DE10201811C1 - Rührwerksantrieb - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Rührwerksantrieb, insbesondere für Gärvorrichtungen (GT) von Biomasse, mit einem Tauchmotor (HM), mit dessen Motorachse (40) eine mit einem Achslager drehbar gelagerte Nabe (NR) mit Rührarmen (R) antriebsmäßig verbunden ist, der mit dem Achslager (1) an einem in den Tank ragenden Träger (T) gehaltert ist und der mit Antriebsenergiezuleitungen (H1, H2) verbunden ist, wobei der Tauchmotor (HM) ein Hydraulikmotor ist, dessen Antriebsenergiezuleitungen (H1, H2) Hydraulikrohre und/oder Schläuche sind, die mit einem Hydraulikgenerator (HG) verbunden sind und der an das Achslager (1) angeflanscht ist, das an dem Träger (T) verschraubt gehalten ist und in dem eine mit der Rührwerksnabe (NR) verbundene Rührachse (3) zweifach radial und axial abgestützt gelagert ist, und dass sämtliche Teile, die mit der Biomasse in Berührung kommen, aus korrosionsarmem Material bestehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rührwerksantrieb, insbesondere für Gärvorrichtungen von Biomasse, mit einem hydraulischen Tauchmotor, der an einem in den Tank ragenden Träger angeordnet ist, und mit dessen Motorachse über eine Nabe Rührwerksarme antriebsmäßig verbunden sind,

Ein derartiger hydraulischer Rührwerksantrieb ist aus der DE 100 10 672 A1 bekannt. Die Rührwerke sind, insbesondere bei der Vergärung von Bioabfällen, Gülle, Schlachtabfällen usw., erheblichen Belastungen ausgesetzt, da die sich in der Gärmasse befindenden Mikroben, Fette, Säuren, Enzyme usw. so agressiv sind, daß sie Leichtmetalle, Kunststoffe, Eisen, Motordichtungen und Lager innerhalb weniger Monate zersetzen und dann teure Montage- und Reparaturarbeiten mit erheblichen Stillstandszeiten und Kosten aufzuwenden sind, um den Betrieb wieder aufzunehmen. Dabei sind die explosiven und lebensgefährlichen Gärgase zusätzlich hinderlich.

Außerdem wickeln sich häufig faserige Bestandteile, z. B. Bindfäden, um die Achse, so daß der Rotor festgehalten wird. Aus diesem Grund ist der bekannte Motor höhenverfahrbar an dem Träger gelagert, so daß er zur Wartung mit einer Winde aus dem Reaktor herausgezogen werden kann. Dies bedingt jedoch, daß Hydraulikschläuche zum Einsatz kommen, die wiederum nur eine geringe Lebensdauer aufweisen.

Weiterhin ist eine ähnliche Rührwerksvorrichtung aus der DE 197 14 342 C1 bekannt, bei der der Raum über dem Biogaserzeuger als ein Wartungsraum abgekapselt ist, in dem bei hochgezogenem Rührwerk die Wartungsarbeiten Vorgenommen werden können.

Weiterhin ist aus der DE 43 19 618 A1 eine Tauchpumpe bekannt, deren Motor dicht an die Pumpe angeflanscht ist. Das Motorgehäuse besteht aus Edelstahl und das Pumpengehäuse aus Kunststoff. Letzteres würde nur beschränkte Zeit in einer Biogärmasse standhalten.

Weiterhin ist aus der DE 41 06 368 A1 eine Lagerung für eine Mischwerkswelle bekannt, die hochvakuumdicht und temperatur­ beständig ausgebildet ist, indem die abgedichteten Lager als schräggestellte Wälzlager ausgebildet sind, die mittels Kugelkalotten abgestützt sind. Eine derartige Lösung ist äußerst aufwendig, und ihre Dichtungen sind der Korrosion ausgesetzt.

Weiterhin ist aus der DE 34 04 088 C2 eine Kombination eines Axiallagers mit einem Radiallager bekannt, wobei beide Lager Gleitlager sein können. Zum Zwecke des Toleranzausgleichs befinden sich die Lager an einer Zwischenscheibe, die mittels einer radialen und einer axialen Verzahnung mitgenommen wird, was diese Lagerung sehr großbauend und aufwendig macht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen einfachen Rührwerksantrieb mit wesentlich höherer Standzeit zu schaffen.

Die Lösung besteht darin, daß an dem Träger eine Rührwerksachse in einem rohrförmigen Achslagergehäuse radial zweifach in Gleitbuchsen und axial zweifach mit Gleitscheibenpaaren gelagert ist und einenends mit der Motorachse verbunden ist und anderenends die Nabe mit den Rührarmen trägt, und daß das nabenseitige Gleitscheibenpaar an einem Stirnring axial abgestützt ist, der innerhalb des Achslagergehäuses radial beabstandet zu diesem angeordnet ist und das nabenseitige Ende des Achslagergehäuses jeweils mit einem zur Drehrichtung der Nabe gegensinnigen groben Gewinde versehen ist und daß sämtliche Bauteile, die mit der Biomasse in Kontakt kommen, aus Edelstahl oder anderem korrosionsfreien Material bestehen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Sämtliche Baugruppen und Leitungen sind leicht lösbar verschraubt. So sind Schraubverbindungen zwischen den Flanschen des Hydraulikmotors und dem Achslager, dem Achslager und dem Träger, der Rührwerksachse und der Nabe des Rührkörpers vorgesehen. Die Materialien der Bauteile sind bevorzugt Edelstahl.

Als Radiallager sind Gleitrohre und als Axiallager sind Gleitscheiben eingebaut und axial mit einer Stopfbuchse gesichert.

Die freiliegenden nabenseitigen Bereiche des Achslagers und der Rührwerksachse sind mit einem Grobgewinde versehen, das den umgekehrten Gewindesinn wie die Drehrichtung des Rotors hat, damit dort vorbeistreifende Biomaterialien, insbesondere Fasermaterial, zum Rotor abgefördert wird und sich nicht aufwickelt oder verfängt.

Die Verbindungen der Motorachse zur Rührwerksachse und dieser zur Nabe des Rührkörpers sind durch Paßfedern gegen ein Verdrehen gesichert. Alle Räume zwischen der Rührwerksachse und dem Achslagerrohr sind durch Kanäle miteinander verbunden, so dass völliger Druckausgleich herrscht.

Der Hydraulikmotor ist vorzugsweise von einem Elektromotor oder einem Gasmotor, der u. a. mit in der Gärvorrichtung erzeugtem Biogas zu betreiben ist, angetrieben. Der Hydraulikdruck und die Menge des Hydrauliköls wird ständig mit einem Druck- und einem Niveauwächter auf unzulässigen Abfall überwacht, so dass eine Überlastung des Rührkörpers, z. B. durch Verfangen in Fasermaterialien, sowie eine Undichtigkeit des hydraulischen Systems rechtzeitig, bevor Schaden entsteht, erkannt werden. Die Beseitigung solcher einfacher Störungen ist in kurer Zeit ohne besondere Gefahr mit geringem Aufwand zu erledigen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.

Fig. 1 zeigt ein Übersichtsbild axial gekürzt;

Fig. 2 zeigt einen Halbschnitt des Rührwerkslagers.

Fig. 1 zeigt schematisch einen in der Höhe verkürzten Gärtank GT für Biomasse, in den ein Träger T ragt, an dem das Rührwerk mit dem Rührkörper R mit seinen Rührarmen sowie dem Tauchantrieb HM, mittels des Rührachslagers 1 befestigt ist.

Der Hydraulikmotor HM wird durch Hydraulikleitungen H1, H2 von einem Hydraulikgenerator HG gespeist, der von einem nicht dargestellten motorischen Antrieb A angetrieben wird. Das Hydraulikaggregat HG weist vorteilhaft einen Druckwächter PW und einen Niveauwächter NW auf, deren Signale zweckmäßig einer Steuer- und Signalisiervorrichtung (ST) zur weiteren Auswertung zugeführt sind.

Die Rührwerksachlagerung 1 ist durch vertikal beabstandete Bolzen B1, B2 mit Abstandshaltern am Träger T verschraubt.

Das Rührwerksachslager 1 trägt oben einen Flansch F2, auf den der Hydraulikmotor HM mit seinem Flansch F1 aufgesetzt und verschraubt ist.

Untenendig ragt aus dem Achslager 1 die Rührwerksachse 3 heraus und in die Rührwerksnabe NR hinein, die mittels einer Paßfeder 31 daran drehgesichert ist. Zur axialen Sicherung dient eine Achsmutter AM, die wiederum mit einer zentralen Sicherungsschraube SS fixiert ist.

Fig. 2 zeigt verkürzt die Rührwerksachse 3 mit dem halbgeschnittenen Achslager 1, das aus einem Außenrohr mit einem Flansch F2 und zwei inneren Radiallagern 8, 80 sowie Axiallagern 71 besteht. Das Außenrohr weist an einer Seite Abflachungen 11 mit Befestigungsbohrungen 10 auf. Innen ist es an beiden Enden ausgedreht, und die Ausdrehungen 82 sind bis zum Anschlag je mit einem Stahlring 8 bestückt, der längslaufende Druckausgleichskanäle 81 aufweist und innen mit einem rohrförmigen Gleitlagereinsatz 80 versehen ist, worin die Achse 3 drehbeweglich gelagert ist. Diese Lagerbuchsen 80 sind beispielsweise aus Gleitmaterial des Typs JSM 5055-50. Jeweils stirnseitig vor den Stahlringeinsätzen 8 mit den Gleitachsen 80 sind aus Gleitmaterial Anlaufscheibenpaare 71 angeordnet, die axiale Gleitlager bilden und an der anderen Seite mit einem festsitzenden Stirnring 7 bzw. einem Spannsatz 5, 50, 6 abgestützt sind. Dieser besteht aus einer Stopfbuchse 6, einer Stopfpackung 50 und einem Stopfring 5, die mit Schrauben verspannt sind und im gelösten Zustand das Herausnehmen der Achse 3 aus den Lagern gestatten.

Obenendig ist auf der Achse 3 eine Anschlußbuchse 4 angeschweißt, die eine Paßfedernut 41 enthält, die eine drehfeste, axial lösbare Verbindung zur Motorachse 40 erbringt.

An ihrem unteren Endbereich ist die Achse 3 um ca. 2,5 mm Radius abgedreht, und auf der Abdrehung ist der Stirnring 7 bis zum Absatz 70 aufgezogen. Seitlich ist eine Paßfederausnehmung 30 eingefräst und am verjüngten Ende befindet sich ein Gewindeansatz 32 für eine Achsmutter, die die Rührarmnabe auf der Achse 3 hält. Das Gewinde weist axiale Nuten 33 auf, die das Lösen und Verschrauben der Mutter erleichtern, wenn sich Biomasse im Gewinde verfangen hat. Zusätzlich ist eine zentrale Gewindebohrung 34 im Gewindeansatz 33 eingebracht, die eine Sicherungsschraube aufnimmt. Auf dem Stirnring 7 und dem unteren Ende des Lagerrohres sind freiliegende Grobgewinde 72, 73, die als Abweiser von Bisomasse dienen und deshalb zur Drehrichtung des Rotors gegenläufig orientiert sind.

Claims (9)

1. Rührwerksantrieb, insbesondere für Gärvorrichtungen (GT) von Biomasse, mit einem hydraulischen Tauchmotor (HM), der an einem in den Tank ragenden Träger (T) angeordnet ist, und mit dessen Motorachse (40) über eine Nabe (NR) Rührwerksarme (R) antriebsmäßig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (T) eine Rührwerksachse (3) in einem rohrförmigen Achslagergehäuse (1) radial zweifach in Gleitbuchsen (8) und axial zweifach mit Gleitscheibenpaaren (71) gelagert ist und einenends mit der Motorachse (40) verbunden ist und anderenends die Nabe (NR) mit den Rührarmen (R) trägt, und daß das nabenseitige Gleitscheibenpaar (71) an einem Stirnring (7) axial abgestützt ist, der innerhalb des Achslagergehäuses (1) radial beabstandet zu diesem angeordnet ist und das nabenseitige Ende des Achslagergehäuses (1) jeweils mit einem zur Drehrichtung der Nabe (NR) gegensinnigen groben Gewinde (72) versehen ist und daß sämtliche Bauteile, die mit der Biomasse in Kontakt kommen, aus Edelstahl oder anderem korrosionsfreien Material bestehen.

2. Rührwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Hydraulikgenerator (HG) für die Hydraulikflüssigkeit des Tauchmotors (HM) ein Druck- (DW) und ein Niveauwächter (NW) angeordnet sind und bei Über- und Unterschreitung von maximal bzw. minimal vorgegebenen Druckwerten und bei Unterschreitung eines Minimalniveaus jeweils ein Alarmsignal abgegeben wird.

3. Rührwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Achslagergehäuse (1) beidendig Innenausdrehungen aufweist, in die die Radiallager (8) eingepreßt sind, die innen mit den Gleitbuchsen (80) aus Gleitmaterial besetzt sind.

4. Rührwerksantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Endseiten der Radiallager (8) jeweils die Gleitscheibenpaare (71) angeordnet sind, von denen das eine an einem Stirnring (7) und das andere an einer Stopfbuchse (6) eines Spannsatzes (5, 50, 6) axial abgestützt ist.

5. Rührwerksantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerksachse (3) antriebsseitig eine Buchse (4) mit einer Paßfedernut (41) zur Aufnahme der Hydraulikmotorachse (40) trägt.

6. Rührwerksantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwerksachse (3) nabenseitig verjüngt passend zur Rührwerksnabe (NR) abgedreht und mit einer Paßfederausnehmung (30) versehen ist und am freien Ende einen Gewindeansatz (32) sowie stirnseitig ein Gewindesackloch (34) für eine Sicherungsschraube (SS) trägt.

7. Rührwerksantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeansatz (32) mit axialen Nuten (33) versehen ist.

8. Rührwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Achslager (1) axial beabstandete Abflachungen (11) mit darin angeordneten Montagebohrungen (10) aufweist.

9. Rührwerksantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Achslager (1) durchgehend mindestens einen Druckentlastungskanal (81) aufweist.