DE20312688U1

DE20312688U1 - Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, sowie Behälter mit einer solchen Vorrichtung

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Publication number: DE20312688U1
Application number: DE20312688U
Authority: DE
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Priority date: 2003-04-15
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2003-11-13
Anticipated expiration: 2013-08-14
Also published as: DE10318298A1

Description

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Xaver Lipp, Marktplatz 11, D-73479 Ellwangen

Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, sowie Behälter mit einer solchen Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, sowie einen Behälter mit einer solchen Vorrichtung.

Bei Gär- oder Faulbehältern, wie sie beispielsweise aus der DE 198 11 398 A1 bekannt sind, ist es jedenfalls von Zeit zu Zeit erforderlich oder beispielsweise für die Abscheidung von Faul- oder Biogas förderlich, die in dem Behälter befindliche Substanz zu durchmischen. Dies erfolgt nach dem Stand der Technik häufig durch Rührpropeller, die in der Substanz im Behälter angeordnet sind.

Darüber hinaus bilden sich in Abhängigkeit von der Art und Konsistenz der in den Behälter eingebrachten Substanz häufig Schwimm- oder Deckschichten, was grundsätzlich unerwünscht ist, weil beispielsweise die Abscheidung und/oder Entnahme von Biogas dadurch behindert ist. Zum Aufbrechen dieser Schwimm- und Deckschichten gemäß dem Stand der Technik wird beispielsweise ein Rührpropeller an die Oberfläche geführt und dort in Betrieb gesetzt.

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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll eine Vorrichtung bereitgestellt werden, durch die eine bessere Durchmischung des Inhalts des Behälters erreicht wird. Bei einem Gär- oder Faulbehälter sollen insbesondere die sich bildenden Schwimm- und Deckschichten aufgebrochen werden und die Gasabscheidung verbessert werden. Die Vorrichtung soll dauerhaft zuverlässig in Betrieb sein und dabei kostengünstig in der Herstellung und der Wartung.

Das Problem ist durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung und durch den im nebengeordneten Anspruch bestimmten Gär- oder Faulbehälter gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen bestimmt.

Das Problem ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz in einen Behälter, insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, wobei eine Spritzdüse an einem Düsenhalter angeordnet ist, der mittels einer Einstelleinrichtung gegenüber einer ortsfesten Befestigungseinrichtung um mindestens eine Achse schwenkbar ist und anschließend wieder fixierbar ist, und wobei der Düsenhalter mit der Befestigungseinrichtung durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement gelenkig verbunden ist.

Durch das Einspritzen der Substanz wird ein Durchmischen des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes bewirkt. Vorzugsweise wird die einzuspritzende Substanz aus dem Behälter selbst entnommen, vorzugsweise an einer Stelle, an welcher der Flüssigkeitsanteil des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes relativ hoch ist. Das Einspritzen kann dabei oberhalb oder unterhalb des Füllstandes erfolgen.

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Durch ein Schwenken des Düsenhalters ist die Spritzrichtung der Spritzdüse einstellbar. Das Einstellen kann auch während des Betriebs der Vorrichtung erfolgen. Durch das sich an das Einstellen anschließende Fixieren des Düsenhalters ist sichergestellt, daß sich die vorgenommene Einstellung auch unter Einwirkung des Flüssigkeitsdruckes nicht verändert. Darüber hinaus können Vibrationen des Düsenhalters während des Betriebs der Vorrichtung, beispielsweise aufgrund des Substanzstromes und/oder aufgrund des Austretens der Substanz aus der Spritzdüse, durch die Fixierung verhindert werden.

Die Vorrichtung kann in einem vormontierten Zustand bereitgestellt werden und anschließend mittels der Befestigungseinrichtung an dem Behälter festgelegt werden. Es können auch bestehende Behälter nachgerüstet werden. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung des Düsenhalters gegenüber der Befestigungseinrichtung stufenlos. Die Einstellmöglichkeiten können durch von dem Düsenhalter, der Befestigungseinrichtung und/oder der Einstelleinrichtung realisierte Anschlagmittel vorgebbar begrenzt sein.

In vielen Anwendungsfällen wird die gewählte Einstellung des Düsenhalter während des Betriebes der Vorrichtung unverändert sein. Es ist aber auch möglich, die Einstellung des Düsenhalters während des Betriebes der Vorrichtung in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich zu variieren, insbesondere angetrieben durch den Strom der Substanz selbst.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist das Verbindungselement durch einen Schlauch realisiert, vorzugsweise aus einem gegenüber der einzuspritzenden Substanz ausreichend resistenten elastischen Kunststoff. Die geforderte Gelenkigkeit kann insbesondere

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durch Verwendung eines Wellschlauches bereitgestellt werden, beispielsweise in der Ausführungsart, wie er für Rohrverbinder für die Anwendung auf dem Gebiet der Mineralölprodukte eingesetzt wird.

Vorzugsweise weist die Einstelleinrichtung ein an dem Düsenhalter festgelegtes Einstellmittel auf, dessen Position gegenüber der Befestigungseinrichtung lösbar, einstellbar und wieder fixierbar ist. Im einfachsten Fall kann das Einstellmittel durch einen Gewindebolzen realisiert sein, der durch eine Öffnung oder Bohrung eines Flansches oder einer Lasche der Befestigungseinrichtung hindurchtritt und dessen Position in Bezug auf die Befestigungseinrichtung durch aufgeschraubte Muttern fixierbar ist. Alternativ hierzu können alle Arten einer Gelenkverspannung bzw. Gelenkfixierung eingesetzt werden.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung weist die Vorrichtung zum Einspritzen weiterhin eine ortsfeste Anschlußeinrichtung für eine Zuführleitung der Substanz auf. Dies hat den Vorteil, daß als Zuführleitung beispielsweise eine starre Rohrleitung verwendet werden kann, da die Position der Anschlußeinrichtung auch bei veränderter Einstellung des Düsenhalters unverändert bleibt.

Vorzugsweise ist der Düsenhalter mit der Anschlußeinrichtung durch ein zweites flüssigkeitsdichtes Verbindungselement gelenkig verbunden, das wiederum insbesondere durch einen Schlauch gebildet sein kann, vorzugsweise durch einen Wellschlauch. In diesem Fall ist vorzugsweise die Anschlußeinrichtung mit der Befestigungseinrichtung fest verbunden und beispielsweise an der Wand des Behälters festgelegt. Weiterhin ist in diesem Fall vorzugsweise der Düsenhalter zwischen der Anschlußeinrichtung und der Befestigungseinrichtung angeordnet.

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Bei der einzuspritzenden Substanz kann es sich auch um Wasser, Regenwasser, Frischgülle, frischer Klärschlamm usw. oder um eine Mischung aus diesen Stoffen handeln.
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In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist der Düsenhalter gegenüber der Befestigungseinrichtung um zwei, einen rechten Winkel einschließende Achsen einstellbar. Die zugehörigen Einstellmittel können dabei für beide Achsen zwischen dem Düsenhalter und der Befestigungseinrichtung oder für beide Achsen zwischen dem Düsenhalter und der Anschlußeinrichtung angeordnet sein. Weiterhin ist möglich, ein erstes Einstellmittel für eine erste Achse zwischen dem Düsenhalter und der Befestigungseinrichtung anzuordnen, und ein zweites Einstellmittel für die zweite Achse zwischen dem Düsenhalter und der Anschlußeinrichtung anzuordnen.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Spritzrichtung der Spritzdüse während des Betriebs der Vorrichtung in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar, und zwar vorzugsweise mittels mindestens einer motorischen Antriebseinrichtung. Dadurch kann, gegebenenfalls unter gleichzeitigem Variieren der Pumpleistung und damit der Spritzweite, der gesamte Gärraum oder vorgebbare Bereiche des Gärraums überstrichen werden.

Das Variieren der Spritzrichtung kann während des Betriebs in einer Schwenkebene kontinuierlich erfolgen, während in der anderen Schwenkebene das Variieren kontinuierlich oder schrittweise erfolgen kann. Die Winkelgeschwindigkeit des Schwenkens kann dabei gleichbleibend oder vorgebbar abhängig vom Absolutwert des Spritzwinkels in Bezug auf

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einen Ausgangswert sein. Gleichzeitig kann durch Verändern der Pumpleistung die Spritzweite kontinuierlich oder schrittweise variiert werden.

Die Antriebseinrichtungen können mechanisch oder programmgesteuert miteinander gekoppelt sein, so daß ein vorgebbares Spritzmuster abgearbeitet werden kann, das abhängig von Parametern wie beispielsweise der Zusammensetzung des Füllgutes, Standzeit des Füllgutes, Füllstand, Temperatur oder dergleichen sein kann.

Die Erfindung betrifft auch einen Behälter, insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einspritzen. Vorzugsweise ist dabei die Befestigungseinrichtung der Vorrichtung zum Einspritzen an einer Wand des Behälters festgelegt. Die Festlegung erfolgt vorzugsweise sowohl flüssigkeitsdicht als auch gasdicht. Hierzu weist die Befestigungseinrichtung vorzugsweise einen Befestigungsflansch auf, der an einer Öffnung an der Wand des Behälters festgelegt ist. Die Einstelleinrichtung der Vorrichtung zum Einspritzen ist dabei vorzugsweise von außerhalb des Behälters betätigbar. Das Betätigen erfolgt insbesondere manuell im Anschluß an das Lösen von Fixiermitteln der Einstelleinrichtung. Durch die Betätigung von außerhalb des Behälters ist es nicht erforderlich, für die Einstellmittel flüssigkeitsdichte oder sogar gasdichte Durchführungen in der Wand des Behälters vorzusehen.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung ist die Spritzrichtung der Spritzdüse gegenüber einer Normalrichtung des Düsenhalters abgewinkelt. Insbesondere ist die Spritzrichtung in einer Ausgangsstellung der Spritzdüse von der Radialrichtung in Bezug auf den Behälter abweichend. Dadurch wird durch das Einspritzen der Substanz nicht nur eine Schwimm- oder

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Deckschicht aufgebrochen, sondern die in dem Behälter befindlichen Inhaltsstoffe können in eine Drehbewegung versetzt werden.

In einer besonderen Ausführungsart ist die einzuspritzende Substanz oder ein Teil davon mittels eines horizontal oder vertikal von der Vorrichtung zum Einspritzen beabstandeten Ansaugstutzens aus dem Behälter entnehmbar und der Vorrichtung zum Einspritzen über eine Zuführleitung zuführbar. Der Ansaugstutzen kann unterhalb oder oberhalb der Vorrichtung zum Einspritzen angeordnet sein. Insbesondere wenn der Ansaugstutzen unterhalb oder in gleicher Höhe wie die Vorrichtung zum Einspritzen angeordnet ist, kann eine Pumpe in die Zuführleitung eingeschaltet sein.

Weiterhin ist es möglich, auch den Ansaugstutzen als Vorrichtung zum Einspritzen auszubilden und in Abhängigkeit des Betriebszustandes des Behälters bzw. in Abhängigkeit von der Konsistenz des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes kann von der ersten zur zweiten Vorrichtung oder umgekehrt gepumpt werden. Es können auch mehrere Einspritzvorrichtungen vertikal oder in Umfangsrichtung verteilt an dem Behälter angeordnet sein, die von einem oder mehreren Ansaugstutzen gespeist werden. Entsprechend können auch mehrere Ansaugstutzen in unterschiedlicher vertikaler oder horizontaler Position angeordnet sein. Die Auswahl des zu verwendenden Ansaugstutzens kann dabei auch von dem jeweiligen Betriebszustand des Behälters oder von der Konsistenz des in dem Behälter befindlichen Füllstoffes abhängig gemacht werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele im

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einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Behälter im schematischen

Querschnitt,
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung zum Einspritzen oberhalb des Füllstandes ist,

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung zum Einspritzen unterhalb des Füllstandes ist, Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters, bei dem die Vorrichtung

zum Einspritzen nach dem Boden des Behälters ist, Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einspritzen der Substanz im Querschnitt,

Fig. 6 zeigt die Vorrichtung der Fig. 5 in einem ausgelenkten Zustand, Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der

erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 8 zeigt schematisch die möglichen Schwenk- und Spritzrichtungen in einer horizontalen Ebene,
Fig. 9 zeigt schematisch die möglichen Schwenk- und Spritzrichtungen in

einer horizontalen Ebene,
Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt, und

Fig. 11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.

Die Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäßen Behälter 1, insbesondere einen Gär- oder Faulbehälter, im schematischen Querschnitt. In einem von einer zylindrischen Wand 2 umschlossenen Gärraum 3 ist bis zu einem

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Füllstand 4 eine im wesentlichen flüssige Substanz 5 eingebracht. Bei der Substanz 5 kann es sich beispielsweise um Abfälle landwirtschaftlicher Betriebe handeln, insbesondere Gülle, oder Klärschlamm einer kommunalen Kläranlage. Das Substanz 5 kann dabei auch feste Partikel aufweisen, ist aber dennoch in einer im wesentlichen flüssigen Konsistenz im Sinne der vorliegenden Erfindung. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann die Substanz 5 beispielsweise durch einen Rührpropeller 6 durchmischt werden, wobei der Rührpropeller 6 vorzugsweise in oder unter einem Schacht angeordnet ist, durch den Substanz 5 von unterhalb des Füllstandes 4 abgesaugt wird, wobei die Ansaugöffnung des Schachtes 0,1 bis 0,8 m und insbesondere etwa 0,3 m unterhalb des Füllstandes 4 ist.

Der Behälter 1 weist außerdem eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 auf zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz 5 in den Behälter 1. In dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierzu die Substanz 5 aus einem mittleren Bereich des Füllstandes 4 über einen Ansaugstutzen 11 entnommen und über eine Zuführleitung 12 der Vorrichtung 10 zugeführt und von dieser in den Behälter 1 eingespritzt.

Die Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1, bei dem der Ansaugstutzen 11 nahe dem Boden des Behälters 1 angeordnet ist und die Substanz 5 mittels einer Pumpe 13 nach oben zu der oberhalb des Füllstandes 4 angeordneten Vorrichtung 10 zum Einspritzen gepumpt wird. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die eingespritzte Substanz 5 mit dem GasVLuftgemisch im Raum oberhalb des Füllstandes 4 in Kontakt kommt und dadurch für den gewünschten Gär- oder Faulprozeß aktiviert wird. Außerdem können durch die auf die Oberfläche auftreffende Substanz 5 Schwimm- und Deckschichten aufgebrochen oder aufgelöst werden.

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Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1, bei dem der Ansaugstutzen 11 ebenfalls nahe dem Boden des Behälters 1 angeordnet ist und die Pumpe 13 die Substanz 5 zu einer Vorrichtung 10 zum Einspritzen pumpt, die unterhalb, aber nahe dem Füllstand 4 angeordnet ist. Dadurch können Schwimm- und Deckschichten aufgebrochen oder aufgelöst werden oder die Substanz 5 im Gärraum 3 in Bewegung gesetzt werden.

Die Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Behälters 1, bei dem der Ansaugstutzen 11 im oberen Bereich, aber unterhalb des Füllstandes 4 angeordnet ist, und mittels der Pumpe 13 die Substanz 5 nach unten zu der nahe dem Boden des Behälters 1 angeordneten Vorrichtung 10 zum Einspritzen gepumpt wird. Dadurch können Sedimentschichten aufgelöst werden oder die Substanz 5 im Gärraum 3 in Bewegung gesetzt werden.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Anordnungen des Ansaugstutzens 11 bzw. der Vorrichtung 10 zum Einspritzen der Substanz 5 stellen nur eine beschränkte Auswahl der Möglichkeiten der vorliegenden Erfindung dar. Insbesondere können in Vertikalrichtung oder in Umfangsrichtung des Behälters 1 mehrere Ansaugstutzen 11 und/oder mehrere Vorrichtungen zum Einspritzen der Substanz 5 angeordnet sein. Die Auswahl bzw. Verschaltung der Ansaugstutzen 11 mit den Vorrichtungen 10 zum Einspritzen der Substanz 5 kann manuell oder automatisch gesteuert erfolgen.

Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellte Vorrichtung 10 zum Einspritzen der Substanz 5 in den Behälter 1 weist eine Einstelleinrichtung auf, die innerhalb des Behälters 1 angeordnet ist und entweder von innerhalb des Behälters 1 betätigt wird, oder die zugehörigen Betätigungsmittel durch die Wand 2 des Behälters 1 hindurchgeführt werden müssen.

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Die Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Einspritzen der Substanz 5 in den Behälter 1. Die Spritzdüse 14 ist an einem Düsenhalter 15 angeordnet, der im Ausführungsbeispiel einen Befestigungsflansch 16 aufweist. Die Spritzrichtung 17 der Spritzdüse 14 ist gegenüber der Normalrichtung 18 des Düsenhalters 15 abgewinkelt, beispielsweise zwischen 10° und 60°, insbesondere etwa 25°. Außerdem ist die Spritzdüse 14 an ihrem offenen Ende abgeschrägt und weist eine gegenüber dem Anschlußbereich des Düsenhalters 15 verkleinerten Querschnitt auf. Dadurch wird die Austrittsgeschwindigkeit der Substanz 5 gegenüber der Strömungsgeschwindigkeit in der Zuführleitung 12 erhöht.

Der Düsenhalter 15 ist mittels der Einstelleinrichtung 20 ebenfalls um die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 5 verlaufende Achse schwenkbar und in der geschwenkten Position fixierbar. Die Einstelleinrichtung 20 weist hierzu eine feste Verbindung mit dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 mittels eines Kardangelenks 21 auf. In das von dem Befestigungsflansch 16 fernen Ende des Kardangelenks 21 ist eine Gewindestange 22 eingeschraubt oder anderweitig festgelegt.

Die Gewindestange 22 ist weiterhin längs verschiebbar in einer Öffnung oder Bohrung einer Lasche 23 geführt, die ihrerseits fest an einem Flansch 31 einer Anschlußeinrichtung 30 für den Anschluß der Zuführleitung 12 festgelegt ist. Die axiale Position der Gewindestange 22 in Bezug auf die Lasche 23 kann durch zwei Muttern 24, 25 fixiert werden. In der Ausgangsposition der Fig. 5 ist die Normalrichtung 18 des Düsenhalters auf das Zentrum des Behälters 2 gerichtet.

Die Anschlußeinrichtung 30 ist über den Träger 32 fest mit dem Flansch der Befestigungseinrichtung 40 verbunden, der gas- und flüssigkeitsdicht an

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der Wand 2 des nur ausschnittsweise dargestellten Behälters 1 festgelegt ist. Der Düsenhalter 15 ist mit der Befestigungseinrichtung 40 durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement 45 gelenkig verbunden, das insbesondere als Wellschlauch aus einem ausreichend resistenten Polymerkunststoff gebildet ist. Der Schlauch ist endseitig jeweils dicht mit einem Flansch 46, 47 verbunden, mit dem das erste Verbindungselement 45 einerseits flüssigkeitsdicht mit dem Flansch 41 der Befestigungseinrichtung 40 verbunden ist, und andererseits flüssigkeitsdicht mit dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 verbunden ist.

In entsprechenderWeise ist der Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 mittels eines zweiten flüssigkeitsdichten Verbindungselements 35 mit der Anschlußeinrichtung 30 verbunden. Auch das zweite Verbindungselement 35 ist als Wellschlauch aus einem resistenten Polymerkunststoff ausgebildet. Endseitig ist der Wellschlauch jeweils mit einem Flansch 36, 37 gas- und flüssigkeitsdicht verbunden. Die Flansche 36, 37 sind einerseits flüssigkeitsdicht an dem Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 festgelegt und andererseits flüssigkeitsdicht an dem Flansch 31 der Anschlußeinrichtung 30 festgelegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das erste Verbindungselement 45 einen größeren Durchmesser auf als das zweite Verbindungselement 35.

Die Fig. 6 zeigt die Vorrichtung 10 der Fig. 5 in einem ausgelenkten Zustand. Hierzu wurde zunächst ausgehend vom Zustand der Fig. 5 die Mutter 24 weiter in Richtung auf das Kardangelenk 21 gedreht und anschließend die Gewindestange 22 durch die Lasche 23 hindurch gezogen. Nach Vornahme der Einstellung wurde daraufhin die zweite Mutter 25 und die erste Mutter 24 in Anlage an die Lasche 23 gebracht und somit die Position der Gewindestange 22 in Bezug auf die Lasche fixiert.

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Durch das Herausziehen der Gewindestange 22 verschwenkt der Befestigungsflansch 16 des Düsenhalters 15 um den Winkel 26 von beispielsweise 10° und damit auch die Spritzrichtung 17a gegenüber der Spritzrichtung 17 der Position der Fig. 5. Die Gelenkigkeit wird von den Wellschläuchen des ersten bzw. zweiten Verbindungselements 45, 35 bereitgestellt, wobei neben der reinen Auslenkung durch die Wellschläuche auch eine Parallelverschiebbarkeit in begrenztem Umfang bereitgestellt werden kann. Es ist möglich, auf der Gewindestange 22 oder einer der Gewindestange 22 zugeordneten Skala ein Winkelmaß aufzutragen, so daß die Winkeleinstellung der Spritzdüse 14 von außerhalb des Behälters 1 zuverlässig vorgenommen werden kann, ohne visuelle Kontrolle der Stellung der Spritzdüse 14.

Die Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 110. Der Befestigungsflansch 116 des Düsenhalters kann an drei Stellen, die an den Eckpunkten eines gedachten gleichseitigen Dreiecks angeordnet sind, in seiner Position in Bezug auf die Befestigungseinrichtung 40 bzw. die Anschlußeinrichtung 30 verändert werden. Dadurch ist die Spritzdüse 14 in jeder beliebigen Raumrichtung einstellbar. Hierzu sind insgesamt drei Gewindestangen 122a, 122b, 122c vorgesehen, die in entsprechende Laschen 123a, 123b, 123c des Flansches 131 eingreifen. Gestrichelt ist außerdem das zweite Verbindungselement 135 dargestellt, das den Befestigungsflansch 116 der Vorrichtung 110 mit dem Flansch 131 der Anschlußeinrichtung flüssigkeitsdicht verbindet. Der Flansch 136 des zweiten Verbindungselements 135 ist kreisringförmig und weist äquidistant verteilte Befestigungslöcher auf.

Die Fig. 8 zeigt schematisiert die möglichen Spritzrichtungen 17, 17a, 17b, die einen Winkelbereich von annähernd 90° abdecken, insbesondere etwa

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60°, und jedenfalls von der auf das Zentrum des Behälters 1 gerichteten Normalrichtung 18 des Düsenhalters 15 abweichen. Die dargestellte Schwenkrichtung liegt dabei in einer horizontalen Ebene.

Die Fig. 9 zeigt schematisch mögliche Schwenkrichtungen in einer vertikalen Ebene, d.h. die Spritzdüse 14 ist um eine horizontale Achse schwenkbar. Erfindungsgemäße Vorrichtungen 10 zum Einspritzen der Substanz 5 können dabei wie in der Fig. 9 dargestellt sowohl oberhalb als auch unterhalb des Füllstandes 4 angeordnet sein. Oberhalb wie unterhalb des Füllstandes 4 sind alle möglichen vertikalen und horizontalen Positionen der Vorrichtung 10 möglich.

Es können auch mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen 10 an dem Behälter angeordnet und fest oder vorgebbar auswählbar, manuell oder automatisch, miteinander verbunden werden. Es ist auch möglich, einen von einer Pumpe 13 gelieferten Flüssigkeitsstrom, der sich aus der in dem Behälter 2 befindlichen Substanz 5 und/oder aus frisch zugeführten Füllstoffen oder Wasser zusammensetzt, auf mehrere Vorrichtungen 10 in gleichen oder vorgebbar unterschiedlichen Mengen zu verteilen.

Die Fig. 10 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 210 im Querschnitt. Die Vorrichtung 210 weist weitgehend Übereinstimmung mit dem in der Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 auf; hinsichtlich der übereinstimmenden Merkmale wird auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen. Die Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung 210 ist gegenüber der Fig. 5 vergrößert und außerdem um eine schematische Darstellung der rohrförmigen Zuführleitung 212 ergänzt.

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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 5 weist die Vorrichtung 210 eine Einstelleinrichtung 220 auf, durch welche die Spritzrichtung 217 der Spritzdüse 214 während des Betriebs der Vorrichtung 210 in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar ist. Insbesondere wird die Spritzrichtung 217 mittels einer motorischen Antriebseinrichtung 250 vorgebbar gesteuert variiert, die im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Elektromotor mit einer daran angebrachten Exzenterscheibe 251 aufweist. Die motorische Antriebseinheit 250 ist mittels der Lasche 223 an dem Flansch 231 der Anschlußeinrichtung 230 festgelegt. Die Verbindungsstange 252 ist an einer Stelle gelenkig an der Exzenterscheibe 251 außerhalb der Drehachse 253 festgelegt. An einer entfernten Stelle ist die Verbindungsstange 252 am Befestigungsflansch des Düsenhalters 215 angelenkt.

Gleichzeitig ist der Befestigungsflansch 216 durch eine Gelenkeinrichtung 254 gelenkig mit dem Flansch 231 der Anschlußeinrichtung 230 verbunden. Bei der Gelenkeinrichtung 254 kann es sich um ein einachsiges Gelenk handeln, insbesondere wenn die Spritzrichtung 217 nur in einer Ebene schwenkbar sein soll. Der Schwenkbereich der Spritzrichtung 217 ist dabei durch den Abstand des Anlenkpunktes der Verbindungsstange 252 von der Drehachse 253 sowie durch den Abstand des Anlenkpunktes der Verbindungsstange 252 an dem Befestigungsflansch 216 von der Drehachse der Gelenkeinrichtung 254 bestimmt. Gegebenenfalls ist dieser Abstand manuell oder motorisch angetrieben veränderbar, vorzugsweise auch während des Betriebes der Vorrichtung 210, so dass der Schwenkbereich der Spritzrichtung 217 veränderbar ist.

Vorzugsweise ist die Gelenkeinrichtung 254 als zweiachsiges Gelenk ausgelegt, beispielsweise als Kreuzgelenk oder Kardangelenk. In diesem

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Fall kann die Spritzrichtung 217 in zwei, insbesondere einen rechten Winkel einschließenden Ebenen, variierbar sein. Das Variieren kann durch zwei separate motorische Antriebseinrichtungen 250 erfolgen, von denen jede einer Schwenkebene der Spritzrichtung 217 zugeordnet ist. Dadurch ist es möglich, die motorischen Antriebseinheiten 250 getrennt anzusteuern und beispielsweise mit der in der Fig. 10 dargestellten ersten Antriebseinheit 250 die Spritzrichtung 217 kontinuierlich in einer horizontalen Ebene zu variieren und gleichzeitig mit einer in der Fig. 10 nicht dargestellten weiteren Antriebseinrichtung die Spritzrichtung 217 in einer vertikalen Ebene zu variieren.

Das Variieren der Spritzrichtung 217 kann dabei in den beiden Ebenen jeweils kontinuierlich oder schrittweise, oder in einer Ebene kontinuierlich und in der anderen Ebene schrittweise erfolgen. Zusätzlich zum Variieren der Spritzrichtung 217 kann darüber hinaus die Pumpenleistung der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Pumpe 13 vorgebbar gesteuert variiert werden, um auf diesem Wege die Reichweite der Spritzdüse 214 zusätzlich variieren zu können. Dadurch ist es möglich, beim Betrieb der Vorrichtung 210 lediglich bestimmte Bereich des Gärraums zu bespritzen, beispielsweise um eine gewünschte Bewegung der im Behälter 1 befindlichen Substanz 5 in Gang zu setzen, aufrechtzuerhalten, zu stoppen oder zu verändern. Ebenso ist es möglich, durch Verändern der Spritzrichtung 217 in horizontaler und/oder vertikaler Richtung sowie durch Verändern der Spritzweite den gesamten Gärraum 3 kontinuierlich oder diskontinuierlich zu überstreichen.

Dadurch wird die gesamte Oberfläche der in dem Behälter 1 befindlichen Substanz 5 gleichmäßig oder vorgebbar ungleichmäßig bespritzt.

Für viele Anwendungsfälle sind Schwenkwinkel der Spritzrichtung 217 von weniger als 90°, insbesondere etwa 60°, ausreichend. Die

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Antriebseinrichtung 250 kann weiterhin ein Getriebe aufweisen, so dass die Exzenterscheibe 251 beispielsweise weniger als 10 Umdrehungen pro Minute ausführt, insbesondere weniger als 5 Umdrehungen pro Minute und vorzugsweise etwa 3 Umdrehungen pro Minute. 5

Die Antriebseinrichtung 250 kann manuell oder durch ein Computerprogramm gesteuert betreibbar sein. Letzteres gilt insbesondere, wenn für zwei unterschiedliche Schwenkebenen der Spritzrichtung 217 zwei separate Antriebseinrichtungen 250 vorgesehen sind, die dann insbesondere von einem Computersteuerprogramm einzeln angesteuert werden können. Möglich ist aber auch, eine einzige Antriebseinheit 250 vorzusehen, die über entsprechende mechanische Koppeleinrichtungen vorgebbar, und gegebenenfalls auch einstellbar, gekoppelte Schwenkbewegungen der Spritzrichtung 217 antreibt.

Die Fig. 11 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 310 im Querschnitt. Ein Unterschied zur Vorrichtung 210 der Fig. 10 besteht in der drehbaren Lagerung der Spritzdüse 314 im Befestigungsflansch 316, der hierfür eine Öffnung aufweist, durch welche die Spritzdüse 314 hindurchtritt und anschließend mit dem flanschartig ausgebildeten Düsenhalter 315 verbunden ist oder diesen einstückig ausbildet. Der Düsenhalter 315 ist mittels in der Fig. 11 nur strichpunktiert angedeuteter Befestigungsschrauben lösbar zwischen dem flanschartig ausgebildeten Ende des zweiten Verbindungselements 335 und dem mittels der Gelenkeinrichtung 354 schwenkbaren Befestigungsflansch 316 dichtend klemmbar. Auf seiner Außenfläche weist der Düsenhalter 315 mindestens eine Werkzeugangriffsfläche auf, beispielsweise eine Radialbohrung, mittels welcher der Düsenhalter 315 und mithin die Spritzdüse 314 drehbar und damit der Spritzwinkel einstellbar ist.

Claims

1. Vorrichtung (10) zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz (5) in einen Behälter (1), insbesondere in einen Gär- oder Faulbehälter, wobei eine Spritzdüse (14) an einem Düsenhalter (15) angeordnet ist, der mittels einer Einstelleinrichtung (20) gegenüber einer ortsfesten Befestigungseinrichtung (40) um mindestens eine Achse schwenkbar ist, und anschließend wieder fixierbar ist, und wobei der Düsenhalter (15) mit der Befestigungseinrichtung (40) durch ein erstes flüssigkeitsdichtes Verbindungselement (45) gelenkig verbunden ist.

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) an dem Behälter (1) festlegbar ist.

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) um zwei, einen rechten Winkel einschließende Achsen einstellbar ist.

4. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) stufenlos einstellbar ist.

5. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (45) ein Schlauch ist, insbesondere ein Wellschlauch.

6. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (20) ein an dem Düsenhalter (15) festgelegtes Einstellmittel (22) aufweist, dessen Position gegenüber der Befestigungseinrichtung (40) lösbar, einstellbar und wieder fixierbar ist.

7. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) zum Einspritzen weiterhin eine ortsfeste Anschlußeinrichtung (30) für eine Zuführleitung (12) der Substanz (5) aufweist.

8. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) mit der Anschlußeinrichtung (30) durch ein zweites flüssigkeitsdichtes Verbindungselement (35) gelenkig verbunden ist.

9. Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung (30) mit der Befestigungseinrichtung (40) fest verbunden ist.

10. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenhalter (15) zwischen der Anschlußeinrichtung (30) und der Befestigungseinrichtung (40) angeordnet ist.

11. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (17) der Spritzdüse (14) gegenüber einer Normalrichtung (18) des Düsenhalters (15) abgewinkelt ist.

12. Vorrichtung (210) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (217) der Spritzdüse (214) während des Betriebs der Vorrichtung (210) in der Art eines Beregnungssystems kontinuierlich oder schrittweise variierbar ist.

13. Vorrichtung (210) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (217) der Spritzdüse (214) mittels einer motorischen Antriebseinrichtung (250) vorgebbar gesteuert variierbar ist.

14. Vorrichtung (210) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Spritzrichtung (217) der Spritzdüse (214) kontinuierlich oder schrittweise um zwei Raumrichtungen schwenkbar ist, die vorzugsweise einen rechten Winkel einschließen.

15. Behälter (1), insbesondere Gär- oder Faulbehälter, mit einer Vorrichtung (10) zum Einspritzen einer im wesentlichen flüssigen Substanz (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Behälter (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) der Vorrichtung (10) zum Einspritzen an einer Wand (2) des Behälters (1) festgelegt ist.

17. Behälter (1) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (40) mittels eines Flansches (41) an einer Öffnung in der Wand (2) des Behälters (1) flüssigkeitsdicht und vorzugsweise auch gasdicht befestigt ist.

18. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (20) der Vorrichtung (10) zum Einspritzen von außerhalb des Behälters (1) betätigbar ist.

19. . Behälter (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausgangsstellung die Spritzrichtung (17) der Spritzdüse (14) von der Radialrichtung in Bezug auf den Behälter (1) abweicht.

20. Behälter (1) nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines horizontal oder vertikal von der Vorrichtung (10) zum Einspritzen beabstandeten Ansaugstutzens (11) die Substanz (5) aus dem Behälter (1) entnehmbar und der Vorrichtung (10) zum Einspritzen über eine Zuführleitung (12) zuführbar ist.