DE3419863C2

DE3419863C2 - Vorrichtung zur Belüftung von Gülle oder dergleichen

Info

Publication number: DE3419863C2
Application number: DE3419863A
Authority: DE
Inventors: Manfred 7298 Loßburg Mönch; Wendelin 7741 Schönwald Rösch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-02-10
Filing date: 1984-05-28
Publication date: 1987-02-05
Also published as: DE3419863A1

Abstract

Vorrichtung zur Belüftung von Gülle oder dergleichen mit einem drehbaren Luftansaugrohr, das am unteren Ende einen Kranz von Propellerflügeln trägt. Die Propeller sind nach unten und zum Innenraum des Ansaugrohres hin weitgehend offen, so daß eine ausgezeichnete Durchmischung der Gülle mit der eingepumpten Luft ohne die Möglichkeit eines Zusetzens von Öffnungen oder dgl. erfolgt. Durch Einsetzen eines Drosselventils in das Luftansaugrohr kann in besonders vorteilhafter Weise ein Unterdruck im Bereich der Propellerflügel erzeugt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem aus der DE-OS 28 35 914 bekannten Gerät dieser Art läßt sich durch die Luftansaugung im Zusammenwirken mit Propellern nur eine ungenügende Durchmischung der Gülle mit Luft erreichen. Insbesondere hat die Luft eine vergleichsweise kurze Verweildauer in der Gülle. Für eine wirksame Verrottung der Gülle ist aber eine möglichst lange Verweildauer des Luftsauerstoffes in der Gülle notwendig.
Durch die Erfindung soll eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so verbessert werden, daß eine möglichst gute und gleichmäßige Belüftung auch großer Güllebehälter bei langer Verweildauer der Luft in der Gülle erzielt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Propellerflügel sind gemäß der Erfindung nach unten vollständig offen und bilden somit keinen geschlossenen Hohlraum, sondern nur eine nach oben gewölbte Ausnehmung. Ferner ist in dem Luftansaugrohr ein Drosselventil angeordnet.
Diese beiden Maßnahmen bewirken eine gute Belüftung der Gülle während des Durchmischungsvorganges. Das im Luftansaugrohr befindliche Drosselventil sorgt dafür, daß im Luftansaugraum ein nicht unerheblicher Unterdruck entsteht. Dieser Unterdruck sorgt einerseits für eine noch ausreichende Ansaugung von Luft, andererseits aber insbesondere für eine erhöhte Ansaugung von Gülle von unten her aus der Umgebung des Ansaugrohres. Überdies bewirkt der Unterdruck, daß in der Flüssigkeit eine Kavitationswirkung erzeugt wird. Diese sorgt für eine teilweise Entgasung der Flüssigkeit von in ihr enthaltenen Gasen, wie Methan, Schwefelwasserstoff, Ammoniak bzw. Luftansaugung, Verwirbelung und Entgasung erzeugen gemeinsam einen gewissen Gasaustausch an den entstehenden Flüssigkeitsoberflächen, wobei die erwähnten Gase aus der Flüssigkeit herausgetrieben und Luft eingepumpt wird. Außerdem findet eine besonders gute Vermischung der neu angesaugten Luft mit der Flüssigkeit statt.
Aus der DE-OS 29 33 784 ist es zwar an sich bereits bekannt, die in das Luftansaugrohr eingelassene Luftmenge durch ein Drosselventil zu steuern. Diese Maßnahme soll dazu dienen, jeweils eine von der Konsistenz der Jauche abhängige Luftmenge beizumischen. Bei dieser bekannten Anordnung wird die Luft jedoch nicht durch das Innere des Luftansaugrohres in nach oben gewölbte Ausnehmungen von Propellerflügeln, sondern zur Oberseite der Propellerflügel in deren raidal äußerem Bereich zugeführt. Die durch die vorliegende Erfindung angestrebte Wirkung kann dadurch nicht erreicht werden.
Die Ansprüche 2 und 3 betreffen besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Drosselventils.
Um über längere Zeit eine gleichmäßige Verteilung und Durchmischung der Güllebestandteile zu gewährleisten, muß ein Festsetzen der Gülleteile der Vorrichtung und ein Zusetzen der Öffnungen verhindert werden.
Dies wird in Weiterbildung der Erfindung durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 4 und 5 erreicht.
Trotz guter Schaufel- und Durchmischungswirkung besitzen die nach diesen Vorschlägen gestalteten Propeller keine von Wandungen umgebenen Öffnungen, die sich leicht zusetzen, insbsondere wenn bei Drehung des Propellerkranzes nicht nur von oben Luft angesaugt wird, sondern auch Gülle von unten in das Rohr eintritt und zusammen mit der Luft durch die Propeller nach außen strömt. Gerade dieses wechselseitige Ansaugen von Luft aus dem Rohrinnern und von Gülle vom Rohrende her, welche im Bereich der Propellerflügel ähnlich durchmischt werden, sorgt für eine hervorragende Aufbereitung der Gülle und gleichzeitig für die Erzeugung einer Strömung, die auch weiter entfernte Güllebereiche erfaßt.
Damit ein Zusetzen von Öffnungen aber nicht an anderer Stelle, nämlich zwischen Rohrinnern und Propellerflügeln, stattfinden kann, sind die vom Rohrinnern zu den Propellerflügeln führenden Durchbrüche der Rohrwandung so großflächig, daß ihre Fläche die dazwischen stehenbleibenden schmalen Stege der Rohrwandung übertrifft.
Die Größe der Durchbrüche kann gemäß Anspruch 5 noch dadurch zweckmäßig erhöht werden, daß sie sich über eine größere axiale Länge des Luftansaugrohres nach unten erstrecken als die Propellerflügel. Somit wird die von unten in das Ende des Luftansaugrohres eintretende Gülleströmung durch die im Bereich der Propellerflügel stattfindende, etwa radiale Auswärtsströmung nicht behindert.
Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 6 bis 8 verstärken die Durchmischungswirkung des Propellerflügelkranzes. Die aufgesetzten Rippen führen zu einer zusätzlichen Verwirbelung im Austrittsbereich. Durch die Form der Rippen wird eine gute Verteilung der festen Güllebestandteile erzielt, so daß sich diese nicht an den Propellerflügeln ansetzen können, sondern bei Drehbewegung der Flügel abgestreift werden. Das am Rand der Propellerflügel entlanggleitende Wasser wird unter Zerstörung der Oberflächenspannung desselben mit der austretenden Luft besonders gut durchmischt.
Die Luftansaugung erfolgt vorzugsweise durch einen glockenförmigen Ansaugteil gemäß Anspruch 9, in welchem gemäß Anspruch 10 besonders zweckmäßig auch das erwähnte Drosselventil angebracht wird.
Anhand der Figuren werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 eine Unteransicht des vom Luftansaugrohr entfernten glockenförmigen Ansaugteils, welcher bei beiden Ausführungsformen gleich ist,
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5 eine Unteransicht des ebenfalls bei beiden Ausführungsformen gleichen unteren Endes des Luftansaugrohres mit Propellerflügelkranz,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5,
Fig. 7 eine Unteransicht des gleichen unteren Endes wie Fig. 5, jedoch im Hinblick auf die Schnittdarstellung in Winkelrichtung etwas verdreht,
Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7 und
Fig. 9 einen Axialschnitt des in den Fig. 5 bis 8 dargestellten unteren Endes des Luftansaugrohres mit eingezeichneten schematischen Strömungslinien bei Betrieb.
Die in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsform weist einen elektrischen Antriebsmotor 10 mit einem axialen Stützteil 12 auf, in welchem die vom Motor angetriebene Welle 14 gelagert ist. Mit der Welle 14 ist koaxial ein Luftansaugrohr 16 fest verbunden. Am oberen Ende des Luftansaugrohrs 16 ist ein glockenförmiger Luftansaugteil 18 mit Ansaugbohrungen 20 befestigt, die mit dem Inneren des Luftansaugrohres 16 in Verbindung stehen. Nahe dem unteren Ende des Luftansaugrohres 16 ist ein Kranz von drei Propellerflügeln 22 angeordnet, die nach unten und zum Inneren des Luftansaugrohres 16 hin in einer weiter unten noch genauer zu erläuternden Weise völlig offen sind. Zum Aufstellen des Gerätes sind drei mittels Manschetten 24 am Gerät befestigte schräge Standfüße 26 vorgesehen, die durch Verstrebungen 28 in ihrer Lage gehalten werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform ist als Unterflurkonstruktion ausgebildet, wobei sich die mit dem Luftansaugrohr 16 unmittelbar verbundenen Teile nicht von den entsprechenden Teilen der ersten Ausführungsform unterscheiden. Es sind daher für diese Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. Diese Ausführungsform ist in eine Öffnung 30 der Decke 32 eines im übrigen nicht gezeigten Güllebehälters eingesetzt. Die Öffnung 30 wird durch eine ihren Rand allseitig überragende Deckplatte 34 verschlossen, an der mittels eines Bügels 36 der Elektromotor 10 und mittels Bolzen 38 das neben dem Motor angeordnete langgestreckte und allgemein zylindrische Lagergehäuse 40 fest aufgehängt sind. Am unteren Ende sind Motor 10 und Lagergehäuse 40 durch einen Getriebekasten 42 abgestützt. Aus dem Getriebekasten 42 ragt das mittels nicht gezeigter Drehlager im Lagergehäuse 40 gelagerte Luftansaugrohr 16 nach unten. Das Luftansaugrohr 16 ist wie bei der ersten Ausführungsform nahe seinem unteren Ende mit einem Kranz von Propellerflügeln 22 versehen. Motor 10, Lagergehäuse 40 und Getriebekasten 42 sind wasserdicht gekapselt. Ausnahmen stellen lediglich das obere Ende des Motors 10 mit einer nicht gezeigten Ansaugöffnung für Ventilationsluft und das glockenförmig verbreiterte, als Ansaugteil 18 und mit Ansaugbohrungen 20 versehene obere Ende des Lagergehäuses 22 dar. Das Innere des Ansaugteils 18 steht mit dem offenen oberen Ende des Luftansaugrohrs 16 in Verbindung.
Der in den Fig. 3 und 4 vergrößert dargestellte glockenförmige Luftansaugteil 18 enthält drei Ansaugbohrungen 20, die gegenüber der Horizontalen um etwa 45° und gegenüber den ihren Mittellinien 44 zugeordneten Radien jeweils um etwa 30° gleichsinnig geneigt sind. Durch diese Neigung ergibt sich bei Drehung des Luftansaugrohres 18 eine besonders gleichmäßige und glatte Ansaugung der Luft.
Mittig in dem glockenförmigen Ansaugteil 18 ist mittels eines axialen Bolzens 46 ein ringförmiger Ventilsitz 48 sowie eine nach unten aus dem Ansaugteil 18 vorstehende Manschette 50 gehaltert. Auf der Außenseite der Manschette 50 sitzt mittels elastischem Preßsitz, der noch durch einen Haltering 52 verstärkt sein kann, eine ebenfalls glockenförmig ausgebildete elastische Membran 53, die nach oben in einer elastisch gegen den Ventilsitz 48 gepreßten Ringlippe 54 endet. Bei Entstehen eines Unterdrucks im Luftansaugrohr 16 kann daher durch die Ansaugbohrungen 20 eintretende Luft mit einer durch den Anpreßdruck zwischen Ringlippe 54 und Ventilsitz 48 bestimmten Drosselwirkung ins Innere des Luftansaugrohrs 16 gesaugt werden. Eine Rückströmung durch das Luftansaugrohr 16 nach oben wird jedoch sicher verhindert.
Die Ausgestaltung des unteren Endes des Luftansaugrohres 16 und der an diesem Ende sitzenden Propellerflügel 22 ist aus den Fig. 5 bis 8 zu ersehen. Die Propellerflügel 22 stellen im wesentlichen lediglich nach oben und außen leicht gewölbte Erweiterungen des Ansaugrohres dar und sind nach unten völlig offen. Nach innen gehen sie durch außerordentlich großflächige Durchbrüche 56ins Innere des Luftansaugrohres 16 über. Die Durchbrüche 56 erstrecken sich nach unten ein gutes Stück über die Propellerflügel 22 hinaus bis zu einer die Stabilität der Anordnung gewährleistenden, etwa dreieckigen radialen Abschlußplatte 58. Zwischen den Durchbrüchen 56 bleiben lediglich sich nach unten immer mehr verjüngende Stege 60 der Wandung des Ansaugrohres 16 stehen, die mit der Abschlußplatte 58 fest verbunden sind. Jeder Propellerflügel 22 mündet etwa tangential in das Luftansaugrohr 16 und ist in Umfangsrichtung des Luftansaugrohres 16 schraubenlinienförmig geneigt sowie in Umfangsrichtung leicht nach innen gekrümmt.
Von der Außenseite des Luftansaugrohres 16 geht jeweils zwischen zwei benachbarten Propellerflügeln 22 je eine ebenfalls in Umfangsrichtung nach innen gekrümmte, leicht gegen die radiale Richtung geneigte Rippe 62 aus, die an dem Propellerflügel 22 außen anliegt. Sie ragt mit ihrem Ende 64 über das Ende des anliegenden Propellerflügels 22 hinaus. Sowohl die Rippe 62 als auch der Propellerflügel 22 sind dabei gegen die Umfangsrichtung des Luftansaugrohres 16 schraubenlinienförmig geneigt, wobei ein Steigungswinkel der Schraubenlinie von etwa 15° bevorzugt wird. Die Drehung des Luftansaugrohres 16 erfolgt im Sinne des Pfeils 66 in Fig. 5. Bevorzugt wird eine Drehzahl von etwa 1400 U/min, wobei bei einer Drehzahl von 950 U/min die feinste Luftverteilung erzielt wird, bei höheren Drehzahlen jedoch die Umwälzleistung größer ist.
Bei Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich eine Strömung der von unten angesaugten Gülle gemäß den schematisch eingezeichneten gestrichelten Linien 68 und eine Strömung der von oben angesaugten Luft etwa entsprechend den eingezeichneten Bläschenreihen 70. Beim Zusammentreffen dieser beiden Strömungen erfolgt die oben geschilderte innige Durchmischung und Belüftung der Gülle und zugleich ein kräftiges Abschleudern der Gülle, so daß diese durchmischte und durchlüftete Gülle auch entferntere Bereiche des Güllebehälters erreicht. Durch den in der geschilderten Weise im Bereich der Propellerflügel 22 entstehenden Unterdruck erfolgen nicht nur die beiden durch die Linien 68 und 70 angedeuteten Strömungen, sondern auch der erläuterte Gasaustausch zwischen den ursprünglich in der Gülle enthaltenen Gasen und der eingepumpten Luft.

Claims

1. Vorrichtung zur Belüftung von Gülle oder dgl. mit einem in die Gülle eintauchenden, um seine Längsachse motorisch angetriebenen Luftansaugrohr, das nahe seinem unteren Ende einen Kranz von Propellerflügeln trägt, deren nach unten wenigstens teilweise offener Hohlraum mit dem Rohrinnern in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (22) an ihrer Unterseite vollständig offen sind, und nur eine nach oben gewölbte Ausnehmung bilden und daß im Luftansaugrohr (16) ein Drosselventil (48, 53, 54) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (48, 53, 54) als Rückschlagventil ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil aus einer mit einer Ringlippe (54) gegen einen Ventilsitz (48) gedrückten Membran (53) aus elastischem Material besteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerflügel (22) über Durchbrüche (56) mit dem Inneren des Luftansaugrohres (16) in Verbindung stehen, deren Gesamtfläche größer ist als die Fläche der dazwischen stehengebliebenen Reststege (60) der Rohrwandung.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (56) sich über eine größere axiale Länge des Luftansaugrohres (16) nach unten erstrecken als die Propellerflügel (22).

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Propellerflügel (22) aus einem tangential in das Luftansaugrohr (16) mündenden, gegen die Umfangsrichtung des Luftansaugrohres (16) schraubenlinienförmig geneigten Profilteil besteht, von dessen Außenseite eine mit ihrer Breitseite etwa radial angeordnete Rippe (62) absteht, die mit ihrer Längsrichtung der schraubenlinienförmigen Neigung des Profilteils folgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippe (62) in ihrer Längsrichtung über den zugehörigen Propellerflügel (22) hinausragt.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz aus drei Propellerflügeln (22) besteht.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am oberen Ende des Luftansaugrohres (16) ein glockenförmiger Ansaugteil (18) mit Ansaugbohrungen (20) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (48, 53, 54) im wesentlichen im Ansaugteil (18) angeordnet ist.