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Beschickungsvorrichtung für Stroh-Verbrennungsanlagen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Beschickungsvorrichtung für Stroh-Verbrennungsanlagen,
welche eine Strohballen-Bevorratungs- und Zuführeinrichtung, einen Strohballenauflöser
und eine das aufgelöste Stroh durch einen Presskanal in den Verbrennungsofen drückende
Transporteinrichtung aufweist.
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Bei derartigen bekannten Beschickungsvorrichtungen wird der
Strohballen
in kurzhalmiges Stroh durch Häckseleinrichtungen aufgelöst und dann durch eine Schnecke
oder einen Kolben in einem im Querschnitt kreisförmigen Presskanal zu dem Verbrennungsofen
gedrückt. Das kurzhalmige Stroh und die Pressart ergeben in nachteiliger Weise einen
unzureichend verdichteten Strohstrang, der beim Eintritt in den Verbrennungsofen
leicht auseinanderfällt, so daß dadurch das Stroh sehr schnell verbrennt und wodurch
die Energieausbeute zu gering wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine nach der eingangs genannten Art
aufgebaute Beschickungsvorrichtung zu verbesern und sie dabei mit einer eine optimale
Strohstrangverpressung und verbesserte Strohverbiennung bei guter Energieausnutzung
ermöglichenden Strohzuführung auszustatten, die in Abhängigkeit von der Strohbeschickung
in automatischer und sicherer Weise gegenüber der Verbrennungsanlage absperrbar
ausgeführt ist, welches durch einfach aufgebautes, in Abhängigkeit von der Strohuführung
wirkende und störungsfrei funktionierende Mitte ausführbar sein soll.
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Diese Aufgabe wi!d erfindungsgemäß bei der Beschickungsvorrichtung
dadurch gelöst, daß die T ansporteinrichtung außerhalb des eine Sicherheitszone
bildenden Stroh-Presskanals angeordnet und in diesem Presskanal eine in Abhängigkeit
und vom Schwelbrandfortschritt vom anstehenden Stroh-Pressdruck/ bewegliche Brems-
und Sicherheitsklappe (Rückstauklappe) vorgesehen ist, welche mittelbar mit einer
in Stroh-Pressrichtung vorgelagerten Absch-otteinrichtung und einem Schaltorgan
zum Ausschalten des Antriebes für die Bevorratungs- und Zuführeinrichtung, den Strohballenauflöser
und die Transporteinrichtung verbunden ist.
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In bevorzugter Weise ist der Presskanal mit einem eckigen, wie rechteckigen
oder quadratischen Querschnitt ausgestattet; die Brems- und Sicherheitsklappe ist
um eine waagerechte,
quer zur Presskanal-Längsrichtung verlaufende
Schwenkachse in Abhängigkeit vom Stroh in di( öffnungssteilung hochschwenkbar gelagert
und durch eine Federkraft o.
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dgl. in die Kanal-Schließstellung bringbar. An die Klappe läßt sich
mittelbar ein Steuergestänge anlenken, was gegenüber der Klappen-Schwenkbewegung
in einem begrenzten Bereich eine Verschiebewegung hat, um die Abschotteinrichtung
unabhängig von der Klappe wieder in die öffnungsstellung bei Inbetriebnahme bzw.
erneuter Inbetriebnahme bringen zu können.
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Dieses Steuergestänge ist mit dem Schalter verbunden, wodurch beim
Klappenschließen über das Gestänge der Schalter betätigt wird.
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Weiterhin läßt sich an dem Steuergestänge mindestens ein Sperransatz
anbringen, der mit einem Vorsprung mindestens einer quer zur Presskanal-Längsrichtung
verschiebbaren Absperrplatte der Abschotteinrichtung zum Lagefixieren derselben
in der Kanal-Offnungsstellung zusammenwirkt- und der bei Steuergestängeverschiebung
durch die sich schließende Klappe den Vorsprung freigibt, so daß die Absperrwandung
durch eine Federkraft o.dgl. in die Schließstellung gelangt.
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Die das in günstige Halmlängen aufgelöste Stroh aus einem Auffangbehälter
in den Presskanal drückende Transporteinrichtung ist in bevorzugt er Weise von einer
Presswalze mit Presszinken gebildet.
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Vorteilhafte Weitesbildungen des Erfindungsgegenstandes sind aus den
anderen Unteransprüchen zu entnehmen; der Erfindungsgegenstand erstreckt sich nicht
nur auf die Merkmale der einzelnen Ansprüche, sondern auch auf deren Kombination..
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Die erfindungsgemäße Beschickungsvorrichtung hat durch den Einsatz
einer Presswalze und die Ausbildung des Presskanales mit eckigem Querschnitt die
Zirführmöglichkeit von nicht zu kurzem Stroh ermöglicht, welches im Presskanal zu
einem gut verfestigtem Strohstrang mit geringem Sauerkontinuierlich stoffanteil
zusammenbringbar und/bewegbar ist; dieser Strohstrang fäll im Verbrennungsofen nicht
auseinander, so daß dadurch e n langsames Verbrennen und eine optimale Energieausnutzun:
möglich ist.
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Durch die besser Verbrennung ist die Anlage umweltfreundlich. Weiterhin
ist der Presskanal mit einer mehrfachen Sicherung gegen llückstau, d.h.in den Kanal
eindringende Schwelglut (-brand) ausgerüstet, die in Abhängigkeit vom Strohdruck
automatisch in Funktion tritt - bei geringem Strohdruck durch zu wenig zugeführtes
Stroh schließt sich automatisch eine Klappe und gleichzeitig werden zusätzliche
Abschottungen geschlossen, so daß der Kanal sicher gegenüber der Verbrennungsanlage
abgesperrt ist.
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Außerdem wird durch die sich schließende Klappe auch ein Schalter
betätigt, der den oder die Antriebe der Beschikkungsvorrichtung stillsetzt.
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Die gesamte Beschickungsvorrichtung ist als kompakte und transportable
Baueinheit aus endigen, einfach aufgebauten, leicht herstellbaren und sicher funktionierenden
Einzelteilen gebildet und eignet sich für die verschieden großen Verbrnnungsanllgen
für Heizungssysteme.
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Diese Beschickungsvorrichtung hat aufgrund ihrer guten Energieausnutzung
einen hohen Gebrauchswert und ein vielseitiges Einsatzgebiet.
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Auf der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der
Erfindung dargestellt, welches nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt: Fig.
1 eine Seitenansicht einer Beschickungsvorrichtune für Stroh, die an eine-Verbrennunfsanalge
angeschlossen ist; Fig.2 eine Seitenansicht eines Stroh-Presskanales der Beschickungsvorrichtung
mit darin bzw.
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darein angeordneter Brems- und Sicherheitsklappe sowie Abschotteinrichtung;
Fig.3 einen Querschnitt durch den Presskanal mit Abschotteinrichtung gemäß Schnittlinie
III-III in Fig.2; Fig.4 eine Draufsicht auf eine das Stroh in den Presskanal einpressende
Transporteinrichtung.
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Mit 10 ist eine Verbrennungsanlage b-ezzichnet, die mit Stroh als
Brennstoff arbeitet und die zum Be reiben von Heizungsanlagen 11 dient und hierfür
den Verbrennungsofen und deti bzw. das zu erwärmende Wasserkessel bzw. Heizschlangensystem
beinhaltet. Der Brennstoff Stroh 12 wird der Verbrennungsanlage 10 durch eine Beschickungsvorrichtung
automatisch zugeführt, wobei diese Beschickungsvorrichtung eine bewegliche Bevorratungs-
und Zuführeinrichtung i7 für das zu Ballen gepresste Stroh, einen Strohballenauflöser
14, ein Transportmittel 15 für das aufgelöste Stroh und einen sich daran anschließenden
und zum Verbrennungsofen geführten Presskanal 16, durch den das Stroh 12 mittels
des Transportmittels 15 zum Verbrennungsofen nin gepresst wird, inhaltet.
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Die Bevorratungs- und Zuführeinrichtung 13 ist beispielsweise von
einem in der Geschwindigkeit veränderbaren, stufenlos oder taktweise bewegbaren
Kettenförderer, der endlos umläuft, gebildet und auf dem mehrere Strohballen 12
neben- und/oder hintereinander angeordnet werden können, so daß auf diesem Kettenförderer
13 ein gewisser Vorrat an Strohballen 12 liegt, der für die Verbrennung vorgesehen
ist.
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diesem Ketterlför-derer 13 -ist der Ballenauflöser 14 zugeordnet,-
der als Fräseinrichtung ausgeführt ist und einer seits die Bindfäden des Strohballens
zerschneidet und andererseits das Stroh 12 in einer gewissen Halmlänge aus dem Ballen
12 herauskratzt. Als Ballenauflöser 14 können endlos umlaufende Kratzleisten mit
steuerbaren oder feststehenden Zinken, Frässcheiben, Fräsmesser o.dgl. vorgesehen
werden.
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tInterhalb des Ballenauflösers 14 und in :;troh-Zuführrichtung hinter
der Bevorratungs- und Transporteinrichtung 13 ist ein Auffangbehälter 17 angeordnet,
in dem sich das Transportmittel 15 befindet,. welches das in den Auffangt,ehäler
17 hineinfallende Stroh 12 in den sich an diesen Auffangbehälter 17 anschließenden
Presskanal 16 hineindrückt.
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Dieses Transportmittel 15 ist als in dem Behälter 17 drehbar gelagerte
Presswalze mit zwei endseitigen, das Stroh 12 zur Presswalzenmitte hin bewegenden
chneckenteilen-18 und im mittleren Längenbereich der Presswalze angeordneten Presszinken
19 und dazwischen angeordneten Abstreifern 20 ausgeführt.
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Ein Gestell 21 trägt den Auffangbehälter 17 mit darin angeordneter
Presswalze 15 und den Ballenauflöser 14 sowie
die Bevorratungs-
und Zuführeinrichtung 13. Desweiteren ist auf diesem Gestell 21 ein Antriebsmotor
22, vorzugsweise Elektromotor, angeordnet, der über Umschlingungs- und/oder Zahnradgetriebe
23 die Presswalze 15, den Ballenauflöser 14 und die Bevorratungs- und Zuführungseinrichtung
13 antreibt.
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Die Verbrennungsanlage 10 ist in einem gesonderten Raum untergebracht
und die Beschickungsvorrichtung als komplette, transportable Einheit wird ebenfalls
in einem eigenen Raum aufgestellt, wobei der Presskanal 16 durch eine Trennwand
(Mauer) 24 hindurchgeführt ist.
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Mit einem Längenende wird der Presskanal 16 an den Verbrennungsofen
angeschlcssen und mit seinem anderen Längenende an einen aus dem S.mmelbehälter
17 heraustretenden Pressstutzen 25 angeflarscht.
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Der Presskanal 16 i,at in bevorzllgter Weise einen rechteckigen oder
quadratisshen Querschnitt, durch den eine günstige Strohpressung und Strohzuführung
möglich ist. Es besteht jedoch auch ciie Möglichkeit, den Presskanal 16 mit einem
vieleckigen, ovalen oder kreisförmigen Querschnitl auszustätten .
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Entsprechend dem Presskanalquerschnitt ist auch der Querschnitt des
behälterseitigen Pressstutzens 25 ausgeführt.
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Im Abstand zum verbrennungsofenseitigen Längenende des Presskanales
16 ist in demselben um eine waagerechte und quer zur Kanal-L-ängsri.chtung verlaufende
Schwenkachse 2f, cinc Brems- und Sicherheitsklappe 27 höhenverschwenkbar gelagert,
die in Abhängigkeit vom druchgepreßten Stroh 12 und dem anstehenden Strohdruck in
die offene oder geschlos.sene- Stellung verschwenkt; -bei genügend ankommenden
Stroh
12 und ausreichendem Strohdruck wird die Klappe 27 entgegen einer Schließkraft in
die nach oben hochgeschwenkte öffnungsstellung gebracht und gehalten. Wird die Stohzufuhr
und somit der Strohdruck geringer, so daß die Schließkraft größer wird, dann wird
die Klappe 27 nach unten in die den Presskanalquerschnitt verschließende Stellung
gebracht. An der die Klappe 27 in dem Kanal 16 schwenkbar haltenden Achse 26 ist
außenseitig eine bogenförmig verlaufende Steuerbahn (Steuerkurve) 28 befestigt,
die mit der Klappe 27 eine starre Schwenkeinheit bildet. An dieser.
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Steuerbahn 28 stützt sich eine Steuerrolle 29 ab, die unter dem Einfluß
einer Zugfeder 30 oder eines anderen elastischen Zuggliedes steht, welches die Schließkraft
für die Klappe 27 darstellt.
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Diese Zugfeder 30 ist mit einem Ende an der Steuerrolle 29, welche
auch als Gleitteil ausgebildet sein kann, und mit dem anderen Ende an einem am Kanal
16 außenseitig angebrachtln Widerlager 42 befestigt.
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Die Klappe 27 bildet mit der von einem gebogenen Flacheisen gebildeten
Steuerbahn 28 in der Seite-nansicht eine J-Form.
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Die obere Bewegungsbegrenzung der Steuerrolle 29 wird von der Schwenkachse
26 und die untere Begrenzung von dem J-Bogen 28a gebildet.
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Die Klappe 27 stellt eine Rückstausicherung dar, so daß ein Vordringen
der Verschwelung des Strohs 12 in den vorderen Endbereich des Kanals 16 bei nicht
ausreichendem Strohnachschub vermieden wird.
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In Presskanal-Längsrichtung ist im Abstand hinter der Eslappe 27 eine
Abschotteinrichtung 31 als zweite Sicherung angeordnet, die in Abhängigkeit von
der Klappe 27 betätigt
wird und somit ein Eindringen eines Schwelbrandes
in den Bereich des Auffangbehälters 17 ausschließt.
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Diese Abschotteinrichtung @g 31 ist von einer oder von zwei im Abstand
hintereinander angeordneten und quer (von der Seite oder von oben he) zum Presskanal
16 bewegbaren Absperrplatten 32 gebildet, die in der außerhalb des Kanalquerschnittes
stehenden Stellung das Stroh 12 ungehindert durchlassen und ausgelöst durch die
Klappe 27 in den Kanal 16 mittels einer Schließkraft zum Absperren des Kanalqu'orschnittes
in den Kanal 16 hineingefahren werden.
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An dem Kanal 16 sind f;ir die beiden Absperrplatten 32 Verschiebeführungen
33 angebracht, in denen Absperrplatten 72 von der Seite her oder von oben quer zur
Kanal-Längsrichtung verschiebbar gelagert sind.
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An jeder Absperrwandun g 32 ist an der chließrichtungsseitigen Kante
obensei -ig ein Vorsprung 34 befestigt, an dem ein Längenende einer Zugfeder 35
oder eines anderen elastischen Zuggliedes angreift, die bzw. das mit dem anderen
Längenende an einem am Kanal 16 befestigten Widerlager 36 gehalten ist. Diese Zugfeder
35 hält die Absperren platte 32 unter Spannung in der Öffnungsstellung und zieht
sie in die SchließstelLung (bei seitlicher Absperrplattcnbewegung).
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Ein mit der Klappe 27 und der Steuerbahn 28 bewegungsmäßig gekoppeltes
Steuergestinge 37 bewirkt in Abhängigkeit Vi der Klappenbewegung einerseits die
Fixierung der Absperren wände 32 in der öffnungsstellung und andererseits die Freigabe
der Absperrwände 32 in die Schließstellung und desweiteren die Betätigung eines
Schalters 38 zum Ausschalten des Antriebes 22 für die Strohzuführung.
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I,icscs' Steuergestänge 37, gebildet von einer in Presskanal-Längsrichtung
hin- und herschiebbaren Stange, ist mit einem Längendende mit einem an die Schwenkachse
26 angebrachten Hebel 26a bewegungsmäßig verbunden, wobei hierbei der Hebel 38 einen
Zapfen 39 aufweist und in ein Langloch 40 der ';teuerstange 37 beweglich eingreift,
wodurch in Längsrichtung der Steuerstange 37 eine gewisse Stangenbewegung bzw.
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Klappenverschwenkung ohne gegenseitige Beeinflussung möglich ist.
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Das andere Ende der Steuerstange 37 ist gelenkig mit einem Betätigungsteil
des elektrischen Schalters 38 verbunden.
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Weiterhin hat die Steuerstange 37 für jede Absperrplatte 32 einen
Sperransatz 41, der in der Absperrplatten-öffnungsstellung vor dem Vorsprung 34
steht und die Absperrplatte 32 somit entgegen der Federkraft in der Öffnungsstellung
hält.
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L3f'i der Ausführung der Absperrklappe 32 in der Bewegung von oben
nach unten liegt die Steuerstange 37 mit ihrem Sperransatz 41 unter der Querkante
der Absperrplatte 32 und beim Verschieben der Steuerstange 37 gibt der Sperransatz
41 die Absperiplatte 32 krei und diese kann durch Eigengewicht oder eine zusätzliche
ugkraft nach unten fallen bzw. gezogen werden.
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Die Absperrplatten 32 sind in bevorzugter Weise an ihrer kanalseitigen
Kante mit Schneidkanten 43 ausgerüstet, die beim Einfahren der Platten 32 in den
Kanal 16 ein Durchhneiden des sich noch im Kanal 16 befindlichen Stroh 12 bewirken
und dadurch ein nicht vollkommenes Schließen ausschalten.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Beschickungsvorrichtung ist folgende:
Die
Strohballen 12 werden durch die sich taktweise oder stufenlos bewegende Bevorratungs-
und Zuführeinrichtung 13 gegen den Strohballenauflöser 14 gedrückt, welcher mit
seinen Fräs-, Reiß- oder Schneidelementen das Stroh aus dem Ballen 12 mit einer
günstigen Halb läge (Größer als Häcksellänge) herauslöst und in den Sammelbehälter
17 fördert. Dort wird das stroh von der Presswalze 15 in der Presskanal 16 gedrückt,
wobei die endseitigen Schneckenteile 18 das Stroh zur Walzen-Läng#mitte und somit
zu den Presszinken 19 und Abstreifern 20 bringen. Die Zinken 19 drücken das Stroh
in ten Kanal 16 hin###-ein und die Abstreifer 20 verhindern dabei das Durchziehen
des Strohes. Durch dies Presswalze 15 wird das troh in günstiger Verdichtung zu
einem in sich festen Strohstang in den Kanal 16 hineingedrückt und darin bis -um
Verbrennungsofen gepresst.
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Hierbei sind die Absperrplatten 32 der Abschotteinrichtung 31 in der
Öffnungsstellung durch die Sperransätze 41 gehalten und die Brems- und Sicherungsklappe
27 befindet sich ebenfalls in der hochgeschwenkten Öffnungsstellung. D Klappe 27
wird solange in der Öffnungsstellung gehalten, so lange genügend Strob 12 durch
den Kanal 16 gedrückt wird und somit der Strchdruck größer als die Schließkraft
30 ist. Gewisse Toleranzen in der Strohmenge und somit dem Strohdruck werden durch
die Langlochverbindung 39,4o zwischen Klappe 27 und Steuerstange 37 ausgeglichen.
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Wird zu wenig Stro#zugeführt bzw. vom fortschreitenden Schwelbrand
die Strohmenge vermindert, so daß die Schließkraft 3o größer als der Strohdruck
wird, dann zieht die Feder 30 die Rolle 29 an der Steuerbahn 28 entlang nach unten
und dabei wird die Klappe27 in die Schließstellung bewegt. Gleichzeitig erhält die
Steuerstange 37 nach einer gewissen Klappenverschwenkung bedingt durch das Langloch
40 ihre Verschiebung in Kanal-Längsrichtung zur Verbrennungsanlage 10 hin und tladurch
werden die Sperransätze 41 aus
dem Bereich der Vorsprünge 34 herausbewegt,
so daß die Federn 35 die Absperrplatten 32 der Abschotteinrichtung 31 in die Schließstellung
bewegen. Desweiteren betätigt gleichzeitig die Steuerstange 37 den Schalter 38 und
der Antrieb 22 wird stillgesetzt, wodurch die Einrichtungen 1.3, 14, 15 stillstehend
und die Beschickung beendet wird.
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Für die Inbetriebnahme bzw. Wiederinbetriebnahme der Beschickungsvorrichtung
werden zuerst wieder Strohballen 12 auf die Bevorratungs- und Zuführeinrichtung.
gelegt und dann werden die Absperrplatten 32 in die Öffnungsstellung von Hand verschoben,
wobei die Steuerstange 37 ebenfalls von Hand so weit zurückbewegt wird, bis ihre
Sperransätze 41 vor den Vorsprüngen 34 liegen und die Platten 32 fixieren.
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Die Klappe 27 verbleibt dabei noch in der Schließstellung, da diese
Steuerstangenverschiebung durch das- Langloch 4o möglich ist, ohne eine Einwirkung
auf die Klappe 27 zu ergeben.
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Nun wird der Schalter 38 betätigt und die Einrichtungen 1f, 11, 15
beginnen Stroh in don Presskanal 16 zu führen.
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Das vErdichtete Stroh 12 drückt dann die Klappe 27 wieder in die Öffnungsstellung
nach oben, wobei die Rolle 29 entgegen der Zugfeder 3( an der ebenfalls hochschwenkenden
Steuerbahn 28 sich n ch oben hin die andere Endstellung abwält Auch besteht die
Möglic-hkeit, bei geschlossenem Presskanal 16 zur Sicherung ein(-n Presskanalteil
seitlich herauszuschwenken oder zu verfahren, so daß eine Knaalunterbrechung entsteht.
Die Steuerung der Geschwindigkeit der Bevorratungs- und Transporteinrichtung 13
kann durch einen Thermostaten oder an(lere geeignete Mittel erfolgen.