DE202004012236U1

DE202004012236U1 - Rührwerk insbesondere für Biogasfermenter

Info

Publication number: DE202004012236U1
Application number: DE202004012236U
Authority: DE
Original assignee: Salomon, Eugen, Dipl.-Ing. (FH)
Current assignee: STREISAL GMBH, DE
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2014-08-03

Abstract

Rührwerk insbesondere für Biogasfermenter zum Durchmischen von unterschiedlichsten Flüssigkeiten bzw.. Flüssigkeiten mit Feststoffen, bestehend aus einer motorisch angetriebenen, rotierenden Rührwelle mit einem oder mehreren form- oder kraftschlüssig verbundenen Mischelementen, die einerseits außerhalb des Behälters und andererseits innerhalb des Behälters unter dem betriebsbedingten Flüssigkeitsspiegel gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Rührwelle drehbar verbundenes Lagergehäuse mit der komplett montierten und gegenüber der Flüssigkeit abgedichteten Lagerung im Inneren des Behälters in die Aufnahme einer mit dem Behälterfundament verbundenen Lagerkonsole eingeführt ist und somit bei einer Demontage der Welle die komplette Lagerung ebenfalls mit herausgezogen wird.

Description

Rührwerke mit Bodenlager, insbesondere für Biogasfermenter, aber auch für andere Mischbehälter sind bekannt. In Biogasfermentern werden beispielsweise Güllen mit nachwachsenden Rohstoffen vermischt.
Bei Reparaturarbeiten oder im Servicefall, wenn z. B. das untere Bodenlager auszuwechseln ist, muss bei bekannten Konstruktionen nicht nur der Deckel geöffnet oder bei Ausführung mit Foliendach dieses zurückgeschlagen werden, sondern auch der Inhalt abgepumpt und der Behälter vor dem notwendigen Einsteigen gesäubert werden- dies unter Berücksichtigung aller Sicherheitsvorschriften.
Nach dem Wiederanfahren bis zur erneuten Wirksamwerdung der Biologie vergehen so viele Tage, in denen die Gasproduktion ruht und somit erhebliche Vermögensschäden entstehen können.
Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung die Rührwelle mit der drehbar verbundenen und abgedichteten Lagereinheit im Sevice- oder Reparaturfall bei befülltem Behälter ohne Sichtkontakt unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mittels eines Suchhakens angehängt, aus der Bodenlagerkonsole gezogen und kann so herausgehoben werden.
Die erfindungsgemäße Einführtasche an der Bodenlagerkonsole dient als Auflage der Welle beim Herausziehen bzw.. beim Einführen.
Genauso einfach geht die Montage der Rührwelle mit der Lagereinheit in umgekehrter Reihenfolge vonstatten. Das Hebezeug wird oberhalb des Flüssigkeitssiegels angeschlagen und nach der Auflage auf der Fangtasche unterhalb des Flüssigkeitsspiegels wieder ausgeklinkt.
Damit nun beim Ausbau mit dem Suchhaken die Welle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ohne Aufwand gefunden wird, ist bei der erfindungsgemäßen Ausführung bei Betondecken über dem Lager eine gasdicht verschließbare Öffnung vorgesehen, durch die der Suchhaken oder der Suchring abgelassen und mehr oder weniger genau auf die Rührwelle bzw.. den Aushebebügel trifft.
Bei Fermentern mit Gashauben und Holzunterkonstruktion wird an letzterer in einer erfindungsgemäßen Ausführung eine Zentriermöglichkeit in Form z. B. einer Gabel vorgesehen, an der vertikal nach unten der Suchhaken oder der Suchring zum Auftreffen auf die Welle oder den Fangbügel abgelassen werden kann.
Bei Fermenter ohne Holzunterkonstruktion wird erfindungsgemäß mit entsprechendem Abstand zur Wand ebenfalls ein Ring, eine Gabel oder auch nur eine Markierung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels über dem Lager befestigt.
Die kurze Montage- und Demontagezeit bringt bei der erfindungsgemäßen Ausführung bedeutende Einsparungen für den Betreiber und stellt somit einen wesentlichen Fortschritt in der Anwendung von Rührwerken mit Bodenlager unterhalb des Flüssigkeitsspiegels gegenüber dem Stand der Technik dar, da im Service- bzw.. Reparaturfall nach minimaler Unterbrechung die Gasproduktion wieder weiterläuft.
Rührwerke mit Lagerung, deren Schmierung und Überwachung über den Füllstand einer Ölfüllung erfolgt, sind bekannt. Dabei wird die Rührwelle durch ein feststehendes Tragrohr geführt und am propellerseitigen Ende gelagert und abgedichtet. Das die Rührwelle umgebende Tragrohr und das Lagergehäuse stehen dabei still.
Das Lagergehäuse und das Tragrohr sind mit Öl befüllt, Schauglas bzw.. Ölmessstab stehen dabei ebenfalls still. Demgegenüber wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung die drehende und die Mischelemente tragende Rührwelle in einer in der Bodenlagerkonsole steckbar montierten und mit diesem drehbar verbundenen aber stillstehenden und gegenüber der umgebenden Flüssigkeit abgedichteten Lagergehäuse gelagert. Die Füllstandsanzeige in der Form eines Ölmessstabes oder Schauglases rotiert mit. Zur Kontrolle wird das Rührwerk stillgesetzt.
Die Anwendung einer Ölfüllung von der unteren Lagerung bis oberhalb des Flüssigkeitsspiegels ist schon deshalb nicht naheliegend, weil die Verbindung des Ölraums von der rotierenden Rührwelle zur stehenden Lagerung innerhalb der Lagerelemente zum Beispiel durch eine Langlochbohrung am unteren Wellenzapfen der Rührwelle erfolgt.
Für besonders energiesparsamen Einsatz sind Großflügelrührwerke mit Mischerdurchmesser mit etwa 2 m und mehr in verschiedenen Variationen im Einsatz. Ebenfalls sind Scherbolzenkupplungen beispielsweise bei gelenkwellenangetriebenen landwirtschaftlichen Maschinen ebenfalls in unterschiedlichen Variationen bekannt. Bei letzteren geht es darum, die Antriebsmaschine vor Überlastung bzw.. die Arbeitsmaschine vor Bruch zu schützen. Bei der Möglichkeit einer Schwimmdeckenbildung im Fermenter die je nach Inhaltsstoffen des Mischgutes in Teilbereichen total verfilzt und fest werden kann, besteht die Möglichkeit des schlagartigen Einziehens in den Mischerbereich. Damit zusammenhängend entstehen Beastungen, die die zulässige Materialbelastung der Antriebskette bis zum Mischelement um ein mehrfaches überschreiten und damit zu Havarien führen können, die, da im Flüssigkeitsbereich bzw. im Gasbereich liegend, nur aufwändig wieder instandgesetzt werden können.
Zur Demontage muss der gasdicht verschlossene Behälter geöffnet, bei Rührwerken die über die zuvor beschriebene Einrichtung nicht verfügen, das Gas abgelassen und der Füllstand des Mischgutes meist abgesenkt oder der Behälter ganz entleert und gesäubert werden.
Bei der erfindungsgemäßen Scherbolzenkupplung ist demgegenüber dadurch gesorgt, dass bei einem vorher festgelegten Drehmoment, das deutlich über einem mehrfachen des Nenndrehmomentes aber noch unter dem festigkeitsbedingten höchstzulässigen Drehmoment liegt, Bolzen einer außerhalb des gasdicht abgeschlossenen Behälters montierten Kupplung abscheren, deren Austausch nur einen vernachlässigbaren Aufwand verlangen.
Bei den eingangs erwähnten bekannten Scherkupplungen geht es darum, die Antriebsmaschine vor Überlastung und die Arbeitsmaschine vor Bruch zu schützen. Beim erfindungsgemäßen Einsatz einer Scherbolzenkupplung der beschriebenen Art für Rührwerke in Biogasfermentern geht es um die Verhinderung der erwähnten Aufwendungen und den kostenaufwändigen Ausfall der Gasproduktion.
Der Einsatz von Scherbolzenkupplungen ist zudem schon deshalb nicht naheliegend, weil eine Anwendung der in diesem Bereich immer exgeschützten Zone nur bei spezieller Ausführung der Scherbolzenkupplung aus nichtfunkenden Materialien möglich ist.
In den nachstehenden Zeichnungen sind beispielhafte Ausführungen dargestellt.
1 zeigt eine grundsätzliche Anordnung des beschriebenen Rührwerkes vorzugsweise für Biogasfermenter.
Die motorisch angetriebene Rührwelle (1) mit den kraft und/oder formschlüssig verbundenen Mischelementen (02) ist unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in der mit dem Betonfundament verbundenen Lagerkonsole (06) gelagert. Der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnete Antrieb ist auf einer Abstützung (03) befestigt.
Angetrieben wird die Rührwelle über beispielsweise die erfindungsgemäße Scherbolzenkupplung (04) durch einen Getriebemotor (05).
Als mögliche Behälterausführung ist eine Betonwandung (08) mit einem aufgesetzten Foliendach (07) dargestellt.
2 zeigt in vergrößertem Maßstab eine systematische Darstellung der Bodenlagerkonsole des Rührwerks mit einem erfindungsgemäßen Aushebebügel.
Die Rührwelle (01) ist über einen abgedichteten Lagerzapfen (11) im Lagergehäuse (10) gelagert. Dieses mit der Rührwelle drehbar verbundene Lager ist in eine Aufnahme auf die Behältersohle verdübelte Lagerkonsole (06) gesteckt Mit dem Lagergehäuse verbunden ist der Aushebebügel (09) mit dem im Hauptströmungsrichtung angeformten gegen die Strömungsrichtung offenen Bügel (09).
3 zeigt jetzt eine schematische Zeichnung des Rührwerkes, eingebaut in einen Behälter mit Gashaube (07) Eine beispielsweise Holzverbrettung liegt auf einzelnen kuchenförmig aufgeteilten Sparren (14). Eine Öffnung (13) in dieser Verbretterung dient als Zielring zum Einführen eines Seiles (12) mit einem am unteren Ende angebrachten Suchhaken oder Suchring.
Nach dem Anhängen des Rührwerkes im Auflagebügel (09) wird die Verbretterung von den Sparren genommen, und das Rührwerk wird zuerst aus der unteren Lagerkonsole (06) in Achsrichtung schräg nach oben herausgezogen.
4 zeigt das erfindungsgemäße Rührwerk, eingebaut in einen Behälter mit Betondecke, wobei die Pos. 06 wiederum die auf der Behältersohle verdübelte Bodenlagerkonsole, die Pos. 09 den Aushebebügel, die Pos. 12 das Drahtseil mit dem am unteren Ende angebrachten Suchhaken oder Suchring darstellt. Die Öffnung (13) ist oberhalb der Lagerkonsole bzw. des Aufhebebügels angebracht.
Die Öffnung (17) in der Betondecke zur Wellendurchführung ist erfindungsgemäß so groß ausgeführt, dass das Rührwerk nach Demontage der Abdeckung komplett herausgehoben werden kann
Es muss lediglich die gasdichte Wellendurchführung durch die Abdeckung zuvor entfernt und die Welle vom Antrieb getrennt werden.
Alle in den Ansprüchen, der Beschreibung und in den Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination zueinander erfindungswesentlich sein.

Claims

Rührwerk insbesondere für Biogasfermenter zum Durchmischen von unterschiedlichsten Flüssigkeiten bzw.. Flüssigkeiten mit Feststoffen, bestehend aus einer motorisch angetriebenen, rotierenden Rührwelle mit einem oder mehreren form- oder kraftschlüssig verbundenen Mischelementen, die einerseits außerhalb des Behälters und andererseits innerhalb des Behälters unter dem betriebsbedingten Flüssigkeitsspiegel gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit der Rührwelle drehbar verbundenes Lagergehäuse mit der komplett montierten und gegenüber der Flüssigkeit abgedichteten Lagerung im Inneren des Behälters in die Aufnahme einer mit dem Behälterfundament verbundenen Lagerkonsole eingeführt ist und somit bei einer Demontage der Welle die komplette Lagerung ebenfalls mit herausgezogen wird.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der mit der Behältersohle verbundenen Lagerkonsole mit der Aufnahme für die Lagerung eine Auflage- und Einführtasche angebracht ist, die die oberhalb des Flüssigkeitsspiegels nur grob ausgerichtete Rührwelle mit der fest verbundenen Lagerung nach dem Absenken in das Mischgut auffängt und eine Zentrierung in der Aufnahme der Lagerkonsole und somit eine Montage der Rührwelle bei befülltem Behälter ermöglicht.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem mit der Welle drehbar verbundenen Lagergehäuse ein Aushebebügel angebracht ist, der die Aufnahme der Welle bei befülltem Behälter z. B. mittels eines Suchhakens ermöglicht und gleichzeitig eine erhebliche Erleichterung beim Einführen der Rührwelle darstellt.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aushebebügel so gestaltet ist, dass strömungsbedingt in Achsrichtung nach unten gedrückte langfaserige Stoffteile im Mischgut über den quer zur Hauptströmungsrichtung schlank angeformten und im weiteren Verlauf vorzugsweise gegen die Hauptströmungsrichtung offenen Bügel gedrückt und somit z. B. ein zusätzlicher Widerstand eines durch langfaserige Stoffteile zugewachsenen Bügels verhindert wird und das Herausheben mittels eines geschlossenen Suchringes erfolgen kann, der ein versehentliches Einhängen an nicht zum Herausheben geeigneten und vorgesehenen Vor- und Rücksprüngen der Konstruktion, wie es beispielsweise bei der Anwendung eines offenen Suchhakens möglich wäre, vermeidet.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für Behälter mit Massivdecke, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Bereich der unteren Lagerung eine während des Betriebes gasdicht verschließbare Öffnung in der Massivdecke angebracht ist, die es ermöglicht, mit einem Suchhaken die Rührwelle oder das mit der Rührwelle drehbar verbundene Bodenlager unterhalb des Wasserspiegels ohne Sichtkontakt anzuhängen und beim Herausziehen der Rührwelle aus der Lagerkonsole ein Herabfallen auf den Behälterboden verhindert sowie beim weiteren Herausheben durch Nachgeben des Seils mit dem Suchhaken das untere Auflager der Rührwelle bei der Demontage bildet.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche für Behälter mit Foliendach, dadurch gekennzeichnet, dass über dem Bereich der unteren Lagerung in der Foliendach-Unterkonstniktion oder mit Abstandshalter zur Wand ein Ring oder auch nur eine Markierung angebracht ist, die es ermöglicht, mit einem Suchhaken oder dergleichen die Rührwelle oder das mit der Rührwelle drehbar verbundene Bodenlager unterhalb des Wasserspiegels ohne Sicht anzuhängen und beim Herausziehen der Rührwelle aus der Lagerkonsole ein Herabfallen der Rührwelle auf den Behälterboden verhindert sowie beim weiteren Herausheben durch Nachgeben des Seils mit dem Suchhaken das untere Auflager der Rührwelle bei der Demontage bildet.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter für Behälter mit Betondecke nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Betriebsfall abgedichtete Öffnung in der Betondecke zur Rührwerksdurchführung so groß gewählt ist, dass das Rührwerk mitsamt den Mischelementen ohne Änderung bzw.. Demontage der Mischelemente durch diese Öffnung herausgezogen werden kann.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die behälterinnere und mit der Rührwelle drehbar verbundene Lagerung als über eine mit Gleitringdichtung abgedichtete Wälz – oder Gleitlagerung ausgeführt ist, deren Schmierung und Überwachung über den Füllstand einer Ölfüllung erfolgt, die über ein Rohr oder einen Schlauch als Ölleitung in der drehenden Rührwelle nach oben geführt und außerhalb des Behälters bei Stillstand über eine Kontrolleinrichtung wie z. B. einen Ölmessstab oder ein Schauglas überwacht werden kann.
Rührwerk, insbesondere für Biogasfermenter mit Bodenlager im Behälter unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der das Lager aufnehmenden Konsole so gewählt ist, das der Neigungswinkel der Rührwelle gegen die Horizontale 30° nicht überschreitet.
Rührwerk nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Antrieb und Rührwelle eine Scherbolzenkupplung vorgesehen ist, die bei einem festigkeitsbegrenzten Mehrfachen des Nenndrehmoments den Antrieb von der Rührwelle trennt.
Rührwerk insbesondere für Biogasfermenter gemäß dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherbolzen aus einem nicht funkenden Werkstoff ausgeführt sind , die einen Einsatz dieser Kupplung auch im explosionsgeschützten Bereich ermöglichen.