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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen einer wasserhaltigen Mischung, umfassend wenigstens einen Körper, welcher entlang einer geschlossenen Umlaufbahn bewegt werden kann und sich in der Mischung während eines ersten Teils der Umlaufbahn befindet und sich außerhalb der Mischung während eines zweiten Teils der Umlaufbahn befindet. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Trocknen von Gülle.
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Viele Arbeitsprozesse und landwirtschaftliche Tätigkeiten erzeugen Schlamm oder Düngerabfall (Gülle), welcher abtransportiert und verarbeitet werden muss. Die abzutransportierende Mischung enthält jedoch viel Wasser, so dass, um die Transport- und Verarbeitungskosten signifikant zu verringern, der Wasseranteil der Mischung durch Verdicken dieser Mischung verringert werden wird.
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Während des Verdickens wird ein Großteil (±70%) des in wasserhaltigen Mischungen, wie beispielsweise Dünger, Gülle, Schlamm, Industrieabwässer und dergleichen, vorhandenen Wassers abgetrennt. Dies führt zu einem Anstieg des Festkörperanteils und einer wesentlichen Verringerung des Volumens der Mischung.
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Viele Verfahren zum Verdicken wasserhaltiger Mischungen sind bereits bekannt. Daher sind Schwerkraftverdickungsverfahren bekannt, in welchen das Wasser mittels Schwerkraft abgetrennt wird. Ein anderes bekanntes Verfahren ist die Schwebeverdickung. Der Schwebeverdicker umfasst einen Tank in welchen kleine Luftblasen hinein geblasen werden, um dadurch eine Trennung zwischen den Festkörpern und dem vorhandenen Wasser zu erreichen.
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Ein drittes Verfahren ist mechanisches Verdicken, bei welchem das Wasser mittels mechanischer Kräfte getrennt wird, wobei als ein Ergebnis davon höhere Festkörperanteile im Vergleich zu den vorangehend genannten Verfahren erzielt werden können. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere derartige mechanische Verdicker.
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Eine Anzahl von (Trocknungs-)Vorrichtungen ist zum mechanischen Verdicken wasserhaltiger Mischungen bekannt. Daher ist ein Endlosband-Sieb oder ein Verdickungstisch, bei welchen die zu verdickende Mischung auf ein endloses bewegliches Band gegossen wird, bekannt. Durch den Siebevorgang des Bandes kann die Mischung gewissermaßen abfließen.
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Mit einem anderen mechanischen Verdickungsverfahren wird die zu verdickende Mischung in einen Behälter gegossen. Dieser Behälter ist mit einer Anzahl von perforierten, nebeneinander angeordneten und sich teilweise in die Mischung erstreckenden Förderbändern bereitgestellt. Ein Verdicken wird durch Wegfördern der Mischung von der Mischung mittels der Förderbänder und anschließendes Trocknen der Mischung durch Hindurchleiten einer Luftströmung durch die Perforationen erzielt. Dieser Verdickungsvorgang weist jedoch den Nachteil auf, dass die Förderbänder einer starken Abnutzung unterworfen sind. Zusätzlich können die verschiedenen Komponenten (zum Beispiel Achsen, Kugellager) der Vorrichtung durch die zu verdickende Mischung beschädigt oder verschmutzt werden, was dazu führt, dass diese Komponenten blockieren und regelmäßig ausgetauscht werden müssen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine alternative Vorrichtung zum Trocknen und somit zum Verdicken wasserhaltiger Mischungen bereitzustellen.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Bereitstellen einer Vorrichtung zum Trocknen einer wasserhaltigen Mischung, umfassend wenigstens einen Körper, welcher entlang einer geschlossenen Umlaufbahn bewegt werden kann und sich in der Mischung während eines ersten Teils der Umlaufbahn befindet und sich außerhalb der Mischung während eines zweiten Teils der Umlaufbahn befindet, wobei der Körper eine Anzahl von plattenförmigen Mitnahmeelementen umfasst, welche derart ausgebildet sind, dass sie einen Teil der Mischung mitnehmen. Diese Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass in Verwendung lediglich die plattenförmigen Mitnahmeelemente mit der wasserhaltigen Mischung in Kontakt treten, was dazu führt, dass eine Ausfallzeit als ein Ergebnis beschädigter oder verschmutzter Komponenten auf ein Minimum verringert werden kann. Diese Erfindung bietet ferner den Vorteil, dass eine große Anzahl von plattenförmigen Mitnahmeelementen in der Vorrichtung bereitgestellt werden kann, was dazu führt, dass einerseits eine große Menge der zu trocknenden Mischung mitgenommen werden kann und andererseits, dass eine große Trocknungsfläche in dem zweiten Teil der Umlaufbahn erzeugt wird. Auf diese Weise können Mischungen viel schneller getrocknet (verdickt) werden.
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Um einen verbesserten Trocknungseffekt zu erzielen, umfasst die Vorrichtung in einer bevorzugten Ausführungsform Belüftungsmittel zum Erzeugen einer zur Vorrichtung gerichteten Luftströmung, um die mitgenommene Mischung während des zweiten Teils ihrer Umlaufbahn zu trocknen. Vorzugsweise ist die erzeugte Luftströmung erhitzt. Vorzugsweise beträgt die Temperatur der erzeugten Luftströmung zwischen 20 und 130°C.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung erstrecken sich die plattenförmigen Mitnahmeelemente näherungsweise entlang der Gesamtlänge der Vorrichtung.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Körper ein Rotor, welcher um eine zentrale Achse drehbar ist. Die plattenförmigen Mitnahmeelemente erstrecken sich insbesondere im Wesentlichen entlang der zentralen Drehachse.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Körper zwei Seitenwände, wobei jedes plattenförmige Mitnahmeelement mit beiden Seitenwänden verbunden ist.
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Die Mitnahmeelemente sind vorzugsweise unbeweglich zwischen beiden Seitenwänden angeordnet.
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In einer spezielleren Ausführungsform der Erfindung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die plattenförmigen Mitnahmeelemente in einer fächerförmigen Weise und in einer gekrümmten Art in Drehrichtung des Körpers an diesem Körper angeordnet. Eine derartige Anordnung bietet den Vorteil, dass, wenn die Mitnahmeelemente in Kontakt mit der während der Drehung zu trocknenden Mischung treten, sie diese Mischung gewissermaßen aufschaufeln.
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In einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist der Körper in einem Gehäuse bereitgestellt, wobei das Gehäuse einen Einlass und einen Auslass für die durch die Belüftungsmittel erzeugte Luftströmung umfasst. Auf diese Weise wird die erzeugte Luftströmung entlang der Mitnahmeelemente gewissermaßen gezwungen, welche in dem zweiten Teil ihrer Umlaufbahn angeordnet sind, um auf diese Weise einen optimalen Trocknungseffekt zu erzielen.
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Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus Antriebsmittel für den Körper, insbesondere für den Rotor. Die Antriebsmittel bestehen vorzugsweise aus Asynchronmotoren.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Speicherbehälter für die wasserhaltige Mischung.
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Um die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung weiter darzustellen und zusätzliche Vorteile und Besonderheiten aufzuzeigen, wird nun eine detailliertere Beschreibung der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gegeben werden. Es wird offensichtlich werden, dass nichts in der nachfolgenden Beschreibung als eine Beschränkung des Schutzes für diese in den Ansprüchen beanspruchte Erfindung interpretiert werden kann.
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In der vorliegenden Beschreibung werden Bezugszeichen zur Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verwendet, wobei:
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1 eine Perspektivansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine Frontalansicht der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
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3 ein Querschnitt der Vorrichtung bei Betrachtung entlang A ist.
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Die Vorrichtung (1) gemäß der vorliegenden Erfindung und wie in den beigefügten Figuren dargestellt, ist eine Trocknungsvorrichtung für wasserhaltige Mischungen. Diese Vorrichtung (1) kann insbesondere zum Trocknen (Verdicken) von Düngern, Gülle, Schlamm, Industrieabwässern und dergleichen verwendet werden.
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Die zu trocknende Mischung wird in einen Speicherbehälter (7) gegossen, was sowohl kontinuierlich als auch chargenweise durchgeführt werden kann. Um nun die Mischung zu trocknen, umfasst die Vorrichtung (1) einen Körper (2), welcher entlang einer geschlossenen Umlaufbahn bewegt werden kann und welcher sich in der Mischung während eines ersten Teils der Umlaufbahn befindet und sich außerhalb der Mischung während eines zweiten Teils der Umlaufbahn befindet. Es ist offensichtlich, dass es auch möglich ist, die Wirkung der Erfindung durch Bereitstellen zweier oder mehrerer derartiger Körper (2) nebeneinander zu erzielen.
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Der bewegliche Körper (2) ist insbesondere ein Rotor, welcher um eine zentrale Achse (8) drehbar ist und welcher eine Anzahl von fest angeordneten plattenförmigen Mitnahmeelementen (3) umfasst, welche ausgebildet sind, um die zu trocknende Mischung von dem ersten Teil zu dem zweiten Teil mitzunehmen.
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Die plattenförmigen Mitnahmeelemente (3) erstrecken sich näherungsweise entlang der Gesamtlänge der Vorrichtung (1) in einer Richtung entlang der Drehachse. Da die Mitnahmeelemente (3) eine bestimmte Breite (vorzugsweise variabel zwischen 0,5 und 2 m) aufweisen, werden sie sich auch teilweise (siehe 3) in Richtung der zentralen Achse (8) erstrecken.
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Wenn der bewegliche Körper (2) gedreht wird, werden die plattenförmigen Mitnahmeelemente (3) eines nach dem andern und wenigstens teilweise (erster Teil) in die in dem Speicherbehälter (7) bereitgestellte Mischung eingetaucht. Vorzugsweise werden die Mitnahmeelemente (3) vollständig in die in dem Speicherbehälter (7) bereitgestellte Mischung eingetaucht. Als ein Ergebnis des Eintauchens, wird ein Teil der Mischung an den Elementen (3) anhaften und wird zu dem zweiten Teil mitgetragen werden, wo die mitgenommene Mischung trocknen kann.
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Die Vorrichtung (1) ist ferner mit Belüftungsmitteln (nicht gezeigt) zum Erzeugen einer zu der Vorrichtung (1) gerichteten Luftströmung (L) bereitgestellt, um die durch die Mitnahmeelemente (3) während des zweiten Teils ihrer Umlaufbahn mitgetragene Mischung zu trocknen. Diese Luftströmung ist vorzugsweise eine Heiße-Luft-Strömung und kann beispielsweise von einer elektrischen Vorrichtung, Abgasen von einem Schornstein, Luft von einem Stall usw. ausgehen. Damit die Luftströmung über die Fläche der Mitnahmeelemente vorbei strömt, ist der Rotor in einem Gehäuse (5) (siehe 1) bereitgestellt, wobei das Gehäuse (5) einen Einlass und einen Auslass für die durch die Belüftungsmittel erzeugte Luftströmung (L) umfasst.
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Der Rotor ist derart angeordnet, dass nur die plattenförmigen Mitnahmeelemente (3) mit der Mischung in Kontakt treten. Als ein Ergebnis davon kann eine Ausfallzeit als Folge beschädigter oder verschmutzter Komponenten auf ein Minimum verringert werden.
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Der Rotor umfasst insbesondere zwei einander entgegengesetzt angeordnete kreisförmige Seitenwände (4). Wie aus den 1 und 2 ersichtlich, ist ein Ende der plattenförmigen Mitnahmeelemente (3) mit der einen Seitenwand (4) verbunden und das andere Ende ist mit der anderen Seitenwand (2) verbunden. Die Mitnahmeelemente (3) sind in einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet und sind, wie aus 3 ersichtlich, an diesem Rotor fächerförmig in Richtung (der Drehung) (R) des Rotors angeordnet.
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Die plattenförmigen Mitnahmeelemente (3) können flach, abgelenkt oder profiliert ausgebildet sein. Sie sind vorzugsweise aus rostfreiem Edelstahl hergestellt. Die Mitnahmeelemente (3) können sowohl eine glatte als auch eine perforierte Oberfläche aufweisen. Die Oberfläche kann ebenso mit Vorsprüngen mittels beispielsweise Sandstrahlen bereitgestellt sein.
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Die Vorrichtung (1) gemäß der Erfindung kann mit einer großen Anzahl von plattenförmigen Mitnahmeelementen (3) bereitgestellt sein, was dazu führt, dass einerseits eine große Menge zu trocknender Mischung mitgenommen werden kann und andererseits, dass eine viel größere Trocknungsfläche in dem zweiten Teil der Umlaufbahn verglichen mit bekannten Verdickern erzeugt wird, was aus dem folgenden Beispiel klar wird.
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Im Allgemeinen umfasst jeder Rotor 40 plattenförmige Mitnahmeelemente (3), welche sich gewissermaßen entlang einer geschlossenen Umlaufbahn bewegen, da sie einen Teil des beweglichen Körpers (2) bilden, wobei sich jedes Mitnahmeelement (3) in der Mischung während eines ersten Teils seiner Umlaufbahn befindet und sich außerhalb der Mischung während eines zweiten Teils seiner Umlaufbahn befindet. Die Anordnung des Rotors und die Abmessungen (insbesondere die Breite) der unterschiedlichen Mitnahmeelemente (3) sind derart, dass es dort immer 8 Mitnahmeelemente (3) gibt, welche in der wasserhaltigen Mischung eingetaucht sind. Daher gibt es 32 Mitnahmeelemente (3), welche in dem zweiten Teil ihrer Umlaufbahn angeordnet sind.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist ein Mitnahmeelement (3) die folgenden Abmessungen auf: Länge: 3 m; Breite: 0,75 m; Dicke: 1,5 mm. Daher weist eine Seite eines Mitnahmeelements einen Flächeninhalt von 2,25 m2 auf.
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Da 32 Elemente (3) in dem zweiten Teil ihrer Umlaufbahn angeordnet sind, wird die gesamte Trocknungsfläche der Vorrichtung durch diese 32 Platten gebildet. Die gesamte Trocknungsfläche beträgt daher: 2,25 m2 × 32 × 2 (jedes Mitnahmeelement weist zwei Seiten auf, welche befeuchtet sein können) = 144 m2.
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Die vorangehenden Abmessungen dienen lediglich der Veranschaulichung. Es ist offensichtlich, dass die Abmessungen der Mitnahmeelemente größer oder kleiner sein können, oder dass die Anzahl der Mitnahmeelemente (3) der Vorrichtung größer (zum Beispiel 60 oder 80) oder kleiner (zum Beispiel 25 oder 35) sein kann.
