DE10260972B4

DE10260972B4 - Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigmist und Abwasser in einem Vorratsbehälter

Info

Publication number: DE10260972B4
Application number: DE10260972A
Authority: DE
Inventors: Johann Hochreiter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2002-12-24
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: DE10260972A1

Abstract

Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigmist und/oder Abwasser in einem Vorratsbehälter, insbesondere Rührwerk zum Anregen einer Güllezirkulation in einem Güllevorratsbehälter (1) bei Biogasanlagen, mit einer entlang einer Drehachse (A) verlaufenden Welle (5), die über Lagervorrichtungen (6, 7) an Teilen des Güllevorratsbehälters (1) drehbar gelagert und von einer Antriebsvorrichtung (8) antreibbar ist und mit sich quer zur Drehachse (A) erstreckenden Rührelementen (9, 10, 11), welche in mehreren zueinander parallelen Ebenen (E1, E2, E3) entlang der Längserstreckung der Welle (5) quer zu deren Drehachse auf der Welle (5) angeordnet sind und sich innerhalb der Ebene (E1, E2, E3) gegenüberliegen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
– die mit Rührelementen (9, 10, 11) bestückte Welle (5) erstreckt sich radial in den Vorratsbehälter (1) hinein und
– die Rührelemente (9, 10, 11) sind als Schaufeln in Form von Paddeln ausgebildet, die um ihre eigene Längsachse verdrehbar und verstellbar sind und so an der Welle...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigmist und/oder Abwasser in einem Vorratsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Hierbei zum Einsatz kommende Rührwerke sind in vielfältiger Form bekannt. Die hier zitierten Druckschriften sollen deshalb auch nur einen Einblick in die vielfältigen Möglichkeiten geben, um darzustellen, wie Rührwerke für die verschiedensten Anwendungen in den verschiedensten Bauformen realisiert worden sind.
In der DE 28 56 124 C2 ist ein Rührwerk beschrieben, bei dem in Bodennähe innerhalb eines zylindrischen Vorratsbehälters ein Propellerartiges Rührwerk vorgesehen ist, und bei dem über ein Luftzufuhrrohr Frischluft rückseitig zum Rührwerk geführt ist, wodurch bei der Umwälzung der Gülle gleichzeitig verwirbelte Luft in den Vorratsbehälter eingerührt wird.
Ferner ist aus der DE 299 11 906 U1 eine Rühreinrichtung zum Homogenisieren von Gülle mit einer Antriebswelle und Rührflügel bekannt, die an der Antriebswelle um Schwenkachsen klappbar gelagert sind, wobei die Rührflügel im Stillstand ein im Wesentlichen parallel zur Antriebswelle ausgerichtetes flaches Einsteckteil bilden und bei sich drehender Antriebswelle eine zur Antriebswelle winklige Stellung einnehmen.
Eine weitere Rühreinrichtung der einleitend bezeichneten Art ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 00 514 U1 bekannt geworden. Dort wird eine Rühreinrichtung beschrieben, bei welcher im vorderen Bereich einer Antriebswelle Rührflügel an Schwenkachsen klappbar gelagert sind, die senkrecht zur Antriebswelle stehen und in einer geraden Linie miteinander fluchten. Bei einer Drehung eines solchen Rührflügels in einem Medium klappen die Rührflügel an den Schwenkachsen um bis zu 45° auf. Dadurch entsteht eine Rühreinrichtung mit einer Rührwirkung, die in einem Bereich radial zur Antriebswelle um die Rührflügel ein Mediumwirbel erzeugt und auch in gewissem Maße eine Strömung nach unten bewirkt, wobei das Strömungsverhalten im Wesentlichen von den Kanten an den Rührflügeln bestimmt wird, die parallel zur Schwenkachse ausgerichtet sind. Eine gebündelte Strömung des Mediums mit einer Strömungsrichtung, die parallel zur Antriebswelle verläuft ist ansatzweise möglich.
Eine Stellung der Rührflügel, bei welcher die Rührflügel zusammen mit Achszapfen und Antriebswelle ein flaches Einsteckteil bilden, wird in den Fällen als notwendig erachtet, wenn die Rühreinrichtung in schmale Spaltenschlitze bei Spaltenböden in Stallungen in darunterliegende Kanäle für Gülle oder Auffangbehältnisse für Gülle eingeführt werden soll. Das Aufklappen der Rührflügel bei sich drehender Welle bewirkt dann eine Rührflügelstellung, die eine bessere Homogenisierung der Gülle gewährleistet, als wenn die Rührflügel lediglich die plattenförmige Stellung beibehalten würden.
Aus der DE 32 49 717 C2 ist ein Biogasreaktor mit einer Vorrichtung zum Umwälzen von Gülle bekannt. Jener Druckschrift ist ein zylindrischer Behälter zu entnehmen, der mehrere Rührwerke aufweist, welche radial in einen zylindrischen Behälter hineinragen. In dem Behälter sind in gewissen Abständen quer zu dessen Längsachse ausgerichtete, in einer Behälterwand mittels einer drehbaren Welle versehene, Rührwerke vorgesehen. Wie die Rührwerke ausgestaltet sind wird nicht offenbart.
Schließlich ist noch die DE 19 39 650 U bekannt. Hier ist eine Rühreinrichtung zum Homogenisieren von Gülle beschrieben, bei dem sich auf einer Drehwelle mehrere Rührelemente befinden. Dieser Stand der Technik ist als der anzusehen, von dem die Erfindung bei der Formulierung des Oberbegriffs ausgeht. Das dort gezeigte und beschriebene Rührwerk weist eine Drehwelle auf, die sich in Längsrichtung des Güllebehälters erstreckt, und die auf der Drehwelle angeordneten Rührelemente weisen zueinander keine unterschiedlichen Winkelstellungen auf.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der einleitend bezeichneten Art derart weiterzubilden, dass sich eine verbesserte Rührwirkung ergibt, wobei der mechanische Aufwand gering gehalten werden soll und zusätzliche Belüftungsmaßnahmen nicht erforderlich sind. Das Rührwerk soll robust sein und der Wirkungsgrad bezüglich der erzielbaren Verwirbelung und die daraus resultierende Homogenisierung des zu mischenden Mediums soll hoch sein.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegen in ihrem einfachen und robusten Aufbau und in ihrer hohen Leistungsfähigkeit beim Homogenisieren von Flüssigmist, Gülle, Abwasser und Ähnlichem. Durch die Verstellbarkeit der Rührelemente lässt sich die Vorrichtung an die Konsistenz der zu rührenden Flüssigkeit anpassen und dadurch die Leistung optimieren, besonders, wenn die Rührelemente als Schaufeln in Form von Paddeln ausgebildet sind.
Besonders Vorteilhaft kann die Vorrichtung ausgestaltet werden, wenn pro Ebene jeweils ein Paar Rührelemente vorgesehen sind, wobei sich die Rührelemente um 180° gegenüberstehen und ihre Schaufeln zueinander verdreht angeordnet sind.
Eine besonders gute Verwirbelung der Gülle läßt sich erzielen, wenn zumindest eine Teilfläche der Rührelemente mit zunehmendem Abstand von der Drehachse in Richtung der Längserstreckung der Welle vorsteht, um den Anteil der ungleichförmigen Beschleunigung der Gülle zu erhöhen.
Fertigungstechnisch ist es von Vorteil, wenn die Rührelemente aus gebogenem Flachmaterial, insbesondere Blech, hergestellt sind.
Ferner ist eine gute Verwirbelung des Flüssigmists zu erreichen, wenn die Welle im Vorratsbehälter so angeordnet ist, dass die freien Enden der Rührelemente in ihrer aufrechten Stellung auch bei maximaler Befüllung den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter überragen, und wenn die Welle im Vorratsbehälter obendrein so angeordnet ist, dass die freien Enden der Rührelemente in ihrer aufrechten Stellung auch bei minimaler Befüllung in den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter eintauchen.
Mit Hilfe eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigt:
1 einen schematisierten Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung und
2 eine Rührwerkwelle mit Rührelementen.
Ein in der 1 sehr stark schematisiert dargestellter Vorratsbehälter 1 für Flüssigmist G oder dergleichen, besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Behälter 2, der mit einer Decke 3 aus Beton abgedeckt und bis zu seiner vorgegebenen Höhe h mit Flüssigmist G gefüllt ist. Da Flüssigmist oder die Gülle G oft in offenen oder geschlossenen Behältern gesammelt wird, deren Füllhöhe mehrere Meter betragen kann, tritt während der Lagerung häufig eine Entmischung ein, so dass sich Sinkschichten und Schwimmdecken bilden, die aufgerührt werden müssen. Aus diesem Grund befindet sich in dem dargestellten Vorratsbehälter 1 ein Rührwerk 4 mit einer entlang einer Drehachse A verlaufenden Welle 5, die über Lagervorrichtungen 6, 7 an Teilen des Güllevorratsbehälters 1 gelagert ist. Die Welle 5 erstreckt sich radial in den Vorratsbehälter 1 hinein und eine Antriebsvorrichtung 8 treibt die Welle 5 an, die mit sich quer zur Drehachse A erstreckenden Rührelementen 9, 10 und 11 versehen ist welche später in der Beschreibung der 2 noch näher erläutert werden. Die Antriebsvorrichtung 8 wird bevorzugt durch einen leistungsfähigen Elektromotor realisiert, dessen Drehzahl einstellbar ist. Die Rührelemente 9, 10, 11 sind auf der Welle 5 in Abständen voneinander angeordnet. Die Seitenansicht zeigt in ihrer schematischen Darstellung, dass sich die Rührelemente 9, 10, 11 jeweils in einer Ebene befinden, und dass diese Ebenen E1, E2, E3 zueinander parallel verlaufen und gegenüber der Drehachse A der Welle 5 senkrecht stehen. Die Rührelemente 9 nehmen innerhalb ihrer jeweiligen Ebene E1 eine abweichende Winkelstellung gegenüber den anderen Rührelementen 10, 11 in den anderen zugehörigen Ebenen E2, E3 ein.
Die Anzahl der Rührelemente 9, 10, 11 ist prinzipiell frei wählbar und wird vom Fachmann nach der Größe des Vorratsbehälters 1, der zu erwartenden Viskosität des Flüssigmists und des erforderlichen Durchmischungsgrads bestimmt werden.
In 2 ist eine Welle 5 mit zwei Rührelementen 9 und 10 gezeigt. Es ist ersichtlich, dass die Rührelemente 9 und 10, die jeweils ein Paar bilden, schaufelförmig nach Art von Paddeln ausgebildet sind. Ebenfalls ist ersichtlich, dass ihre Winkelstellung in der ihnen jeweils zugeordneten Ebene E1 bzw. E2 voneinander abweicht. Durch die eine gewisse Drehbarkeit symbolisierenden Pfeile R1 und R2 wird deutlich, dass die Paddel-Paare der Rührelemente 9, 10 relativ zueinander verstellbar, insbesondere um ihre Drehachsen B und C verdrehbar sind. Auch der Abstand der Ebenen E1, E2, E3 voneinander ist einstellbar, wenn die Vorrichtung entsprechend ausgelegt ist. Diese vielfältigen Verstellmöglichkeiten dienen dazu, das Rührwerk 4 den Gegebenheiten im Vorratsbehälter 1 anzupassen und seine Leistungsfähigkeit zu erhöhen.
Das Rührwerk 4 mit seiner radial verlaufenden Welle 5 und den Rührelementen/Paddeln 9, 10, 11 ist in einer zum Boden und zur Decke 3 bevorzugt parallelen Ebene im Vorratsbehälter 1 so montiert, dass auch bei höchstem Füllstand die freien Enden der Rührelemente (9, 10, 11) in ihrer aufrechten Stellung immer den Flüssigkeitsspiegel des Flüssigmists G überragen. Diese Maßnahme trägt ebenfalls zur besseren Durchmischung des Flüssigmists G bei, da immer ein gewisser Luft- bzw. Gasanteil mit unter den Flüssigmist G gemischt wird. Ferner ist die Position des Rührwerks 4 im Vorratsbehälter 1 so gewählt, dass auch bei dem geringsten gewünschten Füllstand die freien Enden der Rührelemente 9, 10, 11 in den Flüssigmist G eintauchen.

1: Vorratsbehälter/Güllevorratsbehälters
2: zylindrischer Behälter
3: Betondecke
4: Rührwerk
5: Welle
6: Lagerung
7: Lagerung
8: Antriebvorrichtung
9: Rührelement/Paddel
10: Rührelement/Paddel
11: Rührelement/Paddel
A: Drehachse der Welle
B: Drehachse eines Paddels
C: Drehachse eines Paddels
E1: Ebene 1
E2: Ebene 2
E3: Ebene 3
R1: Verstellrichtung eines Paddels
R2: Verstellrichtung eines Paddels

Claims

Vorrichtung zum Umwälzen von Flüssigmist und/oder Abwasser in einem Vorratsbehälter, insbesondere Rührwerk zum Anregen einer Güllezirkulation in einem Güllevorratsbehälter (1) bei Biogasanlagen, mit einer entlang einer Drehachse (A) verlaufenden Welle (5), die über Lagervorrichtungen (6, 7) an Teilen des Güllevorratsbehälters (1) drehbar gelagert und von einer Antriebsvorrichtung (8) antreibbar ist und mit sich quer zur Drehachse (A) erstreckenden Rührelementen (9, 10, 11), welche in mehreren zueinander parallelen Ebenen (E1, E2, E3) entlang der Längserstreckung der Welle (5) quer zu deren Drehachse auf der Welle (5) angeordnet sind und sich innerhalb der Ebene (E1, E2, E3) gegenüberliegen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – die mit Rührelementen (9, 10, 11) bestückte Welle (5) erstreckt sich radial in den Vorratsbehälter (1) hinein und – die Rührelemente (9, 10, 11) sind als Schaufeln in Form von Paddeln ausgebildet, die um ihre eigene Längsachse verdrehbar und verstellbar sind und so an der Welle (5) angeordnet sind, dass die Rührelemente (9, 10, 11) einer Ebene (E1, E2, E3) jeweils in einem Winkel befestigt sind, welcher sich vom Befestigungswinkel der Rührelemente (9, 10, 11) der anderen Ebene (E1, E2, E3) unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass pro Ebene (E1, E2, E3) jeweils ein Paar Rührelemente (9, 10, 11) vorgesehen ist, wobei sich die Rührelemente um 180° gegenüberstehen und ihre Schaufeln zueinander verdreht angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Teilfläche der Rührelemente (9, 10, 11) mit zunehmendem Abstand von der Drehachse (A) in Richtung der Längserstreckung der Welle (5) vorsteht, um den Anteil der ungleichförmigen Beschleunigung der Gülle zu erhöhen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (9, 10, 11) aus gebogenem Flachmaterial, insbesondere Blech, gebildet sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (5) im Vorratsbehälter (1) so angeordnet ist, dass die freien Enden der Rührelemente (9, 10, 11) in ihrer aufrechten Stellung auch bei maximaler Befüllung den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter (1) überragen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (5) im Vorratsbehälter (1) so angeordnet ist, dass die freien Enden der Rührelemente (9, 10, 11) in ihrer aufrechten Stellung auch bei minimaler Befüllung unter den Flüssigkeitsspiegel im Vorratsbehälter (1) eintauchen.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) als luftdicht verschlossener Fermenter einer Biogas-Anlage ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührelemente (9, 10, 11) als einarmige Schaufeln ausgebildet und versetzt auf der Welle (5) angeordnet sind.