NL9401545A - Mengsysteem voor slurry. - Google Patents

Description

Mengsysteem voor slurry.

De uitvinding betreft een werkwijze en inrichting om slurry, die zich in een opslagruimte in lagen heeft afgezet, weer tot een homogene massa om te vormen.

De behoefte aan een effectief werkend mengsysteem voor slurry doet zich met name gevoelen in de agrarische sector bij de opslag van half vloeibare dierlijke mest. Deze opslag vindt overwegend plaats in grote met zware folie beklede in de grond uitgediepte veelal rechthoekige kuilen. De breedte is meestal minstens 10m en de lengte kan wel 40 tot 50m bedragen. De diepte is veelal ca. 2m.

De praktijk is, dat de in deze opslagruimtes gebrachte drijfmest zich afzet in een naar de bodem zakkende zwaardere onderlaag, een dun vloeibare tussenlaag en een daarop drijvende min of meer vaste, vezelige bovenlaag. Om milieu-hygiëni-sche redenen wordt over deze bovenlaag een afsluitende folie aangebracht. Consistentie en dikte van deze lagen hangen af van de mest-gier verhouding en de herkomst van de mest.

Wanneer de mest moet worden afgevoerd, is het noodzakelijk dat het geheel weer tot een consistent mengsel wordt gevormd, zodat het verpompt kan worden en met de moderne technieken in de bodem kan worden geïnjecteerd. Dit homogeniseren vormt een groot probleem. Soms probeert men door langdurig rondpompen van de tussenlaag weer enige menging tot stand te brengen, maar dit blijkt niet tot het vereiste resultaat te leiden.

De volgende stap is geweest het in de opslagkuil vast opstellen van één of meer spuitmonden, met het doel daarmee de lagen af te breken. Dit gaf een zekere verbetering, maar toch kon hiermee door de starre opstelling geen goed resultaat wor/ien verkregen.

Vervolgens heeft men een proef genomen met een grote brugconstructie over de opslagkuil en een handbediende verplaatsbare spuitmond. Het resultaat was beter, maar het grote bezwaar was niet alleen de kostbare constructie en de benodigde mankracht, maar ook dat de afdekfolie van de bovenlaag verwijderd moest worden.

De werkwijze en inrichting volgens de uitvinding heeft tot doel deze bezwaren op te heffen en brengt, zo heeft de praktijk bewezen, een perfecte menging tot stand. Daartoe wordt gebruik gemaakt van een stapsgewijze zich over een bepaalde hoek verdraaiende en afwisselend op de boven- en onderlaag gerichte zelfbewegende spuitmond. Met name het stapsgewijze zich over een bepaalde hoek verdraaien blijkt bijzonder doeltreffend te zijn. Een praktische verklaring hiervoor kan zijn, dat bij deze werkwijze de af te breken laag stapsgewijze in brokken wordt verdeeld. Deze brokken worden door de sterk wervelende en kolkende circulatiestroom meegesleurd en nemen daardoor snel vocht op, waardoor ze zacht worden en snel uiteenvallen en oplossen. Dit in tegenstelling met een meer voor de hand liggende langzame continue éénparige verdraaiing, waarbij de afbraak min of meer slijtend, aan de kant van het langzaam opschuivende straalspoor, moet plaats hebben.

Teneinde een voldoende afkalvend effect te bereiken, is het van belang dat de straal gedurende een zekere tijd in dezelfde stand blijft werken en dat dit gerelateerd is aan het debiet van de inspuiting. Bij de uitvinding wordt dit bereikt door het tot stand brengen van de hoekverdraaiing door middel van een turbine, die in beweging gebracht wordt door het in te spuiten medium met een aangepast overbrengingsmechanisme. Mede gezien de aard van het medium en de vereiste beweging, is het noodzakelijk dat zowel de turbine als ook het overbrengingsmechanisme zeer speciale eigenschappen bezitten. Door de spuit-installatie op wielen over de bodem van de kuil verrijdbaar te maken en deze met een slang aan de pomp te verbinden, heeft men bereikt dat met 1 installatie ook kuilen met een zeer grote lengte kunnen worden bediend.

Aan de hand van de tekeningen van een de uitvinding niet beperkende uitvoeringsvorm, zal de uitvinding nader worden toegelicht.

Figuur 1 toont een bovenaanzicht van de opslagkuil met de voor de werkwijze benodigde inrichting.

Figuur 2 is een doorsnede van de gevulde kuil.

Figuur 3 stelt het stervormig spuitpatroon voor.

Figuur 4 toont een verrijdbaar spuitapparaat.

Figuur 5 geeft een bovenaanzicht van de menginrichting weer.

Figuur 6 stelt een verticale doorsnede voor.

Figuur 7 geeft aan hoe de turbine er in bovenaanzicht uitziet.

Figuur 8 laat een verticale doorsnede daarvan zien.

Figuur 9 is een bovenaanzicht van een detail van het aandrijfmechanisme .

Figuur 10 is een verticaal aanzicht van het gedeelte van fig. 9.

Figuur 1 toont samen met figuur 2, 3 en 4 hoe de werkwijze door de menginstallatie wordt gerealiseerd. In figuur 1 is aangegeven hoe ongeveer in het midden van de opslagkuil 1 de spuitinstallatie 2 is opgesteld. In de bodem is een zeer ruim bemeten afvoeropening 3 aangebracht, die met een ondergrondse leiding 4 voert naar de in pompkelder 5 opgestelde krachtige verdringerpomp 6, welke met een persleiding 7 is verbonden met de spuitinstallatie 2.

Figuur 2 geeft in doorsnede weer hoe de inhoud van de kuil zich heeft afgezet in een zware modderige onderlaag 8, een vloeibare tussenlaag 9 en een koekvormige bovenlaag 10, waarover een afdekfolie 11 is aangebracht.

Figuur 3 toont samen met fig. 2 hoe de werkwijze van het mengproces zich voltrekt doordat met name de bovenlaag 10 van onderen af wordt afgebroken door de stervormige aantasting van de zeer krachtige spuitstraal uit de spuitinstallatie 2, waarbij gemakkelijk uiteenvallende brokken 12 (zie fig. 2) ontstaan.

Figuur 4 laat zien hoe de spuitinrichting 2 verplaatsbaar is gemaakt door deze op een karretje 13 te plaatsen. De aansluiting van de onder afdekfolie 11 werkende spuitinstalls- tie 2 op de niet getekende pomp vindt dan plaats via een in ruime bochten over de rand van de kuil liggende toevoerslang 14.

Figuur 5 geeft samen met figuur 6 meer informatie over details van de spuitinrichting. Hierin is 15 een zwaar uitgevoerd voetstuk, dat de reactiekracht van de uittredende spuit-straal kan opnemen. Het turbinehuis is aangegeven met 16, de tegen grove vervuiling afdichtende beschermkast met 17 en 18 is de draaibare hals van spuitmond 19.

In figuur 6 is een op steun 20 rustende parapluvormig roosterscherm 21 weergegeven, bedoeld om bij het leegpompen de afdekfolie 11 (zie fig. 2) op te vangen. Verder is in figuur 6 te zien hoe een tweetraps overbrengingsmechanisme, in kast 17 ondergebracht, de beweging van het turbinewiel 22 op de draaibare hals 18 met een grote vertraging overbrengt. Ook is in figuur 6 aangegeven, dat doordat spuitmond 19 via komge-wricht 23 zwenkbaar verbonden is met de draaibare hals 18, er een hoekverstelling van de spuitmond 19 in het verticale vlak kan worden gemaakt. Deze verstelling wordt 1 x per rondgang van hals 18 teweeg gebracht, doordat een aan de spuitmond 19 bevestigd stangenstelsel 24 samenwerkend met een excentriek 25 bewogen wordt door een groftandig rondsel 26, dat ingrijpt in een daarmee corresponderende kam 27, welke bevestigd is op de bovenkant van kast 17.

Figuur 7 geeft samen met figuur 8 de turbine weer. Het turbinehuis 16 heeft een speciale vorm. De hoek tussen de intree 28 en uittree 29 beslaat slechts een bepaald klein gedeelte van de totale cirkelomtrek. Getekend is een hoek van 90”. Er is nl. gebleken, dat wanneer deze hoek te groot wordt genomen, met het doel meer energie aan de vloeistofstroom te onttrekken, de uit de spuitmond uittredende spuitstraal hevig gaat roteren en daardoor sterk aan indringing en afbreekkracht verliest. In de intree 28 is een verwisselbare straalbuis 44 aangebracht, waarmee in samenwerking met de verdringerpomp 6 (zie fig. 1), maar ook met de spuitmond 19 (fig. 6), het debiet en de effectiviteit van de spuitstraal kan worden aangepast aan de aard van de te mengen substantie en ook aan de afmetingen van de opslagruimte. Tevens kan door verdraaiing om de langsas van de straalbuis 44 de excentrisch geplaatste uitmonding meer of minder op turbinewiel 22 worden gericht en daarmee het toerental van dat wiel en dus de duur van de stapperiodes en de totale omlooptijd van spuitmond 19 worden ingesteld. Verder is het turbinehuis 16 door afmeting en vormgeving aangepast aan de vervuilende aard van het erdoor stromende medium. De vormgeving is zodanig dat tussen intree 28 en uittree 29 een ruim stroomkanaal 30 aanwezig is, terwijl aan de tegenoverliggende zijde bij 31 de ruimte tussen het turbinewiel 22 en het turbinehuis 16 bewust klein wordt gehouden om aangroeiing ter plaatse te voorkomen. Het om een verticale as draaiende turbinewiel 22 is aan de onderkant opengelaten.

In figuur 8 is te zien dat de ruimte tussen de bodem 32 van het turbinehuis en het turbinewiel 22 groot is nl. ongeveer de helft van de breedte van het van onderen open turbinewiel. Hierdoor ontstaat daar ter plaatse een voldoende sterke wervelstroom in de richting van uittree 29 om het turbinehuis 16 steeds schoongespoeld te houden. Zoals reeds in de inleiding is gesteld, brengt de aard van het medium waarin de inrichting is opgesteld, met zich mee dat rekening moet worden gehouden met sterk optredende vervuiling. Daarom is voor de vertragende overbrenging als voorkeursuitvoering gekozen voor de toepassing van een stappenmechanisme met open penraderen samen met bijpassende ééntands rondsels en een geschikte vorm van arrêteervoorzleningen.

In figuur 9 en 10 zijn enkele details van een robuuste uitvoeringsvorm weergegeven. Daarin is een gedeelte van het pennewiel 35 getekend (zie ook figuur 6). Het ééntands rondsel 36 is bevestigd op as 37 van turbinewiel 22 (zie ook fig.

8). No. 38 is een arrêteernok, die in de ruimte tussen de pennen 39 wordt gedrukt door bladveer 40, welke bevestigd is aan pilaar 41.

In fig. 10 is te zien dat deze pilaar 41 geplaatst is op bovenzijde 42 van het turbinehuis. De opstelling is nu zodanig, dat bij rotatie van turbinewiel 22 de tand van rondsel 36 eerst nok 38 uit de ingrijping tussen de pennen 39 duwt envervolgens het pennewiel 1 steek verder duwt, waarbij nok 38 weer insnapt in de spatie van de volgende steek, waardoor het pennewiel wordt vastgehouden tot de tand van rondsel 36 en dus turbinewiel 22 een hele rondgang heeft gemaakt. Soortgelijke niet getekende arrêteervoorzieningen zijn bij de aan de draaibare hals 18 (zie fig. 6) bevestigde pennewiel 39 en de kam 27 voor het verstellen van spuitmond 19 aangebracht. Bovendien is het hefboomstelsel 24, dat de spuitmond 19 in het verticale vlak verplaatst, zodanig verstelbaar gemaakt, dat de stand en hoekverdraaiing van spuitmond 19 naar believen kan worden ingesteld.

Om de ingrijping van de ééntandsrondsels op de juiste wijze te doen plaatsvinden, is de voet 43 (zie fig. 6 en 7) van het lager van pennewiel 35 verstelbaar gemaakt. Hetzelfde kan worden bereikt voor pennewiel 39 (zie figuur 6) door het draaicentrum daarvan in te stellen door het kiezen van de juiste dikte van vulstuk 34 tussen bochtstuk 33 en uittree 29 van turbinehuis 16.

Claims (15)

1. Werkwijze en inrichting voor het homogeniseren van een slurrybad door een met grote kracht ingespoten straalstroom, waarbij de richting van deze straal in het horizontale vlak een geheel of gedeeltelijk rondlopende beweging maakt, met het kenmerk, dat de snelheid van deze beweging afhangt van het debiet van de ingespoten straal.

2. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1, met.het kenmerk, dat de richting van de straalstroom gedurende een bepaalde tijd constant wordt gehouden.

3. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ingespoten straal op gezette tijden, afhankelijk van het ingespoten debiet, in het verticale vlak van richting verandert.

4. Werkwijze en inrichting volgens conclusie 1 en 2, waarbij ter voorkoming van ongewenste emissies een afsluitende voorziening bijv. een folie boven het oppervlak van de massa wordt aangebracht, daardoor gekenmerkt, dat deze voorziening tijdens het tot stand brengen van het mengproces, niet behoeft te worden verwijderd.

5. Voorziening ter realisering van de in conclusie 1 tot en met 4 genoemde werkwijzen, bestaande uit een robuuste spuitinstallatie, met._het kenmerk, dat daarop middelen zijn aangebracht om de in genoemde conclusies beschreven functies tot stand te brengen.

6. Middelen volgens de in conclusie 5 genoemde omschrijving, met het kenmerk, dat deze bestaan uit een speciale turbine samenwerkend met een sterk vertragend stappen-mecha-nisme en een door een excentriek bediend stangenstelsel.

7. Turbine voor het realiseren van de in de voorgaande conclusies genoemde functies, met het kenmerk, dat ze geschikt is, aangedreven te worden door sterk verontreinigde vloeistof, wat bereikt wordt doordat een relatief smal open turbinewiel wordt toegepast met een verticale as, en dat dit wiel met grote bodemvrijheid opgesteld is in het turbinehuis, terwijl de hoek tussen de in- en uittree monden slechts 90" of minder van de omtrekshoek beslaat. Het t.urbinehuis is, om verstopt lopen te voorkomen, zo gevormd dat tussen in- en uittree mond een ruime doortocht naast het turbinewiel aanwezig is, terwijl dat aan de tegenover liggende zijde juist zeer beperkt is. Verder is de turbine, ter instelling van de juiste energie overdracht, aan de ingang voorzien van een verwisselbare straalpijp.

8. Straalpijp voor turbine, gekenmerkt doordat deze in stromingsrichting excentrisch is uitgevoerd en verdraaibaar in de intree mond is aangebracht.

9. Als stappenmechanisme uitgevoerde vertragende overbrenging, met het kenmerk, dat ook in een vervuilde omgeving een goede werking is gewaarborgd door toepassing van open pennewielen samenwerkend met een eentandsrondsel.

10. Mechanisme volgens voorgaande conclusie, met het kenmerk, dat de plaats van de draaiingsas van de pennewielen instelbaar is, zodat een juiste ingrijping en draaiingshoek wordt verkregen.

11. Mechanisme volgens voorgaande conclusie, voorzien van een arrêtering, met„het _kenmerk, dat die door ingrijping van het tandrondsel wordt gedeblokkeerd.

12. Mechanisme volgens conclusie 9, met .het. kenmerk, dat er omheen een tegen indringen van grove delen afschermende kast is aangebracht.

13. Inrichting volgens concJusie 4 met het kenmerk, dat een voorziening is aangebracht, waarmee bij het leegpompen van de opslag de in conclusie 4 genoemde afdekmiddelen worden opgevangen.

14. Inrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voorzieningen aanwezig zijn, waardoor verplaatsing in de al dan niet gevulde opslagruimte op eenvoudige wijze kan plaatsvinden.

15. Alle hier niet genoemde uit de beschrijving en/of tekeningen blijkende tot de uitvinding behorende kenmerken.