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Belüftungsrotor für eine Kot und Urin von Tieren in einem Flüssigkeitskörper
enthaltende Grube und Haube für diesen Belüftungsrotor Die vorliegende Erfindung
bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung zur Beltiftung tierischer Ausscheidungen,
wie etwa des Kotes und Urines von Schweinen und anderen Vieh; sie betrifft insbesondere
einen Belüftungsrotor zur Verwendung in einer Grube, die einen lüssigkeitskörper
zur Aufnahme der tierischen Ausscheidungen enthält, welche durch Oeffnungen im Lattenboden
eines über der Grube gebauten Stalltes in die Grube fallen. Die Erfindung betrifft
ferner eine mit einem solchen Belüftungsrotor zusammenwirkende Haube.
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Moderne Vieh- und Schweinestallungen haben Lattenböden, durch die
die tierischen Ausscheidungen; wie etwa der Kot und Urin, in eine unter dem Lattenboden
befindliche Grube fallen, welche einen Flüssigkeitskörper, beispielsweise Wasser,
zur Aufnahme der Ausscheidungen enthält. Frische tierische Ausscheidungen enthalten
biologisch schädliche organische Bestandteile; man sieht auch Mittel vor, wie etwa
einen Belüftungsrotor, um Luft in den Flüssigkeitskörper einzumuschen und dadurch
die biologisch schädlichen Substanzen in den tierischen Ausscheidungen zu oxydieren,
so daß sie biologisch unschädlich werden Die so behandelten tierischen Ausscheidungen
sind frei von überl riechenden Gerüchen und Gasen, die für die über der Grube befindlichen
Tiere schädlich sein können. Die so behandelten tierischen Ausscheidungen kann man
anschließend ohne Gefahren für die Gesundheit als Dünger verwenden.
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Die Belüftungsrotoren arbeiten gewöhnlich ununterbrochen. Daher kann
man eine gegebenenfalls erforderliche stärkere Oxydation nicht dadurch erreichen,
daß man die Betriebszeit des BelUftungsrotors verlängert. Vom wirtschaftlichen Standpunkt
betrachtet, ist eine Vergrößerung der Anzahl der Belüftungsrotoren oder der Grube
der Belüftungsrotoren zur Vergrößerung der in den Flüssig-Keitskörper eingemischten
Luftmenge underwünscht.
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Ein weiteres Problem, das sich beim Betrieb eines Belüftungsrotors
stellt. ist dfe Ansammlung von Schaum auf der Oberfläche des Flüssigkeitskörpers;
überwacht man diese nicht, dann kann es passieren, daß sich so viel Schaum ansammelt,
daß dieser nach oben durch den Lattenboden in den Stall eindringt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Belüftungsrotor derart ausgebildet,
daß wäöhrend der Drehung des Rotors eine größere Luftmenge in die Flüssigkeit eingemischt
wird. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Einrichtung vorgesehen, die
Luft über dem Flüssigkeitskörper einschließt und diese Luft unter der Oberfläche
der Flüssigkeit wieder freigibt. Bei einer anderenAusführungsform der Erfindung
ist der Rotor mit einer Einrichtung versehen, die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskörper
nach oben über die Flüssigkeitsoberfläche hebt und diese dann durch die Luft zurück
in den Flüssigkeitskorper schüttet.
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Um die Schaumansammlung möglichst gering zu halten, wird die Belüftungseinrichtung
mit einer Haube versehen, die einen hinter dem Rotor nach unten bis unter die Drehachse
des Rotors ragenden Dflektor aufweist, welcher die bei der Drehung des Rotors aus
dem Flussigkeitskoroper herausgehobene und um den rotor herumgetragene Flüssigkeit
zurück zur Unterseite des Rotors umlenkt.
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Ohne diesen Deflektor würde die um den Rotor herumgetragene und hinter
diesem herunterfalende Flüssigkeit Schaum-ansammlungen hinter dem Rotor vom Rotor
weg treiben, was im Sinne einer möglichst geringen Schaumansammlung underwünscht
ist. Der Deflektor endigt wesentlich über der Flüssigkeitsoberf@@@he, so daß Schaumansammlungen
hinter dem Rotor unter dem Deflektor Hindurch und durch den Rotor hindruchtreten
können. Wenn @@@@ eintritt, ergeben sich @uferst geringe Schaumansammlungen hinter
dem Rotor.
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Kurz zusammengefaßt ist Gegenstand der Erfindung ein Belüftungsrotor,
der in einer Grube montiert ist, welche Flüssigkeit zur Aufnahme von Tieraussoheidungen
enthält. Der Rotor belüftet die Flüssigkeit in der Grube. Der Rotor weist Einrichtungen
zum Einschluß von Luft über der Flüssigkeit und zur Freigabe dieser Lurt unter der
Flüssigkeit auf. Eine andere AusfUhrungsform des Rotors weist Einrichtungen auf,
die Flüssigkeit über die Flüssigkeitsoberfläche heben und sie dann zurück in die
Flüssigkeit schütten. Ein Deflektor lenkt die um den Rotor herumgetragene und hinter
dem Rotor herabfallende Flüssigkeit zur Rotorunterseite, so daß Schaumansammlungen
hinter dem Rotor durch diesen hindurchtreten können, und Schaumansammlungen zu vermeiden.
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Weitere Aufgaben. Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Einzelbeschreibung zweier Ausführungsbeispiele, wobei auf die
beiliegenden schematischen Zeichnungen Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiel@ des in einer Grube montierten
Belüftungsrotors gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Stirnansicht des in Fig. 1 dargestellten
Rotors, wobei diese Figur auch eine Ausführungsform der Erfindungsgemäßen Rotorhaube
zeigt, Fig. 3 eine Teilseitenansicht einer Ausführungsform des Belüftunsrotors gemäß
der Erfindung, Fig.4 eine Stirnansicht - teilweise im Schnitt und teilweise aufgebrochen
- einer Ausführungsform eines Belüftungsrotors, Fig. 5 eine der Fig. 4 entsprechende
Darstellung einer anderen Ausführungsform und Fig. 6 in einer vergrößerten Schnittdarstellung
einen Teil eines Längsträngers und einer Schaufel bei einer Ausführungsform des
Belüftungsrotors.
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Es wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Hier ist
mit 10 allgemein eine Grube bezeichnet, die einen Flüssigkeitskörper 13 zu Aufnahme
tierischer Ausscheidungen enthält. Dig Grube 10 ist in herkUmmlicher Weise unter
dem Lattenboden einer (nicht dargestellten)Stallung für Tiere angeordnet. In der
Grube 10 ist ein allgemein mit 11 bezeichneter Belüftungsrotor montiert, der teilweise
unter. den Flüssigkeitsspiegel 14 des Flüssigkeitskörpers 13 eintaucht und zum Teil
von einer allgemein mit 12 bezeichneten Haube umschlossen ist. Der Rotor 11 mischt
bei seiner Drehung Luft aus dem Raum über dem Flüssigkeitsspiegel 14 in den Flussigkeitskörper
13 ein.
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Der Boden der Grube 10 ist mit 20 und zwei gegenUberllegende Seitenwände
der Grube mit 21 und 22 bezeichnet. Auf der Oberseite der Seitenwände 21, 22 sind
zwei Rahmenlangerträger 23, 24 befestigt, an denen die gegenüberliegenden Seitenteile
25,26 eines Rotormontagerahmens befestigt sind, dessen oberer Rahmenteil mit 27
bezeichnet ist.
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Aus Fig. 3 erkennt man, daß an den Rahmenseitenteilen 25,26 Rotortragriegel
30,31 befestigt sind, die Drehlager 32,33 tragen, in denen eine Rotorwelle 34 drehbar
gelagert ist. Die Mittelachse der Rotorwelle 34 ist mit 37 bezeichnet. Die Rotorwelle
erstreckt sich zwischen zwei Stirn- oder Endplatten 35,36 des Rotors, zwischen denen
sich außerdem mehrere Rotorlängsträger 40 erstrecken.
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Aus den Figuren 2 und 3 erkennt man, daß auf dem durch die Rotorstirnpallte
36 hindurchtretenden Ende der Rotorwelle 34 ein Kettenrad 51 montiert ist, das ton
einer Kette 52 angetrieben wird, welche um ein auf einer Motorwelle 54 montiertes
Ifettenrad 53 läuft; der Motor 55 der Motorwelle 54 ist auf einer auf dem Oberteil
27 des Rotormontagerahmens angeordneten Platte56 montiert.
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Die LEngstr¢ger sind Winlcelprofilc, deren offene Seite in Drehrichtung
des Rotors liegt. Der Rotor dral; sich in den Figuren 4 und im Ullrzeigera$nn.
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Aus Fig. 6 erkennt man, daß. jeder Winkelprofil-Längsträger 40 zwei
Schenkel 41 und 42 aufweist, die sich von einem gemeinsamen Soheitel 43 bis zu ihren
freien Endkanten 44, 45 erstrecken. Die beiden freien Endkanten 44, 45 liegen in
einer Ebene, die die Mittelachse 37 der Rotorwelle 34 nicht schneidet und parallel
zu dieser verläuft. Die freie Endkante 44 liegt näher an der Rotorwelle als die
freie Endkante 45 des anderen Schenkels 42.
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Auf jedem Längsträger 40 sind zahlreiche Schaufeln 50 montiert, die
in Längsrichtung der Längsträger 40 einen Abstand voneinander haben und sich über
die freien Endkanten 44, 45 der Schenkel 41, 42 der Längsträger erstrecken. Die
Schaufeln 50 liegen im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die freien Endkanten
44, 45.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 liegt die freie Endkante 44 in
einer fladialebene, welche in Drehrichtung hinter der Radialebene liegt, in der
die freie Endkante 45 liegt. (eine Radialebene ist eine Ebene durch die Mittelachse
37 der Rotorwelle 34).
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Mit anderen Worten, wenn der Rotor sich in Fig. 4 im Uhrzeigersinn
dreht, liegt die durch die freie Endkante 45 eines Längsträgers 40 verlaufende Radialebene
in Drehrichtung vor der Radialebene, in der die freie Endkante 44 des gleichen Längsträgers
40 liegt.
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Die Folge ist, daß jeder Winkelprofill-Längsträger 40 Flüssigkeit
aus dem Flussigkeitskörper 13 über die Flüssigkeitsoberfläche 14 schöpft und die
Flüssigkeit zurück in den Flüssigkeitskrper schüttelt, wenn sich der Längsträger
während der Drehung des Rotors nach oben aus dem Flussigkeitskörper herausbewegt.
Beispelsweise hebt der in Fig. 4 bei 80 in gestrichelten Linien dargestellte Längsträger
Flüssigkeit über die Oberfläche des Flüssigkeitskörpers 13, und wenn sich der Längsträger
weiter über die bei 80 in Fig. 4 dargestellte Btellung dreht, wird die hochgeschUpfte
Flüssigkeiet zurück in den Flüssigkeitskörper geschüttot. Auf diese Weise wird die
in die Flüssigkeit des Flüsigkeitskörpers 13 eingemischte Luftmenge vergrdßert.
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Auch es Schaufoln 50 typen bei der Drehung den Rotors 1l Flüssig@elt
über die Oberfläche des Flüssigkeitskörpers und
schütten diese hochgeschöfpfte
Flüssigkeit dann in den Flüssigkeitskörper zurück. Die auf dom in Fig. 4 mit 80
bezeichneten LUngstrUger montierten Schaufeln 50 haben Flüssigkeit über die F'lüssigkoitsoberfläche
getragen und diese FlUssigkeit wird dann bei der Drehung der Schaufeln im Uhrzeigersinn
über die in Fig. 4 bei 80-dargestellto Stellung hinaus in den Flüssigkeitskörper
zuruckgeschüttet.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 liegt die freie Endkante 44 der
Längsträger 40 in einer Radialebene, die in Drehrichtung vor der Radialobene durch
die andere freie Endkante 45 liegt. Wenn bei dieser Ausführungsform der Erfindung
der Rotor sich dreht und ein Längsträger in den Flüssigkeitskörper 1) unter dessen
Flüssigkeitsspiegel 14 eingetaucht wird, wird unter dem Längsträger 40 Luft aus
dem Raum über der Flüssigkeit eingeschlossen und dann unter der Flüssigkeitsoberfläche
freigegeben.
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Im einzelnen hat der in Fig. 5 bei 90 dargestellte Längeträger Luft
eingeschlossen und diese Luft wird unter der Oberfläche des Flüssigkeitskörpers
freigegeben, wenn sich der LängstrÄger in Fig. 5 imtjhrzeigersinn über die bei 90
dargestelle Stellung hinaus weiter dreht. Folglich wird während der Drehung des
Rotors Luft in den Flüssigkeitskörper 13 eingemischt.
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Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 4 und 5 erfüllen die Längsträger
40 und die an ihnen befestigten Schaufeln 50 die oben beschriebene Aufgabe, nämlich
die Einmischung von Luft in die Flüssigkeit, wirksamer, als wenn die Schaufeln 50
und die freien Endkanten 44, 45 der Schenkel 41,42 in einer gemeinsamen Radialebene
liegt.
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Aus den Figuren % und 2 erkennt man, daß die Haube 12 einen oberen,
in Fig. 2 allgemein mit 60 bezeichneten und den Belüftungsrotor über dessen Drehachse
im wesentlichen umschließenden TatA aufweist. Der obere Haubenteil 60 weist zwei
Endwände 61 62 und zwei nach augen und unten divergierende Seitenteile 63,64 au£;
an die sich senkrecht nach unten vorlaufende untere Teile 65,66 anschließen. Von
hinteren, unten liegenden Teil 66 der Haube 12 erstreckt sich ein Deflektor 70,
dessen Unterkannte mit 71 bezeichnet ist
Wenn der Belüftungsrotor
11 Luft in den Flüssigkeitskörper 13 mischt, wird an der Oberfläche 14 der Flüssigkeit
Schaum erzeugt.
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Der Deflektor 70 ist vorgesehen, um die Ansammlung von Schaum auf
dor r"lüssigkeitsoberfläche 14 hinter dem Rotor 11 (rechts in Fig. 2) zu vermeiden,
damit durch die ordnungen im Lattenboden des über der Grube 10 angeordneten Stalles
kein Schaum nach oben austritt.
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Bei der Drehung des Rotors wird Flüssigkeit vom Rotor aus dem Flüssigkeitskörper
nach oben über den Flüssigkeitsspiegel und um den Rotor herum geschleppt. Diese
um den Rotor herumgeschleppte Flüssigkeit fällt hinter dem Rotor nach unten in den
Flüssigkettskörper zurück. Eventuell hinter dem Rotor angesammelter Schaum wird
ohne die Schaumbildung verhütende Konstruktionselemcnte von der um den Rotor herumgetragenen
und hinter dem Rotor herunterfallanden Flüssigkeit nach hinten Weggestoßen. Wenn
der Schaum aus dem Raum hinter dem Rotor weggeschoben wird, kann er sich nicht bei
der Drehung des Rotors durch diesen hindurchbeweden Die Bewegung des Schaumes durch
den Rotor ist zur Verhütung von Schaumansammlungen hinter dem Rotor erwünscht.
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Der Deflektor 70 lenkt die um den Rotor herumgeschleppte und hinter
dem Rotor nach unten fallende Flüssigkeit nach innen zum tor. Die Folge ist, daß
diese um den Rotor horumgeschleppte Flüssigkeit Schaumansammlungon hinter dem Rotor
nicht vom Rotor wegdrückt; Der Schaum kann sich vielmehr bei der Drehung des Rotor3
durch diesen hlndurchbewegen. Bei der Bewegung des Schaumes durch din Rotor bewegt
sich der Schaum von der in Fig. 2 rechten Seite des Rotors auf die in Fig. 2 linke
Seite desselben.
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Der Deflektor 70 erstreckt sich bis unter die Mittelachse 37 des Rotors
11 und der senkrechte Abstand der Unterkante 71 des Derlektors bis zur Flüssigkeitsoberfläche
sind beide wichtig. Wenn der Deflektor 70 zu kurz ist, ergibt sich eine Situation,
die derjenigen Situation nahekommt, welche gegeben ist, wenn der Deflektor vollkommen
fehlt. Das heißt, in diesem Falle ist die um den Rotor herumgetragene Flüssigkeit
bestrebt, die Schaumansammlung hinter dem Rotor vom Rotor weg zu treiben. Wann der
Deflektor 70 zu lang ist, (wenn beispielsweise die Unterkannte 71
des
Defelektors 70 an der Flüssi&keitsoberfläche 14 liegt) verhindert er, daß sich
Schaumansammlungen hinter dem Rotor und hin ter dem Doflektor 70 bei der Drehung
des Rotors durch diesen hindurohbewegen. Die in der vorliegenden Erfindung vorgesehene
Ausbildung des Deflektors läßt die hinter dem Rotor und hinter dem Deflektor befindlichen
Schaumansanimlungen während der Drehung des Hotors durch diesen hindurchtreten.
Es wurde oben bereits ausgefüht, daß die Bewegung des Schaumes durch den Rotor wichtig
ist, um übermäßige Schaumansammlungen zu verhüten.
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Bei der optimalen Ausführungsform liegt die Unterkante 71 des Deflektors
70 um eine Distanz senkrecht unter der Mittelachse 37 der Rotorwelle 34, die gleich
dem Radius des Rotors vermindert um das 1,5-fache der maximalen Solleintauchtiefe
des Rotors ist.
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Die maximale 2olleintauchtiefe des Rotors ist normalerweise kleiner
als der halbe Radius des Rotors. Ein typischer Rotor hat beispielsweise einen Durchmesser
von etwa 71 cm und die maximale Eintauchtiefe eines Rotors dieser Größe beträgt
etwa 15 cm. Bei diesem Rotor ordnet man die Unterkante 71 des Deflektors 70 geuiäß
der obigen Formel etwa 12,7 am unter der Rotormittelachse 37 an, wobei dieser Abstand
größer ist als ein Viertel des Rotorradius.
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Da der deflektor 70 die um den Rotor herumgeschleppte Flüssigkeit
nach unten und innen zum unteren Teil des Rotors lenken soll, soll er sich entweder
vom obeien Haubentell 66 zum unteren Teil des Rotors 11 nach unten und innen oder
vom oberen Haubenteil 66 senkrecht abwärts erstrecken. Xeinesfalls soll sich der
De£lektor 70 nach unten und außen vom unteren Teil des Rotors 11 weg erstrecken,
da er dann seine ihm zugeschriebene Funktion nicht erfüllen würde, die darin besteht,
diesem den Rotor herumgeschleppte FlUssigkeit zum unteren Teil des Rotors zu lenken.
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Die obige Einzel beschreibung einiger Ausführungsbeispiele dient selbstverständlich
nur zur rrlSuterung und nicht etwa zur hbgrenzung des Erfindungsgedankens, der im
Rahmen des fachmännischen Könnens abgewandelt werden kann.
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Patentansprüche ~