R) in Drehung versetzbares Funktionselement (6.1) aufweist, und einem zumindest teilweise unterhalb der Behältereinheit (2) angeordneten Förderelement (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei unterschiedliche Funktionen realisierende und modulartig ausgebildete Funktionselemente (6.1, 6.2) vorgesehen sind.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und zweites Funktionselement (6.1, 6.2) vorgesehen sind, wobei das erste Funktionselement (6.1) als Schnecken-, Kratz- oder Schubbodenelement ausgebildet ist und das zweite Funktionselement (6.2) zumindest zwei Walzenelemente (6.21, 6.22, 6.23, 6.24) aufweist und dass die Rotationsachsen (R) der zumindest zwei Walzenelemente (6.21, 6.22, 6.23, 6.24) in einer Ebene (E) angeordnet sind, die mit der Förderrichtung (F) einen Winkel (ω) von 45° bis 90° einschließt.
Beschickungsvorrichtung zur Verarbeitung und/oder Förderung und/oder Pufferung und/oder Dosierung von zumindest einem Fördergut (11, 11.1, 11.2) mit zumindest einer eine Behälterkammer (3) aufweisenden Behältereinheit (2) zur Aufnahme des zumindest einen Fördergutes (11), die zumindest ein über eine Motoreinheit (5) um eine senkrechte Rotationsachse (R) in Drehung versetzbares Funktionselement (6.1) aufweist, und einem zumindest teilweise unterhalb der Behältereinheit (2) angeordneten Förderelement (10), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und zweites Funktionselement (6.1, 6.2) vorgesehen sind, wobei das erste Funktionselement (6.1) als Schnecken-, Kratz- oder Schubbodenelement ausgebildet ist und das zweite Funktionselement (6.2) zumindest zwei Walzenelemente (6.21, 6.22, 6.23, 6.24) aufweist, und dass die Rotationsachsen (R) der zumindest zwei Walzenelemente (6.21, 6.22, 6.23, 6.24) in einer Ebene (E) angeordnet sind, die mit der Förderrichtung (F) einen Winkel (ω) von 45° bis 90° einschließt.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite unterschiedliche Funktionen realisierende Funktionselement (6.1, 6.2) modulartig ausgebildet sind.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein modulartiges Funktionselement (6.1, 6.2, 6.3) mit einer Motoreinheit (5) antriebsmäßig verbindbar ist.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die modulartigen Funktionselemente (6.1, 6.2, 6.3) als Zerkleinerungs-, Sieb-, Misch-, Dosier-, Förder- oder Schneidmodule ausgebildet sind.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältereinheit (2) über eine Zwischenwand (4) in zumindest eine erste und zweite Behälterkammer (3.1, 3.2) aufteilbar ist, in denen Jeweils zumindest ein Funktionselement (6.1, 6.2) vorgesehen ist.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Durchlassöffnung (23) der Zwischenwand 4 drittes modulartig ausgebildetes Funktionselement (6.3) vorgesehen sind.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Funktionselemente (6.1) im Bodenbereich der Behälterkammer (3) und ein weiteres Funktionselement (6.2) beweglich oder schwenkbar im oberen Randbereich der Behälterkammer (3) angeordnet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes und zweites Förderelement (10.1, 10.2) zur Förderung des ersten und zweiten Fördergutes (11.1, 11.2) vorgesehen sind.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Förderelement (10.1, 10.2) derart zusammenwirken, dass bei der Förderung von einem ersten und einem zweiten Fördergutes (11.1, 11.2) ein gleichzeitiges Mischen dieser erfolgt.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Förderelement (10.1, 10.2) parallel zueinander angeordnet sind.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung des ersten Fördergutes (11.1) an das erste Förderelement (10.1) im Bodenbereich der ersten Behälterkammer (3.1) eine erste Austragsöffnung (9.1) und zur Zuführung des zweiten Fördergutes (11.2) an das zweite Förderelement (10.2) im Bodenbereich der zweiten Behälterkammer (3.2) eine zweite Austragsöffnung (9.2) vorgesehen sind.
Beschickungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Förderelement (10.1, 10.2) eine Mischstrecke (M) ausbilden.
Beschickungsvorrichtung nach einem Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderrichtung (R, R*) des ersten und zweiten Förderelement (10.1, 10.2) umschaltbar ist.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Förderelement (10.1, 10.2) gleiche oder unterschiedliche bzw. gegenläufige Förderrichtungen (R, R*) aufweisen.
Beschickungsvorrichtung nach einem Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Förderelement (10.1, 10.2) als Förderschneckeneinheiten ausgebildet sind.
Beschickungsvorrichtung nach einem Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem Ende des ersten und/oder des zweiten Förderelement (10.1, 10.2) eine Aufmischbehältereinheit (15) zur Befeuchtung und/oder zur Pastösierung des ersten und/oder zweiten Fördergutes (11.1, 11.2) vorgesehen ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Behältereinheiten (2.1, 2.2) zur Aufnahme von unterschiedlichen Fördergütern (11.1, 11.2) vorgesehen sind, wobei jede Behältereinheit (2.1, 2.2) jeweils mindestens eine Behälterkammer (3.1, 3.2) mit zumindest einem Funktionselement (6.1, 6.2) aufweist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der der Behältereinheit (2) zumindest eine Mahl- oder Quetscheinheit (14) vor- oder nachgeschaltet ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Heiz- oder Hygienisierungselement (18) zum Hygienisieren oder Beheizen eines in der Behälterkammer (3.1, 3.2) vorgesehenen Fördergutes (11, 11.1, 11.2) vorgesehen ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Behältereinheit (2) einen schwenkbaren Behälterdeckel (20) aufweist, der die Behälterkammer (3) luftdicht verschließt.
Beschickungsvorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterdeckel (20) mit einer Absaugvorrichtung (22) verbunden ist, über die die Behälterkammer (3) entstehenden Emissionen abgesaugt werden.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung (1) Anschlüsse für zumindest ein Austragungssystem (24) aufweist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschickungsvorrichtung Teil einer Biogasanlage oder Recyclinganlage ist.
Beschickungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Mantelfläche der Walzenelemente (6.21, 6.22, 6.23, 6.24) nach außen wegstehende Reisszacken und/oder Schneidmesser (25) vorgesehen sind.