EP2892856A1

EP2892856A1 - Extrudereinheit und damit ausgerüstete trocknungsanlage

Info

Publication number: EP2892856A1
Application number: EP13759494.1A
Authority: EP
Inventors: Sven PENKWITT; Karl-Heinz BECHTL
Original assignee: Huber SE
Current assignee: Huber SE
Priority date: 2012-09-10
Filing date: 2013-09-05
Publication date: 2015-07-15
Also published as: BR112015002087A2; US9827704B2; DE202012012605U1; US20150239164A1; DE102012108404A1; WO2014037424A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Extrudereinheit für eine Trocknungsanlage (2) für Biomasse, insbesondere Schlamm, wobei die Extrudereinheit (1) einen von der Biomasse zu passierenden und eine Vielzahl von Durchbrechungen (3) aufweisenden Flächenabschnitt (4) besitzt, wobei die Extrudereinheit (1) einen Grundträger (5) umfasst, der über einen Verbindungsabschnitt (6) mit einem Antriebselement (7) in Verbindung steht und über das Antriebselement (7) um eine Drehachse (8) und relativ zum Flächenabschnitt (4) antreibbar ist, wobei der Grundträger (5) wenigstens einen Tragarm (9) mit zumindest einem Schabermesser (10) umfasst, das bei einer Drehung des Grundträgers (5) der Form der dem Schabermesser (10) zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (4) folgt. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass der Grundträger (5) darüber hinaus zumindest ein Brecherelement (11) umfasst, welches bei einer Drehung des Grundträgers (5) ebenfalls der Form der dem Schabermesser (10) zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (4) folgt und während der Drehung des Grundträgers (5) eine Zerkleinerung von in der Biomasse enthaltenen Bestandteilen bewirkt, die von dem Flächenabschnitt (4) zurückgehaltenen werden. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Trocknungsanlage mit zumindest einer entsprechenden Extrudereinheit.

Description

Extrudereinheit und damit ausgerüstete Trocknunqsanlaqe

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Extrudereinheit für eine Trocknungsanlage für Biomasse, wobei die Extrudereinheit einen von der Biomasse zu passierenden und eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweisenden Flächenabschnitt besitzt, wobei die Extrudereinheit einen Grundträger umfasst, der über einen Verbindungsabschnitt mit einem Antriebselement in Verbindung steht und über das Antriebselement um eine Drehachse und relativ zum Flächenabschnitt antreibbar ist, wobei der Grundträger wenigstens einen Tragarm mit zumindest einem Schabermesser umfasst, das bei einer Drehung des Grundträgers der Form der dem Schabermesser zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts folgt. Darüber hinaus wird eine Trocknungsanlage für Biomasse vorgeschlagen, wobei die Trocknungsanlage wenigstens eine Trocknungsfläche mit einer Vielzahl von Durchlässen aufweist, wobei die Trocknungsanlage zumindest eine Luftzufuhr zum Zuführen von Trocknungsluft in den Bereich der Trocknungsfläche umfasst, und wobei die Trocknungsanlage wenigstens eine Extrudereinheit besitzt, mit deren Hilfe die Biomasse auf die Trocknungsfläche aufbringbar ist, wobei die Trocknungsfläche und die Extrudereinheit relativ zueinander beweglich gelagert sind.

Entsprechende, mit einer Extrudereinheit ausgerüstete Trocknungsanlagen sind im Stand der Technik bekannt und dienen in der Regel der Trocknung von pastösen Biomassen, wie beispielsweise (Klär-)Schlamm. Die Trocknungsfläche und die Extrudereinheit sind hierfür relativ zueinander beweglich gelagert, wobei die Relativbewegung vorzugsweise derart abgestimmt ist, dass die Biomasse nach dem Verlassen der Extrudereinheit schlangenlinien- förmig und als Endlosstrang auf der Trocknungsfläche abgelegt wird. Der Trocknungsfläche ist wiederum eine Luftzufuhr zugeordnet, mit deren Hilfe warme und/oder getrocknete Trocknungsluft durch die mit entsprechenden Luftdurchlässen versehene Trocknungsfläche beförderbar ist. Die Track- nungsluft kommt hierbei in den Kontakt mit der Biomasse und bewirkt eine Trocknung derselben auf eine gewünschte Trockensubstanz.

Die Extrudereinheit weist für gewöhnlich eine Lochplatte mit einer Vielzahl von Durchbrechungen auf, durch welche die Biomasse durch Anlegen eines entsprechenden Überdrucks hindurchgepresst wird und dabei in die gewünschte Strangform gebracht wird, die eine hohe Oberfläche und damit eine schnelle Trocknung der Biomasse verspricht.

Da insbesondere Schlamm neben unproblematischen Feinbestandteilen auch Grobstoffe (Fasermaterial, Haare, etc.) enthält, die ein Verstopfen bzw. Verzopfen der Durchbrechungen der Lochplatte bewirken könnten, hat es sich bewährt, die Extrudereinheit mit einer Messereinheit auszurüsten. Die Messereinheit verfügt wiederum über ein oder mehrere Schabermesser, die mit Hilfe eines Antriebs relativ zur Lochplatte bewegbar sind und hierbei ein Abscheren von in den Durchbrechungen angesammelten Grobstoffe bewirken sollen.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die bekannten Messereinheiten, insbesondere bei der Behandlung von Biomasse mit einem hohen Feststoffgehalt (Trockensubstanz > 30 %) nicht mehr in der Lage sind, den einwandfreien Betrieb der Extrudereinheit sicherzustellen. Grund hierfür sind Grobstoffe, wie beispielsweise hochverdichtete Schlammklumpen, die sich aufgrund ihrer Größe nicht in den Durchbrechungen der Lochplatte verfangen, sondern lediglich von der Messereinheit nach Art eines Schneeräumers entlang der Oberfläche der Lochplatte bewegt werden. Hierdurch steht nicht mehr die volle Durchtrittsöffnung der Durchbrechungen für den Durchtritt der Biomasse zur Verfügung (da die Grobstoffe einen Teil derselben verdecken), so dass es im Ergebnis zu einer Verringerung der Extrudierleistung kommt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Extrudereinheit sowie eine damit ausgerüstete Trocknungsanlage vorzuschlagen, welche dem ge- nannten Problem Rechnung trägt.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Extrudereinheit sowie eine Trocknungsanlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Erfindungsgemäß umfasst die Extrudereinheit nun einen eine Vielzahl von Durchbrechungen aufweisenden Flächenabschnitt, der beispielsweise durch eine, vorzugsweise kreisrunde, Lochplatte gebildet wird (die Durchbrechungen selbst weisen vorzugsweise einen kreisrunden, ovalen oder kreuz- bzw. sternförmigen Querschnitt auf). Der Flächenabschnitt dient wiederum der beschriebenen Strangbildung der über eine entsprechende Zufuhr (beispielsweise ein Rohr oder einen Schlauch) zugeführten Biomasse. Ebenso ist wenigstens ein Schabermesser vorgesehen, das an einem drehbaren Grundträger befestigt oder Teil desselben ist. Das Schabermesser ist zudem bezüglich des Flächenabschnitts derart ausgerichtet, dass es bei Drehung des Grundträgers der Form der dem Schabermesser zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts folgt. Neben dem Abscheren bzw. Abschneiden von sich in den Durchbrechungen des Flächenabschnitts angesammelten Verunreinigungen (Faserstoffe, Haare, etc.) hat das Schabermesser auch die Aufgabe, die Biomasse beim Passieren der Durchbrechungen mit einer Art Sollbruchstelle zu versehen. Mit anderen Worten wird der Biomassestrom beim Passieren der Durchbrechungen durch das bzw. die Schabermesser immer wieder durchtrennt und verbindet sich im Anschluss daran sofort wieder mit dem nachströmenden Biomassestrom, wodurch entsprechende Abschnitte mit geringerer Dichte bzw. Festigkeit entstehen. Fällt nun der Biomassestrom, der die Durchbrechungen passiert hat (und daher in der Regel in Form einer Vielzahl von Einzelsträngen vorliegt) von einer Trocknungsfläche einer mit der Extrudereinheit ausgestatteten Trocknungsanlage auf eine tiefergelegene weitere Trocknungsfläche oder in ein entsprechendes Auffangbehältnis, so bewirken die Sollbruchstellen, dass die Einzelstränge in einzelne Bruchstücke (sogenannte Pellets) zerfallen. Dies ist insbesondere für eine Weiterverarbeitung der getrockneten Biomasse, beispielsweise in Form einer Verbrennung, von erheblichem Vorteil. Der Antrieb des Grundträgers erfolgt schließlich vorzugsweise über ein Antriebselement, beispielsweise eine Antriebsachse, die mit einem Antrieb und dem Grundträger, bzw. einem Verbindungsabschnitt desselben, in Verbindung steht.

Im Ergebnis ist das Schabermesser also an der dem Schabermesser zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (vorzugsweise durch eine Drehbewegung des Grundträgers) entlangführbar und übernimmt die Funktion des oben beschriebenen und aus dem Stand der Technik bekannten Messerträgers.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Grundträger zumindest ein Brecherelement umfasst, welches einteilig mit dem Grundträger ausgebildet ist oder mit diesem verbunden ist. Das Brecherelement, welches bei einer Drehung des Grundträgers ebenfalls der Form der dem Schabermesser zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts folgt, bewirkt nun, dass die von dem Flächenabschnitt zurückgehaltenen Grobstoffe, die vom Schabermesser lediglich entlang des Flächenabschnitts geschoben würden, ohne diesen zu passieren, zerkleinert werden. Das Brecherelement verfügt hierfür über eine dem Flächenabschnitt zugewandet Wirkfläche, wobei der Abstand zwischen Wirkfläche und Flächenabschnitt entgegen der Bewegungsrichtung des Grundträgers abnehmen sollte. Grobstoffe gelangen in diesem Fall beim Kontakt mit dem Brecherelement zunächst zwischen die genannte Wirkfläche und den Flächenabschnitt. Da der Abstand zwischen Wirkfläche und Flächenabschnitt entgegen der Bewegungsrichtung des Grundträgers und damit auch des Brecherelements abnimmt, erfolgt eine Art Klemmung des entsprechenden Grobstoffs und schließlich eine Zerkleinerung desselben. Mit anderen Worten sollte die dem Flächenabschnitt gegenüberliegende Wirkfläche des Brecherelements gegenüber dem Flächenabschnitt angestellt sein, so dass Grobstoffe beim Kontakt mit dem Brecherelement von diesem zunehmend gegen den Flächenabschnitt gepresst und dabei zerkleinert werden. An dieser Stelle sei schließlich darauf hinge- wiesen, dass das Brecherelement nicht nur der Zerkleinerung von harten Bestandteilen der Biomasse dient. Vielmehr werden auch Bestandteile mit einer zähen, tonartigen Konsistenz (beispielsweise in einer (Kammerfilter-)Presse gepresste Schlammbestandteile) erfasst und durch die Durchbrechungen des Flächenabschnitts gepresst bzw. passiert. Mit anderen Worten sorgt das Brecherelement dafür, dass alle die Bestandteile, die aufgrund ihrer Form und/oder Konsistenz nicht vom Schabermesser durch die Durchbrechungen hindurchbefördert werden, mit Hilfe des Brecherelements erfasst, eventuell zerkleinert und schließlich durch die Durchbrechungen des Flächenabschnitts gepresst bzw. geschoben werden.

Vorteilhaft ist es, wenn das Brecherelement zylinderförmig ausgebildet ist. Das Brecherelement kann beispielsweise als starr mit dem Grundträger verbundene Walze vorliegen, die entlang des Flächenabschnitts geführt wird. Die Walze kann z. B. eine Mittelachse aufweisen, die sich ausgehend vom Grundträger radial nach außen erstreckt. Die Walzenoberfläche bildet in diesem Fall die genannte Wirkfläche des Brecherelements, die im Zusammenspiel mit dem Flächenabschnitt eine Zerkleinerung entsprechend großer Grobstoffe der Biomasse bewirkt. Die Walze kann aus Metall oder aber auch einem Kunststoff gefertigt sein. Ferner ist neben einer Zylinderform auch eine Kegel(stumpf)form denkbar. Die Walze kann zudem eine glatte oder auch aufgeraute, beispielsweise geriffelte, Oberfläche aufweisen, um sicherzustellen, dass die entsprechenden Grobstoffe aufgrund der auftretenden Reibung nicht lediglich vor der Walze hergeschoben, sondern zuverlässig von dieser zerkleinert werden.

Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn das Brecherelement um eine Drehachse drehbar am Grundträger gelagert ist. Insbesondere, wenn es sich bei dem Brecherelement um die beschriebene Walze handelt, kann die Reibung zwischen Walzenoberfläche und Flächenabschnitt hierdurch vermindert werden (dies ist dann von Vorteil, wenn das Brecherelement direkt an dem Flächenabschnitt anliegt). Vorteilhaft ist es zudem, wenn sich die Drehachse bzw. eine Mittelachse des (möglicherweise drehfest am Grundträger befestigten) Brecherelements parallel zu dem jeweils dem Brecherelement benachbarten Bereich des Flächenabschnitts erstreckt. Der Abstand zwischen Brecherelement und Flächenabschnitt ist in diesem Fall über die gesamte Erstreckung des Brecherelements konstant. Mit anderen Worten ist es von Vorteil, wenn der Flächenabschnitt als ebene Lochplatte vorliegt und das Brecherelement senkrecht zur Drehachse des Grundträgers bzw. senkrecht zu einer Mittelachse der Lochplatte verläuft.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Brecherelement ein senkrecht zur Drehachse aufweisendes Spiel aufweist, so dass der Abstand zwischen dem Brecherelement und dem ihm benachbarten Flächenabschnitt veränderbar ist. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Biomasse harte und kantige Substanzen (z. B. kleine Steinchen) enthält, die zu einem Verkanten zwischen einem starren Brecherelement und dem Flächenabschnitt neigen. Weist das Brecherelement nun das genannte Spiel auf, so kann es entsprechenden Bestandteilen der Biomasse ausweichen, so dass die Zerkleinerung dieser Bestandteilen allmählich, d. h. durch mehrmaligen Kontakt mit dem Brecherelement, erfolgen kann. Alternativ ist es jedoch ebenfalls möglich, das Brecherelement vollständig oder zumindest nahezu spielfrei zu lagern, um eine unmittelbare Zerkleinerung aller in der Biomasse vorhandenen Grobstoffe zu bewirken. Brecherelement und Flächenabschnitt sollten in diesem Fall entsprechend dimensioniert sein, um eine Beschädigung dieser Bauteile zu vermeiden.

Auch ist es äußert vorteilhaft, wenn das Schabermesser mit dem Flächenabschnitt einen Winkel einschließt, dessen Betrag einen Wert zwischen 75° und 105°, bevorzugt einen Wert zwischen 80° und 100°, besonders bevorzugt einen Wert zwischen 85° und 95°, besitzt. Das Schabermesser sollte also in dem Bereich, in dem er an dem Flächenabschnitt anliegt, möglichst senk- recht zu diesem verlaufen. Hierdurch kann ausgeschlossen werden, dass Grobstoffe zwischen dem Flächenabschnitt und dem Schabermesser geklemmt werden und zu einer Beschädigung der eventuell scharfkantigen Schaber- bzw. Messerfläche führen. Das Schabermesser dient in diesem Fall vorrangig einem Abscheren von in den Durchbrechungen des Flächenabschnitts angesammelten Verunreinigungen, wie beispielsweise Textilien, Fasern oder Haaransammlungen. Die Zerkleinerung von Grobstoffen übernimmt schließlich das oder die erfindungsgemäße(n) Brecherelement(e).

Vorteilhaft ist es zudem, wenn der Grundträger wenigstens ein Bürstenelement umfasst, welches bei einer Drehung des Grundträgers ebenfalls der Form der dem Schabermesser zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts folgt. Das Bürstenelement liegt vorzugsweise direkt an dem Flächenabschnitt an und erstreckt sich ausgehend von einer Mittelachse desselben radial nach außen. Hierdurch kommt es bei Drehung des Grundträgers um die genannte Achse mit dem gesamten Flächenabschnitt in Kontakt und bewirkt eine Reinigung desselben. Das Bürstenelement ist vorzugsweise ebenfalls an einem Tragarm des Grundträgers gelagert, wobei der Tragarm Teil des Grundträgers oder an diesem befestigt sein kann.

Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn das Schabermesser und/oder das Brecherelement und/oder das Bürstenelement lösbar am Grundträger befestigt sind. Hierdurch ist ein, z. B. verschleißbedingter, Austausch der genannten Bauteile jederzeit möglich, ohne die gesamte Extrudereinheit ersetzen zu müssen. Die Bauteile könnten mit dem Grundträger verschraubt sein, wobei die entsprechenden Schrauben entweder in ein Gewinde des Grundträgers oder des jeweiligen Bauteils greifen könnten. Denkbar ist ebenso, die jeweilige Schraube als Achse einzusetzen, an der schließlich das entsprechende Bauteil, beispielsweise um die Achse pendelnd, aufgehängt sein kann.

In diesem Zusammenhang ist es äußert vorteilhaft, wenn das Schabermesser und/oder das Bürstenelement jeweils zwischen zwei benachbarten Hai- teabschnitten eines Tragarms des Grundträgers gelagert sind. Beispielsweise ist es denkbar, den Tragarm U-förmig auszubilden, wobei das Schabermesser bzw. das Bürstenelement zwischen den beiden Schenkeln gehalten wird und die Basis der U-Form durch den Grundträger gebildet oder mit diesem verbunden, beispielsweise verschweißt, ist.

Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn sich die Tragarme bezüglich einer Längsachse des Antriebselements radial nach außen erstrecken. In einer Draufsicht des Grundträgers weist dieser also vorzugsweise mehrere nach außen ragende Tragarme auf, wobei einer oder mehrere mit einem Schabermesser und einer oder mehrere mit einem Bürstenelement ausgerüstet sein können. Ebenso können ein oder mehrere Tragarme vorhanden sein, an denen das Brecherelement befestigt ist, wobei dieses selbstverständlich auch unmittelbar am Grundträger angeordnet sein kann.

Wie bereits anfangs erwähnt, ist es schließlich vorteilhaft, wenn der Flächenabschnitt als Lochplatte ausgebildet ist. Die Lochplatte weist vorzugsweise eine kreisrunde Form auf, so dass die Oberfläche von einem Schabermesser, einem Bürstenelement und/oder einem Brecherelement überstreichbar ist, welches sich ausgehend von einer Mittelachse der Lochplatte radial nach außen erstreckt.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das Antriebselement als Antriebsachse ausgebildet ist, die den Flächenabschnitt vorzugsweise mittig durchdringt. Zudem hat es sich bewährt, wenn der Flächenabschnitt mit Hilfe eines Drucklagers gegen das Schabermesser gedrückt wird, um sicherzustellen, dass das Schabermesser stets vollständig an dem Flächenabschnitt anliegt. Hierfür ist es selbstverständlich zu bevorzugen, dass das Drucklager auf der dem Schabermesser abgewandten Seite des Flächenabschnitts platziert ist und die Lochplatte gegen das Schabermesser drückt. Das Drucklager kann beispielsweise eine Gewinde-Mutter-Kombination umfassen, wobei ein Anziehen der Schraube eine Erhöhung des Anpressdrucks auf das Drucklager bewirkt. Im Ergebnis kann mit Hilfe der Schraube die Kraft eingestellt werden, mit der das Schabermesser am Flächenabschnitt anliegt. Einer ver- schleißbedingten Abstandsvergrößerung zwischen Schabermesser und Flächenabschnitt kann somit jederzeit Rechnung getragen werden.

Die erfindungsgemäße Trocknungsanlage zeichnet sich schließlich dadurch aus, dass sie eine Extrudereinheit mit einem oder mehreren der bisher oder im Folgenden beschriebenen Merkmalen aufweist (wobei die einzelnen Merkmale mit dem erfindungswesentlichen Merkmal des Brecherelements beliebig kombiniert werden können, soweit dies technisch möglich ist).

Hierbei ist es von Vorteil, wenn das mit dem Grundträger in Verbindung stehende Antriebselement (beispielsweise in Form einer Antriebsachse) mit einem Antrieb in Verbindung steht, dessen Drehrichtung umkehrbar ist. Sollte während des Betriebs der Extrudereinheit ein Nachlassen der Extruderleistung bzw. ein Verstopfen des beschriebenen Flächenabschnitts detektiert werden, so wäre es in diesem Fall möglich, die Drehrichtung des Antriebs umzukehren. Dies kann schließlich eine Lockerung der Verstopfung bzw. ein Lösen von sich verkanteten Bestandteilen der Biomasse mit einem Bauteil der Extrudereinheit bewirken, so dass die Gefahr eines Ausfalls der Extrudereinheit weiter verringert werden kann. Mit anderen Worten kann es von Vorteil sein, wenn die Trocknungsanlage über einen reversibel antreibbaren Antrieb (z. B. in Form eines Elektromotors) aufweist, so dass die Drehrichtung des Antriebs mit Hilfe einer Steuer- und/oder Regeleinheit umkehrbar ist. Die Steuer- und/oder Regeleinheit kann hierfür mit einem oder mehreren Sensoren in Verbindung stehen, die beispielsweise ein Blockieren des Antriebselements detektieren können. Durch entsprechende (bei Bedarf mehrmalige) Richtungsumkehr des Antriebs kann die Blockierung schließlich gelöst werden, so dass ein möglichst wartungsfreier Betrieb der Extrudereinheit der Trocknungsanlage sichergestellt ist.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbei- spielen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts einer Trocknungsanlage für Schlamm,

Figur 2 eine bekannte Messereinheit einer Extrudereinheit für eine

Trocknungsanlage gemäß Figur 1 ,

Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Extrudereinheit,

Figur 4 die Draufsicht der in Figur 3 gezeigten Extrudereinheit, und

Figur 5 eine Draufsicht einer alternativen Extrudereinheit.

Figur 1 zeigt eine Prinzipsskizze einer Trocknungsanlage 2 für Schlamm 12 (wobei Schlamm 12 lediglich als Beispiel einer zu trocknenden Biomasse gewählt ist und nicht einschränkend zu verstehen ist).

Die Trocknungsanlage 2 umfasst generell eine Trocknungsfläche 19 mit einer Vielzahl von nur angedeuteten Durchlässen 21 , die einen Durchtritt von Trocknungsluft ermöglichen, die wiederum von einer, beispielsweise unterhalb der Trocknungsfläche 19 angeordneten, Luftzufuhr 20 in die Trocknungsanlage 2 eingebracht wird. Im gezeigten Beispiel wird die Trocknungsfläche 19 durch ein Trocknungsband gebildet, welches um zwei Wellen 25 geschlungen und über wenigstens eine der Wellen 25 antreibbar ist.

Darüber hinaus verfügt die Trocknungsanlage 2 über eine entlang einer Führungsbahn 24 und mit Hilfe eines Antriebs hin- und herbewegbare Extrudereinheit 1 , mit deren Hilfe die zu trocknende Biomasse (die der Extrudereinheit 1 über eine nicht gezeigte Schlauch- oder Rohrleitung zugeführt wird) kontrolliert auf die Trocknungsfläche 19 aufgebracht werden kann. Die Extru- dereinheit 1 besteht bei bekannten Trocknungsanlagen in der Regel aus einer Lochplatte 16 (vergleiche Figur 3) sowie einer relativ zur Lochplatte 16 beweglichen Messereinheit 22, wie sie beispielsweise in Figur 2 gezeigt ist. Für den Antrieb der Messereinheit 22 kann diese beispielsweise eine mittige Bohrung 23 aufweisen, über die sie drehfest mit einer nicht gezeigten Antriebsachse einer Motoreinheit in Verbindung steht. Messereinheit 22 und Lochplatte 16 befinden sich wiederum innerhalb eines meist zylindrischen Lieferabschnitts, über den die Biomasse der Extrudereinheit 1 unter einem gewissen Überdruck zugeführt wird.

Hierbei wird die Biomasse gegen die Lochplatte 16 gepresst, durchdringt die Löcher der Lochplatte 16 und gelangt in Form von Biomassesträngen (s. Figur 1 ) auf die Trocknungsfläche 19. Der Verlauf, insbesondere der gegenseitige Abstand der einzelnen Stränge, kann hierbei durch die Geschwindigkeit der Trocknungsfläche 19, der Extrudereinheit 1 sowie dem Druck, mit dem die Biomasse durch die Lochplatte 16 derselben gepresst wird, beeinflusst werden.

Während bei der Verarbeitung einer homogenen Biomasse auf den Einsatz der in Figur 2 gezeigten Messereinheit 22 eventuell verzichtet werden könnte, hat sich dieser insbesondere bei der Verarbeitung von inhomogenen Massen, wie insbesondere Schlamm 12, bewährt. So bewirken die einzelnen Messerflügel der Messereinheit 22, die an der Lochplatte 16 anliegen, bei einer Relativbewegung zwischen Lochplatte 16 und Messereinheit 22 ein Abscheren von Verunreinigungen (Verzopfungen durch Haare, Textilfasern, etc.) und damit ein Freihalten der Löcher der Lochplatte 16.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass es besonders bei der Verarbeitung von Schlamm 12 (z. B. Klärschlamm) immer wieder zu einem Verstopfen der Lochplatte 16 kommt, die einerseits auf nicht von der Messereinheit 22 erfassbare Verzopfungen oder aber durch Grobstoffe verursacht wird, die von der Messereinheit 22 nicht erfasst und zerkleinert werden können. Entspre- chende Grobstoffe sind insbesondere bei Schlämmen mit einer Trockensubstanz von über 35 % vorhanden und führen zu einer signifikanten Beeinträchtigung der Trocknungsleistung der Trocknungsanlage 2. Bei den Grobstoffen handelt es sich in der Regel um stark verpresste Schlammbestandteile, die dann von der Messereinheit 22 an der Lochplatte 16 entlanggeführt werden und hierbei stets einen Teil der Löcher derselben blockieren.

Die erfindungsgemäße Extrudereinheit 1 weist daher ein oder mehrere zusätzliche Bauteile auf, die der Lösung des beschriebenen Problems dienen und im Folgenden, zunächst mit Bezug auf die Figuren 3 und 4, näher beschrieben werden (wobei die Durchbrechungen 3 in Figur 4 aus Übersichtsgründen nicht gezeigt sind).

Zunächst besitzt die Extrudereinheit 1 einen Grundträger 5, der im Bereich eines Verbindungsabschnitts 6 drehfest (z. B. über Formschluss, s. Figur 4) mit einem Antriebselement 7, beispielsweise einer Antriebsachse 17, verbunden ist. Das Antriebselement 7 steht wiederum mit einem nicht gezeigten Antrieb (z. B. einem Elektromotor) in Verbindung und ermöglicht eine Drehung des Grundträgers 5 um die Längsachse 15 des Antriebselements 7 und relativ zu einem von der Biomasse zu passierenden, ortsfest platzierten, Flächenabschnitt 4 (wobei der Flächenabschnitt 4 eine Vielzahl von Durchbrechungen 3 für den Durchtritt aufweist und beispielsweise als Lochplatte 16 ausgebildet sein kann).

Der Flächenabschnitt 4 ist vorzugsweise an seinem Umfangsbereich von einer dem Umfang des Flächenabschnitts 4 angepassten (nicht gezeigten) Wandung umgeben, so dass die von oben kommende Biomasse ausschließlich über den Flächenabschnitt 4 nach unten auf die Trocknungsfläche 19 gelangen kann. Die Wandung erstreckt sich zudem bis oberhalb der in Figur 3 gezeigten Bauteile und mündet beispielsweise in einen Lieferschlauch, über den die Biomasse zugeführt wird. Der Grundträger 5 umfasst wiederum ein Schabermesser 10 (beispielsweise in Form einer Metallplatte mit oder ohne scharfkantiger Kontaktfläche für den Kontakt mit dem Flächenabschnitt 4), das an einem Tragarm 9 des Grundträgers 5 befestigt oder Teil desselben ist. Der Tragarm 9 kann im Übrigen ebenfalls einteilig mit dem Grundträger 5 ausgebildet oder aber an diesem befestigt, beispielsweise angeschweißt, sein.

Zusätzlich umfasst die Extrudereinheit 1 nun ein Brecherelement 1 1 , das bei einer Drehung des Grundträgers 5 entsprechend der Bewegung des Schabermessers 10 der Form der dem Schabermesser 10 zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts 4 folgt. Während das Schabermesser 10 vorrangig zum Abscheren von teilweise in den Durchbrechungen 3 des Flächenabschnitts 4 festsitzenden Verzopfungen dient, hat das Brecherelement 1 1 die Aufgabe, während seiner gemeinsamen Drehung mit dem Grundträgers 5 eine Zerkleinerung von gröberen Bestandteilen der Biomasse zu bewirken und damit ein Blockieren der Durchbrechungen 3 zu verhindern.

Das Brecherelement 1 1 unterscheidet sich von dem Schabermesser 10 prinzipiell dadurch, dass es eine mit dem Flächenabschnitt 4 zusammenwirkende Gegenfläche besitzt, die sich an den Flächenabschnitt 4 annähert. Im in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Beispielen ist das Brecherelement 1 1 walzenförmig ausgebildet und vorzugsweise um eine Drehachse 8 drehbar (selbstverständlich ist auch eine drehfeste Ausführung denkbar). Die Drehachse 8 erstreckt sich vorzugsweise parallel zum Flächenabschnitt 4, wobei das Brecherelement 1 1 (z. B. in Form eines Hohlzylinders) mit Hilfe einer stirnseitigen Fixierung 28 auf der Drehachse 8 gehalten werden kann. Bei der Fixierung 28 kann es sich um eine Abkantung der Drehachse 8 (vergleiche Figuren 3 und 4) oder aber auch um eine stirnseitig platzierte Schraube handeln, die ein Abziehen des Brecherelements 1 1 von der Drehachse 8 verhindert.

Das Brecherelement 1 1 bewirkt nun während seiner Bewegung entlang des Flächenabschnitts 4 durch den in Bewegungsrichtung abnehmenden Ab- stand zwischen der Oberfläche des Brecherelements 1 1 (im gezeigten Beispiel der Walzenoberfläche) und dem Flächenabschnitt 4 ein Zerquetschen von zurückgehaltenen Bestandteilen der Biomasse, so dass beispielsweise auch Schlamm 12 mit einer Trockensubstanz von über 50 % verarbeitet werden kann, ohne dass es zu einem Ausfall der Extrudereinheit 1 kommt.

Um ein Verkanten von Bestanteilen der Biomasse zwischen dem Brecherelement 1 1 und dem den Durchbrechungen 3 benachbarten Bereich des Flächenabschnitts 4 zu verhindern, kann das Brecherelement 1 1 ein gewisses Spiel gegenüber dem das Brecherelement 1 1 haltenden Bauteil (z. b. der gezeigten Drehachse 8) aufweisen. Das Spiel sollte jedoch geringer sein als der Durchmesser der Durchbrechungen 3, um die gewünschte Zerkleinerung von größeren Bestandteilen der Biomasse sicherzustellen.

Ferner zeigt Figur 3 eine Möglichkeit, die nötige Anpresskraft zwischen dem Schabermesser 10 und dem Flächenabschnitt 4 zu erzeugen. So besitzt die Antriebsachse 17 im unteren Bereich ein Gewinde 27 und eine damit zusammenwirkende Mutter 26. Wird die Mutter 26 angezogen, so wird diese gegen ein Drucklager 18 gepresst und presst hierbei den Flächenabschnitt 4 gegen das Schabermesser 10. Mit Hilfe dieser Anordnung kann die Anpresskraft des Schabermessers 10 (beispielsweise in Abhängigkeit der nicht zu verhindernden Abnutzung) jederzeit nachreguliert werden, ohne dass die einzelnen Bauteile ausgebaut werden müssten.

Schließlich zeigt Figur 5 zwei weitere mögliche Weiterbildungen der Erfindung. So wäre es beispielsweise denkbar, das Schabermesser 10 um ein Drehlager 29 (beispielsweise eine in ein Langloch des Schabermessers 10 oder des Tragarms 9 eingreifende Schraubverbindung) am Grundträger 5 bzw. einem entsprechenden Tragarm 9 zu fixieren. Höhenunterschiede oder unterschiedliche Neigungen des Flächenabschnitts 4 könnten hierdurch wirksam ausgeglichen werden. In diesem Zusammenhang kann es ebenso von Vorteil sein, den Tragarm 9 durch zwei benachbarte Halteabschnitte 14 zu bilden, zwischen denen das Schabermesser 10 gehalten wird.

Schließlich kann die Extrudereinheit 1 zusätzlich zu dem oder den Schaber- messer(n) 10 bzw. dem oder den Brecherelement(en) 1 1 ein oder mehrere Bürstenelement(e) 13 aufweisen. Das in Figur 5 beispielhaft gezeigte Bürstenelement 13 sollte wiederum an dem Flächenabschnitt 4 anliegen (vergleiche die Lage des Schabermessers 10 in Figur 3) und bewirkt schließlich, dass Verzopfungen oder sonstige fasrige oder nicht vom Schabermesser 10 erfasste Verunreinigungen, die sich bereits teilweise in den Durchbrechungen 3 des Flächenabschnitts 4 befinden, wieder aus diesen herausgezogen werden und den Flächenabschnitt 4 (sozusagen in einem weiteren Anlauf) an anderer Stelle passieren oder vom Schabermesser 10 (der beispielsweise klingenförmig ausgebildet sein kann) zerkleinert werden können.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezuqszeichenliste

Extrudereinheit

Trocknungsanlage

Durchbrechung

Flächenabschnitt

Grundträger

Verbindungsabschnitt

Antriebselement

Drehachse

Tragarm

Schabermesser

Brecherelement

Schlamm

Bürstenelement

Halteabschnitt

Längsachse des Antriebselements

Lochplatte

Antriebsachse

Drucklager

Trocknungsfläche

Luftzufuhr

Durchlass

Messereinheit

Bohrung

Führungsbahn

Welle

Mutter

Gewinde

Fixierung

Drehlager

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1 . Extrudereinheit für eine Trocknungsanlage (2) für Biomasse, insbesondere Schlamm (12),

- wobei die Extrudereinheit (1 ) einen von der Biomasse zu passierenden und eine Vielzahl von Durchbrechungen (3) aufweisenden Flächenabschnitt (4) besitzt,

- wobei die Extrudereinheit (1 ) einen Grundträger (5) umfasst, der über einen Verbindungsabschnitt (6) mit einem Antriebselement (7) in Verbindung steht und über das Antriebselement (7) um eine Drehachse und relativ zum Flächenabschnitt (4) antreibbar ist,

- wobei der Grundträger (5) wenigstens einen Tragarm (9) mit zumindest einem Schabermesser (10) umfasst, das bei einer Drehung des Grundträgers (5) der Form der dem Schabermesser (10) zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (4) folgt,

dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (5) darüber hinaus zumindest ein Brecherelement (1 1 ) umfasst, welches bei einer Drehung des Grundträgers (5) ebenfalls der Form der dem Schabermesser (10) zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (4) folgt und während der Drehung des Grundträgers (5) eine Zerkleinerung von in der Biomasse enthaltenen Bestandteilen bewirkt, die von dem Flächenabschnitt (4) zurückgehaltenen werden.

2. Extrudereinheit gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Brecherelement (1 1 ) zylinderförmig ausgebildet ist.

3. Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brecherelement (1 1 ) um eine Drehachse (8) drehbar am Grundträger (5) gelagert ist. Extrudereinheit gemäß vorangegangenem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Drehachse (8) parallel zu dem jeweils dem Brecherelement (1 1 ) benachbarten Bereich des Flächenabschnitts (4) erstreckt.

Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Brecherelement (1 1 ) ein senkrecht zur Drehachse (8) aufweisendes Spiel aufweist, so dass der Abstand zwischen dem Brecherelement (1 1 ) und dem ihm benachbarten Flächenabschnitt (4) veränderbar ist.

Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schabermesser (10) mit dem Flächenabschnitt (4) einen Winkel einschließt, dessen Betrag einen Wert zwischen 75° und 105°, bevorzugt einen Wert zwischen 80° und 100°, besonders bevorzugt einen Wert zwischen 85° und 95°, besitzt.

Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundträger (5) wenigstens ein Bürstenelement (13) umfasst, welches bei einer Drehung des Grundträgers (5) ebenfalls der Form der dem Schabermesser (10) zugewandten Oberfläche des Flächenabschnitts (4) folgt und während der Drehung eine Reinigung des Flächenabschnitts (4) bewirkt, wobei das Bürstenelement (13) vorzugsweise ebenfalls an einem Tragarm (9) des Grundträgers (5) gelagert ist.

Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schabermesser (10) und/oder das Brecherelement (1 1 ) und/oder das Bürstenelement (13) lösbar am Grundträger (5) befestigt sind.

9. Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schabermesser (10) und/oder das Bürstenelement (13) jeweils zwischen zwei benachbarten Halteabschnitten (14) eines Tragarms (9) des Grundträgers (5) gelagert sind.

10. Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Tragarme (9) bezüglich einer Längsachse (15) des Antriebselements (7) radial nach außen erstrecken.

1 1 . Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flächenabschnitt (4) als Lochplatte (16) ausgebildet ist.

12. Extrudereinheit gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement (7) als Antriebsachse (17) ausgebildet ist, die den Flächenabschnitt (4) vorzugsweise mittig durchdringt, und dass der Flächenabschnitt (4) mit Hilfe eines Drucklagers (18) gegen das Schabermesser (10) gedrückt ist, wobei das Drucklager (18) auf der dem Schabermesser (10) abgewandten Seite des Flächenabschnitts (4) platziert ist.

13. Trocknungsanlage für Biomasse, insbesondere Schlamm (12),

- wobei die Trocknungsanlage (2) wenigstens eine Trocknungsfläche (19) mit einer Vielzahl von Durchlässen (21 ) aufweist,

- wobei die Trocknungsanlage (2) zumindest eine Luftzufuhr (20) zum Zuführen von Trocknungsluft in den Bereich der Trocknungsfläche (19) umfasst, und

- wobei die Trocknungsanlage (2) wenigstens eine Extrudereinheit (1 ) besitzt, mit deren Hilfe die Biomasse auf die Trocknungsfläche (19) aufbringbar ist, wobei die Trocknungsfläche (19) und die Extrudereinheit (1 ) relativ zueinander beweglich gelagert sind,

dadurch gekennzeichnet, dass die Extrudereinheit (1 ) gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche ausgebildet ist.