EP0899529B1 - Wendevorrichtung für Schlämme und Dispersionen und Solartrockner mit Wendevorrichtung - Google Patents

Wendevorrichtung für Schlämme und Dispersionen und Solartrockner mit Wendevorrichtung Download PDF

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EP0899529B1
EP0899529B1 EP98115994A EP98115994A EP0899529B1 EP 0899529 B1 EP0899529 B1 EP 0899529B1 EP 98115994 A EP98115994 A EP 98115994A EP 98115994 A EP98115994 A EP 98115994A EP 0899529 B1 EP0899529 B1 EP 0899529B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
turning
turning appliance
appliance
floor
solar dryer
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98115994A
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English (en)
French (fr)
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EP0899529A3 (de
EP0899529A2 (de
Inventor
Tilo Dr. Conrad
Markus Dr. Bux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thermo-System Industrie- und Trocknungstechnik Gmb
Original Assignee
Bux Markus Dr
Conrad Tilo Dr
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Publication date
Application filed by Bux Markus Dr, Conrad Tilo Dr filed Critical Bux Markus Dr
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Publication of EP0899529A3 publication Critical patent/EP0899529A3/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/04—Agitating, stirring, or scraping devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/10—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in the open air; in pans or tables in rooms; Drying stacks of loose material on floors which may be covered, e.g. by a roof

Definitions

  • the invention relates to a turning device for Sludges or dispersions and solar dryer with Turning device according to the type of the main claim and of claim 16.
  • Slurries or dispersions become common dried on a solid floor or in shallow basins. to Increasing the drying capacity, the material to be dried always turned when the top layer has dried and wicking moisture away from the ones below Layers of sludge in air is obstructed.
  • the invention is based on document DE-A-37 27 567 as the closest prior art Technology off. From this document are a method and an apparatus for Air drying of moisture-bearing materials stored on a large surface or some masses known. For this is a push vehicle with a sign provided, which passes through the mass continuously and in each case parts of the Earth digs or lifts mass from the ground. It proves disadvantageous that the Device not automatically, that is without the influence of a person or additional guide rails or tracks through which mass is moved.
  • Document FR-A-2 637 968 discloses an apparatus and a method for Drying a sludge known with a solid floor building. Above the Floor rails are provided on which a carriage can move. A Turning device is with the car via a height-adjustable device connected. In this case, too, it proves to be disadvantageous that the turning device can only be moved over the mass using the rails and the trolley.
  • the invention is based on a solar dryer Turning device according to the preamble of claim 16.
  • a known generic solar dryer (DE OS 4315321 A1) are an apparatus and a method for solar drying of sludge and soiling Liquids are described in which the mud is in a Sedimentation basin is promoted where part of the water passes through it a drain pipe is withdrawn. Then the already slightly thickened mud by a turning and Transport device that extends across the entire width of the Basin and the subsequent drying surface extends from the sedimentation basin to the drying surface promoted. There the mud is in a proportionate thin layer and is countercurrent with air dried. The drying speed is determined by a Drying area and sedimentation tank built greenhouse elevated. The incident solar radiation heats the sludge and the air inside the greenhouse, what the o. g. Drying speed increases.
  • the turning device according to the invention has the characterizing features of claim 1 Advantage that the expenditure on equipment is significantly reduced and by using a small and flexibly controllable Turning device not only substantial investment and Operating costs can be saved, but also the How the turning device works on the material to be dried can be adjusted. In addition, the utilization of the Turning device by multiple passes through the Drying goods and, due to the intensive mixing of the material to be dried during the drying process, the Load the drying device higher and therefore more efficiently be used.
  • Direction and speed of movement of the Turning device are arranged by on the turning device Switching devices controlled by at least one on Edge of the bottom arranged limiting device actuated become.
  • the distribution tool is fixed to the frame, so that the depth of penetration of the spreading tool into the sewage sludge is easily adjustable.
  • the distribution tool is motor-driven, so that the Mix dry and not yet dry Layers of sludge is intensified.
  • the invention is the speed and direction of work the distribution tool adjustable and controllable, so that a Adaptation to the consistency of the sludge and the Drive device can be made.
  • drive device and, if necessary, distribution tool become electrical driven, so that the drive requires little maintenance, inexpensive and resilient.
  • the turning device on a Building attached tracking device and a Supply cable supplied with electrical energy, so that the Motors can be operated with mains voltage, leading to low line losses.
  • the electrical Final energy provided from the electrical network relatively inexpensive.
  • the turning device with accumulators supplied electrical energy, so that the turning device in Island operation can be operated.
  • drive unit and possibly distribution tool at least indirectly driven by an internal combustion engine, so that high drive power with low weight possible are.
  • the path of the turning device by a between the Frame parts arranged actuator set so that the Turning device moves on predetermined tracks.
  • the turning device moves along defined paths, so that the distance or the efficiency of the turning device can be optimized.
  • the web is arranged by a stationary Ultrasound or infrared transmitter specified and to one the receiver arranged transmitter which transmits the corresponding direction of movement of the Turning device controls, so that the control with little Effort adapted to different external conditions can be.
  • the tracks are arranged in the ground Induction loops specified so that the control of the Turning device on predetermined tracks robust and is insensitive to dirt.
  • the path control of the turning device takes place with the help of a Satellite navigation device so that outside of Turning device no further devices required become.
  • the working width of the spreading tool is much smaller than Length or width of the floor is so that the utilization of the Distribution tool improves and the investment costs be reduced.
  • the bottom has settling sections and Dry sections so that some of the moisture through the Settling sections can drain.
  • the settling section consists of single-grain concrete and becomes the liquid flowing through the settling section collected in a container so that part of it in the mud or the liquid contained in the dispersions drains off and Dehumidification performance of the solar dryer is increased.
  • the boundary sides of the settling sections run in substantially parallel to the outer edges of the floor, so that no moisture nests can form in the edge zones of the soil.
  • the floor is with agricultural machines passable, so that turning and removal of the dried substrate quickly and with existing machines and equipment can be accomplished.
  • the Building envelope an air inlet and an air outlet on, so that the Drying performance is increased.
  • air inlet and outlet are regulated to further increase the drying performance increase.
  • the exhaust air is extracted and an exhaust air filter is arranged in the air outlet, so that all the exhaust air is passed through the exhaust air filter and in There is a slight negative pressure inside the building.
  • the inside Building dehumidifier arranged so that no air exchange between Building interior and Environment takes place and no smell from that Dryer runs out.
  • plants grow on the sludge or dispersions (Reeds or the like), so that the dehumidification performance by Increasing the drying area increases. It also takes through this measure the calorific value of dried Sewage sludge or dispersions and plants compared to Calorific value of dried sewage sludge or dispersions.
  • FIG 1 is a building known from greenhouse construction 1 shown.
  • the building envelope 2 consists of a transparent and heat-insulating plastic film, such as B. a PE bubble wrap that allows solar radiation to pass through.
  • On the floor 6 of building 1 is sewage sludge 3. If the solar radiation hits this sewage sludge 3, it heats up him. Because the heated sewage sludge 3 heat radiation larger Wavelength as the sunlight emits and the building envelope 2 is opaque for light of this longer wavelength, only one can small part of this radiation the building envelope 2 from the inside happen to the outside.
  • Inside the building envelope 2 is off Settling sections 4 and 5 drying sections existing Floor 6 of the building recognizable.
  • the limiting device can both the sludge restrain and prevent him from being around here illustrated soil seeps., as well as the Control turning device 8.
  • the settling sections 4 exist from one-grain concrete and leave part of the mud in the 3rd contained liquid happen while the solid Components of the sludge are retained.
  • the Collection devices for which the outflowing liquid are not shown. Since the settling sections 4 in relation to Soil 6 is large, the one-grain concrete settles very slowly with solids too. If this happens, the one-grain concrete be cleaned with water. In or on the Sewage sludge 3 moves the turning device 8 back and forth caused by her not shown here in detail Distribution tool 17 a mix of dry and humid Sewage sludge layers.
  • the turning device 8 should be assumed be that they move towards a side wall 7 in Figure 1.
  • a Switching device of the turning device 8 triggered, whereby this their direction of movement and the curvature of their path changes and moves away from the edge of the base 6.
  • Approach and distance of the turning device 8 from the Side wall 7 take place on different tracks.
  • the Energy supply of the turning device 8 takes place through a Supply cable 9 on one in the longitudinal direction of the hall extending tracking device 11 is attached.
  • This Tracking device 11 ensures that the turning device 8 can run over the entire base area 6 without the Damage supply cable 9.
  • FIG. 2 is a side view of the turning device 8 shown.
  • a frame 12 connects the engine 13, Transfer member 14 and drive roller 15 existing Drive device 16 articulated with the distribution tool 17.
  • the distribution tool 17 is driven by a motor 19.
  • FIG. 3 shows the top view of a turning device 8. It can be clearly seen that the joint 18 is not centered with respect to the Direction of travel is arranged. On the joint 18 opposite side of the frame 12 is a Connecting element 21, which on the one hand the rigidity of the Frame 12 increases, but also the relative movement dampens between the two frame parts 21, 22.
  • the connecting element 20 can be designed as an actuating cylinder his. The turning device 8 moves against a side wall 7 or another obstacle, the drive directions change the drive device 16 and the distribution tool 17. At the same time, the angle between the Frame parts 21, 22.
  • This change in angle is caused by reversing the drive directions, a shock the Turning device 8 with the obstacle or an actuator (Electric or pneumatic cylinder) 20.
  • Figure 4 a and b is a plan view of the turning device 8 shown in cornering.
  • FIG. 5 a and b is a drive roller 15 from the front and in Cross section shown.
  • the drive roller 15 consists of two on a shaft 24 arranged disc wheels 25, between a plurality of spokes 26 in several levels are arranged, which do not have the disk wheels 25 protrude. At their ends, the spokes 26 are parallel extending to the longitudinal axis of the drive roller 15 Drive means 27, which the positive and non-positive improve between drive roller 15 and sewage sludge 3.
  • Figure 6 a and b shows a designed as a chopper roller 17 Verteilwerkmaschine.
  • Disc wheels not shown here, provided a have a slightly larger radius than the chopping tools 28.
  • the example shown is a variety of chopping tools 28 in several levels lined up on the chopping shaft 29. They exist for example, from a flat steel that can be profiled. Due to the speed of the drive device 16 Work performance of the chopper roller 17 co-determined. So that one thorough mixing of the sewage sludge 3 is guaranteed and the drive motors 13 and 19 are not overloaded, the speeds of drive device 16 and Distribution tool 17 are coordinated.
  • the sludges or dispersions to be dried (Drying goods) additives such as wood chips, Paper or plant residues (reeds or the like) are mixed in. This makes it possible to determine the calorific value of the mixture Dried goods and additives to over 11 MJ per kg increase. This ensures that the dried mixture as Fuel and no longer considered waste.
  • the additives the carbon-nitrogen ratio of the Mix expanded compared to the pure drying material and emissions are reduced.
  • the Mixing the material to be dried with the additives can be done before or after drying. By mixing it can they the worthiness of transport, the storability and the Increase the calorific value of the mixture.
  • the settling sections of the solar dryer can Einkornbeton exist, which are in corresponding Depressions in the floor. To They can be removed for cleaning purposes.
  • perforated plates or Grids e.g. Birko channels
  • the sedimentation sections consist of a water-impermeable gutter embedded in the ground, which runs over a drainage pipe can be emptied.
  • the channel is filled with coarse gravel, Fine gravel and sand and possibly a fleece.
  • the grille or the perforated plate are dimensioned so that they can be driven over are.
  • the solar dryer is also for drying and sanitation animal excrement suitable, for the purpose of Odor control can also be mixed with other substances.
  • the dryer can also be used to dry biowaste, Cut grass or hedge alone or together with Sewage sludge and other dispersions can be used. When the dryer is used to dry bio waste instead of composting this biowaste can thermal recovery.
  • the Equipment used for drying bulk goods z. B. coffee, cocoa, rice.

Landscapes

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Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Wendevorrichtung für Schlämme oder Dispensionen und Solartrockner mit Wendevorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs und des Anspruchs 16. Schlämme oder Dispensionen werden häufig auf einem festen Boden oder in flachen Becken getrocknet. Zur Erhöhung der Trocknungsleistung, wird das Trocknungsgut immer dann gewendet, wenn die oberste Schicht getrocknet ist und den Feuchtigkeitstransport von den darunterliegenden Schlammschichten an dic Luft behindert wird.
Die Erfindung geht von Dokument DE-A-37 27 567 als nächstliegender Stand der Technik aus. Aus diesem Dokument sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Lufttrocknung von großflächig auf einem Untergrund gelagerten, feuchtigkeitshaltigen bzw. beiigen Massen bekannt. Hierzu ist ein Schubfahrzeug mit einem Schild vorgesehen, welches die Masse kontinuierlich durchfährt und dabei jeweils Teile der Masse vom Untergrund schürft oder anhebt. Als nachteilig erweist sich, daß die Vorrichtung nicht selbsttätig, daß heißt ohne die Einwirkung einer Person oder zusätzlicher Führungsschienen oder Bahnen, durch die Masse bewegt wird.
Aus dem Dokument FR-A-2 637 968 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Trocknen eines Schlamms mit einem Gebäude mit festen Boden bekannt. Oberhalb des Boden sind Schienen vorgesehen, auf denen sich ein Wagen bewegen kann. Eine Wendevorrichtung ist mit dem Wagen über eine höhenverstellbare Einrichtung verbunden. Als nachteilig erweist sich auch in diesem Fall, daß die Wendevorrichtung nur anhand der Schienen und dem Wagen über die Masse bewegt werden kann.
Bei einer bekannten gattungsgemäßen Wendevorrichtung (DE OS 4315321 A1) erstreckt sich diese über die gesamte Breite der Trocknungsfläche und wird seitlich der Trocknungsflächc geführt und angetrieben. Nachteilig an dieser Wendevorrichtung sind der notwendige konstruktive Aufwand, die Beschränkungen bei der Breite der Trocknungsfläche, die Notwendigkeit auf beiden Seiten der Trocknungsfläche Führungen und mindestens auf einer Seite eine Antriebseinrichtung vorzusehen. Außerdem wird diese aufwendige Vorrichtung nur schlecht ausgenutzt: Mit einer Fahrt der Wendevorrichtung über die Trocknungsfläche wendet sie das gesamte Trocknungsgut. Da der Trocknungsvorgang jedoch langsam vonstatten geht, sind die Stillstandszeiten der Wendevorrichtung lang im Vergleich zu den Betriebszeiten.
Außerdem geht die Erfindung aus von einem Solartrockner mit Wendevorrichtung nach der Gattung des Anspruchs 16. Vor dem Hintergrund endlicher Ressourcen werden in letzter Zeit verstärkt Anstrengungen unternommen, Solarenergie für Trocknungsprozesse verschiedenster Art zu nutzen. Dies ist insbesondere dann wirtschaftlich möglich, wenn an die Trocknungsgeschwindigkeit und die Höhe der Temperatur keine hohen Anforderungen gestellt werden. So lassen sich Dispersionen oder Schlämme in vielen Fällen solar trocknen, was neben einer Entlastung der Umwelt und der Ressourcenschonung zu niedrigen Betriebskosten bei der Trocknung führt.
Bei einem bekannten gattungsgemäßen Solartrockner (DE OS 4315321 A1) werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur solaren Trocknung von Schlämmen und verschmutzen Flüssigkeiten beschrieben, bei dem der Schlamm in ein Absetzbecken gefördert wird, wo ihm ein Teil des Wassers durch ein Drainagerohr entzogen wird. Anschließend wird der bereits etwas verdickte Schlamm durch eine Wende- und Transporteinrichtung, die sich über die gesamte Breite des Beckens und der daran anschließenden Trocknungsfläche erstreckt, vom Absetzbecken auf die Trocknungsfläche gefördert. Dort liegt der Schlamm in einer verhältnismäßig dünnen Schicht aus und wird im Gegenstrom mit Luft getrocknet. Die Trocknungsgeschwindigkeit wird durch ein über Trocknungsfläche und Absetzbecken errichtetes Gewächshaus erhöht. Die einfallende Solarstrahlung erwärmt den Schlamm und die innerhalb des Gewächshauses befindliche Luft, was die o. g. Erhöhung der Trocknungsgeschwindigkeit zur Folge hat. Die erforderliche Konvektion innerhalb des Gewächshauses wird durch einen, in Strömungsrichtung der Luft gesehen, am hinteren Ende des Gewächshauses installierten Kamin erzeugt. Wenn die natürliche Konvektion nicht ausreicht, kann ein elektrisch angetriebener Ventilator im Kamin den Zug entsprechend verstärken. Nachteilig an diesem bekannten Solartrockner zur solaren Trocknung von Klärschlämmen ist der verhältnismäßig große apparative Aufwand, der durch durch den Kamin, die aufwendige Wende- und Transporteinrichtung, das Absetzbecken, eine Druckerhöhungsanlage, einen externen Solarkollektor sowie eine Luftentfeuchtungseinrichtung bedingt ist.
Die Erfindung und Ihre Vorteile:
Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Wendevorrichtung mit den kennzeichenden Merkmalen des Anspruchs 1 den Vorteil, daß der apparative Aufwand deutlich gesenkt wird und durch Einsatz einer kleinen und flexibel steuerbaren Wendevorrichtung nicht nur erhebliche Investitions- und Betriebskosten eingespart werden, sondern auch die Arbeitsweise der Wendevorrichtung an das zu trocknende Gut angepaßt werden kann. Außerdem steigt die Auslastung der Wendevorrichtung durch das mehrfache Durchfahren des Trocknungsguts und, bedingt durch die intensive Durchmischung des Trocknungsguts während des Trockungsvorgangs, kann die Trocknungsvorrichtung höher beladen und somit effizienter genutzt werden.
Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit der Wendevorrichtung werden durch an der Wendevorrichtung angeordnete Schalteinrichtungen gesteuert, die von mindestens einer am Rand des Bodens angeordneten Begrenzungseinrichtung betätigt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Verteilwerkzeug feststehend am Rahmen angeordnet, so daß die Eindringtiefe des Verteilwerkzeugs in den Klärschlamm einfach einstellbar ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Verteilwerkzeug motorisch angetrieben, so daß die Durchmischung trockener und noch nicht getrockneter Schlammschichten intensiviert wird.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Arbeitsgeschwindigkeit und Arbeitsrichtung des Verteilwerkzeugs regel- und steuerbar, so daß eine Anpassung an die Konsistenz des Schlamms und die Antriebseinrichtung vorgenommen werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Antriebseinrichtung und ggf. Verteilwerkzeug elektrisch angetrieben, so daß der Antrieb wartungsarm, kostengünstig und belastbar ist.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Wendevorrichtung über eine am Gebäude angebrachte Nachführeinrichtung und ein Versorgungskabel mit elektrischer Energie versorgt, so daß die Motoren mit Netzspannung betrieben werden können, was zu geringen Leitungsverlusten führt. Außerdem ist die elektrische Energie aus dem elektrischen Netz bereitgestellte Endenergie verhältnismäßig preiswert.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Wendevorrichtung über Akkumulatoren mit elektrischer Energie versorgt, so daß die Wendevorrichtung im Inselbetrieb betrieben werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden Antriebseinheit und ggf. Verteilwerkzeug zumindest mittelbar von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden, so daß hohe Antriebsleistungen bei geringen Gewicht möglich sind.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Bahn der Wendevorrichtung durch den Stoß zwischen Wendevorrichtung und Begrenzungseinrichtung stochastisch bestimmt, so daß auch in den Randbereichen des Bodens eine gleichmäßige Durchmischung gewährleistet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, wird die Bahn der Wendevorrichtung durch ein zwischen den Rahmenteilen angeordnetes Stellglied eingestellt, so daß sich die Wendevorrichtung auf vorgegebenen Bahnen bewegt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bewegt sich die Wendevorrichtung entlang festgelegter Bahnen, so daß die Wegstrecke oder die Effizienz der Wendevorrichtung optimiert werden kann.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Bahn von einem ortsfest angeordneten Ultraschall- oder Infrarot-Sender vorgegeben und an einen an der Wendevorrichtung angeordneten Empfänger übermittelt, der über entsprechende Stellglieder die Bewegungsrichtung der Wendevorrichtung steuert, so daß die Steuerung mit geringem Aufwand an verschiedene äußerc Rahmenbedingungen angepaßt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Bahnen durch im Boden angeordnete Induktionsschleifen vorgegeben, so daß die Steuerung der Wendevorrichtung auf vorgegebenen Bahnen robust und schmutzunempfindlich ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bahnsteuerung der Wendevorrichtung mit Hilfe eines Satelliten-Navigationsgeräts, so daß außerhalb der Wendevorrichtung keine weiteren Vorrichtungen benötigt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Arbeitsbreite des Verteilwerkzeugs sehr viel kleiner als Länge oder Breite des Bodens ist, so daß die Auslastung des Verteilwerkzeugs verbessert und die Investitionskosten verringert werden.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Boden Absetzabschnitte und Trockenabschnitte auf, so daß ein Teil der Feuchte durch die Absetzabschnitte abfließen kann.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Absetzabschnitt aus Ein-Korn-Beton und wird die durch den Absetzabschnitt abfließende Flüssigkeit in einem Behälter gesammelt, so daß ein Teil der im Schlamm oder den Dispensionen enthaltenen Flüßigkeit abfließt und die Entfeuchtungsleistung des Solartrockners erhöht wird.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Begrenzungsseiten der Absetzabschnitte im wesentlichen parallel zu den Außenkanten des Bodens, so daß sich in den Randzonen des Bodens keine Feuchtenester bilden können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Boden mit landwirtschaftlichen Maschinen befahrbar, so daß Wenden und Abtransport des getrockneten Substrats schnell und mit bereits vorhandenen Maschinen und Geräten bewerkstelligt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Solartrockner vorgesehen, der mit einer Wendevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgestattet ist.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Begrenzungseinrichtungen bis zu 3 m hoch, so daß der Solartrockner auch als Zwischenlager genutzt werden kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Gebäudehülle einen Lufteintritt und einen Luftaustritt auf, so daß die Trocknungsleistung erhöht wird.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind Lufteinttritt und Luftaustritt geregelt, um die Trocknungsleistung weiter zu erhöhen.
Nach einer weiteren diesbezüglichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Abluft abgesaugt wird und ist im Luftaustritt ein Abluft-Filter angeordnet, so daß die gesamte Abluft über den Abluft-Filter geführt wird und im Gebäudeinnern ein leichter Unterdruck herrscht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Inneren der Gebäudehülle ein Luftentfeuchter angeordnet, so daß kein Luftaustausch zwischen Gebäudeinnern und Umgebung stattfindet und keine Geruchsbelästigung von dem Trockner ausgeht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wachsen auf dem Schlamm oder den Dispersionen Pflanzen (Schilf odgl.), so daß die Entfeuchtungsleistung durch Vergrößerung der Trocknungsfläche zunimmt. Außerdem nimmt durch diese Maßnahme der Heizwert von getrocknetem Klärschlamm bzw. Dispensionen und Pflanzen gegenüber dem Heizwert von getrocknetem Klärschlamm bzw. Dispensionen zu.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung:
Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben:
Es zeigen
Fig. 1
einen Querschnitt durch einen Solartrockner mit Wendevorrichtung,
Fig. 2
eine Seitenansicht der Wendevorrichtung,
Fig. 3
eine Draufsicht derselben in Geradeausfahrt,
Fig. 4 a; b
eine Draufsicht derselben in Kurvenfahrt,
Fig. 5 a: b
eine Darstellung der Antriebswalze und
Fig. & a; b
eine Darstellung der Hackwalze.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist ein aus dem Gewächshausbau bekanntes Gebäude 1 dargestellt. Die Gebäudehülle 2 besteht aus einer transparenten und wämedämmenden Kunststoffolie, wie z. B. einer PE-Luftpolsterfolie, die Solarstrahlung passieren läßt. Auf dem Boden 6 des Gebäudes 1 befindet sich Klärschlamm 3. Wenn die Solarstrahlung auf diesen Klärschlamm 3 trifft, erwärmt sie ihn. Da der erwärmte Klärschlamm 3 Wärmestrahlung größerer Wellenlänge als das Sonnenlicht abstrahlt und die Gebäudehülle 2 für Licht dieser größeren Wellenlänge opak ist, kann nur ein geringer Teil dieser Strahlung die Gebäudehülle 2 von innen nach außen passieren. Innerhalb der Gebäudehülle 2 ist der aus Absetzabschnitten 4 und Trockenabschnitten 5 bestehende Boden 6 des Gebäudes erkennbar. Ebenfalls dargestellt sind die hier als Seitenwände 7 ausgeführten Begrenzungseinrichtungen. Die Begrenzungseinrichtung können sowohl den Schlamm zurückhalten und verhindern, daß er im umgebenden hier nicht dargestellten Erdreich versickert., als auch die Wendevorrichtung 8 steuern. Die Absetzabschnitte 4 bestehen aus Ein-Korn-Beton und lassen einen Teil der im Schlamm 3 enthaltenen Flüssigkeit passieren, während die festen Bestandteile des Schlamms zurückgehalten werden. Die Sammeleinrichtungen für das die abfließende Flüssigkeit sind nicht dargestellt. Da die Absetzabschnitte 4 im Verhältnis zum Boden 6 groß ist, setzt sich der Ein-Korn-Beton nur sehr langsam mit Feststoffen zu. Sollte dieser Fall eintreten, kann der Ein-Korn-Beton mit Wasser gereinigt werden. In bzw. auf dem Klärschlamm 3 fährt die Wendevorrichtung 8 hin und her und bewirkt durch ihr hier nicht detailliert dargestelltes Verteilwerkzeug 17 eine Durchmischung trockener und feuchter Klärschlammschichten. Zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Wendevorrichtung 8 soll angenommen werden, daß sie sich in Figur 1 auf eine Seitenwand 7 zubewege. Sobald die Wendevorrichtung 8 diese berührt, wird eine Schalteinrichtung der Wendevorrichtung 8 ausgelöst, wodurch diese ihre Bewegungsrichtung und die Krümmung ihrer Bahn ändert und sich vom Rand der Grundfläche 6 wegbewegt. Annäherung und Entfernung der Wendevorrichtung 8 von der Seitenwand 7 erfolgen auf verschiedenen Bahnen. Die Energievorsorgung der Wendevorrichtung 8 erfolgt durch ein Versorgungskabel 9 welches an einer in Längsrichtung der Halle verlaufenden Nachführeinrichtung 11 befestigt ist. Diese Nachführeinrichtung 11 sorgt dafür, daß die Wendevorrichtung 8 die gesamte Grundfläche 6 überfahren kann, ohne das Versorgungskabel 9 zu beschädigen.
In Figur 2 ist eine Seitenansicht der Wendevorrichtung 8 dargestellt. Ein Rahmen 12 verbindet die aus Motor 13, Übertragungsglied 14 und Antriebswalze 15 bestehende Antriebseinrichtung 16 gelenkig mit dem Verteilwerkzeug 17. Dadurch, daß Antriebseinrichtung 16 und Verteilwerzeug 17 durch ein Gelenk 18 im Rahmen 12 ihre relative Lage zueinander ändern können, kann die Wendevorrichtung 8 Kurven unterschiedlichster Radien fahren. Im gezeigten Beispiel ist das Verteilwerkzeug 17 durch einen Motor 19 angetrieben.
Figur 3 zeigt die Draufsicht auf eine Wendevorrichtung 8. Deutlich ist zu erkennen, daß das Gelenk 18 nicht mittig bzgl. der Fahrtrichtung angeordnet ist. Auf der dem Gelenk 18 entgegengesetzten Seite des Rahmens 12 befindet sich ein Verbindungselement 21, welches einerseits die Steifigkeit des Rahmens 12 erhöht, andererseits aber auch die Relativbewegung zwischen den beiden Rahmenteilen 21, 22 dämpft. Für den Fall, daß die Wendevorrichtung 8 auf vorgegebenen Bahnen fährt, kann das Verbindungselement 20 als Stellzylinder ausgeführt sein. Fährt die Wendevorrichtung 8 gegen eine Seitenmauer 7 oder ein sonstiges Hindernis, ändern sich die Antriebsrichtungen der Antriebseinrichtung 16 und des Verteilwerkzeugs 17. Gleichzeitig verändert sich der Winkel zwischen den Rahmenteilen 21, 22. Verursacht wird diese Winkeländerung durch die Umkehr der Antriebsrichtungen, einen Stoß der Wendevorrichtung 8 mit dem Hindernis oder ein Stellglied (Elektro- oder Pneumatikzylinder) 20. Dadurch ist gewährleistet, daß sich die Wendevorrichtung 8 von der Seitenwand 7 bzw. dem Hindernis entfernt und zwar auf einer anderen Bahn als auf der sie gekommen ist. Praktische Versuche haben gezeigt, daß durch diese einfache Art einer stochastischen Bahnsteuerung die gesamte Grundfläche überfahren wird und der dazu erforderliche Fahrweg der Wendevorrichtung um etwa den Faktor 3 über Quotient aus Grundfläche und Arbeitsbreite der Wendevorrichtung 8 liegt. Dabei ist zu bedenken, daß längere Wege der Wendevorrichtung 8 die Durchmischung des Klärschlamms 3 intensivieren.
In Figur 4 a und b ist eine Draufsicht auf die Wendevorrichtung 8 in Kurvenfahrt dargestellt.
In Figur 5 a und b ist eine Antriebswalze 15 von vorne und im Querschnitt dargestellt. Die Antriebswalze 15 besteht aus zwei auf einer Welle 24 angeordneten Scheibenrädern 25, zwischen denen in mehreren Ebenen eine Vielzahl von Speichen 26 angeordnet sind, die nicht über die Scheibenräder 25 hinausragen. Am ihren Enden weisen die Speichen 26 parallel zur Längsachse der Antriebswalze 15 verlaufende Antriebsmittel 27 auf, welche den Form- und Kraftschluß zwischen Antriebswalze 15 und Klärschlamm 3 verbessern.
Figur 6 a und b zeigt ein als Hackwalze 17 ausgestaltetes Verteilwerkzeug. Um die Standsicherheit der Wendevorrichtung 8 zu gewährleisten und den Schutz der Hackwerkzeuge 28 vor Beschädigungen zu gewährleisten sind auch an der Hackwalze 17 hier nicht dargestellte Scheibenräder vorgesehen, die einen etwas größeren Radius haben als die Hackwerkzeuge 28. Im gezeigten Beispiel sind eine Vielzahl von Hackwerkzeugen 28 in mehreren Ebenen auf der Hackwelle 29 aufgereiht. Sie bestehen beispielsweise aus einem Flachstahl, der profiliert sein kann. Durch die Geschwindigkeit der Antriebseinrichtung 16 wird die Arbeitsleistung der Hackwalze 17 mitbestimmt. Damit eine sorgfältige Durchmischung des Klärschlamms 3 gewährleistet ist und die Antriebsmotoren 13 und 19 nicht überlastet werden, müssen die Geschwindigkeiten von Antriebseinrichtung 16 und Verteilwerkzeug 17 aufeinander abgestimmt werden.
Den zu trocknenden Schlämmen oder Dispensionen (Trocknungsgut) können auch Zusatzstoffe wie Holzhackschnitzel, Papier oder Pflanzenreste (Schilf odgl.) zugemischt werden. Dadurch ist es möglich, den Heizwert der Mischung aus Trocknungsgut und Zusatzstoffen auf über 11 MJ je kg zu erhöhen. Damit wird erreicht, daß die getrocknete Mischung als Brennstoff und nicht mehr als Abfall gilt. Außerdem kann durch die Zusatzstoffe das Kohlenstoff-Stickstoffverhältnis der Mischung gegenüber dem reinen Trocknungsgut aufgeweitet werden und dadurch die Emissionen veringert werden. Die Mischung des Trocknungsgutes mit den Zusatzstoffen kann vor oder nach der Trocknung erfolgen. Durch die Mischung können sie die Transportwürdigkeit, die Lagerfähigkeit und den Heizwert der Mischung erhöhen.
Die Absetzabschnitte des Solartrockners können aus Einkornbetonplatten bestehen, die in entsprechende Vertiefungen im Boden eingesetzt werden. Zu Reinigungszwecken können sie herausgenommen werden. Anstelle der Einkornbetonplatten können auch Lochbleche oder Gitter (z.B. Birko-Rinnen) verwendet werden. In diesem Fall bestehen die Absetzabschnitte aus einer wasserundurchlässigen in den Boden eingelassenen Rinne, die über ein Drainagerohr entleert werden kann. Gefüllt ist die Rinne mit Grobkies, Feinkies und Sand sowie evtl. einem Vlies. Das Abdeckgitter oder das Lochblech sind so dimensioniert, daß sie befahrbar sind.
Der Solartrockner ist auch zur Trocknung und Hygienisierung tierischer Exkremente geeignet, wobei zu Zwecken der Geruchsbindung auch andere Stoffe zugemischt werden können. Außerdem kann der Trockner zur Trocknung von Bioabfällen, Gras- oder Heckenschnitt alleine oder zusammen mit Klärschlamm und anderen Dispensionen eingesetzt werden. Wenn der Trockner zur Trocknung von Bioabfall verwendet wird, kann anstelle der Kompostierung dieser Bioabfall einer thermischen Verwertung zugeführt werden. Außerdem kann die Einrichtung zur Trocknung von Schüttgütern verwendet werden; z. B. Kaffee, Kakao, Reis.
Bezugszahlenliste
1
Gebäude
2
Gebaudehülle
3
Klärschlamm
4
Absetzabschnitt
5
Trockenabschnitt
6
Boden
7
Begrenzungswand
8
Wendevorrichtung
9
Versorgungskabel
10
-
11
Nachführeinrichtung
12
Rahmen
13
Motor für Antriebseinrichtung
14
Übertragungsglied
15
Antriebswalze
16
Antriebseinrichtung
17
Verteilwerkzeug
18
Gelenk
19
Motor für Verteilwerkzeug
20
Verbindungselement
21
Rahmenteil
22
Rahmenteil
23
-
24
Antriebswelle
25
Scheibenräder
26
Speiche
27
Antriebsmittel
28
Hackwerkzeug
29
Hackwelle

Claims (26)

  1. Wendevorrichtung für auf einem Boden (6) aufgebrachte Schlämme und Dispersionen mit einer der Fortbewegung der Wendevorrichtung (8) dienenden, motorisch angetriebenen Antriebseinrichtung (16) und mit einem Verteilwerkzeug (17),
    wobei mindestens eine Antriebseinrichtung (16) und mindestens ein Verteilwerkzeug (17) durch einen Rahmen (12) gelenkig miteinander verbunden sind,
    die Antriebseinrichtung sich in ständigem Kontakt mit den Schlämmen und Dispersionen befindet, und
    die Wendevorrichtung (8) sich über dem Boden (6) bewegt,
       dadurch gekennzeichnet,
    daß an der Wendevorrichtung Schalteinrichtungen angeordnet sind, welche von mindestens einer an dem Rand des Bodens (6) angeordneten Begrenzungseinrichtung (7) durch Berührung der Wendevorrichtung mit der Begrenzungseinrichtung betätigt werden, wodurch die Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit der Wendevorrichtung (8) auf stochastisch bestimmten oder vorgegebenen Bahnen steuer- oder regelbar sind.
  2. Wendevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Verteilwerkzeug (17; Egge, Pflug) feststehend am Rahmen (12) angeordnet ist.
  3. Wendevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Verteilwerkzeug (17; Hacke, Förder-Schnecke) motorisch angetrieben ist.
  4. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß Arbeitsgeschwindigkeit und Arbeitsrichtung des Verteilwerkzeugs (17) regel- oder steuerbar sind.
  5. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß Antriebseinrichtung (16) und ggf. Verteilwerkzeug (17) elektrisch angetrieben werden.
  6. Wendevorrichtung (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wendevorrichtung (8) über eine am Gebäude (1) angebrachte Nachführeinrichtung (11) und ein Versorgungskabel (9) mit elektrischer Energie versorgt wird.
  7. Wendevorrichtung (8) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wendevorrichtung (8) über Akkumulatoren mit elektrischer Energie versorgt wird.
  8. Wendevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß Antriebseinheit (16) und ggf. Verteilwerkzeug (17) zumindest mittelbar von einem Verbrennungsmotor angetrieben werden.
  9. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn der Wendevorrichtung (8) durch den Stoß zwischen Wendevorrichtung (8) und Begrenzungseinrichtung (7) stochastisch bestimmt wird.
  10. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn der Wendevorrichtung (8) durch ein zwischen den Rahmenteilen (21, 22) angeordnetes Stellglied (20) eingestellt wird.
  11. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß sich die Wendevorrichtung (8) entlang festgelegter Bahnen bewegt.
  12. Wendevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahn von einem ortsfest angeordneten Ultraschall- oder Infrarot-Sender vorgegeben und an einen an der Wendevorrichtung (8) angeordneten Empfänger übermittelt wird und,
    daß der Empfänger über entsprechende Stellglieder die Bewegungsrichtung der Wendevorrichtung (8) steuert.
  13. Wendevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahnen durch im Boden (6) angeordnete Induktionsschleifen vorgegeben werden.
  14. Wendevorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bahnsteuerung der Wendevorrichtung (8) mit Hilfe eines Satelliten-Navigationsgeräts erfolgt.
  15. Wendevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Arbeitsbreite des Verteilwerkzeugs (17) sehr viel kleiner als Länge oder Breite des Bodens (6) ist.
  16. Solartrockner mit Wendevorrichtung für Schlämme oder Dispersionen
    mit mindestens einem, einen festen Boden (6) aufweisenden Gebäude (1) mit mindestens teilweise lichtdurchlässiger Gebäudehülle (2),
    mit einer Wendevorrichtung (8) für das Trockengut,
    mit den Boden (6) mindestens teilweise einfassenden Begreuzungseinrichtungen (7),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Wendevorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 vorgesehen ist.
  17. Solartrockner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Boden (6) Absetzabschnitte (4) und Trockenabschnitte (5) aufweist.
  18. Solartrockner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Absetzabschnitt (4) aus Ein-Korn-Beton besteht und,
    daß die durch den Absetzabschnitt (4) abfließende Flüssigkeit gefaßt wird.
  19. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsseiten der Absetzabschnitte (4) im wesentlichen parallel zu den Außenkanten des Bodens (6) verlaufen.
  20. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Boden (6) mit landwirtschaftlichen Maschinen befahrbar ist.
  21. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Begrenzungseinrichtungen (7) bis zu 3 m hoch sind.
  22. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Gebäudehülle (2) einen Lufteintritt und einen Luftaustritt aufweist.
  23. Solartrockner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
    daß Lufteinttritt und Luftaustritt geregelt sind.
  24. Solartrockner nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Abluft abgesaugt wird und,
    daß im Luftaustritt ein Abluft-Filter angeordnet ist.
  25. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
    daß im Inneren der Gebäudehülle (2) ein Luftentfeuchter angeordnet ist.
  26. Solartrockner nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
    daß auf dem Schlamm oder den Dispersionen Pflanzen (Schilf odgl.) wachsen.
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