ES2225328T3 - Planta de biogas para la fermentacion de materias organicas. - Google Patents

Abstract

Planta de biogás para la fermentación de materias orgánicas con al menos un depósito fermentador con una zona inferior de líquido y una zona de gas situada por encima, con al menos un agitador con motor sumergible dispuesto en el depósito fermentador, con un conducto de energía que pasa de forma estanca por una pared de depósito y después por la zona de gas hasta el motor sumergible del agitador con motor sumergible, caracterizada porque el motor sumergible es un motor que se puede accionar por un medio de trabajo, porque el conducto de energía (20; 45; 51; 56; 62; 77) comprende, por una parte, un tubo o un tubo flexible como conducto de alimentación (18, 55) para el medio, que está conectado a una unidad de compresión (34) del medio, y por otra parte, un tubo o un tubo flexible como conducto de evacuación (19; 54) para el medio, porque el conducto de evacuación (19; 54) sale del depósito fermentador (2) desde el motor sumergible, pasando por la zona de gas (4) y de forma estanca por una pared del depósito, y porque la unidad de compresión (34) del medio funciona de forma eléctrica y está dispuesta fuera del depósito fermentador (2).

Description

Planta de biogás para la fermentación de materias orgánicas.

La invención se refiere a una planta de biogás para la fermentación de materias orgánicas según el preámbulo de la reivindicación 1.

En este tipo de plantas de biogás se desarrolla un proceso de fermentación en el que se gasifican materias orgánicas como, por ejemplo, hierba, estiércol de granja, estiércol líquido, lodos de clarificación, paja y similares. Dicho proceso de fermentación se produce en un depósito fermentador, en el que las materias orgánicas se mezclan con líquido y se realiza el proceso de fermentación o de gasificación bajo condiciones aerobias o anaerobias mediante microorganismos como, por ejemplo, levaduras, bacterias, etc. Los biogases originados durante la fermentación se acumulan en una zona superior del depósito fermentador pudiendo usarse directamente para la generación de energía, por ejemplo, como gas de calentamiento para la generación de corriente en máquinas de combustión interna, postconectadas, con electrogeneradores. Estas plantas de biogás para la fermentación de materias orgánicas se usan normalmente en el procesamiento y el aprovechamiento descentralizados de residuos orgánicos en el ámbito agrícola. De este modo, los agricultores son capaces de producir no sólo víveres, sino también de generar energía aprovechando los residuos orgánicos. De esta forma, se cierran ciclos de materias y, además, los residuos orgánicos restantes se convierten, después de la fermentación, en un abono de alta calidad que a su vez puede aplicarse a las plantas.

Para una distribución homogénea de las sustancias sólidas en los lodos y para evitar el depósito de las sustancias sólidas en las paredes laterales del fermentador se requiere un mecanismo agitador como dispositivo de recirculación en el depósito de fermentación.

En una planta de biogás genérica conocida (documento DE19732198C1), en el depósito fermentador está dispuesto un agitador con motor sumergible. Como motor sumergible se usa aquí, como en todas las plantas de biogás actuales, un electromotor. Para la alimentación de energía se usa un cable eléctrico que conduce desde una fuente de energía situada fuera del depósito fermentador, de forma estanca a través de una pared del depósito, pasando por la zona de gas, hacia el motor sumergible del agitador con motor sumergible. Con un agitador con motor sumergible de este tipo es posible una homogeneización económica y con poca necesidad de energía en el depósito fermentador. Para ello, el agitador con motor sumergible está dispuesto de forma ajustable vertical y horizontalmente en un dispositivo elevador, de tal forma que el agitador con motor sumergible pueda trabajar en una posición óptima.

Además, aquí está previsto una bóveda de servicio encima de un orificio del mecanismo agitador en una pared del techo del depósito fermentador, al que se puede subir un agitador con motor sumergible para mantenerse e inspeccionarse sin ningún peligro para el personal del servicio técnico.

Para el ajuste vertical y/u horizontal se indican accionamientos manuales o eléctricos que están dispuestos, en parte, en la zona del depósito fermentador y conectados, de forma similar al agitador con motor sumergible, mediante cables eléctricos. En particular, se usa un torno de cable eléctrico para subir el agitador con motor sumergible.

Los biogases en la zona de gas del depósito fermentador son gases explosivos, de forma que dicha zona de gas y eventualmente una zona por fuera del fermentador han de considerarse generalmente como zona de protección contra explosiones. Dado que los agitadores con motor sumergible de accionamiento eléctrico trabajan sólo en estado sumergido, es decir en la zona de líquido, no están dispuestos directamente en una zona de protección contra explosiones. Por ello, en la actualidad no se usan agitadores con motor sumergible en depósitos fermentadores de plantas de biogás, porque los motores sumergibles protegidos contra explosiones son mucho más caros que los aparatos no protegidos contra explosiones. Por fugas, errores de manejo, etc., sin embargo, no se puede descartar que los agitadores con motor sumergible puedan entrar en contacto con la zona de protección contra explosiones también en estado conectado, pudiendo producirse estados de peligro. Las directivas y leyes alemanas actuales, sin embargo, no contienen referencias concretas relativas a la protección contra las explosiones, que sean aplicables a las plantas de biogás.

Además, en la práctica surgen frecuentemente problemas eléctricos por motores sumergibles eléctricos no estancos de agitadores con motor sumergible, lo que conlleva peligros para la protección de las personas y requiere complicados trabajos de mantenimiento y de reparación.

Los tornos de cable de accionamiento manual conocidos para elevar y rebajar agitadores con motor sumergible requieren un duro trabajo físico. En los tornos de cable de accionamiento eléctrico con electromotor dispuesto por fuera del depósito fermentador es necesario hacer pasar el cable de forma estanca al gas por una pared del depósito, lo cual es complicado, susceptible de mantenimiento y requiere un mantenimiento intenso. Un torno de cable eléctrico según el documento DE19732198C1, figura 1, está dispuesto con su electromotor permanentemente en la zona de gas explosivo, con los problemas difíciles de resolver de la protección contra explosiones.

La invención tiene el objetivo de realizar una planta de biogás genérica de tal forma que sea más segura en el funcionamiento y que sea más fácil de manejar.

Este objetivo se consigue con las características de la reivindicación 1.

Según la reivindicación 1, el motor sumergible es un motor que se puede hacer funcionar por un medio de trabajo. El conducto de energía comprende, por una parte, un tubo o un tubo flexible como conducto de alimentación para el medio, que está conectado a una unidad de compresión del medio. Por otra parte, el conducto de energía comprende un tubo o un tubo flexible como conducto de evacuación para el medio. El conducto de evacuación sale del depósito fermentador desde el motor sumergible, pasando por la zona de gas y de forma estanca por una pared del depósito. La unidad de compresión del medio funciona de forma eléctrica y está dispuesta fuera del depósito fermentador.

Según la reivindicación 2, el motor sumergible es un motor hidráulico. El medio de trabajo es un líquido hidráulico y la unidad de compresión es un compresor hidráulico. El conducto de evacuación está conectado, como conducto de retorno en un circuito cerrado, al compresor hidráulico.

Alternativamente, según la reivindicación 3, el motor sumergible puede ser un motor neumático, empleando como medio de trabajo aire y estando configurada la unidad de compresión como compresor de aire. En el caso de esta disposición es suficiente que el conducto de evacuación salga como conducto de purga tan sólo de forma estanca del depósito fermentador. Al usar otro tipo de gas, por ejemplo un gas inerte, se puede emplear también aquí un circuito cerrado de gas con un retorno de gas al compresor de aire.

Tanto en la versión hidráulica como en la versión neumática resultan las ventajas de que los compresores de accionamiento eléctrico pueden disponerse fuera del depósito fermentador y de que en el depósito fermentador la protección contra explosiones puede dominarse fácilmente mediante el uso de conductos hidráulicos o de gas y de los motores hidráulicos o de gas correspondientes. Además, no se pueden producir problemas eléctricos con los motores sumergibles.

Frente a la alimentación actual de energía eléctrica con cables eléctricos, según la invención, al menos en el depósito fermentador se requiere un sistema de dos conductos con tubos o tubos flexibles como conducto de alimentación del medio y conducto de evacuación del medio. Especialmente al usar un motor neumático como motor sumergible, no es posible la purga habitual de aire directamente en el motor, ya que este aire llegaría a la zona de líquido y, después, a la zona estanca de gas donde provocaría una dilución no deseada del biogás y una propagación del gas.

Con la técnica de alimentación energética según la invención, también es posible automatizar fácilmente, sin problemas de protección contra explosiones, otros accionamientos en el depósito fermentador, por ejemplo un torno de cable en el depósito fermentador, proporcionando un mayor potencial de automatiza-
ción.

Los conductos pueden realizarse relativamente delgadas en su conjunto, permitiendo una instalación sencilla que requiere poco espacio.

Según la reivindicación 4, se pueden hacer funcionar otros motores hidráulicos y/o motores neumáticos de la instalación de biogás, mediante una sola unidad de compresión central. Este tipo de motores pueden ser motores de bomba y/o motores de aparatos de evacuación de fondo y/o motores de dispositivos de protección y/o motores de distribución por válvula corredera para tuberías y/o motores de elevación para agitadores con motor sumergible y/o motores de giro para agitadores con motor sumergible. De esta manera, queda excluido cualquier problema de protección contra explosiones. Se pueden realizar altas duraciones con largos intervalos de mantenimiento.

Los distintos motores pueden ser excitados de manera sencilla a través de formas de realización conocidas de por sí de unidades de control que pueden estar constituidas sustancialmente por válvulas magnéticas. Las excitaciones pueden producirse, por ejemplo, individualmente a mano, con temporizador, con control programable o dentro de bucles de control. De esta forma, las plantas de biogás se pueden manejar de forma altamente automatizable y profesional, con una estructura compacta y económica de los sistemas de accionamiento y de control.

La operación automatizada evita el duro trabajo de operación físico en los aparatos de la planta de biogás. Además, los aparatos pueden adaptarse durante el trabajo sin escalonamiento a la potencia necesaria, por ejemplo mediante la regulación del número de revoluciones, siendo posible especialmente una adaptación a diferentes partes de sólidos, líquidos más viscosos o más fluidos, un nivel de llenado más o menos alto, etc.

Según la reivindicación 5, de una manera conocida, el agitador con motor sumergible está dispuesto de forma ajustable verticalmente en un dispositivo elevador. El dispositivo elevador comprende un soporte del mecanismo agitador, en forma de apoyo, en el que está sujeto de forma deslizable el agitador con motor sumergible. En la zona superior del soporte del mecanismo agitador, como componente de un torno de cable accionable está dispuesto un tambor de cable con una unión de cable por un cable enrollable hacia el agitador con motor sumergible. Una disposición de este tipo resulta especialmente apropiada para un accionamiento hidráulico o neumático del agitador con motor sumergible.

Según una primera alternativa, el conducto de energía, compuesto por un conducto de alimentación y un conducto de evacuación, está fijado en la zona superior del soporte del mecanismo agitador y enrollado en lazos sueltos alrededor del cable hacia el agitador con motor sumergible. Entonces, según la posición de ajuste del agitador con motor sumergible, los lazos están más o menos cerrados, de modo que tenga lugar una fijación del conducto de energía en el cable, pero que no se produzca ninguna solicitación mecánica excesiva del conducto de energía.

Según otra alternativa según la reivindicación 7, para el conducto de energía con conducto de alimentación y conducto de evacuación está previsto un tambor accionable como tambor de conducto de energía, sobre el que el conducto de energía se pueda enrollar de forma correspondiente y coordinada al estado de enrollamiento del cable. El ajuste del grado de enrollamiento del conducto de energía debe realizarse de tal forma que en cualquier posición de ajuste del agitador con motor sumergible, sobre el cable actúe solo una tracción, pero que el conducto de energía se desenrolle o se enrolle tan sólo de forma correspondiente sin mayor tracción mecánica.

Un problema radica en que el conducto de energía se extiende hacia fuera, de forma estanca y sin poder torcerse, a través de una pared del depósito fermentador, torciéndose, sin embargo, durante el giro del tambor. Este problema se soluciona de tal forma que el tambor de conducto de energía presenta un acoplamiento giratorio axial con una pieza de accionamiento no giratoria, a la que está conectada la parte del conducto de energía para el paso inmóvil por la pared del depósito. A la otra pieza de acoplamiento que en cambio es giratoria está conectada la parte del conducto de energía que puede enrollarse y desenrollarse en el tambor del conducto de energía.

De manera conveniente, según la reivindicación 8, el tambor de cable y el tambor del conducto de energía se acoplan de forma coaxial y de tal forma que se transmita el movimiento de giro, de modo que para ello se requiera en total sólo un accionamiento.

Según una forma de realización especialmente sencilla y compacta según la reivindicación 9 se propone que el tambor de cable sea al mismo tiempo también el tambor del conducto de energía, estando unidos el conducto de energía y el cable a lo largo de su longitud, por ejemplo mediante abrazaderas o clips distanciados. Según la reivindicación 10, una unión especialmente íntima se consigue de tal forma que el cable está constituido por un trenzado de acero que envuelve el conducto de alimentación y/o de evacuación del conducto de energía, integrada en el mismo. El trenzado de acero circundante asume aquí la función de tracción, mientras que los conductos huecos integrados en él se usan para el flujo de medio.

Según otra forma de realización según la reivindicación 11, el cable y/o el conducto de energía están guiados en un tubo telescópico compuesto por varios tubos telescópicos. El tubo telescópico se extiende verticalmente a lo largo del soporte del mecanismo agitador. El tubo telescópico superior está inmovilizado en una zona superior del depósito fermentador, y el tubo telescópico inferior está unido directa o indirectamente con el agitador con motor sumergible. De esta forma, el tubo telescópico se extrae o se introduce automáticamente con un movimiento del agitador con motor sumergible. El cable y/o el conducto de energía quedan protegidos contra influjos desfavorables del entorno por el líquido del depósito, especialmente contra los sólidos contenidos en éste.

Un tubo telescópico de este tipo puede estar instalado, según la reivindicación 12, en el soporte del mecanismo agitador o, según la reivindicación 13, de tal forma que envuelva el soporte del mecanismo agitador.

Según otra forma de realización alternativa y especialmente preferible, según la reivindicación 14 está previsto que el agitador con motor sumergible esté dispuesto en un tubo invertido, preferentemente en un extremo inferior del tubo invertido. Dicho tubo invertido puede colocarse de forma telescópica, preferentemente con una distancia de separación, sobre un soporte en forma de apoyo del mecanismo agitador, montado verticalmente en el depósito, y deslizarse en éste en el sentido longitudinal del mecanismo agitador para ajustar diferentes posiciones de altura del motor sumergible en el depósito fermentador. Además, el tubo invertido está guiado, en cualquier posición de altura del motor sumergible, con al menos una zona parcial del tubo invertido, de manera estanca a través del depósito fermentador. En tal caso, el conducto de energía sale del depósito fermentador de forma estanca al gas hacia arriba en el tubo invertido y/o en el soporte del mecanismo agitador, partiendo del motor sumergible.

Con una estructura de este tipo, se puede renunciar a un torno de cable dispuesto en el depósito fermentador, ya que para un ajuste de altura del motor sumergible es suficiente con levantar o rebajar desde fuera el tubo invertido que sale con un extremo por la pared del depósito fermentador. Un paso estanco al gas puede realizarse de forma sencilla y económica, por ejemplo, mediante una junta de prensaestopas convencional y/o mediante una simple lubricación con grasa. La distancia de separación entre el tubo invertido y el soporte del mecanismo agitador posibilita además un deslizamiento sencillo del tubo invertido respecto al soporte de mecanismo agitador.

En una forma de realización especialmente preferible según la reivindicación 15 está previsto que el tubo invertido y, por tanto, el motor sumergible se puedan levantar o rebajar con un dispositivo elevador dispuesto por fuera del depósito fermentador. Un dispositivo elevador de este tipo es, por ejemplo, un torno de cable estacionario, cuyo cable esté guiado a través de un punto de desvío estacionario, dispuesto aproximadamente como mínimo a la altura de elevación máxima del tubo invertido, hacia un punto de unión de cable dispuesto en el extremo superior del tubo invertido. De punto de desvío puede servir aquí, por ejemplo, un rodillo de desvío estacionario. Un torno de cable de este tipo puede manejarse, por ejemplo, a mano, por ejemplo mediante una manivela que entonces pueda inmovilizarse en una posición correspondiente. Alternativamente, el accionamiento sin embargo también puede realizarse por motor, por ejemplo mediante un electromotor, siendo posible entonces a través del electromotor una autoinhibición ventajosa que mantiene el tubo invertido y, por tanto, el motor sumergible en una determinada posición de altura. En lugar de un ajuste de altura de este tipo mediante un torno de cable, sin embargo, también puede estar previsto que la elevación o la bajada del tubo invertido se produzca mediante una disposición de piñón y cremallera, estando realizada la cremallera en un extremo superior del tubo invertido, a la que está asignado por ejemplo un piñón accionable por un motor.

En otra configuración según la reivindicación 16 está previsto que el tubo invertido presente una sección transversal cerrada de perfil y que el soporte del mecanismo agitador presente una sección transversal abierta de perfil, orientada hacia el motor sumergible. En este caso, son posibles secciones transversales tanto redondas como rectangulares. Especialmente, con una estructura de este tipo, el tubo invertido también puede estar abierto hacia arriba, ya que en el interior del tubo invertido y del soporte del mecanismo agitador se ajusta un nivel de líquido que corresponde al nivel de líquido circundante y que realiza la estanqueización frente a la zona de gas.

Una disposición especialmente sencilla y de fácil mantenimiento resulta en combinación con una bóveda de servicio conocido de por sí, situado encima de una abertura del mecanismo agitador, según la reivindicación 17.

La invención se describe detalladamente con la ayuda del dibujo. Muestran:

la figura 1 un corte transversal esquemático a través de una instalación de biogás con un motor sumergible que se puede hacer funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, con un tambor de cable que se puede hacer funcionar de forma hidráulica o neumática, y con un motor de giro del soporte del mecanismo agitador que se puede hacer funcionar de forma hidráulica o neumática,

la figura 2 una vista de un corte esquemático a lo largo del conducto A-A de la figura 1,

la figura 3 un corte transversal esquemático a través de una planta de biogás con un motor sumergible que se puede hacer funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, estando enrollado un conducto de energía en lazos sueltos alrededor de un cable de tambor de cable,

la figura 4 una sección transversal esquemática a través de una planta de biogás con un motor sumergible que puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, estando previsto adicionalmente un tambor de conducto de energía,

la figura 5 un corte transversal esquemático a través de una planta de biogás con un motor sumergible que puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, así como con un tubo telescópico que se extiende verticalmente en el interior del soporte del mecanismo agitador, en el que el conducto de energía del motor sumergible se extiende por dentro del tubo telescópico,

la figura 6 un corte transversal esquemático a través de una planta de biogás con una forma de realización alternativa de un tubo telescópico en el que el conducto de energía se extiende entre un soporte del mecanismo agitador y una pared interior del tubo telescópico,

la figura 7 una sección transversal esquemática a través de una instalación de biogás con un motor sumergible que puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, así como con una disposición telescópica del tubo invertido y del soporte del mecanismo agitador,

la figura 8 un corte transversal esquemático de dos formas de realización alternativas a lo largo del conducto B-B de la figura 7, y

la figura 9 una vista en planta esquemática desde arriba sobre una planta de biogás que se hace funcionar mediante una unidad de control, de forma hidráulica o neumática, a través de una unidad de compresión central.

En la figura 1 está representado un corte transversal esquemático a través de una instalación de biogás 1 para la fermentación de materias orgánicas, que presenta un depósito fermentador 2 con una zona de líquido 3 inferior y una zona de gas 4 situada encima de ésta.

En una pared superior 5 del depósito está realizada una abertura 6, alrededor de la cual está colocada una bóveda 7 de forma estanca sobre la pared superior 5 del depósito, estando fijado en ésta. La bóveda 7 presenta en el lado exterior, preferentemente, un aislamiento térmico 8 tal como está representado con líneas discontinuas en la figura 1, así como una ventana de control 9. El depósito fermentador 2 puede estar empotrado totalmente o al menos parcialmente en el suelo.

En el depósito fermentador 2 está dispuesto además un soporte 10 del mecanismo agitador, que está alojado con un extremo de soporte inferior de forma giratoria en un cojinete 11 inferior en una pared inferior 12 del depósito. Un extremo superior del soporte 10 del mecanismo agitador se asoma a través de la abertura 6 al interior de la bóveda 7.

En el interior de la bóveda 7 y, por tanto, dentro del depósito fermentador 2, un tambor de cable 13 con un árbol horizontal del tambor de cable está unido a través de una consola 14 con el soporte 10 del mecanismo agitador. Un cable 15 que se puede enrollar sobre el tambor de cable 13 está unido, por un extremo libre del cable, con un agitador 16 con motor sumergible, para su ajuste en altura.

El agitador 16 con motor sumergible comprende un motor sumergible que puede hacerse funcionar mediante un medio de trabajo. Este motor sumergible puede ser un motor neumático con gas o aire como medio de trabajo, o alternativamente, un motor hidráulico con un líquido hidráulico como medio de trabajo.

Aquí, como se puede ver especialmente en la figura 2 que muestra un corte a lo largo del conducto A-A de la figura 1, el cable 15 está constituido por un trenzado de acero 17 que envuelve un conducto de alimentación 18 y un conducto de evacuación 19, integrados en el mismo, para el medio de trabajo como componente de un conducto de energía 20 del motor sumergible.

Según el medio de trabajo seleccionado, el conducto de alimentación 18 está conectado a un compresor hidráulico o de aire que, sin embargo, no está representado en la representación de la figura 1, siendo alimentado allí con el medio correspondiente para conducirlo al motor sumergible.

Como también se puede ver en la figura 1, el cable 15 está suspendido en la zona de unión en el agitador 16 con motor sumergible, estando guiado sin carga, con un lazo del cable, hacia una conexión hidráulica/ neumática 21 en el agitador 16 con motor sumergible.

El tambor de cable 13 presenta aquí un acoplamiento giratorio 22 axial, que aquí está representado sólo de forma muy esquemática, a partir del cual una parte del cable 15 se extiende formando un lazo 24 hacia un paso 23 estacionario y estanco al gas por la pared del depósito y otra parte del cable 15 puede enrollarse y desenrollarse en el tambor 13 de cable. El lazo 24 permite el giro del soporte 10 del mecanismo agitador alrededor de su eje longitudinal 25 sin que sobre el cable 15 actúe ninguna tracción que lo estorbe.

Con un guiado de cable de este tipo se consigue que el conducto de evacuación 19 salga en cualquier caso de forma estanca del depósito fermentador 2. Al usar aire como medio de trabajo, el conducto de evacuación 19 puede soplar como conducto de purga al entorno. Al usar un gas, por ejemplo, un gas inerte o un líquido hidráulico como medio de trabajo, el conducto de evacuación 19 se extiende como conducto de retorno, preferentemente en un circuito cerrado hidráulico o de gas, estando conectado correspondientemente al compresor de gas o hidráulico asignado.

Como también se puede ver en la figura 1, el extremo de soporte superior del soporte 10 del mecanismo agitador comprende en su extremo como prolongación del soporte 10 del mecanismo agitador un árbol de accionamiento de giro 26 de un accionamiento de giro 27 que asimismo puede hacerse funcionar de forma hidráulico o neumática mediante un medio de trabajo. A través de este accionamiento de giro 27, el soporte 10 del mecanismo agitador se puede ajustar y fijar en una posición de giro determinada pudiendo girar alrededor de su eje longitudinal 25. Para ello, el árbol 26 del accionamiento de giro pasa, por ejemplo, por un casquillo estanco al gas como paso estanco de árbol a través de una pared superior de la bóveda. Aquí, el accionamiento de giro 27 está constituido por un motor de giro de funcionamiento neumático o hidráulico que comprende de manera correspondiente un conducto de alimentación 28 y un conducto de evacuación 29 para el medio de trabajo.

La longitud del cable 15 está seleccionada en su conjunto de tal forma que el agitador 16 con motor sumergible pueda rebajarse como máximo justo antes de la pared inferior 12 del depósito. Para el ajuste en altura del tambor de cable 13 está previsto aquí un accionamiento 30 separado, de funcionamiento hidráulico o neumático, del tambor de cable, que a su vez presenta un conducto de alimentación 31 y un conducto de evacuación 32 para el medio de trabajo.

Tanto el conducto de alimentación como el conducto de evacuación 28, 29 del accionamiento de giro 27 y los conductos de alimentación y de evacuación 31, 32 del accionamiento 30 del tambor de cable están revestidos de un revestimiento de trenzado de acero, según el cable 15, al menos en el interior de la bóveda 7 y, por tanto, según el depósito fermentador 2, y sólo vuelven a extenderse como conductos separados por fuera de la bóveda 7 y del depósito fermentador 2.

Como está representado sólo esquemáticamente en la figura 1, todas las unidades de accionamiento pueden hacerse funcionar a través de una unidad de control 33 central que puede estar asignada a una unidad de compresión central que puede hacerse funcionar de forma eléctrica.

En la figura 9 está representada una vista esquemática en planta desde arriba de una planta de biogás 1 que aquí funciona, a título de ejemplo, sólo con dos depósitos fermentadores 2. Aquí, a través de la unidad de control 33, todos los motores hidráulicos o neumáticos son alimentados por una unidad de compresión 34 central, que puede hacerse funcionar de forma eléctrica. La unidad de compresión 34 que funciona de forma eléctrica está dispuesta aquí de manera ventajosa de forma muy alojada por fuera del depósito fermentador 2, de modo que en el depósito fermentador 2 la protección contra explosiones pueda dominarse fácilmente usando conductos hidráulicos y/o neumáticos para los motores hidráulicos y/o neumáticos asignados correspondientemente. Los demás motores hidráulicos y/o neumáticos pueden estar previstos, por ejemplo, para bombas y/u otros aparatos de evacuación de fondo y/o dispositivos de protección y/o válvulas correderas en tuberías. En la figura 9, por la referencia 35 está designado a título de ejemplo el lugar en el que puede estar dispuesta la válvula corredera con los motores en las tuberías.

En la figura 3 está representada una estructura alternativa, estando designadas en las figuras 1 y 3 las mismas piezas con las mismas referencias y por tanto ya no se describen en detalle.

En la figura 3, en lugar del accionamiento 30 de funcionamiento hidráulico o neumático del tambor de cable, según la figura 1, está previsto un accionamiento 36 de mando manual del tambor de cable con un árbol articulado 37. Para ello, un árbol estacionario 38 del árbol articulado 37 del accionamiento 36 del tambor de cable pasa por un casquillo estanco al gas, como paso estanco del árbol, por una pared lateral de la bóveda. Una articulación 39 del árbol articulado 37 sirve de medio para desviar el sentido de transmisión del movimiento, produciéndose el desvío en el eje longitudinal 25 del soporte del mecanismo agitador. La articulación 39 es, por ejemplo, una articulación de árbol sencillo que está guiada y alojada en un soporte de articulación en el extremo superior del soporte, estando dispuesto a continuación de la articulación 39, de forma opuesta al árbol estacionario 38, un árbol 40 de tambor de cable del árbol articulado 37. Dicho árbol 40 de tambor de cable está unido con el tambor de cable 13 de tal forma que se transmita el giro. Para accionar el árbol articulado 37 está prevista una manivela 41 que está unida con el árbol estacionario 38. Por lo tanto, para el ajuste en altura, a través de la manivela 41 se puede transmitir un movimiento giratorio, a través del árbol articulado 37, al tambor de cable 13. Según el sentido de giro, se puede levantar o rebajar el agitador 16 con motor sumergible. En caso de un giro del soporte 10 del mecanismo agitador en su eje longitudinal 25, el árbol 40 de tambor de cable puede hacerse girar en un plano perpendicular respecto al eje longitudinal 25 vertical, respecto al árbol estacionario 38.

Además, en la figura 3, en lugar del accionamiento de giro 27 de la figura 1, para hacer girar el soporte 10 del mecanismo de agitación es posible un ajuste giratorio a mano. Para ello, un árbol 42 estacionario del accionamiento de giro está unido con un extremo de soporte superior del soporte 10 del mecanismo agitador, pasando el árbol 42 del accionamiento de giro por un casquillo estanco al gas, como guía estanca de árbol, a través de una pared superior de la bóveda. Para el giro manual del soporte 10 del mecanismo agitador está prevista una palanca de ajuste 43 giratoria, unida de forma articulada con el árbol 42 del accionamiento giratorio. Dicha palanca de ajuste 43 se puede inmovilizar en una posición de giro determinada del soporte 10 del mecanismo agitador, a través de una horquilla de retención 44 en la pared superior de la bóveda.

Un cable 47 que se puede enrollar en el tambor de cable 13 está unido con un extremo libre con el agitador 16 con motor sumergible, para el ajuste en altura de éste. También aquí, la longitud del cable se ha seleccionado de tal forma que el agitador 16 con motor sumergible pueda bajarse como máximo justo hasta delante de la pared inferior 12 del depósito.

También aquí, el motor sumergible del agitador 16 con motor sumergible está realizado como motor hidráulico o neumático que puede hacerse funcionar mediante un medio de trabajo y cuyo conducto de energía pasa de forma estanca al gas por una pared superior de la bóveda extendiéndose con un lazo 48 más o menos grande hasta la consola 14 donde está inmovilizado el conducto de energía 45. Mediante este lazo 48, al girar el soporte 10 del mecanismo agitador se asegura que el giro no se vea entorpecido por el conducto de energía 45. Partiendo de la consola 14, el conducto de energía está enrollado en lazos 46 sueltos alrededor del cable 47 extendiéndose hasta una toma hidráulica/neumática 49 en el agitador 16 con motor sumergible, estando unidos los lazos 46 más o menos según la posición de ajuste del agitador 16 con motor sumergible.

También aquí, el conducto de energía 45 comprende un conducto de alimentación no representado en detalle en la figura 3 y un conducto de evacuación para el medio de trabajo. Según la forma de realización representación en la figura 2, estos dos conductos pueden estar integrados, por ejemplo, en un revestimiento de trenzado de acero, o bien, estar realizados como dos conductos separados unidos entre sí eventualmente, por ejemplo, mediante encolado o por abrazaderas. La fijación del conducto de energía 45 en la consola 14 se realiza, por ejemplo, también mediante una abrazadera.

Por lo tanto, también aquí, con la realización de la figura 1, se puede realizar una protección ventajosa contra las explosiones.

En la figura 4 está representada otra forma de realización alternativa que también presenta las ventajas descritas en relación con las figuras 1 y 3 y según la cual el soporte 10 del mecanismo agitador también se puede hacer girar a mano mediante la palanca de ajuste 43 según la figura 3. También aquí, según el ejemplo de realización de la figura 1, el tambor de cable 13 se puede accionar de forma hidráulica o neumática mediante el accionamiento 30 de tambor de cable, es decir, mediante un motor hidráulico o neumático. Con este tambor de cable 13 está acoplado de forma coaxial y con transmisión de movimiento un tambor 50 de cable conducto de energía, sobre el que se puede enrollar un conducto de energía 51 según el estado de enrollamiento del cable. El ajuste del grado de enrollamiento del conducto de energía 51 se elige de tal forma que en cualquier posición de ajuste del agitador 16 con motor sumergible actúe sólo una tracción sobre un cable 52 asignado al tambor de cable 13, pero que el conducto de energía 51 pueda enrollarse y desenrollarse correspondientemente sin mayor tracción mecánica.

El conducto de energía 51 presenta tan sólo un acoplamiento giratorio 53 axial, que aquí está representado sólo de forma muy esquemática, con una pieza de acoplamiento no giratoria a la que está conectada la parte del conducto de energía 51 que conduce hacia el paso 23 estacionario de la pared del depósito, mientras que a la otra parte de acoplamiento giratoria está conectada la parte del conducto de energía 51 que se puede enrollar y desenrollar sobre el tambor 50 de conducto de energía.

Por el acoplamiento giratorio coaxial y con transmisión de movimiento del tambor de cable 13 con el tambor 50 de conducto de energía se consigue que para el giro de los mismos se necesite sólo un accionamiento, a saber el accionamiento 30 del tambor de cable.

También en este caso, el conducto de energía 51 presenta un conducto de evacuación 54 y un conducto de alimentación 55 con el que el motor sumergible del agitador 16 con motor sumergible puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo apropiado.

También aquí, el conducto de alimentación 55 y el conducto de evacuación 54 pueden estar integrados, al menos por zonas, en un solo cable, por ejemplo con revestimiento de trenzado de acero, por ejemplo de la forma representada en la figura 2, o bien pueden estar previstos dos conductos separados que eventualmente se pueden unir por ejemplo por abrazaderas y/o encolarse entre sí, al menos en zonas parciales.

En la figura 5 está representada otra forma de realización alternativa, según la que el tambor de cable 13 es accionado de forma hidráulica o neumática de la manera que ya se ha descrito detalladamente en combinación con la figura 4 y la figura 1, de modo que aquí ya no se hará referencia a ello. A diferencia de las formas de realización anteriores, aquí, un conducto de energía 56 para un motor sumergible del agitador 16 con motor sumergible, que puede hacerse funcionar de forma hidráulica o neumática mediante un medio de trabajo, se extiende dentro de un tubo telescópico 57 compuesto por varios tubos telescópicos. El tubo telescópico 57 está montado aquí en un soporte 58 de mecanismo agitador, como se puede ver en la figura 5, que presenta una hendidura longitudinal 59 que establece la unión con el agitador 16 con motor sumergible. Además, el tubo telescópico 57 está realizado aquí de forma abierta hacia abajo.

El tubo telescópico 57 se extiende aquí verticalmente por el interior del soporte 58 del mecanismo agitador, estando inmovilizado el tubo telescópico 60 superior en una zona superior y estando unido el tubo telescópico 61 inferior directa o indirectamente con el agitador 16 con motor sumergible. De esta forma, se consigue que el tubo telescópico 57 esté totalmente extraído en una posición inferior del agitador 16 con motor sumergible, tal como en la figura 5 está representado sólo a título de ejemplo y esquemáticamente, mientras que en una posición superior del agitador 16 con motor sumergible, el tubo telescópico 57 está introducido.

El modo de funcionamiento del motor sumergible de funcionamiento hidráulico o neumático del agitador 16 con motor sumergible corresponde a aquél que ya se ha descrito en relación con las figuras 1 a 4, de modo que aquí no se vuelve a describir en detalle.

En la figura 6 está representada una forma de realización alternativa a la figura 5, según la que un conducto de energía 62 está guiado también en un tubo telescópico 63 compuesto por varios tubos telescópicos. Sin embargo, aquí, a diferencia de la forma de realización según la figura 5, el tubo telescópico 63 envuelve un soporte 64 de mecanismo agitador, extendiéndose el conducto de energía 62 aquí entre el soporte 64 del mecanismo agitador y una pared interior del tubo telescópico.

También en el ejemplo de realización según la figura 6, un tubo telescópico 65 está inmovilizado en una zona superior del soporte 64 del mecanismo agitador, mientras que un tubo telescópico 66 inferior está unido directa o indirectamente con el agitador 16 con motor sumergible, de modo que el tubo telescópico 63 está extraído en una posición inferior del agitador 16 con motor sumergible e introducido en una posición superior.

Tanto en el ejemplo de realización según la figura 5 como en el ejemplo de realización según la figura 6, el conducto de energía 51 ó 56 puede estar realizado como cable que según la forma de realización según la figura 2 está revestido de un revestimiento de acero. Alternativamente, sin embargo, pueden estar previstos también conductos separados o unidos entre sí por clips o encolados.

En la figura 7 está representada otra forma de realización alternativa, según la que el agitador 67 con motor sumergible está dispuesto en una zona terminal de un tubo invertido 68. En la representación de la figura 7, dicho tubo invertido 68 está colocado de forma telescópica, con una distancia de separación 69, sobre un soporte 70 de mecanismo agitador en forma de apoyo, montado verticalmente en el depósito fermentador, estando guiado en éste en el sentido longitudinal del soporte del mecanismo agitador para ajustar posiciones de altura diferentes del motor sumergible en el depósito fermentador. En la representación mostrada en la figura 7, el tubo invertido se encuentra en una posición rebajada casi totalmente, en la que el agitador 67 con motor sumergible está dispuesto cerca de la zona del fondo del depósito fermentador. Para apoyar el soporte 70 del mecanismo agitador de forma estable, en el fondo del depósito fermentador está prevista una placa de soporte 71 estable. Para poder ajustar el agitador 67 con motor sumergible en un plano horizontal dentro de ciertos márgenes angulares, con un perfil de sección transversal circular del tubo invertido, representado en la figura 8, y con un perfil de sección transversal en forma de C del soporte del mecanismo agitador tan sólo es necesario un giro del tubo invertido 68, estando el ángulo de giro limitado y definido por la sección transversal abierta del perfil del soporte del mecanismo agitador. Con un perfil de sección transversal aproximadamente rectangular del tubo invertido 68 y del soporte 70 del mecanismo agitador, representado alternativamente en la figura 8, que no se pueden girar uno respecto al otro, en cambio es necesario que en la zona de la placa de soporte 71 esté previsto un cojinete giratorio para girar el agitador 67 con motor sumergible en un plano horizontal.

Como además se puede ver en la figura 7, el tubo invertido 68 está dimensionado de tal forma que en cualquier posición de altura del motor sumergible se extienda, al menos con una zona parcial, de forma estanca por una pared 72 de la bóveda del depósito fermentador. El tubo invertido 68 y, por tanto, el agitador 67 con motor sumergible se puede levantar o rebajar mediante un torno de cable 73 dispuesto por fuera del depósito fermentador. Para ello, un cable 74 del torno de cable se extiende, a través de un rodillo de desvío 75 estacionario, dispuesto aproximadamente a la máxima altura de elevación del tubo invertido, hacia un punto de unión 76 del cable, dispuesto en el extremo superior del tubo invertido.

Como se puede ver además en la figura 7 en combinación con la figura 8, un conducto de energía 77 que ya se ha descrito en detalle anteriormente en relación con los demás ejemplos de realización, pasa, partiendo del agitador 67 con motor sumergible, de forma estanca por el tubo invertido 68, extendiéndose dentro de la sección transversal abierta del perfil hacia arriba, donde sale de la manera descrita anteriormente del soporte 70 del mecanismo agitador y del tubo invertido 68.

El tubo invertido 68 pasa por la pared 72 de la bóveda de forma estanca al gas mediante un prensaestopas 78 convencional, estando lubricado eventualmente con grasa. Una estanqueización desde el interior del tubo invertido 68 o del soporte 70 del mecanismo agitador no es necesaria, ya que en estos dos tubos se ajusta un nivel de líquido como junta de sifón según el nivel de líquido en el depósito fermentador.

Al accionar el torno de cable 73, a través del cable 74 se aplica una fuerza de tracción sobre el tubo invertido 68, de modo que el agitador 67 con motor sumergible se pueda levantar, según la necesidad, a una posición más alta del agitador con motor sumergible, en comparación con la representación de la figura 7, por ejemplo, a la zona de la bóveda 79 para trabajos de mantenimiento durante los que un orificio 80 del mecanismo agitador se puede estanqueizar, por ejemplo, con tablas hacia abajo, pudiendo acceder después a la bóveda 79.

Claims (17)

1. Planta de biogás para la fermentación de materias orgánicas con al menos un depósito fermentador con una zona inferior de líquido y una zona de gas situada por encima, con al menos un agitador con motor sumergible dispuesto en el depósito fermentador, con un conducto de energía que pasa de forma estanca por una pared de depósito y después por la zona de gas hasta el motor sumergible del agitador con motor sumergible, caracterizada porque el motor sumergible es un motor que se puede accionar por un medio de trabajo, porque el conducto de energía (20; 45; 51; 56; 62; 77) comprende, por una parte, un tubo o un tubo flexible como conducto de alimentación (18, 55) para el medio, que está conectado a una unidad de compresión (34) del medio, y por otra parte, un tubo o un tubo flexible como conducto de evacuación (19; 54) para el medio, porque el conducto de evacuación (19; 54) sale del depósito fermentador (2) desde el motor sumergible, pasando por la zona de gas (4) y de forma estanca por una pared del depósito, y porque la unidad de compresión (34) del medio funciona de forma eléctrica y está dispuesta fuera del depósito fermentador (2).

2. Planta de biogás según la reivindicación 1, caracterizada porque el motor sumergible es un motor hidráulico, siendo el medio de trabajo un líquido hidráulico y la unidad de compresión (34) un compresor hidráulico, y porque el conducto de evacuación (19; 54) está conectado, como conducto de retorno en un circuito cerrado, al compresor hidráulico (34).

3. Planta de biogás según la reivindicación 1, caracterizada porque el motor sumergible es un motor neumático, siendo el medio de trabajo aire y siendo la unidad de compresión (34) un compresor de aire, y porque el conducto de evacuación (19; 54) sale como conducto de purga de forma estanca del depósito fermentador (2).

4. Planta de biogás según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque se usan otros motores hidráulicos y/o motores neumáticos como motores de bomba y/o motores de aparatos de evacuación de fondo y/o motores de dispositivos de protección y/o motores de válvulas correderas en tuberías y/o motores elevadores (30) y/o motores de giro (27), y porque todos los motores se pueden hacer funcionar mediante una sola unidad de compresión (34) central a través de una unidad de control (33).

5. Planta de biogás según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el agitador (16) con motor sumergible está dispuesto de forma ajustable verticalmente en un dispositivo elevador, porque el dispositivo elevador comprende un soporte (10; 58; 64) del mecanismo agitador, en forma de apoyo, en el que está sujeto de forma deslizable el agitador (16) con motor sumergible, y porque en la zona superior del soporte (10; 58; 64) del mecanismo agitador, como componente de un torno de cable accionable está dispuesto un tambor de cable (13) con una unión de cable por un cable (15; 47; 52) enrollable hacia el agitador (16) con motor sumergible.

6. Planta de biogás según la reivindicación 5, caracterizada porque el conducto de energía (45) está fijado en la zona superior del soporte (10) del mecanismo agitador, y porque el conducto de energía (45) está enrollado en lazos (46) sueltos alrededor del cable (47), estando los lazos (46) más o menos cerrados según la posición de ajuste del agitador (16) con motor sumergible.

7. Planta de biogás según la reivindicación 5, caracterizada porque para el conducto de energía (51) está previsto un tambor accionable como tambor (50) de conducto de energía, sobre el que se puede enrollar el conducto de energía (51) según el estado de enrollamiento del cable, y porque el tambor (50) de conducto de energía presenta un acoplamiento de giro (53) axial, desde el que, por una parte, se extiende una parte del conducto de energía (51) se extiende hacia el paso estacionario por la pared del depósito y, por otra parte, una parte del conducto de energía (51) se puede enrollar y desenrollar en el tambor (50) del conducto de energía.

8. Planta de biogás según la reivindicación 7, caracterizada porque el tambor de cable (13) y el tambor (50) del conducto de energía están acoplados de forma coaxial y con transmisión de movimiento.

9. Planta de biogás según la reivindicación 7, caracterizada porque el tambor de cable (13) es al mismo tiempo el tambor del conducto de energía, y porque el conducto de energía (20) y el cable (15) están unidos a lo largo de sus longitudes.

10. Planta de biogás según la reivindicación 9, caracterizada porque el cable (15) está constituido por un trenzado de acero (17), que envuelve el conducto de alimentación (18) y/o el conducto de evacuación (19) del conducto de energía (20), integrados en el mismo.

11. Planta de biogás según una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizada porque el cable y/o el conducto de energía (56; 62) están guiados en un tubo telescópico (57; 63) compuesto por varios tubos telescópicos, y porque el tubo telescópico (57; 63) se extiende verticalmente a lo largo del soporte (58; 64), estando inmovilizado el tubo telescópico superior (60; 65) en una zona superior del depósito fermentador (2) y estando unido el tubo telescópico (61; 66) inferior directa o indirectamente con el agitador (16) con motor sumergible, de tal forma que, en una posición inferior del agitador (16) con motor sumergible, el tubo telescópico (57; 63) esté extraído y que, en una posición superior, esté introducido.

12. Planta de biogás según la reivindicación 11, caracterizada porque el tubo telescópico (57) está montado en el soporte (58) del mecanismo agitador, presentando el soporte (58) del mecanismo agitador una hendidura longitudinal (59) que establece la unión con el agitador (16) con motor sumergible.

13. Planta de biogás según la reivindicación 11, caracterizada porque el tubo telescópico (63) envuelve el soporte (64) del mecanismo agitador, y el cable y/o el conducto de energía (62) se extienden entre el soporte (64) del mecanismo agitador y una pared interior del tubo telescópico.

14. Planta de biogás según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el agitador (67) con motor sumergible está dispuesto en un tubo invertido (68), preferentemente en un extremo inferior del tubo invertido, que se puede colocar de forma telescópica, preferentemente con una distancia de separación (69), sobre un soporte (70) del mecanismo agitador, en forma de apoyo, dispuesto verticalmente en el recipiente, estando guiado en éste de forma deslizable en el sentido longitudinal del soporte del mecanismo agitador para ajustar diferentes posiciones de altura del motor sumergible en el depósito fermentador, porque el tubo invertido (68) se extiende, en cualquier posición de altura del motor sumergible, con al menos una zona parcial del tubo invertido (68) de forma estanca por el depósito fermentador, y porque el conducto de energía (77) se extiende en el tubo invertido (68) y/o en el soporte (70) del mecanismo agitador.

15. Planta de biogás según la reivindicación 14, caracterizada porque el tubo invertido (68) y, por tanto, el agitador (67) con motor sumergible se puede elevar o rebajar con un dispositivo elevador (73) dispuesto fuera del depósito fermentador, preferentemente con un torno de cable estacionario, cuyo cable (74) es guiado, a través de un punto de desvío estacionario, dispuesto aproximadamente al menos a la máxima altura del tubo invertido, preferentemente a través de un rodillo de desvío (75), hacia un punto de unión (76) del cable, dispuesto en el extremo superior del tubo invertido.

16. Planta de biogás según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, caracterizada porque el tubo invertido (68) presenta una sección transversal cerrada de perfil y el soporte del mecanismo agitador presenta una sección transversal abierta de perfil orientada hacia el motor sumergible.

17. Planta de biogás según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizada porque por encima del agitador (16) con motor sumergible, en la pared de techo (5) del depósito fermentador está previsto un orificio (6; 80) del mecanismo agitador, porque a través del orificio (6) del mecanismo agitador está montado de forma estanca al gas una bóveda de servicio (7), a cuya zona el soporte (10; 58; 64) del mecanismo agitador se asoma con su extremo superior y al que se puede subir el agitador (16; 67) con motor sumergible, y porque al menos un conducto de energía (20; 45; 51; 56; 62; 77) se extiende de forma estanca al gas al depósito fermentador (2) a través de una pared de la bóveda de servicio.