LU83205A1 - DEVICE FOR PRODUCING BIOGAS - Google Patents
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Description
» Prioritätsbeanspruchung einer Patent- BL-3103/vd anmeldung eingereicht in der BRD an1 5. April 1980 unter Nr. P 3013421 ._5^25»Priority claim for a patent BL-3103 / vd application filed in the Federal Republic of Germany on April 5, 1980 under No. P 3013421 ._5 ^ 25
PatentanmeldungPatent application
JJ
Herr Xaver Lipp, Hohenstaufenstraße 30, 7090 Ellwangen * ”Vorrichtung zum Herstellen von Biogas»Mr. Xaver Lipp, Hohenstaufenstraße 30, 7090 Ellwangen * ”Device for the production of biogas»
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Biogas mit einem einen Einlauf und einen Auslauf aufweisenden Gärbehälter zur Aufnahme von eine Schwimmdecke und einen Bodensatz aufweisender Biomasse, mit einer im 5 Gärbehälter waagerecht angeordneten Rührwelle, mit an der Rührwelle angeordneten, zum Durchmischen und zum Fördern der Biomasse dienenden Rührflügeln und mit einem zum Eintauchen von oben her in die Schwimmdecke bestimmten Wandteil.The invention relates to a device for producing biogas with a fermentation tank having an inlet and an outlet for receiving biomass with a floating blanket and a sediment, with a stirring shaft arranged horizontally in the 5 fermenting tanks, with a stirring shaft arranged on the mixing shaft, for mixing and for Conveying the agitator blades serving the biomass and with a wall part intended for immersion into the floating ceiling from above.
10 | Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art sind die Rührarme mindestens teilweise mit sich euer zur Umlaufrichtuno 15 erstreckenden, sich im Betrieb bei überschreiten eines vorhestimm-ten Drehmomentes entgegen Federwirkunc nach rückwärts verschwen-kenden ebenen oder schaufelarticien Rührblättem versehen. Mit Hilfe dieser Rührblätter werden die relativ leichteren Teile im obe-20' ren Flüssigkeitsbereich der Biomasse nach unten und die im unteren Bereich der Biomasse vorhandenen schwereren Teile nach oben gebracht und auf diese Weise durchmischt und zugleich in Richtung zum Auslaß gefördert. Es hat sich ergeben, daß insbesondere mit 25 Stroh vermischte Biomasse eine Schwimmdecke bildet, welche durch das Rührwerk nicht in dem erforderlichen Maße nach außen gebracht wird, um einen störungsfreien Betrieb der Vorrichtuno zu gewährleisten. Das gleiche gilt auch für den sich aus der Biomasse bil-2Q denden Bodensatz. Die während des Betriebes immer größer werdende Schwimmdecke und der ständig zunehmende Bodensatz stören im Ver- - 2 ~ 26. Februar 1981 Sc P 660510 | In a known device of the aforementioned type, the agitator arms are at least partially provided with their stirring blades, which extend to the direction of rotation 15 and, when in operation, when a predetermined torque is exceeded, counteracting spring action, pivoting backwards-pivoting flat or blade-like blades. With the help of these stirring blades, the relatively lighter parts in the upper liquid region of the biomass are brought down and the heavier parts present in the lower region of the biomass are brought up and mixed in this way and at the same time conveyed towards the outlet. It has been found that, in particular, biomass mixed with 25 straw forms a floating blanket, which is not brought out to the outside by the agitator to the extent necessary to ensure trouble-free operation of the device. The same also applies to the sediment formed from the biomass. The floating blanket, which grew ever larger during operation, and the continually increasing sediment disrupted 2-26 February 1981 Sc P 6605
Die vorliegende Erfindung hat die Verbesserung der Wirkungsweise der Vorrichtung zum Herstellen von Biogas zum Zweck.The present invention aims to improve the operation of the device for producing biogas.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der in erhöhtem Umfange Teile der Schwimmdecke und des 5 Bodensatzes ausgetragen werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zusätzlich zu den Rührflügeln ein erstes und ein zweites Förderglied zum Bewegen von Teilen der Schwimmdecke bzw. des Bodensatzes in Richtung 10 zum Auslauf auf der Rührwelle drehfest angeordnet sind, daß das erste Förderglied einen in einem zum Auslaß offenen spitzen Winkel zur Achse der Rührwelle angeordneten Schaufelteil hat, der nahe an der vom Auslauf abgewandten Seite der 15 Tauchwand vorbei bewegbar und mit dem ein Teil der Schwimmdecke von oben her erfaßbar ist, und daß das zweite Förderglied auf der vom ersten Förderglied abgewandten Seite des Wandteiles angeordnet nach Art eines in den Bodensatz ein-20 tauchenden Fördergefäßes ausgebildet ist. Während die Rührflügel insbesondere zum Durchmischen und Fördern der Biomasse ausgebildet sind, dienen die beiden Förderglieder insbesondere zum Bewegen von Teilen der Schwimmdecke und des 25 Bodensatzes in Richtung des Auslaufes, wodurch Teile derIt is based on the task of creating a device with which parts of the floating cover and the sediment can be discharged to an increased extent. This object is achieved in that, in addition to the agitator blades, a first and a second conveying member for moving parts of the floating blanket or sediment in the direction 10 to the outlet on the agitator shaft are arranged in a rotationally fixed manner in that the first conveying member is in an open to the outlet has an acute angle to the axis of the agitator shaft arranged blade part which can be moved close to the side of the baffle wall facing away from the outlet and with which a part of the floating blanket can be grasped from above, and that the second conveying member on the side of the wall part facing away from the first conveying member arranged in the manner of a conveyor vessel immersed in the sediment. While the agitator blades are designed in particular for mixing and conveying the biomass, the two conveying members serve in particular for moving parts of the floating cover and the sediment in the direction of the outlet, which means parts of the
Schwimmdecke und des Bodensatzes im Laufe des Betriebes in . einem Maße ausgebracht werden, in dem der Biomasse Schwimm decke und Bodensatz bildende Teile zugeführt werden, so daß 30 sich in dem Gärbehälter keine dessen Betrieb störende Schwimm-' decke und kein ebenfalls störender Bodensatz ansammeln kann.Floating blanket and sediment during operation in. are applied to a degree in which the biomass floating blanket and sediment-forming parts are supplied so that 30 no floating interfering with its operation and no likewise disturbing sediment can accumulate in the fermentation tank.
Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 sind auf bevorzugte Weiter-35 bildungen zum Ausbringen von Teilen der Schwimmdecke gerichtet und die Merkmale der Ansprüche bis 8 auf bevorzugte Weiterbildungen zum Ausbringen von Teilen des Bodensatzes. 1 J0 Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und derThe features of claims 2 and 3 are directed to preferred further developments for the application of parts of the floating blanket and the features of claims 8 to preferred further developments for the application of parts of the sediment. 1 J0 Further advantages result from the description and the
Zeichnung. In dieser ist eine Vorrichtung zum Herstellen von Biogas als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen -2a - 26. Februar 1981 Sc P 6605 *Drawing. This schematically shows a device for producing biogas as an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. It shows -2a - February 26, 1981 Sc P 6605 *
Fig. 1 einen Längsschnitt, , Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab,1 shows a longitudinal section, FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale,
Fig. 3 eine Ansicht der Bauform nach Fig. 2 in Richtung des Pfeiles A,3 is a view of the design of FIG. 2 in the direction of arrow A,
Fig. M einen Ausschnitt aus Fig. 1 in größerem Maßstab, jedoch mit anderer Lage von Teilen,M shows a detail from FIG. 1 on a larger scale, but with a different position of parts,
Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. ^ und zugleich eine Ansicht der Bauform nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles B in Fig. 4,5 shows a section along line V-V in Fig. ^ And at the same time a view of the design of Fig. 4 in the direction of arrow B in Fig. 4,
Fig. 6 und 7 eine Abwandlung des Ausführungsbeispieles nach den Fig. U und 5, jedoch in anderem Maßstab.6 and 7 a modification of the embodiment of FIGS. U and 5, but on a different scale.
Ein im Querschnitt kreisförmiger Gärbehälter 1 von etwa 8 m bis 111 m Länge und einen Durchmesser von etwa 2 m bis - 3 - 1. Amril 1980 Bv P 6605 4 in ist mit waagerechter Achse angeordnet und in nicht dargestellter Weise auf seinem Umfang wärmegedämmt. Längs seiner Achse erstreckt sich eine Rührwelle 2, die im Abstand voneinander angeordnete Rührflügel 3 trägt. Auf der in 5 der Zeichnung linken Seite befindet sich etvras oberhalb der Rührwelle 2 ein Einlauf 4, der durch ein im Abstand angeordnetes, von der Rührwelle durchsetztes Schirmblech 5 abgeschirmt ist, so daß durch den Einlauf 4 herangeführ-10 te Biomasse die im Gärbehälter 1 befindliche Biomasse kaum verwirbelt. Der Einlauf 4 ist mit einer motorbetriebenen Pumpe 6 verbunden, die in einer Grube untergebracht ist.A cross section circular fermentation tank 1 of about 8 m to 111 m in length and a diameter of about 2 m to - 3 - 1. Amril 1980 Bv P 6605 4 in is arranged with a horizontal axis and is insulated on its circumference in a manner not shown. A stirring shaft 2 extends along its axis and carries stirring blades 3 arranged at a distance from one another. On the left in FIG. 5 of the drawing, there is an inlet 4 above the agitator shaft 2, which is shielded by a shielding plate 5 arranged at a distance and penetrated by the agitator shaft, so that 10% of the biomass brought into the fermentation tank 1 is brought in through the inlet 4 located biomass hardly swirled. The inlet 4 is connected to a motor-driven pump 6, which is housed in a pit.
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Auf der vom Einlauf 4 abgewandten Seite ist der Auslauf 7 angeordnet, der sich im oberen Teil der Stirnwand 8 des Gärbehälters 1 befindet. Diese Stirnwand ist von der 20 Rührwelle 2 durchsetzt, die auf ihrem freien Ende einOn the side facing away from the inlet 4, the outlet 7 is arranged, which is located in the upper part of the end wall 8 of the fermentation tank 1. This end wall is penetrated by the agitator shaft 2, which is on its free end
Kettenrad 9 trägt, das über eine Kette 10 mit dem Kettenritzel eines Antriebsmotors 11 formschlüssig verbunden ist. Die Rührwelle 2 wird mittels des Antriebsmotors nur 25 wenige Male am Tage um ihre Achse gedreht. Der Auslauf 7 ist über ein Rohr 13 mit einem Aufnahmebehälter 14 für vergorene Biomasse verbunden.Sprocket 9 carries, which is positively connected via a chain 10 to the chain sprocket of a drive motor 11. The agitator shaft 2 is rotated about its axis only a few times a day by means of the drive motor. The outlet 7 is connected via a pipe 13 to a receptacle 14 for fermented biomass.
30 Im Abstand vom Auslauf 7 befindet sich im Innern des Gärbehälters 1 ein oben angebrachter lotrechter Wandteil 15, der in die Biomasse eintaucht und bis unterhalb deren Schwimmdecke reicht. Auf der vom A.uslauf 7 abgewandten 35 Seite des Wandteils 15 ist ein mit diesem Wandteil zusammenwirkendes Förderglied 16 angeordnet, das mittels zweier Arme 17 und 18 (Fig. 3) drehfest mit der Rührwelle 2 verbunden ist. Das Förderglied 16 hat einen in einem stumpfen Winkel von etwa 150 abgewinkelten, aus einem ebenen Stück Blech abgekanteten Schaufelteil 19, dessen der Wand des Gärbehälters 1 zugewandter Abschnitt etwa ein Drittel so lang wie der andere Abschnitt ist. Der - 4 - 1. April 1980 By P 660530 At a distance from the outlet 7, there is an upright vertical wall part 15 in the interior of the fermentation tank 1, which plunges into the biomass and extends below the floating roof. On the 35 side of the wall part 15 facing away from the outlet 7 there is a conveyor member 16 which cooperates with this wall part and is connected to the agitator shaft 2 in a rotationally fixed manner by means of two arms 17 and 18 (FIG. 3). The conveyor member 16 has an angled at an obtuse angle of about 150, bent from a flat piece of sheet metal blade portion 19, the portion facing the wall of the fermentation tank 1 is about a third as long as the other portion. The - 4 - April 1, 1980 by P 6605
Schaufelteil 19 ist so an dem Arm 17, 18 angeordnet, daß seine beiden Abschnitte etwa im gleichen Winkel in die Schwimmdecke eintauchen. Der Schaufelteil 19 ist außerdem im spitzen Winkel zur Achse der Rührwelle 2 der-5 art angeordnet, daß seine Spitze zum Einlauf 4 zeigt.The blade part 19 is arranged on the arm 17, 18 in such a way that its two sections dip into the floating cover at approximately the same angle. The blade part 19 is also arranged at an acute angle to the axis of the agitator shaft 2 of the type 5 that its tip shows the inlet 4.
Zwischen dem Schaufelteil 19 und dem Wandteil 15 ist nur ein Bewegungsspiel vorhanden. Auf der vom Wandteil 15 abgewandten Seite des Schaufelteils 19 ist ein ebener •jQ Seitenteil 20 senkrecht zur Rührwelle 2 angeordnet. Er ist in Richtung des Pfeiles A gesehen etwa in gleicher Weise abgewinkelt wie der Schaufelteil 19, der etwa an dessen Mitte befestigt ist, wie Pig. 3 entnommen werden kann.There is only one play of movement between the blade part 19 and the wall part 15. On the side of the blade part 19 facing away from the wall part 15, a flat side part 20 is arranged perpendicular to the agitator shaft 2. As seen in the direction of arrow A, it is angled approximately in the same way as the blade part 19, which is fastened approximately at its center, like Pig. 3 can be removed.
Das Förderglied 16 ist schaufelartig ausgebildet und derart angeordnet, daß sein Schaufelteil 19 und sein Sei-2q tenteil 20 beim Eintauchen in die Schwimmdecke einen Teil davon von oben her erfassen und nach dem Vorbeistreichen am Wandteil 15 in Richtung zum Auslauf 7 freigeber* in den ein die Wirkung des Fördergliedes 16 nicht nachteilig 0_ beeinflussendes Rohrstück 21 eingesetzt ist, das nicht o bis zum Wandteil 15 reicht. Oberhalb des Fördergliedes 16 befindet sich eine Entnahmestelle für Biogas.The conveying member 16 is designed like a shovel and arranged in such a way that its shovel part 19 and its side part 20, when immersed in the floating blanket, grasp part of it from above and, after sweeping past the wall part 15 in the direction of the outlet 7, freer * into the one the effect of the conveying member 16 is not adversely influenced by a pipe section 21 which does not extend to the wall part 15. A removal point for biogas is located above the conveying member 16.
, Wie Fig. 1 entnommen werden kann, ist auf der vom Förder- 30 glied 16 abgewandten Seite ein Förderglied 16a an der Rührwelle 2 angeordnet, das sich beim Rotieren der Rühr--* welle 2 zwischen der Stirnwand 8 und dem Wandteil 15 be wegt. Das Förderglied 16a ist nach Art eines Eimers aus-35 gebildet, der um eine euer zu seiner Längsachse angeordnete, parallel zur Rührwelle verlaufende Achse am Arm 17a schwenkbar gelagert ist (Fig. 4 und 5) und hierzu einen den Arm 17 durchsetzenden Zapfen 22 aufweist. Am Arm 17aAs can be seen in FIG. 1, a conveyor member 16a is arranged on the agitator shaft 2 on the side facing away from the conveyor member 16, which moves when the agitator shaft 2 rotates between the end wall 8 and the wall part 15 . The conveying member 16a is formed in the manner of a bucket made of 35, which is pivotably mounted on the arm 17a about an axis arranged to its longitudinal axis and runs parallel to the agitator shaft (FIGS. 4 and 5) and for this purpose has a pin 22 passing through the arm 17 . On arm 17a
Ivo ist ein Anschlagglied für das Förderglied 16a derart angebracht, daß während des Bewegens des Fördergliedes 16a durch die Biomasse hindurch dessen Längsachse senkrecht - 5 - 1. April 1980 By P 6 605 zur Achse des Armes 17a qehalten wird. Am Föraerqlied 16a ist ein in Fig. 5 in Richtung des Armes 17a verlängerter Anschlagkörper 24 befestigt, der mit einem in den Gärbehälter 1 reichenden Vorsprung 21a an der unteren _ Seite des Rohrstückes 21 im Sinne des Entleerens zusam-o menwirkt. Die offene Vorderseite des eimerartigen Fördergliedes 16a befindet sich in Drehrichtuna vorne, wogegen die Rückseite mit Löchern 25 versehen ist, die Gas und «IQ Flüssigkeit, jedoch Bodensatz der Biomasse nicht durchlassen.Ivo a stop member for the conveying member 16a is attached in such a way that while the conveying member 16a is moving through the biomass, its longitudinal axis is kept perpendicular to the axis of the arm 17a. A stop body 24, which is extended in FIG. 5 in the direction of the arm 17a, is fastened to the feed member 16a and interacts with a projection 21a on the lower side of the pipe section 21 which extends into the fermentation tank 1 in the sense of emptying. The open front side of the bucket-like conveying member 16a is located in the front in the direction of rotation, whereas the rear side is provided with holes 25 which do not let gas and liquid but the sediment of the biomass pass through.
Das Förderglied 16a taucht beim Drehen der Rührwelle 2 in auf dem Boden befindlichen Bodensatz der Biomasse ein 15 und wird damit gefüllt. Das Förderglied 16a fördert den Bodensatz bis zum Rohrstück 21 des Auslaufes 7, wo das Förderglied 16a durch Anschlägen seines Anschlagkörpers ^24 am Vorsprung 21a des Rohrstückes 21 gekippt und in das Rohrstück 21 entleert wird.When the agitator shaft 2 is rotated, the conveying member 16a is immersed 15 in the biomass sediment on the floor and is filled with it. The conveyor member 16a conveys the sediment to the pipe section 21 of the outlet 7, where the conveyor member 16a is tilted by striking its stop body ^ 24 on the projection 21a of the pipe section 21 and emptied into the pipe section 21.
I Eine weitere Ausbildung des Fördergliedes zum Entfernen von Bodensatz zeigen die Fig. 6 und 7. Das hier mit 16b 25 ‘gezeichnete Förderolied ist auf der in Drehrichtung der Rührwelle 2 befindlichen Vorderseite sowie an seiner der6 and 7 show a further embodiment of the conveying member for removing sediment. The conveying member shown here with 16b 25 'is on the front side located in the direction of rotation of the agitator shaft 2 and on its side
Stirnwand 8 zugekehrten Seite offen. Sein der RührwelleEnd wall 8 facing side open. Its the agitator shaft
2 zugewandter Boden 26 ist außerdem im SDitzen Winkel 3C2 facing floor 26 is also at 3S angle 3C
zur Rührwelle angeordnet, wobei die Spitze des Winkels in Richtung zum Auslauf zeigt. Damit die offene Seite * des Fördergliedes 16b an der Stirnwand 8 geführt wird, ist der das Förderglied 16b tragende Arm 17b um eine zur Rührwelle 2 senkrechte Achse drehbar gelauert. Zwischen diesem Arm und einem auf der Drehwelle 2 fest angebrachten Arm 27 ist eine Feder 28 eingespannt. Das hier mit 21b bezeichnete Rohrstück schließt auf der Innenseitearranged to the agitator shaft, the tip of the angle pointing towards the outlet. So that the open side * of the conveying member 16b is guided on the end wall 8, the arm 17b carrying the conveying member 16b is rotatably lurking about an axis perpendicular to the agitator shaft 2. A spring 28 is clamped between this arm and an arm 27 fixedly attached to the rotary shaft 2. The pipe section designated here with 21b closes on the inside
£4 C£ 4 C.
der Stirnwand 8 bündig ab.the end wall 8 flush.
Während der Drehbewegung der Rührwelle 2 taucht das För- - 6 “ 1· April 1980 By P 66Ö5 derglied 16b in den Bodensatz der Biomasse im Gärbehälter 1 ein und nimmt Bodensatz mit, fördert diesen Bodensatz zum Rohrstück 21b, wo er aufgrund des schräg angeordneten Bodens 26 in das Rohrstück 21b und damit in den 5 Auslauf des Gärbehälters 1 gelangt.During the rotating movement of the agitator shaft 2, the conveyor member 16b dips into the sediment of the biomass in the fermentation tank 1 and takes sediment with it, conveys this sediment to the pipe section 21b, where it is due to the inclined bottom 26 into the pipe section 21b and thus into the 5 outlet of the fermentation tank 1.
Auf der Außenseite einiger der Rührflügel 3 sind vom Einlauf 4 bis zum Auslauf 7 verteilt Schaufeln 29 zum Bewegen , «jo des Bodensatzes auf dem Boden des Gärbehälters 1 angeordnet (Fig. 1). Die Schaufeln 29 können im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet und schräg zur Achse der Rührwelle angeordnet sein, so daß sie auf den Bodensatz eine Förderin Wirkung in Richtung zum Auslauf 7 ausüben.On the outside of some of the agitator blades 3, from the inlet 4 to the outlet 7, blades 29 are arranged for moving the sediment on the bottom of the fermentation tank 1 (FIG. 1). The blades 29 can be substantially triangular and can be arranged obliquely to the axis of the agitator shaft, so that they exert a conveying effect on the sediment in the direction of the outlet 7.
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