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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschicken eines Fermenters, insbesondere für eine Biogasanlage, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der
DE 10 2005 021 381 B4 eine Vorrichtung zum Beschicken eines Fermenters, insbesondere eines Biogas-Fermenters bekannt, bei der zum verbesserten Transport des Inputmaterials eine besondere geometrische Gestaltung der das Inputmaterial aufnehmenden Wanne in Form eines speziell ausgebildeten Trichters mit einer Aufweitung zur Austrittsöffnung hin vorgesehen ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, den störungsfreien Betrieb beim Beschicken des Fermenters noch weiter verbessern zu können.
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Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.
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Zunächst umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken eines Fermenters eine Wanne zur Aufnahme des Beschickungsmaterials, welches sodann dosiert an einen Fermenter übergeben werden soll. Bei dem Beschickungs- oder Inputmaterial kann es sich um Festmist, nachwachsende Rohstoffe oder dergleichen handeln. Somit kann die Vorrichtung insbesondere im Zusammenhang mit einer Biogasanlage genutzt werden. In der Wanne selbst ist wenigstens eine Förderschnecke zum Transport des Beschickungsmaterials zum Ausgang bzw. zu einer Ausgangsöffnung aus der Wanne vorgesehen. Die Ausgangsöffnung bzw. der Ausgang führt anschließend weiter in Richtung des Fermenters.
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Dementsprechend zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken eines Fermenters dadurch aus, dass eine Auflockerungsvorrichtung vorgesehen ist, welche jedoch mit einem eigenen Antriebsmotor zum Antrieb der Auflockerungsvorrichtung ausgestattet ist. Die Auflockerung erfolgt dadurch, dass ein Rotationselement um eine Drehachse herum gedreht wird. Oftmals weist das Beschickungsmaterial in seiner Konsistenz eine inhomogene Struktur auf und setzt sich zusammen aus Komponenten, die im Wesentlichen aus weicher Materie bestehen, deren Bestandteile jeweils auch flüssige und feste Konsistenz aufweisen können. Gegebenenfalls sind zähe Anteile, wie z. B. Strohreste, darin enthalten, die eine im Wesentlichen längliche Struktur aufweisen. Infolgedessen besteht grundsätzlich bei einer derartigen Vorrichtung die Gefahr, dass beim Transport bzw. beim Dosieren des Beschickungsmaterials in den Fermenter es zu Verstopfungen kommt, gerade dann, wenn die Beschickungsvorrichtung sich beispielsweise in ihrem Querschnitt verjüngt oder wenn das zu transportierende Material von der Förderschnecke erfasst und zerteilt werden soll.
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Durch den Vorschub des Materials über die Förderschnecke und durch das Zusammendrängen des Beschickungsmaterials in sich verengenden Bereichen, wie z. B. im trichterförmigen Gebilde, können Verdickungen entstehen, welche den Transportbetrieb stören, weil sie nur mit großem Kraftaufwand wieder zu entzerren sind, gerade dann, wenn diese nur lokal in einzelnen Bereichen der Wanne auftreten. Dies ist umso mehr der Fall, wenn derartige, der störungsfreien Transport behindernde lokale Verdickungen dort auftreten, wo Transportmittel wie beispielsweise die Förderschnecke oder ggf. vorhandene Auflöseschnecken nicht herankommen. Mittels einer zusätzlichen Drehbewegung durch ein Rotationselement einer Auflockerungsvorrichtung kann allerdings die Bildung solcher verdichteten Bereiche verhindert werden, weil das Material vor einer entsprechenden Agglomeration bereits entzerrt wird. Zum einen kann durch die Auflockerungsvorrichtung somit die Bildung entsprechender störender verdichteter Bereiche verhindert werden, zum anderen können auch gerade entstandene verdichtete Bereiche durch eine einfache Drehbewegung wieder aufgelockert werden. Diese beiden Funktionen können durch die Auflockerungsvorrichtung erreicht werden.
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In besonders vorteilhafter Weise zeichnet sich die Auflockerungsvorrichtung erfindungsgemäß dadurch aus, dass sie mit einem eigenen, separaten Antriebsmotor ausgestattet ist. Hierdurch ist es möglich, dass die Auflockerungsvorrichtung unabhängig von anderen Einrichtungen, wie beispielsweise der Förderschnecke, einer Auflöseschnecke oder dergleichen arbeitet. Der getrennte Antrieb der Auflockerungsvorrichtung kann sich insbesondere dann vorteilhaft auswirken, wenn z. B. zeitweise eine der genannten Transportvorrichtungen wie z. B. die Förderschnecke blockieren sollte. Auch in diesem Fall arbeitet die Auflockerungsvorrichtung noch weiter und kann dafür sorgen, dass entsprechende verdichtete Bereiche sich auflockern, sodass auch die blockierte Förderschnecke den Betrieb wieder aufnehmen kann. Dies wäre nicht oder zumindest kaum möglich, wenn beide einen gemeinsamen Antrieb aufweisen bzw. über ein entsprechendes Getriebe miteinander gekoppelt wären. Insbesondere kann die Auflockerungsvorrichtung auch entsprechend unabhängig von anderen Transportvorrichtungen arbeiten.
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Im Übrigen besitzt der separate Antrieb den Vorteil, dass dieser besonders einfach und ohne zusätzliches Getriebe separat angesteuert werden kann, insbesondere mit einer eigenen Drehzahl ausgestattet sein kann. Auch ist es einfacher, die Auswahl des Antriebsmotors auf die jeweiligen Bereiche abzustimmen und für Auflöseschnecke, Auflockerungsvorrichtung oder Förderschnecke Antriebe mit eigener angepasster Leistung auszuwählen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann der Antriebsmotor der Auflockerungsvorrichtung als Direktantrieb bzw. als Torquemotor ausgebildet sein, also einen drehmomentstarken Antrieb aufweisen, mit dem das Rotationselement bewegt wird. Somit kann möglichst direkt die Kraft auf die Drehachse übertragen werden, sodass noch besser Störungen des Betriebs vorgebeugt werden kann und möglichst wenig Getriebemittel zwischengeschaltet sind. Der Antriebsmotor der Auflockerungsvorrichtung kann als Flachgetriebemotor ausgebildet sein. Gerade bei einer Anwendung im Zusammenhang mit Biogasanlagen kann aus Sicherheitsgründen ein explosionssicherer Motor verwendet werden, damit keine Entzündung brennbarer Gase zu befürchten ist.
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Darüber hinaus kann bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung die Auflockerungsvorrichtung wenigstens einen Rotationskörper aufweisen, der sich in Richtung der Drehachse in seinem Querschnitt verjüngt. Der Rotationskörper ist Teil des Rotationselements oder bildet dieses, das sich um die Drehachse herum dreht. Durch den sich verjüngenden Querschnitt wird Beschickungsmaterial, das sich auf die Auflockerungsvorrichtung zubewegt, lokal ungleichmäßig behandelt. Das Material, das sich in der Wanne nach unten bewegt und auf den Rotationskörper trifft, wird, abhängig von der Auftreffstelle auf dem Rotationskörper, zu unterschiedlichen Zeiten von der Drehbewegung erfasst (z. B. am sich verjüngenden Teil erst später als am anderen Ende des Rotationskörpers), sodass hierdurch eine Entzerrung erfolgt, wenn das Beschickungsmaterial infolge der Drehbewegung selbst in Rotation versetzt wird oder seitlich weggedrückt wird. Somit kann vorteilhaft die Art und Weise der Auflockerung durch die Wahl der Geometrie des Rotationselements bzw. des Rotationskörpers mitbestimmt werden.
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Insbesondere kann durch entsprechende Wahl der Geometrie des Rotationskörpers besser lokalen Gegebenheiten in der Wanne Rechnung getragen werden, wenn z. B. der dickere Teil des Rotationskörpers bzw. des Rotationselementes sich eher im Wandbereich oder eher im Bereich einer Engstelle befindet, während der gegenüberliegende, sich verjüngende Teil eher in Richtung der Wannenmitte gelegen ist, wo grundsätzlich mehr Platz zur Verfügung steht. Daher wird das Material z. B. im Wandbereich oder im Bereich von Engstellen stärker bewegt, sodass ein ortsabhängiger Geschwindigkeitsgradient innerhalb der Wanne herrscht, der zusätzlich für eine Entzerrung und Auflockerung sorgt.
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Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der wenigstens eine Rotationskörper im Wesentlichen pyramidenförmig ausgebildet. Durch die Pyramidenform ist zum einen eine sich entlang der Drehachse verjüngende Formgebung realisiert, die in entsprechender Weise für eine Auflockerung und Entzerrung sorgen kann, zum anderen besitzt eine entsprechende Pyramidenform ebene Seiten mit Kanten im Grenzbereich zwischen zwei Seiten, sodass diese Kanten den Transport des Materials fördern. Bei einem runden Querschnitt könnte es eher vorkommen, dass der Rotationskörper bei seiner Drehung durch das Beschickungsmaterial hindurchgleitet und keine Kraft auf das Beschickungsmaterial übertragen wird.
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Die räumliche Inhomogenität kann insbesondere noch dadurch verbessert werden, dass bei einer Variante der Erfindung der wenigstens ein Rotationskörper am verjüngten Ende abgestumpft ist, was grundsätzlich durch einen einfachen Schnitt senkrecht zur Drehachse realisiert werden kann. Denkbar sind aber auch andere geometrische Formen, wie z. B. eine aufgesetzte Kugel oder Halbkugel, eventuell mit Reißhaken oder Mitnehmern, ein aufgesetztes Dreieck, eine aufgesetzte Scheibe oder dergleichen. Durch eine solche Maßnahme kann die Auflockerungswirkung und Entzerrwirkung noch einmal individuell angepasst werden.
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Darüber hinaus kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Wanne einen Auflöseabschnitt aufweisen, in dem wenigstens eine Auflöseschnecke angeordnet ist. Eine derartige Auflöseschnecke dient zum Weitertransportieren und/oder Zerkleinern des Beschickungsmaterials. Vor allem dient sie dazu, das Inputmaterial der Förderschnecke zuzuführen. Sie kann dabei unterstützend wirken, wenn die Wanne nach unten hin z. B. eine Trichterform aufweist oder von einer Wanne von gleichmäßiger Querschnittsfläche in eine trichterförmig zulaufende Wanne oder einen Wannenabschnitt übergeht und somit das von oben drückende Beschickungsmaterial dosiert in den engeren Abschnitt geleitet werden muss, ohne dass es zu Blockaden oder Verstopfungen kommt. Besonders vorteilhaft ist es, bei diesem Ausführungsbeispiel den Antrieb der Auflockerungsvorrichtung vom Antrieb der Auflöseschnecke bzw. der Auflöseschnecken zu entkoppeln. Somit kann auch hier ein separater Betrieb gewährleistet werden, auch dann, wenn eine der Auflöseschnecken zeitweise blockieren sollte.
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Würde die Auflockerungsvorrichtung etwa mit dem Antrieb einer Auflöseschnecke, zum Beispiel auch über ein außenliegendes Getriebe bzw. eine außenliegende Kopplung, mechanisch gekoppelt werden, also über keinen eigenen Antrieb verfügen, hätte dies grundsätzlich den Nachteil, dass der Antrieb der Auflöseschnecke stärker ausgelegt werden müsste, was sich meist nachteilig auf die Kosten auswirkt und mit höherem Wartungsaufwand verbunden sein kann.
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Obgleich der Antrieb der Auflockerungsvorrichtung separat erfolgt, insbesondere also keine mechanische Kopplung über ein Getriebe oder dergleichen mit der Auflöse- oder der Förderschnecke aufweist, ist aber durchaus möglich, die jeweiligen Antriebe z. B. über die Steuerung zeitlich zu koppeln. So können zum Beispiel die Auflöseschnecken) und die Auflockerungsvorrichtung gleichzeitig oder auch zeitlich versetzt betrieben werden. Denkbar ist auch, über die Steuerung den Betrieb der Auflockerungsvorrichtung von bestimmten Bedingungen abhängig zu machen.
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Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung können insbesondere die Förderschnecke und/oder die Auflöseschnecke an wenigstens einer Seite gemeinsam an einer Wand der Wanne gelagert sein. Dies ermöglicht auch, dass zentral an einer Seite der Wanne auf die Antriebe zugegriffen werden kann und somit eine Platzeinsparung ermöglicht wird. Darüber hinaus können Auflöseschnecke und Förderschnecke in ihrer Ausrichtung so leichter aufeinander abgestimmt werden, weil die Justierung an der gleichen Stelle bzw. an einer einzigen Wand erfolgen kann.
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Förderschnecke, Auflockerungsvorrichtung und ggf. Auflöseschnecken können in verschiedener Weise zueinander angeordnet sein. Dies ist insbesondere auch davon abhängig, wie die Wanne ausgebildet ist. In der Regel befindet sich im unteren, meist verjüngten Abschnitt der Beschickungsvorrichtung die Förderschnecke, die das Inputmaterial in Richtung Ausgang bzw. Ausgangsöffnung leiten kann. Die Auflöseschnecke bzw. die Auflöseschnecken kann bzw. können auf der Höhe gelagert sein, in der ein sich verjüngender, trichterförmiger Abschnitt beginnt, sodass diese Material der Förderschnecke wiederum zuführen. Die Auflösevorrichtung kann in Bezug auf ihre Höhe zwischen Auflösevorrichtung bzw. Auflöseschnecke und Förderschnecke angeordnet sein.
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Beispielsweise können zwei Auflöseschnecken vorgesehen sein, die nebeneinander und in Schwerkraftrichtung auf gleicher Höhe gelagert sind. Die Auflockerungsvorrichtung bzw. deren Drehachse kann nicht nur zwischen den beiden Auflöseschnecken, sondern auch in Schwerkraftrichtung nach unten versetzt (in Bezug auf die Höhe der Auflöseschnecken) angeordnet sein. Eine Auflockerung wird sodann zwischen den Auflöseschnecken und der darunter angeordneten Förderschnecke ermöglicht.
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In horizontaler Richtung kann die Auflockerungsvorrichtung zwischen zwei Auflöseschnecken angeordnet werden. Insbesondere kann somit eine Auflockerung zwischen den Auflöseschnecken erfolgen. Das Inputmaterial kann dabei auf dem Weg zwischen den Auflöseschnecken und der Förderschnecke auch einen zum Teil kurvigen oder mäandrierenden Verlauf nehmen, der in vorteilhafter Weise für eine zusätzliche Auflockerung sorgt.
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Die Drehachse der Auflockerungsvorrichtung kann parallel zur Drehachse der wenigstens einen Auflöseschnecke liegen. Es ist aber auch denkbar, die Drehachsen verkippt zueinander anzuordnen, um die weiteren Inhomogenitäten noch zu verstärken. Zueinander parallele Achsen können wiederum einen homogenen Fluss beim Transport erleichtern.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Rotationselement als Rührwelle ausgebildet. Eine derartige Rührwelle kann in vorteilhafter Weise über die gesamte Länge der Beschickungsvorrichtung angeordnet werden und für eine Entzerrung sorgen, weil nicht nur eine Rotationsbewegung auf das Inputmaterial ausgeübt wird, sondern auch ein Vorschub bzw. eine Translationsbewegung in einer Richtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Drehbewegung. Wenn außerdem einzelne Rührwellen bzw. Schnecken (z. B. Förderschnecke und Auflockerungsvorrichtung) ganz oder teilweise in entgegengesetztem Fördersinn laufen, kommt es zur Ausbildung eines Schergradienten in dem Bereich zwischen den entsprechenden Schnecken. Hierdurch kann eine Entzerrung von Verdickungen oder sonstigen Konglomeraten besonders gut erreicht werden.
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In vorteilhafter Weise können die Auflöseschnecken so ausgebildet sein, dass diese auf der gleiche Drehachse Abschnitte mit unterschiedlicher Windungsrichtung aufweisen. Auch hierdurch kann in vorteilhafter Weise eine besonders gute Entzerrung ermöglicht werden.
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Um das Rotationselement in Form einer Rührwelle gemäß der entsprechenden Weiterbildung über die gesamte Länge der Beschickungsvorrichtung lagern zu können, kann am entgegengesetzten Ende, an dem kein Antrieb vorgesehen ist, eine Lagereinheit zur drehbaren Lagerung vorgesehen sein. Somit kann die auflockernde Wirkung der Rührwelle über die gesamte Länge der Beschickungsvorrichtung erfolgen.
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Es ist auch denkbar, als Rotationselement eine Schnecke als Alternative zu einer Rührwelle zu verwenden. Bei einer Rührwelle sind in der Regel Reißhaken oder dergleichen auf der Welle angeordnet, während bei einer Schnecke meist eine durchgehende Wendel vorliegt.
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Ausführungsbeispiel
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend unter Angabe weiterer Einzelheiten und Vorteile näher erläutert.
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Im Einzelnen zeigen:
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1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung
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2 eine schematische Seitenansicht der Grundeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bereich der Austrittsöffnung,
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3 eine schematische Schnittansicht der Grundeinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in dem der Austrittsöffnung gegenüber liegenden Bereich, sowie
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4 und 5 schematische Darstellungen der gelagerten Auflockerungsvorrichtung mit separatem Antriebsmotor (jeweils Seitenansicht und Schrägansicht), sowie
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6 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung mit einer Auflockerungsvorrichtung mit Rührwelle.
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1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Beschicken eines Fermenters mit Inputmaterialien wie z. B. Mist. Sie umfasst eine Grundeinheit, die unterhalb der Trichtersegmente T1, T2 und T3 angeordnet ist. Die Grundeinheit wiederum umfasst eine untere Wanne UW und einen Auflösebehälter AB. Grundsätzlich kann die gesamte Einheit aus Trichtersegementen T1, T2, T3, Auflösebehälter und untere Wanne als Wanne W bezeichnet werden.
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Wie aus 2 ersichtlich ist, ergibt sich von oben nach unten ein trichterförmiger, sich verjüngender Verlauf des Querschnitts. Im unteren Bereich UW der Wanne W ist eine Förderschnecke FS angeordnet, die durch einen Motor M angetrieben wird. Von der unteren Wanne UW führen zunächst untere Seitenwände US nach oben und verbreitern den Querschnitt etwas nach außen. An diese wiederum schließen sich Seitenwände S an, die im Wesentlichen senkrecht nach oben (in Schwerkraftrichtung) verlaufen. Die unteren und die senkrechten Seitenwände US, S bilden mit der lagerseitigen Stirnfläche FL, in welcher der Motor M gelagert ist, sowie mit der gegenüberliegenden, austrittsseitigen Stirnfläche FA den Auflösebehälter AB. Im oberen Bereich des Auflösebehälters AB (in Schwerkraftrichtung oben) sind rechts und links in dem Bereich, in dem sich der Trichter von im Wesentlichen senkrechten Seitenwänden hin verjüngt, Auflöseschnecken AS im Bereich der Seitenwände angebracht.
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Im Übergang verlaufen die Seitenwände von der im Wesentlichen senkrechten Trichterwand T1 bis hin zu den Seitenwänden S im Bereich der Auflöseschnecken AS abgerundet, sodass auch ein im Wesentlichen gleich bleibender Abstand zwischen der Auflöseschnecke AS und der jeweiligen Seitenwand vorliegt. Somit können die Auflöseschnecken AS beim Drehen das Beschickungsmaterial portioniert und dosiert in Richtung Förderschnecke FS weitertransportieren. Durch diesen dosierten Transport in Richtung Förderschnecke FS kann ein Stau im sich verjüngenden Teil AB bzw. dem unteren Abschnitt UW vermieden werden. Zum Teil wird das Beschickungsmaterial auf Höhe der Auflöseschnecken AS angestaut und portioniert weitergereicht.
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Die Förderschnecke FS wiederum transportiert das Material, wie in 1 zu sehen ist, entlang ihrer Drehachse schräg nach unten in Richtung Austrittsöffnung A. An der Austrittsöffnung A wiederum ist ein Austrittsrohr R durch die Seitenwand bzw. durch die Stirnfläche FA geführt. Dieses Rohr R stellt den Übergangsabschnitt zum Fermenter dar und ist somit im weiteren Verlauf durch die Wand WF des Fermenters geführt. Zwischen dem Wandabschnitt FA und der Mitte der Rohrlänge des Rohres R, kurz vor dem Wandabschnitt WF, ist das Rohr R konisch ausgebildet, weitet sich also in Richtung zum Fermenter hin. Hierdurch wird der mechanische Widerstand verringert, den das Rohr R für das zu transportierende Material darstellt, sodass hierdurch ein Stau vermieden werden kann.
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Schließlich ist die Förderschnecke FS kardanisch gelagert, wobei der Getriebemotor M an einem Kardangelenk K befestigt ist, was wiederum dazu führt, dass die Förderschnecke FS mit Spiel sich bewegen kann, und zwar bis in den Bereich des Rohres R, in welchen sie hineinragt. Auch dann, wenn somit festeres Material in den Bereich der Förderschnecke FS gelangt, kann die Förderschnecke ausweichen, sodass der Rundlauf der Förderschnecke nicht beeinträchtigt wird, auch wenn ein Widerstand auftritt. Der Bereich des Rohres R mit konstantem Durchmesser ragt in den Fermenter über den Wanddurchbruch in der Wand WF hinein. Hier ist ein konstanter Fluss in den Fermenter zu erwarten. Wie in 1 dargestellt ist, besitzt die Grundeinheit eine Länge L. Ebenfalls eingezeichnet sind die Wannenkante WK und die Oberkante OB der unteren Seite US. Auch der Kantenverlauf von WK bzw. US ist so ausgebildet, dass dieser in Richtung des Rohres R hin zusammenverlaufen, die Kante WK vom tiefsten Punkt der unteren Wanne UW jedoch sich mehr beabstandet, sodass zum Rohr hin mehr Bewegungsfreiheit für das Beschickungsmaterial besteht.
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Die Auflöseschnecke AS, welche im Auflösebereich AB angeordnet ist, wird über einen Motor MA im vorliegenden Fall direkt angetrieben. Denkbar ist auch eine Zwischenschaltung eines Getriebes. Die Drehachsen der Auflöseschnecke AS und der Fördreschnecke FS sind nicht parallel angeordnet, sondern entsprechend dem zum Rohr R hin sich weitenden Verlauf der Wanne UW (vgl. 1). Somit wird im Bereich der Austrittsöffnung A für das Beschickungsmaterial mehr Platz gelassen. Außerdem verläuft die Wanne UW in Richtung des Rohres R in Schwerkraftrichtung geneigt, sodass tendenziell auch durch die Schwerkraft das Beschickungsmaterial sich zur Austrittsöffnung A hinbewegt und dort mehr Bewegungsfreiheit besitzt. Wie in 2 dargestellt ist, befinden sich oberhalb der Grundeinheit noch Trichtersegmente T1, T2 und T3, wobei sich der Bereich T1 unmittelbar an den Auflösebereich AB anschließt. Denkbar ist, dass diese Bereiche einstückig ausgebildet sind oder miteinander verbunden werden, z. B. über Schraubverbindungen, über eine Schweißverbindung oder dergleichen. Der Übergang zwischen dem Auflösebereich AB und dem nächsten Trichter, hier T1, kann auch fließend erfolgen.
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Die Seitenwand des Trichters T1 ist im vorliegenden Fall senkrecht ausgebildet, während T2 und T3 trichterförmig in Schwerkraftrichtung sich jeweils verjüngen. Im oberen Bereich von T3 kann somit einfacher viel Material eingefüllt werden, das nach unten hin sich verdichten muss, aber auch dosiert an die Förderschnecke weitergegeben werden kann. An die Wandoberkante WK schließt sich eine im Wesentlichen senkrecht verlaufende Seitenwand S an, die eine Höhe HS aufweist. Anschließend erfolgt im weiteren Verlauf des Auflösebereichs AB noch eine weitere trichterförmige Aufweitung bis zur Höhe der Auflöseschnecken AS hin, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel stufenweisen über mehrere Abkantungen ausgeführt ist.
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In 3 wiederum ist noch einmal ein schematischer Schnitt durch die Grundeinheit dargestellt, und zwar ist dieser Schnitt im Bereich der lagerseitigen Stirnfläche FL ausgeführt (III-III in 1). Die lichte Weite LW' der Wanne UW ist kleiner ausgebildet als die lichte Weite LW im Bereich der Austrittsöffnung A (vgl. 2, Schnitt II-II aus 1). Im Vergleich mit den 2 und 3 wird deutlich, dass die lichte Weite im Bereich der Seitenwände S an der lagerseitigen Stirnfläche FL (3) etwa die gleiche ist wie die, die man an der austrittsseitigen Stirnfläche FA (2) findet. Von oben gesehen, d. h. in Draufsicht, würde sich also ein im Wesentlichen rechteckiger Querschnitt im Bereich der Seitenwände S ergeben. Auch dann, wenn einzelne Abschnitte, wie beispielsweise der Auflösebereich, nachträglich an die Wanne W angefügt werden, kann die Trichterform in entsprechender Weise angepasst werden, sodass ein fließender Übergang zwischen Wanne UW und Trichterbereich T1, T2, T3 erfolgt und das Inputmaterial dosiert und gleichmäßig in den sich verjüngenden Bereich der unteren Wanne UW gelangen kann. Im vorliegenden Fall ist eine Befestigungsvorrichtung V vorgesehen, um den Auflösebereich AB mit dem ersten Trichtersegment T1 zu verbinden. Hierdurch bildet sich eine Überlappung zwischen Auflösebereich AB und Trichtersegment T1, wobei beide z. B. durch eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Der Motor MA der Auflöseschnecke AS ist somit gemäß 1 eher im unteren Bereich des Trichtersegments T1 gelagert, und die in Schwerkraftrichtung nach unten geneigte Auflöseschnecke AS gelangt in ihrem Verlauf Richtung Rohr R mehr und mehr in das Innere des Auflösebereichs AB.
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Teile der unteren Wanne UW, die von der Förderschnecke berührt werden, sowie der Teil des Rohres R, in den die Förderschnecke ES hineinragt, können durch austauschbare Kunststoffeinlagen gegen Abrieb geschützt werden. Um Schäden durch Korrosion zu vermeiden, wird die Wanne UW z. B. aus V2A-Stahl gefertigt.
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In der Wand FL sind die Motoren M und MA gelagert. Die Auflockerungsvorrichtung 1 bzw. deren Motor 2 sind beim vorliegenden Ausführungsbeispiel in der gegenüberliegenden Wand FA gelagert. Dieser Motor 2 dreht den Rotationskörper 3, der im Wesentlichen als Pyramide, oder genauer gesagt als abgestumpfte Pyramide ausgebildet ist. Die Verjüngung des Querschnitts verläuft von der Wand FA in Richtung der Wand FL bzw. vom Rohr R weg. Die Drehachse 4 der Auflockerungsvorrichtung 1 ist im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Förderschnecke FS ausgerichtet. Zudem befindet sich die Lagerung des Motors 2 der Auflockerungsvorrichtung 1 näher im Bereich der Lagerungen der Auflöseschnecken AS in der Wand FA. Hierdurch kann die Auflockerungsvorrichtung 1 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezielt mit den Auflöseschnecken AS zusammenwirken, weil in diesem Bereich sich die gesamte Wanne am stärksten trichterförmig verengt. Je nach Geometrie der Beschickungsvorrichtung ist es aber auch denkbar, dass hinsichtlich der Höhe die Lagerung der Auflockerungsvorrichtung eher in den Bereich der Förderschnecke FS gerückt wird.
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Dadurch, dass durch das Zusammenspiel von Förderschnecke, Auflockerungsvorrichtung und Auflöseschnecken ein möglichst homogener Fluss des Beschickungsmaterials erzeugt wird, ist die Vorrichtung nicht nur besonders wartungsarm, sondern auch energiesparend, weil bei einem entsprechend homogenen Fluss von den Motoren ein geringes Drehmoment erbracht werden muss, d. h. die Motoren in ihrer Leistung nicht so stark beansprucht werden müssen. Außerdem wird insgesamt das Material noch einmal in vorteilhafter Weise durchmischt.
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Dadurch, dass die Motoren M und MA im Wesentlichen auf einer Seite FL gelagert sind, sind diese gleichzeitig zugänglich. Die Zugänglichkeit wird dadurch noch erleichtert, dass diese auf der dem Fermenter abgewandten Seite angebracht sind, sodass also kein Mindestabstand zum Fermenter eingehalten werden muss, um noch zu Wartungszwecken oder dergleichen an die Motoren herankommen zu müssen. Über die Steuerung der Motoren kann auch geregelt werden, ob der gewünschte Durchsatz im Materialfluss zum Fermenter erreicht wird oder nicht.
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Die 4 und 5 zeigen jeweils verschiedene Ansichten der Auflockerungsvorrichtung 1 mit eigenem Antriebsmotor 2. Die Auflockerungsvorrichtung 1 ist in der Wand FA gelagert. Der Rotationskörper 3, der sich um die Drehachse 4 dreht, liegt in Form einer abgestumpften Pyramide vor. Das abgestumpfte Ende ist mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnet. Mit den Kanten der Pyramide kann bei der Drehbewegung Material mitgenommen werden. Zum verbesserten Transport sind auch kleine Mitnahmebleche 6 an den Pyramidenkanten vorgesehen.
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6 zeigt eine Vorrichtung analog zu der in 1, wobei jedoch statt eines Rotationskörpers in abgestumpfter Pyramidenform das Rotationselement 3' als Rührwelle ausgebildet ist. Der Antriebsmotor 2' sitzt an der gleiche Stelle wie der Antriebsmotor 2 in 1. Die Rührwelle 3' ist jedoch im Unterschied zum Rotationskörper 3 zwischen den beiden Wänden FA und FL gelagert, wobei wiederum auf der Seite FA, die dem Fermenter zugewandt ist, der Antriebsmotor 2' gelagert ist, und auf der gegenüberliegenden Seite FL die drehbare Lagerung 2''. Im vorliegenden Fall ist die Rührwelle 3' so ausgebildet, dass sie entgegengesetzt zur Förderschnecke FS rotieren kann.
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Zu diesem Zweck ist grundsätzlich denkbar, entweder nur die entsprechenden Antriebe 2, 2' in zueinander entgegengesetzter Richtung rotieren zu lassen (bei gleicher Anordnung der Schnecken bzw. Rührwellen bzgl. des Windungsgangs), sodass eine Umkehrung der Fördervorschubs erfolgt. Es ist aber auch denkbar, den Windungssinn/Windungsgang der Rührwelle der Auflockerungsvorrichtung entgegengesetzt zur Förderschnecke anzuordnen. Die Rührwelle 3' ermöglicht insbesondere neben einer Auflockerung zusätzlich noch eine Entzerrung des Inputmaterials auf der gesamten Länge L. Somit können schwer auflösbare, Konglomerate, die ansonsten mechanisch für Behinderungen beim Transport sorgen nur schwer durch die Beschickungsvorrichtung C hindurch gelangen, ohne nicht aufgetrennt und aufgelöst zu werden. Besonders vorteilhaft erweist sich hier, dass die Förderrichtung benachbarter Schnecken bzw. Rührwellen in unterschiedlicher Richtung erfolgen kann, sodass insgesamt eine Scherwirkung des zwischen den Schnecken bzw. Rührwellen befindlichen Materials ermöglicht wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Auflösevorrichtung
- 2
- Motor
- 2'
- Antriebsmotor
- 2''
- Lager
- 3
- Rotationskörper
- 3'
- Rotationselement
- 4
- Drehachse des Rotationskörpers
- 5
- abgestumpftes Ende des Rotationskörpers
- 6
- Mitnahmeblech
- T1, T2, T3
- Trichtersegmente
- OK
- Oberkante
- FL
- lagerseitige Stirnfläche
- MA
- Motor der Auflöseschnecke
- AS
- Auflöseschnecke
- S
- Seitenwand
- FA
- austrittsseitige Stirnfläche
- A
- Austrittsöffnung
- WK
- Wannenoberkante
- M
- Motor der Förderschnecke
- K
- Kardanlagerung
- FS
- Förderschnecke
- US
- Unterseite
- UW
- untere Wanne
- W
- Wanne
- R
- Rohr
- WF
- Wand des Fermenters
- TW
- Trichterwand
- V
- Verbindungsvorrichtung
- AB
- Auflösebereich
- HS
- Höhe der Seitenwand S
- LW
- lichte Weite der Austrittsöffnung A
- LW'
- lichte Weite der Wanne UW
- II-II
- Schnitt (austrittsseitig)
- III-III
- Schnitt (lagerseitig)
- B
- Beschickungsvorrichtung
- C
- Beschickungsvorrichtung
- L
- Länge der Beschickungsvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005021381 B4 [0002]
