DE4100480C2 - Ejektor zur Beimischung von Luft in flüssigem Naturdünger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ejektor zur Beimischung von Luft in flüssigem Naturdünger (Jauche) in Naßkompostiergruben gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Naßkompostierung von Naturdünger in Gruben ist die Luft­ beimischung im Naßkompost für die Erhaltung des Stickstoffin­ halts in der Jauche von allergrößter Bedeutung. Die Luftbeimi­ schung in bezug auf die angesaugte Luft pro Zeiteinheit, die Feinverteilung der Luftbläschen sowie ihre Verteilung in der Jauchemasse ist wesentlich.

Bei bekannten Anlagen dieser Art (beispielsweise DE 33 09 834 C2) wird die Luft in der Jauche über einen Tauchejektor mit einem Gehäuse mit einem nach oben gerichteten Luftansaugrohr­ stutzen angesaugt, indem im Ejektorgehäuse mit Hilfe einer von einer Pumpe unter Druck mit Jauche versorgten Ejektordüse eine Saugwirkung erzeugt wird. Die Ejektordüse öffnet sich im Bereich des Luftansaugrohrstutzens, und die Strömungsgeschwindigkeit des Jauchestrahls im Ejektorgehäuse beim Verlassen des Öffnungsran­ des der Ejektordüse ist der Grund für die erwähnte Luftansaug­ wirkung im Ejektorgehäuse, d. h. im Bereich, in dem der Luftan­ saugrohrstutzen zum Ejektorgehäuse gelangt.

Um den Gärprozeß in der Jauche so schnell wie möglich einzuleiten, um dadurch teilweise vom Zeitpunkt der Lagerung bis zum Ausfahren des fertig gegärten Düngers so viel Stickstoff wie möglich im Naturdünger zu erhalten und teilweise den Gärprozeß grundsätzlich zu verkürzen, um so schnell wie möglich nach der Lagerung fertig gegärte Jauche zur Verfügung zu haben, ist es wesentlich, so schnell wie möglich eine Temperatur von 30° zu erreichen. Die richtige Belüftung des Düngers fördert die genannte Temperatursteige­ rung. Bei bekannten Ejektoreinrichtungen läßt man die Pumpen ununterbrochen laufen, bis die Temperatur von 30° erreicht ist, danach stellt man auf intermittierenden Betrieb unter Temperaturkontrolle um.

Es ist bekannt, daß Jauche eine Tendenz zu steigendem Stickstoffverlust bei steigender Belüftungszeit zeigt, wenn die Temperatur 30° (Gärtemperatur) übersteigt. Der Stick­ stoffverlust ist u. a. auf Ammoniakverdampfung zurückzufüh­ ren. Ein Stickstoffverlust von 10 bis 15% oder mehr ist bei bekannten Naßkompostieranlagen mit Luftejektor ganz normal.

Da Stickstoff ein sehr wichtiger Bestandteil von Dünger ist, ist es von höchster Bedeutung, die Belüftungszeit so weit zu begrenzen, wie es sich mit den für die Jauche erforderlichen Gärprozessen vereinbaren läßt.

Dieses Ziel wird durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung erreicht, die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patent­ anspruchs 1 ergibt.

Die Ejektordüse ist gemäß der Erfindung am Öffnungsrand mit einer Randaussparung oder vorzugsweise mehreren Randausspa­ rungen versehen, die bei praktischen Versuchen die überra­ schende Wirkung gezeigt haben, daß die Luftansaugung optimiert wird. Die fluidumdynamischen Theorien für diese maximierte Luftansaugwirkung sind noch nicht völlig geklärt, es wird jedoch angenommen, daß die Wirkung darauf beruhen kann, daß kleine Wirbelströme/turbulente radiale/axiale Kombinationsteilströme in der Außenschicht des Jauchestrahls im Bereich der Randaussparungen der Ejektordüse entstehen. Die Randaussparungen am Öffnungsrand der Ejektordüse sorgen nicht nur für eine im Vergleich mit bekannter Technik erhöhte Menge angesaugter Luft pro Zeiteinheit, sondern auch für eine bessere Verteilung von Luftbläschen in der Jauche­ masse in Form von kleineren Luftbläschen und ihrer gleich­ mäßigeren Verteilung. Als Ergebnis werden eine erheblich verkürzte Belüftungszeit und ein wesentlich geringerer Stickstoffverlust verzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung gemäß der Erfindung ist in beigefügter Zeichnung verdeutlicht, wobei die einzige Figur einen Axialschnitt durch einen Jauchenejektor dar­ stellt.

In der Zeichnung ist ein Gehäuse eines Jauchenejektors mit der Bezugszahl 1 versehen. In Arbeitsstellung befindet sich der Jauchenejektor getaucht in der Jauche einer Naßkom­ postiergrube, wo der Jauchenejektor zusammen mit einer Pumpe (nicht dargestellt) die Aufgabe hat, für eine ausreichende Luftbeimischung zur Jauche zu sorgen.

Das Ejektorgehäuse 1 verfügt deshalb über einen nach oben gerichteten Luftansaugstutzen 2. Dieser ist mit einem nicht gezeigten Rohr verbunden, das über den Jauchespiegel in der Naßkompostiergrube hinausragt.

Die erwähnte Pumpe nimmt Jauche aus der Naßkompostiergrube auf und pumpt einen Jauchestrahl durch den Ejektor, wobei die Strömungsrichtung des Jauchestrahls durch das Ejektorge­ häuse 1 mit einem Pfeil P angedeutet ist. Das Ejektorgehäuse 1 ist mit einem Anschlußflansch 3 versehen, um an die Druckseite der Pumpe angeschlossen zu werden. Die eigentli­ che Anordnung der Pumpe ist nicht Gegenstand der vorliegen­ den Erfindung.

Im Bereich des Luftansaugstutzens 2 an dem Anschlußflansch 3 ist das Ejektorgehäuse 1 mit einem Sitz 4 für eine Ejektordüse 5 versehen, die vorzugsweise als gesonderter Teil gestaltet ist.

Eine innere Fläche 5' der Ejektordüse 5 verläuft konisch, in der Strömungsrichtung des Jauchestrahls P enger werdend und bewirkt dadurch eine an sich bekannte Beschleunigung/Druck­ verminderung des statischen Drucks im Strahl, wodurch eine höhere Luftansaugwirkung im beschleunigten Jauchestrahl im Bereich des Stroms unterhalb des Öffnungsrandes 5" der Ejektordüse 5, d. h. im Bereich des Luftansaugrohrstutzens 2 erfolgt. Der mit Luft gemischte Jauchestrahl strömt weiter im Ejektorgehäuse 1 über einen rohrstutzenförmigen Abschnitt 1' und von dort durch ein am Abschnitt 1' befestigtes Jaucheausblasrohr 6.

Der Öffnungsrandbereich der Ejektordüse 5 ist gemäß der Erfindung mit einigen Randaussparungen 7 versehen, die in der gezeigten Ausführung eine halbkreisförmige Umfangsform haben. Die Umfangsform ist jedoch nicht von entscheidender Bedeutung, auch nicht die Zahl der Randaussparungen. Bei einer bestimmten Form der Ausführung ist deshalb auch nur eine Aussparung denkbar. Mehrere gleichmäßig verteilte Aussparungen 7 scheinen jedoch am besten zu sein.

Diese Randaussparungen 7 haben, wie bereits oben erwähnt, bei praktischen Versuchen eine überraschende zusätzliche Wirkung gezeigt, die die Luftansaugung/Luftbeimischung im durch das Ejektorgehäuse 1 strömenden Jauchestrahl, der über das Ausblasrohr 6 in die Naßkompostiergrube gespritzt wird, positiv beeinflußt.

Die konische innere Fläche 5' der Ejektordüse 5 verläuft zweckmäßig gemäß radial nach innen konvex gekrümmten Mantellinien, was zu einer positiven zusätzlichen Wirkung in bezug auf die optimale Luftansaugung/Luftbeimischung führt.

Die Ejektordüse 5 besteht aus einem aus einer ausreichend elastischen Kunststoffzusammensetzung hergestellten Düsen­ körper und einem Stützring 8 aus Metall. Die Eigenelastizi­ tät des Düsenkörpers scheint die erfindungsgemäße Wirkung zu fördern.

Bei der gezeigten Ausführungsform liegt der Öffnungsrand 5" der Ejektordüse 5 in einer Flucht mit der Achse 9 des Luftansaugrohres 2. Dies ist eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung, da der Öffnungsrand 5" der Ejektordüse 5 im Verhältnis zur Längsachse 9 des Luftansaugrohrstutzens 2 hin und zurück bewegt werden kann, ohne die beabsichtigte Luftansaugwirkung merkbar zu verringern. Die Anordnung der Ejektordüse 5 in bezug auf den Luftansaugrohrstutzen 2 ist nicht erfindungswesentlich; es wird jedoch vorausgesetzt, daß die Ejektordüse 5 sich im Bereich unmittelbar unterhalb des Luftansaugrohres 2 öffnet.

Claims (5)

1. Ejektor zur Beimischung von Luft in flüssigem Naturdün­ ger (Jauche) in Naßkompostiergruben, der in getauchter Arbeitsstellung von einer Pumpe mit Jauche versorgt wird und ein mit einem Jaucheausblasrohr (6) versehenes Ejektorgehäuse (1) besitzt, bei dem im Bereich einer Ejektordüse (5) ein Luftansaugrohr (2) mündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektordüse (5) in ihrem Öffnungsrandbereich (5") mit einer Randaussparung oder vorzugsweise mehreren Randaussparungen (7) versehen ist.

2. Ejektor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randaussparungen (7) auf dem Umfang des Öffnungs­ randbereiches (5") mit untereinander gleichen Abstän­ den verteilt sind, wobei jede Randaussparung (7) eine vorzugsweise halbkreisförmige Umfangsform hat.

3. Ejektor gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Öffnungsrand (5") der Ejektordüse (5) im wesentlichen in einer Flucht mit der Verlängerung der Längsachse (9) des Luftansaugrohres (2) liegt.

4. Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Fläche (5') der Ejektor­ düse (5) in der Strömungsrichtung (P) des Jauchestrahls konisch enger werdend durch das Ejektorgehäuse (1) verläuft, wobei die konische innere Fläche (5') der Ejektordüse (5) gemäß nach innen konvex gekrümmten Mantellinien mit schwacher Krümmung verläuft.

5. Ejektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ejektordüse (5) aus einer leicht elastischen Kunststoffzusammensetzung besteht und über einen Teil ihrer axialen Ausdehnung mit Abstand vom Öffnungsrand von einem Stützring (8) umschlossen wird, indem im Ejektorgehäuse ein Sitz (4) zur Aufnahme der Ejektordüse (5) über ihren Stützring (8) angebracht ist.