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Vorrichtung zur Vergärung fester organischer Stoffe zu trockenen Humusdüngemitteln
oder Kompost Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vergärung fester
organischer Stoffe, insbesondere organischer Abfallstoffe, wie Müll und pflanzliche
Abfallstoffe, zu trockenen Humusdüngemitteln oder Kompost in einem liegenden, drehbaren
Behälter, der an seinem einen Ende eine Zufuhröffnung für die Abfallstoffe und am
gleichen Ende einen Boden aufweist.
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Die Vergärung kann gegebenenfalls unter Zufuhr von Flüssigkeit oder
Abwasserschlamm erfolgen, deren Zusatz jedoch so zu -bemessen ist, -daß der Behälterinhalt
nach wie vor die Charakteristik einer festen Phase hat.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, der die zu vergärenden
Stoffe sicher und wirksam und ohne Verlustgefahr zugeführt werden, unabhängig davon,
ob diese Stoffe ausschließlich aus festen Bestandteilen oder aus festen Bestandteilen
bestehen, die durch eine Flüssigkeit, z. B. mit Schlamm, angefeuchtet sind.
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Es sind Vorrichtungen der vorliegenden Art bekannt, bei denen die
Stoffe dem Behälter durch den Boden z. B. mittels eines am Boden angebrachten Trichters
zugeführt werden, wobei der Boden der Behälterkappe gegenüber stillsteht. Bei dieser
Konstruktion ist es indessen schwierig, eine ausreichende Dichtung zwischen dem
Boden und der Kappe zu erreichen, insbesondere dann, wenn die Kappe sich dreht.
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Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu beseitigen, daß der Boden
der Behälterkappe aufgesetzt wird, so daß er an der Drehbewegung derselben teilnimmt,
und die Stoffe durch eine in der Mitte des Bodens angebrachte Öffnung unter Zuhilfenahme
von Transportorganen, insbesondere Transportschnecken, zugeführt werden. Die Anwendung
solcher Transportorgane ist indessen deshalb nachteilig, weil durch sie die Stoffe
zusammengepreßt werden können, so daß es schwierig wird, eine gleichmäßige Vergärung
in der gesamten Stoffmasse zu erzielen. Ein weiterer Nachteil ist der, daß durch
solche Transportorgane Glas und ähnlich sprödes Material unnötig zerkleinert wird.
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Die genannten Nachteile sind bei der Vorrichtung nach der Erfindung
vermieden worden. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß der Boden so durch
Arme am Behälter angebracht ist, daß er, in Axialrichtung des Behälters gesehen,
im Abstand von der Behälterkappe liegt und daß zwischen dem Ende der Kappe und dem
Boden ein die Zufuhröffnung tragender zylinderförmiger Ringkörper eingebaut ist,
dessen Axiallänge im wesentlichen dem Abstand zwischen Kappe und Boden und dessen
Radius im wesentlichen dem Radius der Kappe entspricht, wobei die Zufuhröffnung
im Oberteil des Ringkörpers angeordnet ist. Der Boden nimmt also an der Umdrehung
der Behälterkappe teil, während die Stoffzufuhr durch den ringförmigen Körper erfolgt,
der nicht an der Umdrehung teilnimmt. Da dieser ringförmige Körper zwischen dem
Boden und der Kappe liegt, können diese Teile eine Axialverschiebung des Körpers
begrenzen, wodurch eine Voraussetzung für eire sicher wirkende Dichtung zwischen
dem ringförmigen Körper und dem Boden bzw. der Behälterkappe geschaffen ist.
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Erfindungsgemäß können die Arme sich von der Mitte des Bodens schräg
nach außen gegen die Behälterkappe erstrecken. Dadurch wird erreicht, daß die Verbindungsorgane
zwischen der Behälterkappe und dem Boden die Stoffzufuhr durch den ringförmigen
Körper so wenig wie möglich stören.
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Für den Fall, daß die Vorrichtung mit Organen für eine künstliche
Belüftung des Behälterinhalts ausgestattet ist, kann erfindungsgemäß eine einfache
Konstruktion dadurch erreicht werden, daß der Boden mit dem Behälter durch mindestens
eine Zufuhrleitung für ein Belüftungsmittel verbunden ist, wobei die vorgenannten
Arme in einem solchen Fall ganz oder teilweise durch diese Zufuhrleitungen ersetzt
werden können.
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Falls die Zufuhrleitung von der Mitte des Bodens. ausgeht, wird die
Möglichkeit für eine einfache Dichtung einer Verbindung zwischen der Zufuhrleitung
oder
den Zufuhrleitungen und einer feststehenden Hauptleitung für das Belüftungsmittel
erreicht.
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Erfindungsgemäß können die Verbindungsorgane zwischen dem Boden und
dem Behälter hauptsächlich dreieckigen Querschnitt haben, von dem eine Kante gegen
den ringförmigen Körper weist. Dadurch ist eine Voraussetzung dafür geschaffen,
daß die Verbindungsorgane einer Radiuslinie des Behälters gegenüber Schrägflächen
haben können, die teils die Gefahr mindern, daß Teile des Stoffes an den Organen
hängenbleiben, und teils die Möglichkeit geben, frisch zugeführte Stoffe so zu beeinflussen,
daß diese schnellstmöglich von der Zufuhrleitung entfernt werden.
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Erfindungsgemäß wird der ringförmige Körper zweckmäßigerweise so gelagert,
daß er mindestens in Richtung der Behälterachse beweglich ist, so daß er während
des Betriebs eventuellen Verschiebungseinwirkungen in Richtung der Behälterachse
nachgeben kann, ohne daß seine dichte Anlage gegen den Boden und die Behälterkappe
aufgehoben wird. In gewissen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, den ringförmigen
Körper so zu lagern, daß er sich ebenfalls etwa quer zur Behälterachse bewegen kann,
indem alle Maßnahmen darauf hinzielen sollen, eine wirksame Dichtung zwischen dem
Körper, dem Boden und der Kappe zu erhalten.
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Erfindungsgemäß kann der ringförmige Körper sowohl dem Boden wie der
Kappe gegenüber durch Dichtungsflächen abgedichtet sein, die mittels eines elastischen
Andrückkörpers in Anlage an Gegenflächen gehalten werden. Durch Verwendung eines
elastischen Andrückkörpers wird erreicht, daß dieDichtungsflächen des Körpers selbst
bei einer Axialverschiebung des Körpers in der einen oder der anderen Richtung dem
Boden und der Behälterkappe gegenüber in dichtender Anlage gegen die Gegenflächen
gehalten werden.
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Die Erfindung wird im folgenden näher an Hand der Zeichnung erklärt.
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Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung gemäß der
Erfindung, teils in Seitenansicht und teils im Schnitt, Fig. 2 in größerem Maßstab
das Zufuhrende der Vorrichtung von der Seite gesehen, Fig. 3 das Zufuhrende gemäß
Fig. 2 vom Ende gesehen.
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Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,
Fig. 5 in größerem Maßstab eine Dichtung zwischen einem undrehbaren ringförmigen
Körper, der zwischen dem Boden und der Behälterkappe der Vorrichtung angebracht
ist, und diesem Boden und der Kappe und Fig.6 in größerem Maßstab schematisch die
Anbringung einer Flüssigkeitszufuhrleitung in der Vorrichtung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem länglichen Behälter
1 in Gestalt einer Trommel mit einer Kappe 2. Auf der Kappe sind Ringschienen 3
angebracht, .die auf Rollen 4 laufen, welche auf Stützen 5 gelagert sind. An der
Kappe 2 ist ebenfalls ein ringförmiger Zahnkranz 6 befestigt, mit dem ein Zahnrad
7, das über ein Getriebe mit einem Motor 8 verbunden ist, kämmt, so daß der Behälter
durch den Motor 8 um seine Längsachse gedreht werden kann.
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Die Stoffe, die im Behälter vergärt werden sollen, sollen während
der Vergärung den Behälter von links nach rechts durchwandern. Zu diesem Zweck sind
am linken Behälterende Mittel, die der Stoffzufuhr, und am rechten Behälterende
Mittel, die der Stoffabfuhr dienen, angebracht. Einfülltrichter Der Behälter 1 hat
einen Boden 9, welcher durch Arme 10 so mit der Behälterkappe 2 verbunden ist, daß
er in Richtung der Behälterachse gesehen im Abstand von der Kappe 2 liegt. Ein undrehbarer
ringförmiger Körper 11 überbrückt den so gebildeten Zwischenraum zwischen der Kappe
2 und dem Boden 9. Der Körper 11 ist in seinem Oberteil mit einer Stoffzufuhröffnung
versehen, welche von einem Trichter 12 umschlossen ist (s. auch Fig. 3), wobei der
Trichter im gezeigten Beispiel exzentrisch auf dem Körper 11 angebracht ist.
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Die Stoffzufuhr erfolgt unter Verwendung eines Transportbandes 13,
während das vergorene Material am rechten Abgangsende des Behälters 1 in einen Auslieferungstrichter
14 entleert wird, dem das Material, gegebenenfalls unter vorheriger Siebung, entnommen
werden kann. Der Auslieferungstrichter mit Sieb oder Sieben ist nicht Gegenstand
der Erfindung.
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Das gezeigte Beispiel für die Vorrichtung ist mit Organen, hierunter
Luftzufuhrleitungen 15, für eine künstliche Belüftung des Behälterinhalts versehen.
In dem gezeigten Beispiel sind drei solcher Leitungen vorhanden. Die Leitungen 15
verlaufen entlang der Behälterkappe 2 und sind mit einer zweckmäßigen Allzahl von
Luftabgangsöffnungen oder Austrittsmundstücken versehen, so daß das Belüftungsmittel
dem Behälterinhalt vom Behältermantel aus in Richtung quer zur Behälterachse zugeführt
wird.
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In dem gezeigten Beispiel sind die Leitungen 15 all ihrem linken Ende
schräg gegen die Mitte des Bodens 9 geführt und bilden die Arme 10, die den Boden
9 festhalten.
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Die Leitungen 15 sind in der Bodenmitte 9 vereinigt, wo sie unter
Zwischenschaltung einer Dichtung 16 mit einer Hauptleitung 17 verbunden sind, die
an ein Gebläse 18 angeschlossen ist. Die Dichtung 16 ist nicht Gegenstand der Erfindung.
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Die linken, schrägen Teile der Leitungen 15 haben hauptsächlich dreieckigen
Querschnitt (vgl. Fig. 4) und sind so angebracht, daß die in Fig. 4 zutiefst liegende
Spitze der Leitungen gegen die Innenseite des ringförmigen Körpers 11 zeigt.
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An der Innenseite des Bodens 9 sind einige Schaufeln 19 angebracht,
die während der Drehung des Bodens neu zugeführte Stoffe vom Trichter 12 wegführen.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Beispiel beschränkt, da die
Leitungen 15, anstatt mit ihren linken Enden schräg gegen den Boden 9 zu verlaufen,
sich auch .geradeaus fortsetzen können, bis sie auf den Boden 9 treffen. Es ist
nicht erforderlich, daß die Leitungen 15 gleichzeitig die Arme bilden, da diese
auch selbständige Körper sein können. Es ist auch möglich, sich mit einer einzigen
Zufuhrleitung 15 für Belüftungsmittel zu begnügen.
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Der ringförmige Körper 11 ruht auf einer Stütze 20 mittels Stützrollen
21. Diese Stützrollen 21 gestatten eine axiale Bewegung des Körpers 11, insoweit
der Boden 9 und die Behälterkappe 2 eine Verschiebung des Körpers 11 in axialer
Richtung zulassen. Die Stützrollen 21 können durch Stützkörper ersetzt werden, die
eine Verschiebung des ringförmigen Körpers 11 sowohl in Axialrichtung wie quer dazu
gestatten. Dichtung Zwischen dem Körper 11 und dem Boden 9 bzw. der Behälterkappe
2 sind Dichtungsmittel angebracht, die in Fig. 5 näher gezeigt sind. Die Dichtungsmittel
sind für jede Seite des Körpers 11 die gleichen, weshalb
sich die
nun folgende Beschreibung auf eine Besprechung der Dichtung zwischen dem Körper
11 und dem Boden 9 beschränkt.
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Auf dem ringförmigen, stillstehenden Körper 11 sind umgebende Winkelschienen
22 angebracht, deren auswärts ragende Flansche mit einem Dichtungsbelag 23 versehen
sind, der an einen entsprechenden Belag 24, welcher. am Behälterboden 9 angebracht
ist, anliegt. Die Winkelschienen 22 sind in Axialrichtung des Körpers 11 verschiebbar,
so daß die Dichtungsbeläge 23 der Schienen auch dann dicht in Anlage an die Beläge
24 gehalten werden können, wenn eine Axialverschiebung des Körpers 11 dem Boden
9 gegenüber eintritt.
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Die Beläge 23 und 24 werden durch elastische Andrückkörper, die auf
dem Körper 11 angebracht sind, in Anlage gegeneinander gehalten. Im gezeigten Beispiel
bestehen diese Körper aus Rohren 25 a und 25 b. die einander gleichachsig und mit
einigem Abstand gegenüberliegen, wie aus Fig. 5 ersichtlich, wobei das Rohr 25a
mit der linken Winkelschiene 22, die der Dichtung zwischen dem Körper 11 und dem
Boden 9 dient, verbunden ist, während das rechte Rohr 25 b mit einer entsprechenden
Winkelschiene zur Dichtung zwischen dem Körper 11 und der Kappe 2 verbunden ist.
Die Rohre 25 ca und 25 b sind gegenseitig durch einen gemeinsamen, eingelegten
Stab gegen Verkanten gesichert. Das Rohr 25a ist überdies an den Körper 11 durch
einen Halter 27 geführt.
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Zwischen den Rohren 25 a und 25 b erstreckt sich eine Druckfeder 28,
deren Spannung durch Aufsetzmuttern 28 ca bzw. 28 b, die den Rohren 25 a
bzw. 25 b aufgesetzt sind, eingestellt werden kann.
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Zur Dichtung des Verschiebungsspaltes zwischen der Winkelschiene 22
und dem Körper 11 können diesem Rippen 29 aufgeschweißt sein. Es genügt, solche
Rippen an der unteren Hälfte des Körpers 11 anzubringen.
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Flüssigkeitszufuhr Die gezeigte Vorrichtung ist gleichfalls mit Mitteln
für die Zufuhr von Flüssigkeit, insbesondere von Schlamm, zum Behälterinnern ausgestattet.
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Die Flüssigkeitszufuhrmittel, die näher in Fig.6 gezeigt sind, schließen
eine Leitung 30, die der Behälterkappe 2 entlang an der Innenseite der Kappe angebracht
ist und durch Stichleitungen mit Mundstücken 31 verbunden ist, ein. Das linke Ende
der Leitung 30 ist schräg aufwärts gegen die Mitte des Bodens 9 geführt und auf
dieser Strecke an einem Arm 10 befestigt. Das linke Ende der Leitung 30 erstreckt
sich durch den Boden 9 und ist außerhalb des Bodens durch eine geeignete Dichtung
mit einer stillstehenden Flüssigkeitszufuhrhauptleitung 32 verbunden.
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Die Leitung 30 kann auch in der Luftzufuhrleitung 15 angebracht sein,
jedenfalls in dem Teil der Leitung 15, der durch den Boden 9 führt.
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Die Mundstücke 31 sind mit der Leitung 30 durch eine Stichleitung
verbunden, die aus einem mit der Leitung 30 verbundenen gebogenen Rohr 33, aus einem
mit dem Mundstück 31 verbundenen gebogenen Rohr 34 und einem Absperrhahn 35 besteht,
welcher zwischen den gebogenen Rohren 33 und 34 in den Teil der Stichleitung eingebaut
ist, der praktisch entlang der Außenseite der Kappe 2 verläuft. Die gebogenen Rohre
33 und 34 haben axiale Stutzen, welche durch Schraubstöpse136 geschlossen sind,
so daß die gebogenen Rohre und das Mundstück 31 gereinigt werden können, wenn die
Schraubstöpsel entfernt werden. Die Konstruktion kann auch so ausgestaltet sein,
daß auch zumindest ein Teil der Leitung 30 von einer Stichleitung aus gereinigt
werden kann.
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Das in Fig. 6 gezeigte Mundstück ist der Deutlichkeit halber in die
Zeichnungsebene gedreht, während die Mundstücke in der Praxis Axialrichtung des
Behälters zeigen. Es hängt von den Arbeitsverhältnissen ab, ob alle Mundstücke in
die gleiche Richtung weisen sollen. Wird ein trockenes Endprodukt gewünscht, so
wird man zumindest das am weitesten rechts im Behälter liegende Mundstück so anbringen,
daß es gegen das Zufuhrende des Behälters weist. In Fig. 1 weisen alle Mundstücke
in diese Richtung.
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Auf der Innenseite der Kappe 2 sind niedrige, radial gegen das Behälterinnere
ausragende Ringe 37 angebracht, die als Sperringe für Flüssigkeit dienen, die sich
am unteren Teil des Behälters ansammeln kann. Im gezeigten Beispiel gehört zu jedem
Mundstück 31 ein solcher Sperring, und die Sperringe sind so angebracht, daß sie
vom linken Zufuhrende des Behälters aus gesehen hinter den Mundstücken 31 liegen.
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Arbeitsweise Feste organische Stoffe werden dem Behälter 1 durch das
Transportband 13 und den feststehenden Trichter 12 zugeführt. Durch Drehung des
Behälters 1 werden die Stoffe umgewälzt gleichzeitig damit, daß sie nach und nach
durch den Behälter gegen dessen rechtes Abgangsende zu bewegen und den Behälter
durch den Trichter 14 verlassen. Während die Stoffe den Behälter durchwandern, vergären
sie bei künstlicher Belüftung, da den Stoffen Belüftungsmittel von außen nach innen
durch die Luftzufuhrleitung 15 zugeführt werden. Die Menge der zugeführten Luft
wird der gewünschten Vergärungstemperatur entsprechend reguliert, wodurch die Vergärung
gesteuert wird. Falls erwünscht, können die eingefüllten Stoffe während der Vergärung
durch die Mundstücke 31 befeuchtet werden, wobei die Flüssigkeitszufuhr durch Bedienung
der Hähne 35 eingeleitet, gesteuert oder abgebrochen werden kann. Es ist möglich,
Schlamm mit den festen Stoffen zu vergären, da die durch die Vergärung der Stoffe
entwickelte Temperatur zur Verdampfung des Feuchtigkeitsgehalts des Schlamms ausgenutzt
werden kann, so daß der gesamte Vergärungsprozeß trotz Schlammzufuhr im ganzen gesehen
in fester Phase erfolgt. Die Anbringung der Flüssigkeitsmundstücke 31 ermöglicht
die Aufteilung des Behälterinneren in einzelne Befeuchtungsabschnitte, wobei jeder
Abschnitt mit einem Mundstück 31 beginnt und kurz vor dem nächsten Mundstück, in
Richtung von dem linken Zufuhrende des Behälters aus gesehen, endet. Die Vergärung
wird ihre größte Intensität zwischen den Grenzen eines jeden Befeuchtungsabschnittes
erreichen, auf Grund zunehmender Austrocknung jedoch gegen das in der axialen Bewegungsrichtung
der Stoffe nächstfolgende Mundstück 31 hin abnehmen. Durch geeignete Verteilung
der Mundstücke in der Behälterlängsrichtung und durch eine geeignete Bemessung der
Flüssigkeitszufuhr ist es in dessen möglich, über den ganzen Teil des Behälters,
in dem eine Vergärung stattfindet, im großen und ganzen gesehen einen gleichmäßigen
Feuchtigkeitszustand aufrechtzuerhalten, der eine Voraussetzung dafür ist, daß die
Vergärung gleichmäßig erfolgen kann: Wenn das Material, das den Behälter verläßt,
trocken sein soll, kann es zweckmäßig sein, in der Nähe des rechten Behälterabgangendes
eine verhältnismäßig große Belüftungsmittelmenge zuzuführen, so
daß
für das behandelte Material eine Trocknungszone geschaffen wird. Um die Trocknung
nicht durch Flüssigkeit zu stören, die sich am Behältergrund angesammelt hat und
die Tendenz aufweisen kann, dem Abgangsende des Behälters zuzuströmen, bringt man
zweckmäßigerweise den letzten, also den am weitesten nach rechts liegenden Sperring
37 spätestens am Anfang der Trocknungszone, in der axialen Bewegungsrichtung der
Stoffe gesehen, an, so daß auch keine von dem am weitesten nach rechts angebrachten
Mundstück ausgespritzte Flüssigkeit in die Trocknungszone laufen kann.
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Die Sperringe 37 bilden also Dämme gegen ungebundene Flüssigkeit,
d. h. gegen Flüssigkeit, die noch nicht von den festen Stoffbestandteilen aufgenommen
wurde. Die Ringe wirken als Aufdämmkörper für die Flüssigkeit, so daß die Bestandteile
der festen Stoffe durch die Drehung des Behälters nach und nach mit der Flüssigkeit
in Berührung kommen und die Flüssigkeit nach und nach aufnehmen können, wodurch
eine Möglichkeit dafür geschaffen ist, daß die gesamte eingefüllte Stoffmenge gleichmäßig
durchfeuchtet wird.