DE2435975C3 - Gerät zum Belüften von Güllengruben und Gräben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Belüften von Giillenimibcn und Gräben mit einem Antriebsmotor und einem in die zu belüftende Gülle tauchenden Beluftungspropeller, dem durch ein bis übei die Grube reichendes Ansaugrohr aus der Atmosphäre Luft zuführbar ist.

Zweck der Belüftung ist es, in der Gülle eins Sauerstoffzuführung zu erreichen, so daß die in der Gülle befindlichen sauerstoffzehrenden Bakterien belebt und gefördert werden und zum Abbau der organischen Substanzen beitragen. Je mehr Luft mit Sauerstoff eingebracht wird, und je langer die Luft in der Flüssigkeit verbleibt, desto wirkungsvoller erfolgt der Abbau der organischen Fest- und Flüssigstoffe, wobei auch die angestrebte Geruchsminderung erreicht wird.

Für diesen aeroben Abbau sind bereits Oberflächenbelüfter bekannt (DT-Gbm 73 40 574). An einem vertikalen Wellenende ist ein Rotor in trommel- oder schlüsseiförmiger Form mit am Umfang gleichmäßig verteilten Förderblätlern angebracht, die teilweise in die zu belüftende Gülle eintauchen. Am entgegengesetzten Ende ist die Welle mit dem Antriebsmotor verbunden, und das ganze Gerät ist aufgehängt, oder auf Schwimmern für die geeignete Eintauchtiefe abgestimmt. Beim Betrieb des Rotors wird die Flüssigkeit von den Förderblättern erfaßt und über den Flüssigkeitsspiegel geschleudert, damit ^ie sich mit Sauerstoff anreichert, worauf sie dann wieder in den Behälter zurückfällt.

Dieser bekannte Oberflächenbelüfter ist jedoch nur für den zentralen Einsatz in offenen Gruben und offenen Dungsilos geeignet. Die Größe des Rotors und die Schwimmeinrichtung gestatten nicht den Einsatz bei relativ engen Grubendeckelöffnungen. In einer geschlossenen Grube wäre mit einem derartigen Oberflächen-Belüfter die Sauerstoffaufnahme vollkommen unzureichend, da die Belüftungswirkung im wesentlichen auf die Flüssigkeitsoberfläche beschränkt ist und die mit der Belüftung verbundene Schaumbildung die Sauerstoffanrcicherung verschlechtert.

Weiler bekannt sind Belüftungsverfahren und Mischgeräte zum Einbringen von beliebigen, insbesondere von gasförmigen Zusatzstoffen als Sekundär-Komponenten in Flüssigkeiten bzw. stationäre Gewässer aus der DT-OS 17 82 485, wobei der Umwälzbelüfter zur Anreicherung von Sauerstoff in der Gülle aus einer in die Flüssigkeit vertikal eintauchbaren, rotierenden Antriebswelle und aus einem im wesentlichen horizontal nach außen schleudernden Mischpropeller besteht.

Am entgegengesetzten Wellenende ist die Antriebswelle mit einem außerhalb der Grube angeordneten Antriebsmotor verbunden. Um dem Mischprope'ler Luft zuzuführen, ist die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet oder ein Rohr um die Antriebswelle gelegt, das im Belüftungsflügel endet. Über dem Mischpropeller ist zur besseren Wirkung noch eine Leitschale angeordnet.

Dieser vertikal betriebene und am Umfang horizontal wirksame Mischpropeller ist in der Luftstreuungsbrcitc begrenzt und erfordert zweckmäßig ein rundes, dem Leistungsumfang angepaßtes Belüftungsbecken, um eine gleichmäßige Verteilung des Luft-Flüssigkeilsgemisches zu erreichen.

Die Wirkung dieses Umwälzbclüftcrs ist in rechtckkig angelegten Gruben unzureichend, weil die Ecken und die Entfernungen über den Wirkungskreis hinaus unbelüftct bleiben. Außerdem versagt die Lcitschale infolge ihrer Größe den Einsatz einer solchen Vorrichtung durch die herkömmlichen Deckclöffnungen hindurch.

Die Erfindung geht aus von der eingangs genannten
Anordnung, und ihr licgi die Anleihe /umrunde, einen hohen Wirkungsgrad der Sauerstoffanreicherung in tieferen und in geschlossenen Gruben durch herkömmliche zentrale oder dezentrale Grubendeckelöffnungen -. hindurch zu gewährleisten, wobei ein kompaktes und leicht transportables Belüftungsgerät geschaffen werden soll, bei dem eine lange Antriebswelle vermieden ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch to gelöst, daß der Antriebsmotor als auf der Saugseite des Belüftungspropellers angeordneter Tauchmotor ausgebildet ist, mit dem der Belüftungspropeller eine mechanische Einheit bildet, wobei die Luftzuführung einen an der Saugseite des Belüftungspropellers düsenartig mündenden umfanggeschlossenen Mantel aufweist

Zwar ist es bei einem Jaucherührwerk (OE-PS 2 67 240) an sich schon bekannt, einen Antriebsmotor als Tauchmolor auf der Saugseite des Propellers anzuordnen, doch wird mit diesem Jaucherührwerk etwas anderes bewirkt. Das mit der OE-PS 2 67 240 bekanntgewordene Gerät stellt ein Jaucherührwerk dar, wobei der Rührpropeller (Flügelrad) von einem am unteren Ende des Traggestänges angeordneten hydraulischen Motor angetrieben ist. Dieses Gerät hat die Aufgabe, zs einen Rühreffekt im Grubeninhalt in horizontaler Richtung zu bewirken, um den Bodenschlamm aufzurühren und die Schwemmdecke aufzulösen. Dieses Jaucherührwerk ist jedoch nicht zum Belüften der Gülle geeignet, da die Sauerstoffzuführung fehlt.

Die vorliegende Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß eine Sauerstoffanreicherung der Gülle auch in tieferen Güllengruben gelingt; diese Gruben können sogar geschlossen sein, wobei das erfindungsgemäße Belüftungsgerät durch die herkömmliche Gmbendeckelöffnung hindurch bei ständiger und gezielter Umwälzung der Gülle einen ausreichenden Abbau der organischen Stoffe über den gesamten Grubeninhalt erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen Belüftungsgerät wird dem Belüftungspropeller gezielt von der Sogseite her Luft zugeführt, so daß eine viel raschere und innigere Vermischung des Luftsauerstoffs mit der Güllenflüssigkeit erfolgt. Bei Gülle muß davon ausgegangen werden, daß sie zumindest am Anfang der Belüftung nich homogen ist. Es sind also feste Stoffe, insbesondere am Grund vorhanden, und in der Nähe der Oberfläche bildet sich eine schwimmende, von festen Bestandteilen gebildete Decke. Der Belüftungspropeller, der diese festen Bestandteile zerkleinern, fördern und umrühren soll, führt nun die zugeführte Luft von seiner Sogseite nach der Druckseite. Es wird dadurch vermieden, daß die Luft nur nach oben strömt, wenn sie auf feste Dungbesiandteile trifft. Die Luft wird gewissermaßen mit Hilfe des Belüftungspropellers in die Gülle eingequirlt.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Luftzuführung über ein gleichzeitig als Tragrohr fungierendes Ansaugrohr, das starr oder über ein Gelenk über die Grube hinaus mit der Atmosphäre verbunden ist. Vorzugsweise ist im Tragrohr ein Gelenk unmittel- to bar über dem Tauchmotor angebracht, das über ein Schwenkgestänge die wahlweise Einstellung des Belüftungsgerätes aus der horizontalen Lage schräg nach oben oder nach unten ermöglicht. Mit dem DT-Gbm 18 96 755 ist eine Vorrichtung zum Einspritzen eines Flüssigkeitsstrahl in eine Jauchegrube zum Rühren und Aufreißen der sich auf der Oberfläche des Grubeninhalts bildenden Schwemmdecke bekanntgeworden.

Diese Vorrichtung verwendet einen schwenkbaren Spritzkopf am unteren Ende eines feststehenden (wahlweise jedoch höhenverstellbaren) durch die Grubendeckel ragenden Druckrohres, wobei der Spritzkopf durch ein Gestänge in vertikaler und horizontaler Ebene verschwenkbar ist

In ähnlicher Weise bezieht sich die Anordnung des DT-Gbm 19 00 033 auf das Aufspülen und Verrühren der Schwemmdecke über dem Flüssigkeitsspiegel durch das Einleiten eines druckstarken Förderstrahls in die Güllengrube. Zur Steuerung des Rührstrahles wird ein Rührrohr von Tragrohrschellen lose getragen, das in die Grube ragt und am unteren Auslaufende über einen in waagrechter Richtung weisenden Rohrbogen endet Das Rührrohr läßt sich ringsum verschwenken und ist höhenverstellbar. Beide genannten Einrichtungen sind zum Aufrühren des Grubeninhaltes mit Hilfe eines Flüssigkeitsstrahles bestimmt Sie sind nicht dazu geeignet, eine im Rahmen der vorliegenden Erfindung geförderte Sauerstoffanreicherung des Güllengrubeninhaltes zu gewährleisten.

Es wird bevorzugt, wenn das aus Tauchmotor und Belüftungspropeller gebildete Belüftungsgerät exzentrisch (mit einem gewissen Abstand) zur Längsachse des Tragrohres angeordnet ist. Diese Maßnahme gewährleistet, daß das Belüftungsgerät bedingt durch seine exzentrische Aufhängung und seinen durch den Förderschub bedingten Rückstoß selbsttätig mit dem Tragrohr um die Tragrohrlängsachse rotiert und so eine Rundum-Belüftung des Grubeninhaltes erzielt.

Für größere Güllengruben kann ein Doppel-Lüfter eingesetzt werden, der als Tandemgerät arbeitet.

Bei normalen Eintauchtiefen reicht der atmosphärische Druck der Luft aus, um mit Hilfe der Sogwirkung des Belüftungspropellers über das gleichzeitig als Tragrohr dienende Ansaugrohr genügend Sauerstoff in die Flüssigkeit zu mischen. Bei größeren Eintauchtiefen und einer entsprechend größeren Flüssigkeitsdichte ist eine Druckluftanlage (Kompressor) am Tragrohr bzw. Ansaugrohr angeschlossen. Mit dieser Anlage kann der Luftdruck für beliebige Eintauchtiefen bereitgestellt werden und garantiert eine zuverlässige Belüftung in jeder Tiefenlage.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die über einen Kompressor über das Tragrohr zugeführte Luft gleichzeitig zum Antrieb eines (pneumatischen) Tauchmotors und damit zum Antrieb des Belüftungspropellers zu verwenden. In diesem Fall würde ein düsenartig geformter Mantel von der Auslaßseite des Tauchmotors ausgehen und in den Sogbereich des Belüftungspropellers münden.

Wird der Tauchmotor elektrisch betrieben, so erfolgt die Stromzuführung zum am Tragrohr kreisenden Belüfter über einen drehbaren Schleifringkörper, der am Tragrohrende über der Grube aufgesetzt ist. Die Kabelweiterführung zum Tauchmotor kann inner- oder außerhalb des Tragrohres verlegt sein. Infolge der Rotation des Belüftungsgerätes und des Eindringens von Luft in die Gülle entwickelt sich oftmals eine Schaumbildung über dem Flüssigkeitsspiegel. Zum Brechen dieser Schaumblasen kann ein höhenverstellbarer Schaumvemichter über dem Flüssigkeitsspiegel am kreisenden Tragrohr angebracht sein. Ein solcher höhenverstellbarer Schaumvemichter ist beispielsweise aus Landtechnik 1/2, Januar 1972, Seite 14 bekanntgeworden. Der Aktionsradius und Wirkungsbereich dieses Schaumvernichters ist jedoch begrenzt, da er starr an einer Stelle der Grube angeordnet ist und nicht mit

einer bestimmten Umdrehungsgeschwindigkeit um ein Tragrohr rotiert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbcispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 Flüssigkeitsbelüfter in der Ansicht und teilweise im Schnitt,

F i g. 2 Flüssigkeilsbelüfter in der Draufsicht,

F i g. 3 Flüssigkeitsbelüfter in der Seitenansicht,

F i g. 4 Flüssigkeits-Doppelbelüfter in der Draufsicht,

F i g. 5 Flüssigkeitsbelüfter mit pneumatischem Antrieb in der Ansicht,

Fig.6 Flüssigkeitsbelüfter mit pneumatischem Antrieb in der Seitenansicht.

Ein in Stromlinienform gehaltener elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Tauchmotor 1 betreibt einen Belüftungspropeller 2, wobei das Zwischenstück zwischen Motor und Propeller vorzugsweise als Mantel 3 ausgebildet ist. Dieser Mantel 3 ist so gestaltet, daß die Mantelöffnung hinter dem Belüftungspropeller 2 mündet, und daß am Umfang ein Rohrstutzen 4 anschließt.

Starr oder über ein Gelenk 5 ist dieser Rohrstutzen 4 mit dem Tragrohr 6 verbunden. Beim Betrieb des Belüftungspropellers 2 entsteht eine fördernde Wirkung und damit eine Umwälzung im Grubeninhalt. Gleichzeitig wird über den hinter dem Propeller mündenden Mantel 3 Luft über das Tragrohr 6 angesaugt und unter die Flüssigkeit gemischt. Über das Gelenk 5 mit den Gelenkträgern 7 und 8 läßt sich das Belüftungsgerät im Gelenkbolzen 9 nach unten und nach oben verschwenken. Zur gezielten Einstellung dient das am Tragrohr 6 gehaltene Schwenkgestänge 10, das am Träger 11 gelenkartig befestigt ist.

Außer der geraden Anordnung ist das Belüftungsgerät mit besonderem Vorteil exzentrisch am Tragrohr 6 angebracht. Durch diese exzentrische Lage entsteht infolge der Schubwirkung des Propellers eine kreisende Bewegung um das Tragrohr 6 und eine gleichmäßige Belüftung über den gesamten Grubeninhalt.

In der Grubendeckelöffnung ist nun eine Halterung abnehmbar befestigt, welche das gesamte Belüftungsgerüi drehbar und höhenverstellbar aufnimmt. Ein Bu gel 12 ist mit einer Spannschraube 13 an der Gruben decke befestigt. Er trägt aufklappbare Rohrschellen 14 die das Tragrohr 6 mit dem Bclüftungsgerat in den La-■"' gern 15 drehbar aufnehmen. Über der oberen Rohrschelle 14 ist eine Anschlagschelle 16 am Tragrohr f verklemmt, weiche die Höhenverstellbarkeit nach Wunsch bestimmt.
Am Tragrohr 6 ist über dem Flüssigkeitsspiegel ein

i" Schaumvernichter 19 höhenverstellbar verspannt. Übet einen separaten Motor oder über eine biegsame Welle wird ein Haspel betrieben, welcher den Schaum beim Ansteigen zur Grubenöffnung zerschlägt. Bei kreiselndem Tragrohr 6 vergrößert sich der Aktionsradius des Schaumvernichters 19.

Am oberen Ende des Tragrohres 6 ist für große Grubentiefen ein getrennt betriebener Kompressor 17 aufgebaut.

Ein drehbarer Schleifringkörper 18 am Tragrohr 6 sorgt für eine störungsfreie Stromzuführung. Für Pneumatik- oder Hydraulikbetrieb ist ein Rotations-Druckverteiler 20 zur Energiezuführung vorgesehen (F i g. 5). In F i g. 5 und 6 ist eine Druckluftanlage dargestellt. Über einen Kompressor 21 wird die Luft in Pfeilrichtung 22 angesaugt und in Pfeilrichtung 23 über den Luftschlauch 24 den Rotationsverteiler 20 und das Tragrohr 6 zum Pneumatik-Tauchmotor 25 zugeführt, wobei die Abluft aus dem Tauchmotor 25 über Ventile und Mantel 27 in den Sogbereich des Belüftungspropellers 2 gelangt und in die Flüssigkeit vermischt wird.

Der am Tragrohr 6 höhenverstellbare Schaumvernichter 26 wird ebenfalls mit Druckluft betrieben und das gesamte Druckluftgerät in der dreh- und höhenverstellbaren Halterung getragen.

Als Anwendung der Erfindung sind alle Möglichkeiten der Einbringung von Luft insbesondere in Güllegruben zu bezeichnen, bei denen man betriebssicher mit geringer Antriebsleistung des Belüftungspropellers in kurzer Zeit auch an den entlegensten Stellen der Grube Luft zuführen will, die sich innig und rasch mit der umgebenden Gülle mischt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Gerät zum Belüften von Güllengruben und Gräben n;it einem Antriebsmotor und einem in die zu belüftende Gülle tauchenden Belüftungspropeller, dem durch ein bis über die Grube reichendes Ansaugrohr aus der Atmosphäre Luft zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor als auf der Saugseite des Belüftungspropel'ers (2) angeordneter Tauchmotor (1, 25) ausgebildet ist, mit dem der Belüftungspropeller (2) eine mechanische Einheit bildet, wobei die Luftzuführung (6, 5, 4) einen an der Saugbeite des Belüftungspropellers (2) düsenartig mündenden umfanggeschlossenen Mantel (3) aufweist.

2. Belüftungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung (6, 5, 4) über ein Tragrohr (6) erfolgt, das starr oder über ein Gelenk (5) über die Grube hinaus mit der Atmosphäre verbunden ist.

3. Belüftungsgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (6) axial oder exzentrisch zum Tauchmotor (1, 25) angeordnet ist und in einer in der Grubenöffnung verklemmten Halterung (12, 13, 14, 15, 16) fest oder dreh- und höhenverstellbar aufgenommen ist.

4. Belüftungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein am Tragrohr (6) angebrachtes, mit dem Tauchmotor (1, 25) gelenkarlig verbündenes Schwenkgestänge (10).

5. Belüftungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragrohr (6) außerhalb der Grube ein drehbarer Schleifringkörper (18) zur Stromzuführung angebracht ist.

b. Belüftungsgerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragrohr (-S) ein höhenverstellbarer Schaumvernichter (19, 26) mit eigenem Motor angebracht ist.

7. Belüftungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Tragrohr (6) die Druckseite eines Kompressors (17,21) verbunden ist.

8. Belüftungsgerät nach Anspruch 1, 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kompressor (17, 21) abgegebene Druckluft dem Antrieb des Belüftungspropellers (2) und des Schaumvernichters (19, 26) dient.

9. Belüftungsgerät nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchmotor (1, 25) elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betrieben ist.

10. Belüftungsgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem pneumatisch betriebenen Tauchmotor (25) ein düsenartig geformter Mantel (27) von der Auslaßseitc ausgeht und im Sogbereich des Belüftungspropellers (2) mündet.

11. Belüftungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Tragrohr (6) exzentrisch zu dessen Drehachse mindestens zwei Tauchmoloren (1, 25) parallel zueinander liegend mit entgegengesetzten Strömungsrichtungen angeordnet sind.