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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Rüben oder dergleichen Knollengemüsearten als Biomasseaufgabematerial für einen Fermenter, wobei die Rüben vor der Aufgabe in den Fermenter in einer Reinigungsstufe einem Reinigungsprozess unterzogen werden.
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Vorrichtungen zur Aufbereitung und Förderung von Biomassematerialien dienen zur Zuförderung von Biomassematerialien in einen Fermenter und weisen vielfach eine Reinigungsstufe auf, um die Rüben von anhaftenden Erden und insbesondere auch von Steinen vor Zuführung in den Fermenter zu reinigen. Steine stellen in diesem Zusammenhang ein großes Problem dar, da diese bei Überführung in einen Fermenter durch aufwändige Reinigungsarbeiten wieder aus dem Fermenter aussortiert werden müssen. Je ähnlicher ein Stein von seiner Größe und seinem Gewicht her einer Rübe ist, umso unwahrscheinlicher ist es, dass ein solcher Stein bei der Ernte oder einer ersten nachfolgenden Aufbereitung des Ernteguts von den Rüben aussortiert werden konnte. Aufgrund der Größe solcher Steine können in nachgeordneten Verarbeitungsmaschinen allerdings erhebliche Schäden und Betriebsstörungen entstehen. Deshalb besteht ein großes Interesse daran, im Erntegut befindliche Steine möglichst vollständig aus der Gutcharge auszusortieren.
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Um Rüben von Steinen zu reinigen, ist es bislang bekannt, diese in der Reinigungsstufe mit Wasser zu reinigen, was jedoch aufwändige Waschbecken an der Vorrichtung erfordert mit entsprechenden Spritz- und Umwälzeinrichtungen. Wasseranschlüsse zur Zuführung des Wassers sind bei mobil einzusetzenden Vorrichtungen zudem nicht immer lagegerecht zur Verfügung zu stellen. Insgesamt bauen derartige Vorrichtungen außerordentlich aufwändig und sind nur kostenintensiv zu betreiben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Rüben oder ähnlichen in einem Fermenter einsetzbaren Knollengemüsearten zur Verfügung zu stellen, bei der die Reinigung der Rüben und die Aussortierung von Steinen mit einem weit verminderten Bauaufwand und mit verminderten Reinigungsaufwand und Reinigungskosten durchzuführen ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch aus, dass die Reinigungsstufe zur Trennung der Rüben von Steinen mit zumindest einem in eine Umlaufbewegung versetzbaren, mit einer Vielzahl von in Umlaufbewegungsrichtung und quer zur Umlaufbewegungsrichtung angeordneten, im Aufnahmebereich der Rüben im Wesentlichen aufrecht und nach oben ragend ausgerichteten Aufspießelementen versehenen Aufbereitungskörper versehen ist, dem die Rüben über einen Zuführförderer von oben im freien Fall zugeführt werden und dem Aufbereitungskörper ein Abstreifer für aufgespießte Rüben zugeordnet ist.
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Damit ist eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, bei der auf den Einsatz von Reinigungsflüssigkeiten gänzlich verzichtet werden kann. Der mit den Aufspießelementen wie Nägeln, Stiften und dergleichen versehene Aufbereitungskörper ist ein einfach bauendes Bauteil, das mit einer nur geringen Geschwindigkeit und damit mit einem nur geringen Energieaufwand anzutreiben ist. Die Rüben und dergleichen Biomasseaufgabematerial, das sich aufspießen lässt, sind von oben, d. h. unter Einfluss von Schwerkraft dem Aufbereitungskörper zuzuführen. Die Rüben treffen dann auf die nach oben hin, d. h. auf die zuzuführenden Rüben hin ausgerichteten Aufspießelemente, werden dort aufgespießt und weiter in Umlaufbewegungsrichtung mitgenommen. In dem herangeführten Gutstrom befindliche Steine können nicht aufgespießt werden und fallen daher an den Aufspießelementen vorbei und können auf den zweiten Abförderer für Steine gelangen. Gleiches gilt auch noch für etwaig anhaftende Verunreinigungen. Dazu können auch zwischen den Aufspießelementen Durchtrittsräume vorhanden sein, um die nicht aufspießbaren Steine und sonstigen Verunreinigungen durch den Aufbereitungskörper hindurchtreten zu lassen, beispielsweise auf einen zweiten oder einen sonstigen Abförderer.
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Der Aufbereitungskörper kann als umlaufendes, beispielsweise über zwei Umlenkkörper umgelenktes Aufbereitungsband ausgebildet sein. Besonders bevorzugt wird aber, wenn der Aufbereitungskörper als eine um eine Drehachse rotierende Aufbereitungswalze ausgebildet ist, auf deren Umfang die einzelnen Aufspießelemente angeordnet sind. Diese weisen zueinander einen relativ geringen Abstand auf, so dass sichergestellt ist, dass, wie auch immer die Rübe von oben auf den Aufbereitungskörper trifft und auch welche Größe die einzelne Rübe hat, diese sicher von den Aufspießelementen erfasst und weiter transportiert werden kann. Im Verlaufe der Weiterbewegung trifft die Rübe auf einen Abstreifer und wird durch diesen von den Aufspießelementen gelöst und kann dem ersten Abförderer für Rüben zugeführt werden.
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Der Zuführförderer kann einen Höhenabstand zum Aufbereitungskörper, insbesondere zu den Enden der aufrecht zu ihm während ihres Umlaufes ragenden Aufspießelemente, aufweisen. Je größer die dem Höhenabstand entsprechende Fallhöhe der Rüben ist, umso größer ist die Aufprallgeschwindigkeit, mit der die Rüben auf die Aufspießelemente auftreffen. Je größer die Aufprallgeschwindigkeit der Rüben ist, umso tiefer dringen die Enden der Aufspießelemente beim Aufprall der Rübe auf die Außspießelemente in den Rübenkörper ein, und umso fester wird die Rübe von den Aufspießelementen gehalten. Bei einer zu groß gewählten Fallhöhe können die Rüben aber auch aufplatzen, so dass ein fester Halt der Rüben auf den Aufspießelementen nicht mehr gewährleistet ist. Der Höhenabstand des Zuführförderers zu den Aufspießelementen sollte so gewählt sein, dass die vom Zuführförderer abgeförderten Rüben so fest auf den Aufspießelementen aufsitzen, dass sie vom Aufbereitungskörper mitgenommen werden, bis sie in den Förderbereich des ersten Abförderers und/oder des Abstreifers gelangen. Da die zu reinigenden Rüben unterschiedliche Größen, Reife- und Verschmutzungsgrade sowie eine unterschiedliche Größenvarianz aufweisen können, ist es vorteilhaft, die Fallhöhe während des Betriebs der Vorrichtung wahlweise einstellen zu können.
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Zwischen dem Zuführpunkt, an dem die vom Zuführförderer zugeförderten Rüben auf den Aufbereitungskörper treffen, und dem Abstreifer befindet sich eine Förderstrecke, über die der Aufbereitungskörper die auf den Aufspießelementen sitzenden Rüben durch eine Umlaufbewegung befördert. Diese Förderstrecke bildet einen Trennbereich aus, in dem die vom Aufbereitungskörper bewegten Rüben und die im Gutstrom befindlichen Steine voneinander getrennt werden. Da die Rüben von den Aufspießelementen gehalten sind, bewegen sich diese nicht mehr im freien Fall der Schwerkraft gehorchend, sondern nur noch mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Aufbereitungskörpers. Im Gegensatz dazu wird die Fallgeschwindigkeit der im Gutstrom befindlichen und nicht von den Aufspießelementen gehaltenen Steine sowie sonstiger Schmutzpartikel nicht insgesamt auf die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufbereitungskörpers abgebremst, diese können weiterhin der Schwerkraft folgend im Wesentlichen frei fallen, auch wenn sie im Verlauf ihres Falls möglicherweise auf Bauteile der Vorrichtung auftreffen und dadurch kurz abgebremst und in ihrer Fallrichtung abgelenkt werden. Durch die unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten der Rüben und der Steine und sonstiger Schmutzpartikel über die Förderstrecke hinweg erfolgt eine Entmischung dieser beiden Fraktionen. Während die nicht vom Aufbereitungskörper gehaltenen Steine und sonstigen Schmutzpartikel der Schwerkraft folgend eine im Wesentlichen nach unten gerichtete der Senkrechten folgende Fallstrecke zurücklegen, ist es mittels des Aufbereitungskörpers möglich, die auf ihm steckenden Rüben zumindest abschnittsweise in eine von der Senkrechten abweichende Richtung zu befördern, wodurch eine räumliche Trennung zwischen der Stein- und der Rübenfraktion eintritt. Über die räumliche Trennung der Fraktionen ist es möglich, diese getrennt voneinander über einen ersten und einen zweiten Abförderer abzufördern. Über den Aufbereitungskörper ist es also möglich, eine Entmischung der Rüben und Steine über unterschiedliche Bewegungsgeschwindigkeiten und Bewegungsrichtungen der jeweiligen Gutfraktionen zu bewirken. Die Bewegungsgeschwindigkeit des Aufbereitungskörpers ist so zu wählen, dass sich ein guter Kompromiss zwischen einer zufrieden stellenden Trennung der Fraktionen voneinander und einer hohen Durchsatzleistung einstellt.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung fördert der Aufbereitungskörper unterschlächtig. Bei der unterschlächtigen Förderung – also über den unteren Totpunkt des Aufbereitungskörpers hinweg – ergibt sich bei einer Rotationsbewegung des Aufbereitungskörpers mit den darauf aufgespießten Rüben vom Aufspießpunkt bis zum Abstreifer eine besonders lange Trennstrecke und eine effektive Querförderung der Rüben im Verhältnis zu den annähernd senkrecht fallenden Steinen.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die Spitzen benachbarter Aufspießelemente in Aufspießrichtung eine unterschiedliche Höhe und/oder eine unterschiedliche Breite auf. Wenn vergleichsweise sehr schwere Steine oder Steine mit einer hohen kinetischen Energie auf die Aufspießelemente auftreffen, kann es passieren, dass sich diese leicht aufbiegen und dann den Stein eingeklemmt zwischen sich halten. In einem solchen Fall kann der geklemmt gehaltene Stein nicht mehr frei nach unten fallen, sondern er würde vom Aufbereitungskörper bis in den Bereich des Abstreifers mitgenommen, wo eine Trennung von den Rüben nicht mehr möglich ist. Um die Klemmneigung der Aufspießelemente zu verringern, ist es möglich, benachbart zu Aufspießelementen mit einer längeren Spitze Aufspießelemente mit einer kürzeren Spitze anzuordnen. Während Rüben auch von Aufspießelementen mit einer kürzeren Spitze aufgespießt werden, wird eine Eindringbewegung von Steinen in den Zwischenraum zwischen Aufspießelementen mit einer längeren Spitze gestoppt, wenn der eindringende Stein auf ein in diesem Zwischenraum angeordnetes Aufspießelement mit einer kürzeren Spitze trifft. Durch die unterschiedliche Höhe der Spitzen benachbarter Aufspießelemente wird die Neigung des Aufbereitungskörpers gemindert, Steine eingeklemmt zwischen Aufspießelementen zu befördern. Diese Neigung kann alternativ oder zusätzlich gemindert werden, wenn die Biegeflexibilität der Aufspießelemente über ihre Länge hinweg durch eine unterschiedliche Breite reduziert wird. Nimmt die Breite eines Aufspießelements entgegen der Aufspießrichtung zu, verringert sich die Flexibilität der Spitze, wenn ein Stein an das Aufspießelement anstößt. So kann auch über die unterschiedliche Breite der Aufspießelemente die Einklemmneigung verringert werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Aufspießelemente als einstückiges Blechteil mit einer verbindenden Basis ausgebildet. Das Blechteil kann kostengünstig als Stanz- oder Laserteil hergestellt werden. Als einstückiges Blechteil können mehrere Aufspießelemente gleichzeitig leicht und schnell montiert und als Ersatzteil ausgetauscht werden. Über die verbindende Basis sind die Aufspießelemente festigkeitsmäßig gut abgestützt, auf ein Aufspießelement einwirkende Kräfte können über die verbindende Basis gut aufgefangen und in den Aufbereitungskörper übertragen werden. Die Spitzen der Blechteile sind flach genug, um beim Aufprall einer Rübe klingenartig in ihren Fruchtkörper eindringen zu können.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der Förderstrecke ein aus einer Ausgangsstellung gegen einen Kraftspeicher bewegliches Andrückelement angeordnet. Das Andrückelement dient dem Zweck, solche Rüben, die zunächst nur locker auf dem Aufbereitungskörper und den daran befestigten Aufspießelementen aufsitzen, fester auf die Aufspießelemente aufzudrücken, damit diese vom Aufbereitungskörper sicherer über die Förderstrecke hinweg befördert werden können und sich nicht vorzeitig von den Aufspießelementen lösen. Das Andrückelement kann als stationär angeordnetes Leitblech ausgestaltet sein, das in einer Ausgangsstellung auf seiner dem Aufbereitungskörper zugewandten Seite über eine Gleitfläche verfügt, die vorteilhaft so gestaltet ist, dass sich in der Ausgangsstellung der Abstand zwischen der Gleitfläche und dem Hüllkreis des Aufbereitungskörpers in Förderrichtung des Aufbereitungskörpers zunehmend verringert. In einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt das Andrückelement weniger als 90° des Umfangs des Aufbereitungskörpers ab, um den freien Fall der Steine nicht unnötig zu behindern. Das Andrückelement ist insbesondere im Bereich der ersten 90° ab dem oberen Totpunkt des Aufbereitungskörpers in Förderrichtung angeordnet, weil dort das Andrücken den größten Effekt bringt. Die Gleitfläche verfügt vorteilhaft über eine in Förderrichtung gebogene stufenlose Kontur. Durch die Verringerung des Abstands zwischen der Gleitfläche und dem Hüllkreis des Aufbereitungskörpers wird eine Rübe in Rotationsrichtung des Aufbereitungskörpers zunehmend weiter auf das Aufspießelement gedrückt. Indem das Andrückelement gegen einen Kraftspeicher beweglich gelagert ist, kann das Andrückelement ausweichen, wenn beispielsweise dicke Steine den Zwischenraum zwischen dem Hüllkreis des Aufbereitungskörpers und der Gleitfläche passieren oder eine Rübe nicht weiter auf ein Aufspießelement gedrückt werden kann, weil sich dort beispielsweise schon eine Rübe befindet. Wurden die Steine oder überschüssiges Erntegut aus dem Zwischenraum abgefördert, sorgen die Kraftspeicher dafür, dass sich das Andrückelement selbsttätig wieder in die Ausgangsstellung zurück bewegt. Als Kraftspeicher kommen beispielsweise mechanische Federn oder Überlastkupplungen in Betracht. Die Federstärke kann verstellbar ausgestaltet sein.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Andrückelement mit einer Verstellvorrichtung verbunden, mit der die Ausgangsstellung veränderlich einstellbar ist. Durch die Verstellvorrichtung kann die Position des Andrückelements in der Ausgangsstellung an die Größe zu reinigender Rüben einer Charge angepasst werden. So kann beispielsweise der Anstellwinkel des Andrückelements, die Höhenlage und/oder die Weite des Zwischenraums zwischen der Gleitfläche des Andrückelements und dem Hüllkreis des Aufbereitungskörpers durch eine Ortsverlagerung des Andrückelements in eine neue Ausgangsstellung einstellbar sein.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Andrückelement mehrere über die Arbeitsbreite des Aufbereitungskörpers verteilt angeordnete und unabhängig voneinander bewegliche Teilsegmente auf. Durch die Teilsegmente kann das Andrückelement über die Arbeitsbreite des Aufbereitungskörpers hinweg auf unterschiedliche Rüben- und Fremdkörperdurchmesser unterschiedlich reagieren. So bleiben beim Einsatz mehrerer Teilsegmente, beispielsweise von 2, 3, 4 oder mehr Teilsegmenten, die übrigen Teilsegmente in ihrer Ausgangsstellung in Funktion, wenn ein dicker Stein auf nur ein einziges Teilsegment wirkt und dieses aus der Ausgangsstellung gegen den Kraftspeicher in eine Ausweichstellung drückt, so dass dieses Teilsegment in dieser Zeit keine Rüben mehr auf den Aufbereitungskörper drücken kann. Indem die übrigen Teilsegmente in ihrer Ausgangsstellung verbleiben, werden sonst mögliche erhöhte Rübenverluste vermieden.
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Durch eine geeignete Lagezuordnung zwischen dem Zuführförderer und der Aufbereitungswalze ist sicherzustellen, dass die Steine sicher an den Aufspießelementen vorbei auf den Abförderer für Steine gelangen. Dazu ist in bevorzugter Weise vorgesehen, dass das Ende des Zuführförderers vor der die Drehachse der Aufbereitungswalze schneidenden Vertikalebene endet, und zwar derjenigen der die Drehachse schneidenden Vertikalebene, die quer zur Förderrichtung des Zuführförderers ausgerichtet ist. Damit ist ein Lageabstand zwischen dem Ende des Zuführförderers bzw. der vertikalen Ebene geschaffen, die dieses Ende des Zuführförderers schneidet und ebenfalls quer zur Förderrichtung des Zuführförderers ausgerichtet ist, und der besagten, die Drehachse der Aufbereitungswalze schneidenden vertikalen Ebene.
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Der Zuführförderer seinerseits kann eine Vielzahl von Reinigungs- und Förderwalzen haben, die mit Reinigungs- und Förderwerkzeugen besetzt sind, um anhaftende Erdmaterialien und bereits auch schon kleinere Steine oder sonstige Verunreinigungen von den Rüben zu befreien. Unterhalb dieser Reinigungswerkzeuge kann der Zuführförderer entsprechende Auslässe haben, damit diese Verunreinigungen und Steine dem zweiten Abförderer für Steine zugegeben werden. Dieser zweite Abförderer kann sich bereichsweise auch unterhalb des ersten Abförderers erstrecken, wobei dieser erste Abförderer auch wiederum Auslässe zum Durchtritt weiterer Verunreinigungen aufweist, die sich noch an den Rüben befinden und die im Verlaufe der Förderbewegung der Rüben an der Aufbereitungswalze während des Abstreifens und während des Aufprallens auf den ersten Abförderer sich noch von den Rüben lösen. Damit kann über den ersten Abförderer eine vorgereinigte, von Steinen befreite und eine nachgereinigte Rübe einem weiteren Bearbeitungsprozess, beispielsweise einer Häckselvorrichtung, zugeführt werden, damit der zerkleinerte Rübenabschnitt dem Fermenter zugeführt werden kann.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist über dem zweiten Abförderer ein schräg zur Förderrichtung des zweiten Abförderers angestelltes, schwenkbeweglich aufgehängtes Deflektorblech angeordnet, an dessen seitlichem Abgabeende sich eine Fördervorrichtung zur Beförderung des deflektierten Gutes zurück auf den Zuführförderer befindet. Das Deflektorblech dient dem Zweck, aus dem vom zweiten Abförderer beförderten Gutstrom dort eventuell noch vorhandene Rüben auszuscheiden und über die Fördervorrichtung als Überkehr wieder dem Zuführförderer zuzuleiten, damit die ausgesonderten Rüben erneut über den Aufbereitungskörper geleitet werden können. Durch das in einer niedrigen Höhe angeordnete Deflektorblech stoßen die im Fördergut beförderten Steine und eventuell fehlerhaft zu den Steinen ausgeschiedenen Rüben zunächst an das Deflektorblech an. Da die Steine meistens nicht so rund wie die Rüben sind und über ein höheres spezifisches Gewicht verfügen, neigen die Steine dazu, die Förderbewegung auf das Deflektorblech zu übertragen und dieses in der pendelnden Aufhängung so weit in Förderrichtung zu verschieben, dass die Unterkante des Deflektorbleches so weit angehoben ist, dass die Steine unter dem Deflektorblech hindurch passieren können. Nach der Passage eines Steins schwenkt das Deflektorblech wieder in seine Ausgangsstellung zurück, gegebenenfalls unter Einwirkung eines Kraftspeichers wie einer Feder. Schmutzpartikel werden vom Deflektorblech nicht erfasst, weil diese durch den verbleibenden Spalt zwischen der Oberseite des zweiten Abförderers und der Unterkante des Deflektorbleches hindurch gefördert werden. Die Rüben weisen jedoch im Allgemeinen eine runde Form auf und verfügen nicht über ein so hohes spezifisches Gewicht wie die Steine. Die Rüben neigen deshalb dazu, nicht das Deflektorblech anzuheben, sondern an dessen Vorderseite zu rollen. Durch eine Feder, deren Kraft gegebenenfalls einstellbar ist, kann das Deflektorblech einer Aufschwenkbewegung einen so großen Widerstand entgegensetzen, dass die Rüben das Deflektorblech zumindest nicht so weit aufzuschwenken vermögen, dass eine Rübe darunter passieren kann. Da das Deflektorblech in einem Winkel zur Förderrichtung angestellt ist, erhalten die Rüben über den Widerstand des Deflektorbleches eine seitlich einwirkende Kraftkomponente, durch die sie an den Rand des zweiten Abförderers gerollt werden. Dort gelangen sie in den Aufnahmebereich einer Fördervorrichtung, von der sie aufgenommen und in Richtung des Zuführförderers befördert werden.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind der Anstellwinkel, die Höhe und/oder die Schwenkstellung des Deflektorblechs verstellbar. Durch die Veränderung des Anstellwinkels ist es möglich, die Fördercharakteristik des Deflektorbleches zu verändern. Durch die Veränderung der Höhe des Deflektorbleches verändert sich die Höhe des Spaltes zwischen der Unterkante des Deflektorbleches und der Oberfläche des zweiten Abförderers. Je größer der Spalt ist, umso mehr Gut kann das Deflektorblech passieren, ohne der Fördervorrichtung zugeleitet zu werden. Durch eine Verstellung der Schwenkstellung des Deflektorbleches kann ebenfalls die Abscheidecharakteristik des Deflektorbleches beeinflusst werden, insbesondere, wenn das Deflektorblech nach oben verschwenkt wird. Die Verschwenkung kann motorisch fernbetätigt oder automatisiert, insbesondere auch zeitgetaktet zyklisch automatisiert, erfolgen, um beispielsweise Rüben oder rübenähnliche, sehr runde Steine, die mehrfach durch die Vorrichtung umgelaufen sind, endgültig abzuscheiden, um dadurch die Überkehr zu entlasten.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Fördervorrichtung eine von einem Stellmotor auf ein Signal eines mit dem Stellmotor verbundenen und der Fördervorrichtung zugeordneten Sensors aus einer Schließstellung in eine Offenstellung verlagerbare Verschlussklappe auf. Als Sensor kommen insbesondere Schall-, Vibrations-, Gewichts- oder sonstige vergleichbare Sensoren in Betracht, mit denen ermittelbar ist, ob ein Stein oder eine Rübe in die Fördervorrichtung gelangt ist. Ein Stein macht in der Fördervorrichtung ein erheblich lauteres Geräusch als eine Rübe, insbesondere, wenn als Fördervorrichtung eine Förderschnecke mit Stegblechen oder eine seelenlose Schnecke verwendet ist. Wenn die Verschlussklappe geöffnet wird, wenn der Sensor einen Stein in der Fördervorrichtung detektiert hat, kann der Stein durch das Öffnen der Verschlussklappe aus der Fördervorrichtung fallen und auf diese Weise aus der Vorrichtung abgeschieden werden. Die Überkehr wird auf diese Weise von sonst erneut umlaufenden Steinen entlastet. Als Stellmotor kann beispielsweise ein Pneumatikzylinder verwendet werden, der über eine ausreichend schnelle Stellgeschwindigkeit verfügt.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung einen mit der Fördervorrichtung verbundenen Zwischenbunker und eine dem Zwischenbunker in Förderrichtung nachgeordnete Fördervorrichtung auf, mit der das Fördergut dem Zuführförderer und/oder einer Abgabevorrichtung zuleitbar ist. Bei einer vollen Auslastung des Zuführförderers kann die Überkehr in den Zwischenbunker befördert werden, um nicht den Gutfluss zusätzlich zu belasten. Die Überkehr kann dann in einer Beschickungspause des Ladebunkers dem Zuführförderer zugeführt werden, oder die Überkehr kann auch komplett ausgeschieden werden. Auch kann es sinnvoll sein, eine Probe der Überkehr im Zwischenbunker anzusammeln, um zu sehen, ob die Vorrichtung optimal eingestellt ist oder ob Veränderungen der Einstellung zu einer Verbesserung der Abscheidung geführt haben. Die Überkehr kann im Zwischenbunker auch manuell selektiert werden.
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Insgesamt ist damit eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Rüben geschaffen, die relativ einfach baut, aber einen Reinigungsvorgang der Rübe und insbesondere eine Steintrennung in ausgesprochen wirkungsvoller Weise ermöglicht, so dass diese zur Verarbeitung von Rüben in auch kleineren Biogasanlagen benutzt werden kann und gegenüber herkömmlichen Reinigungsvorrichtungen wesentlich geringere Gestehungskosten verursacht und mit nur geringen Betriebskosten betrieben werden kann. Zudem ist die Vorrichtung geeignet, mobil eingesetzt zu werden.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf weitere Unteransprüche, die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigen:
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1 in einer perspektivischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung;
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1a eine Skizze zur Förderstrecke der Rüben um den Aufbereitungskörper herum in einer Seitenansicht,
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2 eine schematische Seitenansicht des Ausführungsbeispiels nach 1;
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3 eine perspektivische Einzeldarstellung des als Aufbereitungswalze ausgebildeten Aufbereitungskörpers;
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4 eine Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel nach 3;
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5 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel nach 4;
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6 in einer Einzelteildarstellung eine perspektivische Darstellung einer Häckseleinrichtung, und
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7 eine Querschnittsdarstellung in einer Seitenansicht auf das Ausführungsbeispiel nach 6.
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8 eine Ansicht auf ein Blechteil mit daran ausgebildeten Aufspießelementen,
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9 eine Prinzipskizze eines Aufbereitungskörpers, dem ein Andrückelement zugeordnet ist,
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10 eine Seitenansicht auf den zweiten Abförderer, dem ein Deflektorblech mit einer diesem nachgeordneten Fördervorrichtung zugeordnet ist,
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11: eine Ansicht von oben auf den in 10 gezeigten Abförderer mit einem zusätzlichen Zwischenbunker.
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In der Zeichnung sind grundsätzlich übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen.
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Allgemein mit 1 beziffert ist die Vorrichtung zur Aufbereitung von Rüben. Diese kann allerdings nicht nur geeignet und bestimmt sein für Rüben mit ihren knollenartigen Wurzelerweiterungen. Sie ist auch geeignet, sonstige Biomaterialien mit vergleichbaren Knollen oder Strukturen zu verarbeiten wie sonstige Knollengemüsearten.
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Diese Vorrichtung hat einen Trichter 2, über den die Rüben der Vorrichtung aufgegeben werden. Dem Trichter 2 nachgeordnet ist ein Zuförderer 3, der die zuzuführenden Rüben einer in Zuführrichtung 4 nachgeordneten Aufbereitungswalze als Aufbereitungskörper 5 zuführt. Der Aufbereitungswalze 5 zugeordnet ist ein erster Abförderer 6 für Rüben. Dieser erste Abförderer 6 überführt die Rüben noch einer Zerkleinerungsvorrichtung 7, wo Rüben zerkleinert werden können. Von dort aus werden die Rüben an einen Fermenter ausgegeben. Dem Zuführförderer 3 zugeordnet und auch dem ersten Abförderer 6 zugeordnet ist noch ein zweiter Abförderer 8 für Steine und sonstige Verunreinigungen.
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In 1a ist eine Prinzipskizze gezeigt, aus der die Förderstrecke F erkennbar ist, die der Aufbereitungskörper 5 die aufgespießten Rüben bis zum Abstreifer 16 mitnimmt. Die Rüben treffen im Ausführungsbeispiel nahe des oberen Totpunktes auf die Spitzen des Aufbereitungskörpers 5 auf, werden in Rotationsrichtung 15 befördert, und zwar nach der Passage des unteren Totpunkts des Aufbereitungskörpers 5 wieder in ansteigender Richtung, bis der Aufbereitungskörper 5 den Abstreifer 16 erreicht. Die Förderstrecke F erstreckt sich im Ausführungsbeispiel also um mehr als die Hälfte, insbesondere etwa zwei Drittel, des Außenumfangs des Aufbereitungskörpers 5. Eine solch lange Förderstrecke F reicht aus, um eine gute Trennung der Rüben von den Steinen zu ermöglichen.
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Der Zuführförderer 3 weist eine Anzahl von rotierbaren Walzenkörpern auf, die als Reinigungswerkzeuge 9 ausgebildet sind. Die Reinigungswerkzeuge 9 sind von einem Boden 10 untergriffen mit Auslässen 11, wobei der Boden ein Sieb ausbilden kann. Die Drehzahl der Reinigungswerkzeuge 9 kann variiert werden. Desgleichen kann auch vorgesehen sein, dass die Größe der Auslässe 11 und damit die Siebgröße verändert werden kann. In dem Zuführförderer 3 findet eine Vorreinigung mit Vereinzelung der Rüben statt.
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Die Aufbereitungswalze 5 hat eine Vielzahl von Aufspießelementen 12, wie dies sowohl 1 und 2, aber insbesondere auch 3 zeigen. Diese Aufspießelemente können als z. B. U-förmig gebogene Gabeln ausgebildet sein, die über Leisten 14 an dem Walzenkörper befestigt sind. Diese Aufspießelemente 12 erstrecken sich quer zur Förderrichtung und auch in Rotationsrichtung 15 der rotierbaren Aufbereitungswalze. Wie den 2 und 3 noch näher zu entnehmen ist, schließt sich in Rotationsrichtung 15 ein Abstreifer 16 an, mit dem auf den Aufspießelementen aufgespießte Rüben wieder abgestreift werden können mit dem Ergebnis, dass sie durch den Abstreifer von den Aufspießelementen 12 gelöst werden und auf den ersten Abförderer 6 fallen (2).
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An der Aufbereitungswalze findet eine Steintrennung statt. Dafür sind das Ende des Zuführförderers 3.1 und die Drehachse 17 der Aufbereitungswalze 15 aufeinander abgestimmt. Die vertikale Ebene 18 (2), die die Drehachse 17 schneidet und die sich quer zur Förderrichtung 4 erstreckt, hat einen Lageabstand A zu dem Ende 3.1 und damit zu der Vertikalebene 19, die dieses Ende 3.1 des Zuführförderers 3 schneidet und parallel zur Ebene 18 ausgebildet ist, und zwar dergestalt, dass dieses Ende 3.1 in Rotationsrichtung 15 vor der Ebene 18 endet. Passieren Rüben und Steine nach der Vorreinigung und der Vereinzelung von Rübe und Steinen in dem Zuführförderer 3 das Zuführende 3.1, fallen Steine und Rüben im freien Fall aus dem Zuführförderer 3 heraus und gelangen auf die Aufspießelemente 12 der Aufbereitungswalze. Rüben, ganz gleich welcher Größe und welcher Ausrichtung, werden von den Aufspießelementen 12 erfasst und in Rotationsrichtung 15 zwangsweise weiter befördert. Steine, die von den Aufspießelementen 12 nicht aufgespießt werden können, fallen ebenfalls auf die Spitzen der Aufspießelemente 12. Da diese jedoch in einen Bereich gelangen, wo sie infolge Schwerkraft gegen die Förderrichtung 15 weiter fallen können, fallen sie vor der Aufbereitungswalze auf den zweiten Abförderer 8 und können beispielsweise einem Sammelbehältnis zugeführt werden. Die Fallhöhe B kann einstellbar ausgebildet sein. Damit ist mit sehr einfachen Mitteln eine ausgesprochen wirkungsvolle Steintrennung ermöglicht.
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Die aufgespießten Rüben, die von dem Abstreifer 16 abgestreift werden können, gelangen auf das Förderband 6 und dort in die Zerkleinerungsvorrichtung 7, die, wie die 6 und 7 zeigen, mit einzelnen Häckselmessern 20 versehen sein kann. Nachfolgend können die so von Steinen befreiten und von Verunreinigungen befreiten Rüben dem Fermenter einer Biogasanlage zugeführt werden.
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In 8 ist eine Ansicht auf ein Blechteil 25 gezeigt. Das Blechteil 25 verfügt über eine Basis 26, von dem aus sich mehrere Aufspießelemente 12 in einer Aufspießrichtung erstrecken. Die einzelnen Spitzen 27 der Aufspießelemente 12 verfügen über unterschiedliche Höhenmaße H. Auch die Breite 28 der einzelnen Aufspießelemente 12 ist unterschiedlich ausgestaltet. Während eine Rübe sowohl von den längeren als auch den kürzeren Aufspießelementen 12 aufgespießt werden kann, wird ein Stein, der zwischen zwei benachbarte längere Aufspießelemente 12 gerät, von einem dazwischen liegendem kürzeren Aufspießelement 12 daran gehindert, tiefer in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten längeren Aufspießelementen 12 einzudringen.
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In 9 ist eine Prinzipskizze eines Aufbereitungskörpers 5 gezeigt, dem ein Andrückelement 30 zugeordnet ist. Das Andrückelement 30 ist ein bogenförmig ausgestaltetes Leitblech, dessen Krümmung in etwa an den Hüllkreis des Aufbereitungskörpers 5 angepasst ist. Auf seiner Innenseite bildet das Andrückelement 30 eine Gleitfläche aus, an der Rüben und Steine entlang gleiten können. Das Andrückelement 30 ist einem Abstand D vom Hüllkreis des Aufbereitungskörpers 5 mit seinen Spitzen 27 der Aufspießelemente 12 angeordnet. In Förderrichtung 15 des Aufbereitungskörpers 5 verkleinert sich der Abstand D von einem Maß D1 auf ein Maß D2. Durch die Verkleinerung des Abstands D in Förderrichtung 15 wird eine an der Gleitfläche entlang gleitende Rübe tiefer auf die entsprechenden Aufspießelemente 12 aufgedrückt.
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Das Andrückelement 30 kann so gelagert sein, dass es gegen ein Kraftspeicher 31 ausweichen kann, wenn zu große Rüben oder Steine den Zwischenraum den Andrückelementen 30 und im Aufbereitungskörper 5 passieren. Der Kraftspeicher 31 stellt das Andrückelement 30 nach dem Passieren des zu großen Fördergutes wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
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Zeichnerisch nicht näher dargestellt ist eine Verstellvorrichtung, mit der die Ausgangsstellung des Andrückelements 30 veränderlich einstellbar ist, beispielsweise in der Höhe, Weite, dem Anstellwinkel oder dergleichen.
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Das Andrückelement 30 kann als einstückiges Leitblech ausgebildet sein, es ist aber auch möglich, dass Andrückelement 30 in mehrere nebeneinander angeordnete Teilsegmente aufzuteilen, sodass das Andrückelement 30 über die Arbeitsbreite des Aufbereitungskörpers 5 hinweg individueller auf örtliche Belastungen reagieren kann.
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In 10 ist eine Ansicht auf dem zweiten Abförderer 8 gezeigt, dem ein Deflektorblech 40 zugeordnet ist. Das Deflektorblech 40 ist in einem schrägen Winkel zur Förderrichtung des zweiten Abförderers 8 quer über dem zweiten Abförderer 8 positioniert. Die Unterkante des Deflektorbleches 40 reicht dicht an die Oberfläche des zweiten Abförderers 8 heran. Durch eine um eine Welle 42 pendelnde Aufhängung des Deflektorbleches 40 kann das Deflektorblech 40 aus seiner Normalstellung in eine Durchlassstellung verschwenkt werden, wenn ein vom zweiten Abförderer 8 geförderter Gegenstand gegen das Deflektorblech 40 stößt und dieses im weiteren Verlauf der Förderbewegung um die Welle 42 aufstößt. Dazu ist es allerdings erforderlich, dass das beförderte Gut eine ausreichende Kraft auf das Deflektorblech 40 zu übertragen vermag, um dieses um die Welle 42 zu verschwenken. Dies ist bei Steinen häufig der Fall, da diese nur eher selten eine kreisförmige Umfangsform aufweisen. Im Gegensatz dazu weisen Rüben im Normalfall eine runde Umfangsform auf, so dass Rüben eher anfangen, zu rollen, als dass sie bei einer Kollision mit dem Deflektorblech 40 dieses aufstoßen.
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Durch die Schrägstellung des Deflektorbleches 40 erhalten die rollenden Rüben einen Förderimpuls in seitlicher Richtung, durch den die an das Deflektorblech 40 anstoßenden Rüben auf das Abgabeende 44 zu befördert werden. Damit sich das Deflektorblech 40 nicht zu leicht öffnet, kann es mit einem Kraftspeicher 46 versehen sein, der eine Aufschwenkbewegung erschwert, damit jedenfalls keine Rüben mit den abzufördernden Steinen verloren gehen.
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Vom Abgabeende 44 können die dort angesammelten Rüben in eine Fördervorrichtung 48 fallen, von der die Rüben zurück in den Zuführförderer 3 befördert werden.
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An der Fördervorrichtung 48 ist ein in 10 gezeigter Sensor 50 angebracht. Der Sensor 50 ermittelt über Schall-, Vibrations- und/oder Gewichtsmessung oder eine andere geeignete Messmethode, ob in der Fördervorrichtung 48 Steine befördert werden. Da Steine lauter und unter stärkeren Vibrationen in der Fördervorrichtung 48 befördert werden, kann diese Information über den Sensor an einen Stellmotor 51 weitergegeben werden, der eine Verschlusskappe 52 öffnet und schließt. Bei offener Verschlusskappe 52 können die in der Fördervorrichtung 48 beförderten Steine nach unten heraus fallen. Auf diese Weise kann die Überkehr in der Fördervorrichtung 48 von Steinen entlastet werden.
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Am Abgabeende der Fördervorrichtung 48 kann sich ein in 11 skizzenhaft angedeuteter Zwischenbunker 60 befinden, in dem die Überkehr zwischengespeichert werden kann. Vom Zwischenbunker 60 aus kann die angesammelte Überkehr entweder von einer weiteren Fördervorrichtung 62 zum Zuführförderer 3 befördert werden, oder die Überkehr wird aus dem Zwischenbunker 60 in einer Abgabevorrichtung 61 abgegeben, wo die Überkehr dann aus dem Umlauf des Gutstroms innerhalb der Vorrichtung ausscheidet.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das Ausführungsbeispiel auf eine ihm als geeignet erscheinende Weise an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen, in dem einzelne Bauteile und Komponenten des Ausführungsbeispiels verändert werden.
